ワイヤボンディング方法及びその装置並びにバンプ形成方法
【課題】厚さ１００μｍ以下の第２ダイを用いた積層型デバイスにおいて、第２ダイの端部を支持するスペーサを使用しないで、ワイヤループ高さの安定が図れる。
【解決手段】基板１０上に第１ダイ１１が固定され、第１ダイ１１上に該第１ダイ１１よりより大きく端部がフリー状態で第２ダイ１２が固定されている。キャピラリ４０にボンディング荷重である第１荷重Ｗ１を加えて第２ダイ１２のパッド１２ａにボンディングを行って圧着ボール３０ｂを形成した後、キャピラリ４０に掛ける荷重を第１荷重Ｗ１より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重Ｗ２とし、その後にワイヤループを形成して基板１０のリード１０ｂにボンディングを行う。
【解決手段】基板１０上に第１ダイ１１が固定され、第１ダイ１１上に該第１ダイ１１よりより大きく端部がフリー状態で第２ダイ１２が固定されている。キャピラリ４０にボンディング荷重である第１荷重Ｗ１を加えて第２ダイ１２のパッド１２ａにボンディングを行って圧着ボール３０ｂを形成した後、キャピラリ４０に掛ける荷重を第１荷重Ｗ１より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重Ｗ２とし、その後にワイヤループを形成して基板１０のリード１０ｂにボンディングを行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤボンディング方法及びその装置並びにバンプ形成方法に係り、特にダイを重ね合わせたダイ積層型デバイスのワイヤボンディング方法及びその装置並びにバンプ形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイ積層型デバイスとして、特許文献１及び２が挙げられる。またバンプ形成方法として、特許文献３が挙げられる。
【特許文献１】特開２０００−０５８７４３号公報
【特許文献２】特開２００３−１２４４３３号公報
【特許文献３】特開平５−１３６１５０号公報
【０００３】
特許文献１は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定されている。第１ダイのパッドと基板のリードとは第１ワイヤで接続され、第２ダイのパッドと基板のリードとは第２ワイヤで接続されている。このように、第１ダイと第２ダイ間にスペーサを設けることにより、前記第１ワイヤのための空間を形成している。
【０００４】
特許文献２は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きい第２ダイが固定されている。第１ダイのパッドと基板のリードとは第１ワイヤで接続され、第２ダイのパッドと基板のリードとは第２ワイヤで接続されている。また第２ダイの端部を基板上に固定されたスペーサで支持している。
【０００５】
また第１ボンド点上にボンディングした圧着ボールより上方に伸びたネック高さ部を低くした低ワイヤループ形状を形成するものとして特許文献４が挙げられる。このワイヤボンディング方法は、第１ボンド点にボールをボンディングして圧着ボールを形成する工程と、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行う工程と、続いて圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成する工程と、その後にキャピラリ上昇、水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンド点方向に移動させてワイヤを第２ボンド点にボンディングする工程とからなっている。このように、圧着ボールを形成した後にリバース動作を行い、続いて圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成するので、圧着ボール上のネック高さ部が非常に低く形成される。なお、特許文献５はボンディング荷重制御手段の一例を示す。
【特許文献４】特開２００４−１７２４７７号公報
【特許文献５】特開平１０−２８４５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、第２ダイの端部はフリー状態となっているが、第２ダイの厚さは２５０〜３００μｍと厚いので、第２ダイのパッドに第２ワイヤをボンディングする時に第２ダイが撓むことはない。
しかし、デバイスの薄型化を図るために極薄ダイ、例えば第２ダイの厚さを１００μｍ以下とすると、第２ダイの端部がフリー状態であると、第２ダイのパッドにボールをボンディングする時に第２ダイが撓み、このボンディングされた圧着ボールの潰れ量が安定しないと共に、ワイヤループのバラツキが生じる。
これを避けるには、特許文献２に示すように第２ダイの端部をスペーサで支持する必要がある。このように、極薄ダイによって積層型デバイスを形成するには、第２ダイの端部を支持するスペーサを設ける必要があり、その分デバイスがコスト高になる。
【０００７】
また特許文献４の方法を前記した第２ダイの厚さが薄いダイ積層型デバイスに適用した場合、第２ダイの端部がフリー状態であると、第２ダイのパッドにボールをボンディングして圧着ボールを形成する時のみでなく、この圧着ボール上にワイヤをボンディングして圧着ワイヤを形成する時にも第２ダイが撓み、圧着ワイヤが正常に形成されなく、またワイヤループのバラツキが生じる。
【０００８】
本発明の課題は、厚さ１００μｍ以下の第２ダイを用いた積層型デバイスにおいて、第２ダイの端部を支持するスペーサを使用しないで、第２ダイ上に形成された圧着ボールの潰れ形状又は該圧着ボール上に形成された圧着ワイヤの潰れ形状が安定して得られると共に、ワイヤループ高さの安定が図れるワイヤボンディング方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の請求項３は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の請求項４は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の請求項５は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、この第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプ形成することを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するための本発明の請求項６は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプを形成することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の請求項７は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛け、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御する荷重制御手段を有することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための本発明の請求項８は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛け、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御する荷重制御手段を有することを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための本発明の請求項９は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するための本発明の請求項１０は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
厚さ１００μｍ以下の第２ダイを用いた積層型デバイスにおいて、第２ダイの端部を支持するスペーサを必要としないので、コスト低減が図れる。また、スペーサを使用しないために、第２ダイへのボンディング時に第２ダイが撓んでも、ボンディング時の第１荷重より軽荷重の第２荷重として第２ダイの撓みを解消した後、ワイヤループを形成するので、安定したワイヤループ高さが得られる。また第２ダイへのボンディングによる圧着ボールの形成は、荷重制御によって行うので、ボンディング後の第２ダイの撓み量に影響されなく、圧着ボールの潰れ形状は安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の第１実施の形態を図１及び図２により説明する。基板１０上には第１ダイ１１及び第２ダイ１２が積層され、更に第１ダイ１１と第２ダイ１２間にはスペーサ１３が配設されている。即ち、基板１０上には第１ダイ１１が接着剤２０により固定されており、第１ダイ１１上には、該第１ダイ１１より小さいスペーサ１３が接着剤２１により固定されている。スペーサ１３上には第２ダイ１２が接着剤２２により固定されている。第１ダイ１１のパッド１１ａと基板１０のリード１０ａとは、ワイヤ３１により接続されている。このワイヤ３１の接続は、第２ダイ１２がスペーサ１３に固定される前にワイヤボンディング装置によって行われる。ワイヤボンディング装置は、ワイヤ３０が挿通されたキャピラリ４０を有し、キャピラリ４０は上下動及びＸＹ軸方向に移動させられる。以上は従来と同じである。
【００２１】
本実施の形態においては、第２ダイ１２は、厚さ１００μｍ以下となっており、第２ダイ１２の端部はスペーサによって支持されていなくフリー状態となっている。図示しないが、ワイヤボンディング装置は、ボンディング時にキャピラリ４０に荷重を掛ける荷重付与手段を有し、この荷重付与手段の荷重は荷重制御手段によって制御されるようになっている。荷重制御手段は第２ダイ１２のパッド１２ａにボンディングする時は第１荷重Ｗ１に制御し、その後第１荷重Ｗ１より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で該第２ダイ１２の撓みを解消する第２荷重Ｗ２に制御するようになっている。またキャピラリ４０への超音波出力は、第１荷重Ｗ１の時に出力され、第２荷重Ｗ２の時はオフに制御される。
【００２２】
次に作用について説明する。図１（ａ）に示すように、キャピラリ４０に挿通されたワイヤ３０の先端にボール３０ａを形成し、キャピラリ４０を下降させる。図１（ｂ）に示すように、キャピラリ４０が下降してボール３０ａを第２ダイ１２のパッド１２ａに接地させ、荷重制御手段による制御によって荷重付与手段よりキャピラリ４０にボンディング荷重である第１荷重Ｗ１を掛ける。この第１荷重Ｗ１で第２ダイ１２の端部は撓む。第２ダイ１２の撓みｈ１は、第２ダイ１２の材質、厚さｔ、オーバーハング長ｓ及び第１荷重Ｗ１の大きさで異なる。例えば、ｔ＝８０μｍ、ｓ＝２０００μｍ、Ｗ１＝２０ｇの場合、撓みｈ１は約１００μｍとなる。この第１荷重Ｗ１を掛けた状態で超音波出力を開始すると、ボール３０ａは第２ダイ１２のパッド１２ａに接続され、圧着ボール３０ｂが形成される。
【００２３】
ボンディング完了後、キャピラリ４０に掛ける荷重は、荷重制御手段による制御によって前記第１荷重Ｗ１より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みｈ１を解消する、例えば１〜３ｇの第２荷重Ｗ２の荷重に制御される。これにより、図１（ｃ）に示すように、第２ダイ１２の撓みｈ１は解消する。その後は図２（ａ）に示すように、従来と同様にワイヤループ形成動作を行い基板１０のリード１０ｂにボンディングし、第２ダイ１２のパッド１２ａと基板１０のリード１０ｂにワイヤ３２を接続する。続いて図２（ｂ）に示すように、キャピラリ４０と共にクランパ（図示せず）が上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、ワイヤ３２の付け根から切断する。
【００２４】
このように、第２ダイ１２の端部を支持するスペーサを必要としないので、コスト低減が図れる。また、スペーサを使用しないために、第２ダイ１２へのボンディング時に第２ダイ１２が撓んでも、ボンディング時の第１荷重Ｗ１より軽荷重の第２荷重Ｗ２として第２ダイ１２の撓みｈ１を解消した後、ワイヤループを形成するので、安定したワイヤループ高さが得られる。また圧着ボール３０ｂの形成は、荷重制御によって行うので、ボンディング後の第２ダイ１２の撓み量に影響されなく、圧着ボール３０ｂの潰れ形状は安定する。
【００２５】
本発明の第２実施の形態を図３及び図４により説明する。前記実施の形態は、ワイヤ３１の空間を確保するために、第１ダイ１１上にスペーサ１３を固定し、このスペーサ１３上に第２ダイ１２が固定されたデバイスに適用した場合を示す。本実施の形態は、〔背景技術〕の項で挙げた特許文献２に示すデバイスに適用した場合を示す。
【００２６】
基板１０上には、接着剤２０により第１ダイ１１が固定され、第１ダイ１１上には接着剤２３により第２ダイ１２が固定されている。基板１０のリード１０ａと第１ダイ１１のパッド１１ａとを接続するワイヤ３３は、特許文献２と同様に、リード１０ａにボールボンディングをし、パッド１１ａにステッチボンディングにより形成される。このワイヤ３３の接続は、第２ダイ１２が固定される前に行われることは言うまでもない。
【００２７】
第２ダイ１２のパッド１２ａと基板１０のリード１０ｂとのワイヤ３２の接続は前記実施の形態と同じである。即ち、図３（ａ）に示すように、キャピラリ４０に挿通されたワイヤ３０の先端にボール３０ａを形成し、キャピラリ４０を下降させる。図３（ｂ）に示すように、キャピラリ４０が下降してボール３０ａを第２ダイ１２のパッド１２ａに接地させ、荷重制御手段による制御によって荷重付与手段よりキャピラリ４０にボンディング荷重である第１荷重Ｗ１を掛ける。この第１荷重Ｗ１で第２ダイ１２の端部は撓む。第２ダイ１２の撓みｈ１は、第２ダイ１２の材質、厚さｔ、オーバーハング長ｓ及び第１荷重Ｗ１の大きさで異なる。例えば、ｔ＝８０μｍ、ｓ＝２０００μｍ、Ｗ１＝２０ｇの場合、撓みｈ１は約１００μｍとなる。この第１荷重Ｗ１を掛けた状態で超音波出力を開始すると、ボール３０ａは第２ダイ１２のパッド１２ａに接続され、圧着ボール３０ｂが形成される。
【００２８】
ボンディング完了後、キャピラリ４０に掛ける荷重は、荷重制御手段による制御によって前記第１荷重Ｗ１より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みｈ１を解消する、例えば１〜３ｇの第２荷重Ｗ２の荷重に制御される。これにより、図３（ｃ）に示すように、第２ダイ１２の撓みｈ１は解消する。その後は図３（ｄ）に示すように、従来と同様にワイヤループ形成動作を行い基板１０のリード１０ｂにボンディングし、第２ダイ１２のパッド１２ａと基板１０のリード１０ｂにワイヤ３２を接続する。続いて図４に示すように、キャピラリ４０と共にクランパ（図示せず）が上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、ワイヤ３２の付け根から切断する。
【００２９】
このように、第２ダイ１２の端部を支持するスペーサを必要としないので、コスト低減が図れる。また、スペーサを使用しないために、第２ダイ１２へのボンディング時に第２ダイ１２が撓んでも、ボンディング時の第１荷重Ｗ１より軽荷重の第２荷重Ｗ２として第２ダイ１２の撓みｈ１を解消した後、ワイヤループを形成するので、安定したワイヤループ高さが得られる。また圧着ボール３０ｂの形成は、荷重制御によって行うので、ボンディング後の第２ダイ１２の撓み量に影響されなく、圧着ボール３０ｂの潰れ形状は安定する。
【００３０】
本発明の第３実施の形態を図５乃至図８による説明する。本実施の形態は図１と同様に基板１０上に第１ダイ１１、スペーサ１３及び第２ダイ１２が積層されたデバイスに適用した場合を示す。本実施の形態における荷重制御手段によって制御される荷重付与手段は、第２ダイ１２のパッドに第１ボンディングを行う時にキャピラリ４０に掛けるボンディング荷重である第１荷重Ｗ１を掛けて圧着ボール３０ｂを形成し、その後にキャピラリ４０に掛ける荷重を前記第１荷重Ｗ１より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重Ｗ２を掛けるように制御し、また圧着ボール３０ｂ形成後に該圧着ボール３０ｂ上にワイヤ３０を押圧してボンディングを行う時にキャピラリ４０に掛けるボンディング荷重である第３荷重Ｗ３を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリ４０に掛ける荷重を第３荷重Ｗ３より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重Ｗ４とするように加えられる。
【００３１】
本実施の形態の工程は図１（ａ）（ｂ）（ｃ）の続きの工程である。そこで、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）の工程は既に説明済みであるので、簡単に説明する。図１（ａ）に示すように、ボール３０ａを形成する。次に図１（ｂ）に示すように、ボール３０ａを第２ダイ１２のパッド１２ａに第１荷重Ｗ１でボンディングして圧着ボール３０ｂを形成する。続いて図１（ｃ）に示すように、第２荷重Ｗ２にして第２ダイ１２の撓みを解消する。
【００３２】
次に図５（ａ）に示すように、キャピラリ４０を約５０〜１００μｍ上昇させる。その後、図５（ｂ）に示すように、キャピラリ４０を第２ボンド点であるリード１０ｂと反対方向に約３０〜５０μｍ水平移動させるリバース動作を行う。続いて図５（ｃ）に示すように、キャピラリ４０を下降させ、荷重制御手段による制御によって荷重付与手段によりキャピラリ４０に前記第１荷重Ｗ１（約２０ｇ）とほぼ同じ第３荷重Ｗ３を掛ける。この図５（ａ）から（ｃ）の工程により、圧着ボール３０ｂから僅かに上方の部分に腰の強い屈折部３３が付けられる。前記第３荷重Ｗ３により第２ダイ１２の端部には撓みｈ２が生じる。
【００３３】
次にキャピラリ４０に掛ける荷重は、荷重制御手段による制御によって前記第１荷重Ｗ３より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みｈ２を解消する、例えば１〜３ｇの第２荷重Ｗ２とほぼ同じ第４荷重Ｗ４に制御される。これにより、図６（ａ）に示すように、第２ダイ１２の撓みｈ２は解消する。その後は図６（ｂ）に示すように、キャピラリ４０を約５０〜１００μｍ上昇させる。続いて図６（ｃ）に示すように、キャピラリ４０を第２ボンド点であるリード１０ｂの方向に、該リード１０ｂと反対側のキャピラリ４０の下面が圧着ボール３０ｂの上方に位置するように水平移動させる。
【００３４】
次に図７（ａ）に示すように、キャピラリ４０を下降させ、荷重制御手段による制御によって荷重付与手段によりキャピラリ４０に約１０〜２０ｇの第５荷重Ｗ５を掛ける。これにより、ワイヤ３０は折り曲げられて圧着ボール３０ｂ上に重ね合わせられて押圧され、圧着ボール３０ｂ上に圧着ワイヤ３０ｃが形成される。この第５荷重Ｗ５により第２ダイ１２の端部には撓みｈ３が生じる。その後、キャピラリ４０に掛ける荷重は、荷重制御手段による制御によって前記第５荷重Ｗ５より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みｈ３を解消する、例えば１〜３ｇの第２荷重Ｗ２とほぼ同じ第６荷重Ｗ６に制御される。これにより、図７（ｂ）に示すように、第２ダイ１２の撓みｈ３は解消する。
【００３５】
その後は図８（ａ）に示すように、従来と同様にワイヤループ形成動作を行い基板１０のリード１０ｂにボンディングし、第２ダイ１２のパッド１２ａと基板１０のリード１０ｂにワイヤ３２を接続する。続いて図８（ｂ）に示すように、キャピラリ４０と共にクランパ（図示せず）が上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、ワイヤ３２の付け根から切断する。
【００３６】
このように、第２ダイ１２上の圧着ボール３０ｂ及び圧着ワイヤ３０ｃの形成は、荷重制御によって行うので、ボンディング後の第２ダイ１２の撓み量に影響されなく圧着ボール３０ｂ及び圧着ワイヤ３０ｃの潰れ形状は安定する。また第２ダイ１２に第１荷重Ｗ１、第３荷重Ｗ３及び第５荷重Ｗ５を掛けて該第２ダイ１２が撓んだ時は、前記第１、第３及び第５荷重Ｗ１、Ｗ３、Ｗ５より軽荷重の第２、第４及び第６荷重Ｗ２、Ｗ４、Ｗ６として第２ダイ１２の撓みｈ１、ｈ２、ｈ３を解消した後、ワイヤループを形成するので、安定したワイヤループ高さが得られる。
【００３７】
なお、図５乃至図８の第３実施の形態は図１の第１実施の形態のデバイスに適用した場合について説明したが、図３及び図４の第２実施の形態にも適用できることは言うまでもない。即ち、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）の工程の後に図５乃至図８の工程を行う。
【００３８】
本発明の第４実施の形態を図９及び図１０により説明する。本実施の形態は、第２ダイ１２のパッド１２ａにバンプ３０ｄ（図１０（ｂ）参照）を形成する場合を示す。また本実施の形態は図１と同様に基板１０上に第１ダイ１１、スペーサ１３及び第２ダイ１２が積層されたデバイスに適用した場合を示す。
【００３９】
本実施の形態の工程は図１（ａ）（ｂ）（ｃ）の続きの工程である。そこで、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）の工程は既に説明済みであるので、簡単に説明する。図１（ａ）に示すように、ボール３０ａを形成する。次に図１（ｂ）に示すように、ボール３０ａを第２ダイ１２のパッド１２ａに第１荷重Ｗ１でボンディングして圧着ボール３０ｂを形成する。続いて図１（ｃ）に示すように、第２荷重Ｗ２にして第２ダイ１２の撓みを解消する。
【００４０】
次に図９（ａ）に示すように、キャピラリ４０を約３００〜５００μｍ上昇させた後、図９（ｂ）に示すように、約３０〜５０μｍ程度水平移動させる。続いて図９（ｃ）に示すように、キャピラリ４０を下降させ、キャピラリ４０に例えば２０ｇの第３荷重Ｗ３を掛ける。このようにキャピラリ４０を下降させることにより、パッド１２ａにボンディングされたボール３０ａの立ち上がり部を屈折させ、この立ち上がり部を脆弱化させる。また第３荷重Ｗ３を掛けることにより、第２ダイ１２の端部は撓む。
【００４１】
次に図１０（ａ）に示すように、第３荷重Ｗ３より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みｈ４を解消する、例えば１〜３ｇの第２荷重Ｗ２の荷重に制御される。これにより、第２ダイ１２の撓みｈ４は解消する。その後は図１０（ｂ）に示すように、キャピラリ４０と共にクランパ（図示せず）が上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、圧着ボール３０ｂの立ち上がり部から切断され、第２ダイ１２のパッド１２ａ上にはバンプ３０ｄが形成される。
【００４２】
このように、第２ダイ１２の端部を支持するスペーサを必要としないので、コスト低減が図れる。また、スペーサを使用しないために、第２ダイ１２へのボンディング時に第２ダイ１２が撓んでも、ボンディング時の第１荷重Ｗ１より軽荷重の第２荷重Ｗ２として第２ダイ１２の撓みｈ４を解消した後、バンプ３０ｄを形成するので、安定したバンプ３０ｄが得られる。
【００４３】
なお、図９及び図１０の第４実施の形態は図１の第１実施の形態のデバイスに適用した場合について説明したが、図３の第２実施の形態にも適用できることは言うまでもない。即ち、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）の工程の後に図９及び図１０の工程を行う。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施の形態のワイヤボンディング方法を示す工程図である。
【図２】図１の続きの工程図である。
【図３】本発明の第２実施の形態のワイヤボンディング方法を示す工程図である。
【図４】図３の続きの工程図である。
【図５】本発明の第３実施の形態のワイヤボンディング方法を示す工程図である。
【図６】図５の続きの工程図である。
【図７】図６の続きの工程図である。
【図８】図７の続きの工程図である。
【図９】本発明の第４実施の形態のバンプ形成方法を示す工程図である。
【図１０】図９の続きの工程図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 基板
１０ａ、１０ｂ リード
１１ 第１ダイ
１１ａ パッド
１２ 第２ダイ
１２ａ パッド
３０、３１、３２、３３ ワイヤ
３０ａ ボール
３０ｂ 圧着ボール
３０ｃ 圧着ワイヤ
３０ｄ バンプ
４０ キャピラリ
Ｗ１ 第１荷重
Ｗ２ 第２荷重
ｈ１〜ｈ４ 撓み
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤボンディング方法及びその装置並びにバンプ形成方法に係り、特にダイを重ね合わせたダイ積層型デバイスのワイヤボンディング方法及びその装置並びにバンプ形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダイ積層型デバイスとして、特許文献１及び２が挙げられる。またバンプ形成方法として、特許文献３が挙げられる。
【特許文献１】特開２０００−０５８７４３号公報
【特許文献２】特開２００３−１２４４３３号公報
【特許文献３】特開平５−１３６１５０号公報
【０００３】
特許文献１は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定されている。第１ダイのパッドと基板のリードとは第１ワイヤで接続され、第２ダイのパッドと基板のリードとは第２ワイヤで接続されている。このように、第１ダイと第２ダイ間にスペーサを設けることにより、前記第１ワイヤのための空間を形成している。
【０００４】
特許文献２は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きい第２ダイが固定されている。第１ダイのパッドと基板のリードとは第１ワイヤで接続され、第２ダイのパッドと基板のリードとは第２ワイヤで接続されている。また第２ダイの端部を基板上に固定されたスペーサで支持している。
【０００５】
また第１ボンド点上にボンディングした圧着ボールより上方に伸びたネック高さ部を低くした低ワイヤループ形状を形成するものとして特許文献４が挙げられる。このワイヤボンディング方法は、第１ボンド点にボールをボンディングして圧着ボールを形成する工程と、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行う工程と、続いて圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成する工程と、その後にキャピラリ上昇、水平移動等のループコントロールを行いながらワイヤを繰り出して第２ボンド点方向に移動させてワイヤを第２ボンド点にボンディングする工程とからなっている。このように、圧着ボールを形成した後にリバース動作を行い、続いて圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成するので、圧着ボール上のネック高さ部が非常に低く形成される。なお、特許文献５はボンディング荷重制御手段の一例を示す。
【特許文献４】特開２００４−１７２４７７号公報
【特許文献５】特開平１０−２８４５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１は、第２ダイの端部はフリー状態となっているが、第２ダイの厚さは２５０〜３００μｍと厚いので、第２ダイのパッドに第２ワイヤをボンディングする時に第２ダイが撓むことはない。
しかし、デバイスの薄型化を図るために極薄ダイ、例えば第２ダイの厚さを１００μｍ以下とすると、第２ダイの端部がフリー状態であると、第２ダイのパッドにボールをボンディングする時に第２ダイが撓み、このボンディングされた圧着ボールの潰れ量が安定しないと共に、ワイヤループのバラツキが生じる。
これを避けるには、特許文献２に示すように第２ダイの端部をスペーサで支持する必要がある。このように、極薄ダイによって積層型デバイスを形成するには、第２ダイの端部を支持するスペーサを設ける必要があり、その分デバイスがコスト高になる。
【０００７】
また特許文献４の方法を前記した第２ダイの厚さが薄いダイ積層型デバイスに適用した場合、第２ダイの端部がフリー状態であると、第２ダイのパッドにボールをボンディングして圧着ボールを形成する時のみでなく、この圧着ボール上にワイヤをボンディングして圧着ワイヤを形成する時にも第２ダイが撓み、圧着ワイヤが正常に形成されなく、またワイヤループのバラツキが生じる。
【０００８】
本発明の課題は、厚さ１００μｍ以下の第２ダイを用いた積層型デバイスにおいて、第２ダイの端部を支持するスペーサを使用しないで、第２ダイ上に形成された圧着ボールの潰れ形状又は該圧着ボール上に形成された圧着ワイヤの潰れ形状が安定して得られると共に、ワイヤループ高さの安定が図れるワイヤボンディング方法及びその装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の請求項３は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の請求項４は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の請求項５は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、この第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプ形成することを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決するための本発明の請求項６は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプを形成することを特徴とする。
【００１５】
上記課題を解決するための本発明の請求項７は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛け、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御する荷重制御手段を有することを特徴とする。
【００１６】
上記課題を解決するための本発明の請求項８は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛け、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御する荷重制御手段を有することを特徴とする。
【００１７】
上記課題を解決するための本発明の請求項９は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とする。
【００１８】
上記課題を解決するための本発明の請求項１０は、基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
厚さ１００μｍ以下の第２ダイを用いた積層型デバイスにおいて、第２ダイの端部を支持するスペーサを必要としないので、コスト低減が図れる。また、スペーサを使用しないために、第２ダイへのボンディング時に第２ダイが撓んでも、ボンディング時の第１荷重より軽荷重の第２荷重として第２ダイの撓みを解消した後、ワイヤループを形成するので、安定したワイヤループ高さが得られる。また第２ダイへのボンディングによる圧着ボールの形成は、荷重制御によって行うので、ボンディング後の第２ダイの撓み量に影響されなく、圧着ボールの潰れ形状は安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の第１実施の形態を図１及び図２により説明する。基板１０上には第１ダイ１１及び第２ダイ１２が積層され、更に第１ダイ１１と第２ダイ１２間にはスペーサ１３が配設されている。即ち、基板１０上には第１ダイ１１が接着剤２０により固定されており、第１ダイ１１上には、該第１ダイ１１より小さいスペーサ１３が接着剤２１により固定されている。スペーサ１３上には第２ダイ１２が接着剤２２により固定されている。第１ダイ１１のパッド１１ａと基板１０のリード１０ａとは、ワイヤ３１により接続されている。このワイヤ３１の接続は、第２ダイ１２がスペーサ１３に固定される前にワイヤボンディング装置によって行われる。ワイヤボンディング装置は、ワイヤ３０が挿通されたキャピラリ４０を有し、キャピラリ４０は上下動及びＸＹ軸方向に移動させられる。以上は従来と同じである。
【００２１】
本実施の形態においては、第２ダイ１２は、厚さ１００μｍ以下となっており、第２ダイ１２の端部はスペーサによって支持されていなくフリー状態となっている。図示しないが、ワイヤボンディング装置は、ボンディング時にキャピラリ４０に荷重を掛ける荷重付与手段を有し、この荷重付与手段の荷重は荷重制御手段によって制御されるようになっている。荷重制御手段は第２ダイ１２のパッド１２ａにボンディングする時は第１荷重Ｗ１に制御し、その後第１荷重Ｗ１より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で該第２ダイ１２の撓みを解消する第２荷重Ｗ２に制御するようになっている。またキャピラリ４０への超音波出力は、第１荷重Ｗ１の時に出力され、第２荷重Ｗ２の時はオフに制御される。
【００２２】
次に作用について説明する。図１（ａ）に示すように、キャピラリ４０に挿通されたワイヤ３０の先端にボール３０ａを形成し、キャピラリ４０を下降させる。図１（ｂ）に示すように、キャピラリ４０が下降してボール３０ａを第２ダイ１２のパッド１２ａに接地させ、荷重制御手段による制御によって荷重付与手段よりキャピラリ４０にボンディング荷重である第１荷重Ｗ１を掛ける。この第１荷重Ｗ１で第２ダイ１２の端部は撓む。第２ダイ１２の撓みｈ１は、第２ダイ１２の材質、厚さｔ、オーバーハング長ｓ及び第１荷重Ｗ１の大きさで異なる。例えば、ｔ＝８０μｍ、ｓ＝２０００μｍ、Ｗ１＝２０ｇの場合、撓みｈ１は約１００μｍとなる。この第１荷重Ｗ１を掛けた状態で超音波出力を開始すると、ボール３０ａは第２ダイ１２のパッド１２ａに接続され、圧着ボール３０ｂが形成される。
【００２３】
ボンディング完了後、キャピラリ４０に掛ける荷重は、荷重制御手段による制御によって前記第１荷重Ｗ１より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みｈ１を解消する、例えば１〜３ｇの第２荷重Ｗ２の荷重に制御される。これにより、図１（ｃ）に示すように、第２ダイ１２の撓みｈ１は解消する。その後は図２（ａ）に示すように、従来と同様にワイヤループ形成動作を行い基板１０のリード１０ｂにボンディングし、第２ダイ１２のパッド１２ａと基板１０のリード１０ｂにワイヤ３２を接続する。続いて図２（ｂ）に示すように、キャピラリ４０と共にクランパ（図示せず）が上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、ワイヤ３２の付け根から切断する。
【００２４】
このように、第２ダイ１２の端部を支持するスペーサを必要としないので、コスト低減が図れる。また、スペーサを使用しないために、第２ダイ１２へのボンディング時に第２ダイ１２が撓んでも、ボンディング時の第１荷重Ｗ１より軽荷重の第２荷重Ｗ２として第２ダイ１２の撓みｈ１を解消した後、ワイヤループを形成するので、安定したワイヤループ高さが得られる。また圧着ボール３０ｂの形成は、荷重制御によって行うので、ボンディング後の第２ダイ１２の撓み量に影響されなく、圧着ボール３０ｂの潰れ形状は安定する。
【００２５】
本発明の第２実施の形態を図３及び図４により説明する。前記実施の形態は、ワイヤ３１の空間を確保するために、第１ダイ１１上にスペーサ１３を固定し、このスペーサ１３上に第２ダイ１２が固定されたデバイスに適用した場合を示す。本実施の形態は、〔背景技術〕の項で挙げた特許文献２に示すデバイスに適用した場合を示す。
【００２６】
基板１０上には、接着剤２０により第１ダイ１１が固定され、第１ダイ１１上には接着剤２３により第２ダイ１２が固定されている。基板１０のリード１０ａと第１ダイ１１のパッド１１ａとを接続するワイヤ３３は、特許文献２と同様に、リード１０ａにボールボンディングをし、パッド１１ａにステッチボンディングにより形成される。このワイヤ３３の接続は、第２ダイ１２が固定される前に行われることは言うまでもない。
【００２７】
第２ダイ１２のパッド１２ａと基板１０のリード１０ｂとのワイヤ３２の接続は前記実施の形態と同じである。即ち、図３（ａ）に示すように、キャピラリ４０に挿通されたワイヤ３０の先端にボール３０ａを形成し、キャピラリ４０を下降させる。図３（ｂ）に示すように、キャピラリ４０が下降してボール３０ａを第２ダイ１２のパッド１２ａに接地させ、荷重制御手段による制御によって荷重付与手段よりキャピラリ４０にボンディング荷重である第１荷重Ｗ１を掛ける。この第１荷重Ｗ１で第２ダイ１２の端部は撓む。第２ダイ１２の撓みｈ１は、第２ダイ１２の材質、厚さｔ、オーバーハング長ｓ及び第１荷重Ｗ１の大きさで異なる。例えば、ｔ＝８０μｍ、ｓ＝２０００μｍ、Ｗ１＝２０ｇの場合、撓みｈ１は約１００μｍとなる。この第１荷重Ｗ１を掛けた状態で超音波出力を開始すると、ボール３０ａは第２ダイ１２のパッド１２ａに接続され、圧着ボール３０ｂが形成される。
【００２８】
ボンディング完了後、キャピラリ４０に掛ける荷重は、荷重制御手段による制御によって前記第１荷重Ｗ１より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みｈ１を解消する、例えば１〜３ｇの第２荷重Ｗ２の荷重に制御される。これにより、図３（ｃ）に示すように、第２ダイ１２の撓みｈ１は解消する。その後は図３（ｄ）に示すように、従来と同様にワイヤループ形成動作を行い基板１０のリード１０ｂにボンディングし、第２ダイ１２のパッド１２ａと基板１０のリード１０ｂにワイヤ３２を接続する。続いて図４に示すように、キャピラリ４０と共にクランパ（図示せず）が上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、ワイヤ３２の付け根から切断する。
【００２９】
このように、第２ダイ１２の端部を支持するスペーサを必要としないので、コスト低減が図れる。また、スペーサを使用しないために、第２ダイ１２へのボンディング時に第２ダイ１２が撓んでも、ボンディング時の第１荷重Ｗ１より軽荷重の第２荷重Ｗ２として第２ダイ１２の撓みｈ１を解消した後、ワイヤループを形成するので、安定したワイヤループ高さが得られる。また圧着ボール３０ｂの形成は、荷重制御によって行うので、ボンディング後の第２ダイ１２の撓み量に影響されなく、圧着ボール３０ｂの潰れ形状は安定する。
【００３０】
本発明の第３実施の形態を図５乃至図８による説明する。本実施の形態は図１と同様に基板１０上に第１ダイ１１、スペーサ１３及び第２ダイ１２が積層されたデバイスに適用した場合を示す。本実施の形態における荷重制御手段によって制御される荷重付与手段は、第２ダイ１２のパッドに第１ボンディングを行う時にキャピラリ４０に掛けるボンディング荷重である第１荷重Ｗ１を掛けて圧着ボール３０ｂを形成し、その後にキャピラリ４０に掛ける荷重を前記第１荷重Ｗ１より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重Ｗ２を掛けるように制御し、また圧着ボール３０ｂ形成後に該圧着ボール３０ｂ上にワイヤ３０を押圧してボンディングを行う時にキャピラリ４０に掛けるボンディング荷重である第３荷重Ｗ３を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリ４０に掛ける荷重を第３荷重Ｗ３より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重Ｗ４とするように加えられる。
【００３１】
本実施の形態の工程は図１（ａ）（ｂ）（ｃ）の続きの工程である。そこで、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）の工程は既に説明済みであるので、簡単に説明する。図１（ａ）に示すように、ボール３０ａを形成する。次に図１（ｂ）に示すように、ボール３０ａを第２ダイ１２のパッド１２ａに第１荷重Ｗ１でボンディングして圧着ボール３０ｂを形成する。続いて図１（ｃ）に示すように、第２荷重Ｗ２にして第２ダイ１２の撓みを解消する。
【００３２】
次に図５（ａ）に示すように、キャピラリ４０を約５０〜１００μｍ上昇させる。その後、図５（ｂ）に示すように、キャピラリ４０を第２ボンド点であるリード１０ｂと反対方向に約３０〜５０μｍ水平移動させるリバース動作を行う。続いて図５（ｃ）に示すように、キャピラリ４０を下降させ、荷重制御手段による制御によって荷重付与手段によりキャピラリ４０に前記第１荷重Ｗ１（約２０ｇ）とほぼ同じ第３荷重Ｗ３を掛ける。この図５（ａ）から（ｃ）の工程により、圧着ボール３０ｂから僅かに上方の部分に腰の強い屈折部３３が付けられる。前記第３荷重Ｗ３により第２ダイ１２の端部には撓みｈ２が生じる。
【００３３】
次にキャピラリ４０に掛ける荷重は、荷重制御手段による制御によって前記第１荷重Ｗ３より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みｈ２を解消する、例えば１〜３ｇの第２荷重Ｗ２とほぼ同じ第４荷重Ｗ４に制御される。これにより、図６（ａ）に示すように、第２ダイ１２の撓みｈ２は解消する。その後は図６（ｂ）に示すように、キャピラリ４０を約５０〜１００μｍ上昇させる。続いて図６（ｃ）に示すように、キャピラリ４０を第２ボンド点であるリード１０ｂの方向に、該リード１０ｂと反対側のキャピラリ４０の下面が圧着ボール３０ｂの上方に位置するように水平移動させる。
【００３４】
次に図７（ａ）に示すように、キャピラリ４０を下降させ、荷重制御手段による制御によって荷重付与手段によりキャピラリ４０に約１０〜２０ｇの第５荷重Ｗ５を掛ける。これにより、ワイヤ３０は折り曲げられて圧着ボール３０ｂ上に重ね合わせられて押圧され、圧着ボール３０ｂ上に圧着ワイヤ３０ｃが形成される。この第５荷重Ｗ５により第２ダイ１２の端部には撓みｈ３が生じる。その後、キャピラリ４０に掛ける荷重は、荷重制御手段による制御によって前記第５荷重Ｗ５より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みｈ３を解消する、例えば１〜３ｇの第２荷重Ｗ２とほぼ同じ第６荷重Ｗ６に制御される。これにより、図７（ｂ）に示すように、第２ダイ１２の撓みｈ３は解消する。
【００３５】
その後は図８（ａ）に示すように、従来と同様にワイヤループ形成動作を行い基板１０のリード１０ｂにボンディングし、第２ダイ１２のパッド１２ａと基板１０のリード１０ｂにワイヤ３２を接続する。続いて図８（ｂ）に示すように、キャピラリ４０と共にクランパ（図示せず）が上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、ワイヤ３２の付け根から切断する。
【００３６】
このように、第２ダイ１２上の圧着ボール３０ｂ及び圧着ワイヤ３０ｃの形成は、荷重制御によって行うので、ボンディング後の第２ダイ１２の撓み量に影響されなく圧着ボール３０ｂ及び圧着ワイヤ３０ｃの潰れ形状は安定する。また第２ダイ１２に第１荷重Ｗ１、第３荷重Ｗ３及び第５荷重Ｗ５を掛けて該第２ダイ１２が撓んだ時は、前記第１、第３及び第５荷重Ｗ１、Ｗ３、Ｗ５より軽荷重の第２、第４及び第６荷重Ｗ２、Ｗ４、Ｗ６として第２ダイ１２の撓みｈ１、ｈ２、ｈ３を解消した後、ワイヤループを形成するので、安定したワイヤループ高さが得られる。
【００３７】
なお、図５乃至図８の第３実施の形態は図１の第１実施の形態のデバイスに適用した場合について説明したが、図３及び図４の第２実施の形態にも適用できることは言うまでもない。即ち、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）の工程の後に図５乃至図８の工程を行う。
【００３８】
本発明の第４実施の形態を図９及び図１０により説明する。本実施の形態は、第２ダイ１２のパッド１２ａにバンプ３０ｄ（図１０（ｂ）参照）を形成する場合を示す。また本実施の形態は図１と同様に基板１０上に第１ダイ１１、スペーサ１３及び第２ダイ１２が積層されたデバイスに適用した場合を示す。
【００３９】
本実施の形態の工程は図１（ａ）（ｂ）（ｃ）の続きの工程である。そこで、図１（ａ）（ｂ）（ｃ）の工程は既に説明済みであるので、簡単に説明する。図１（ａ）に示すように、ボール３０ａを形成する。次に図１（ｂ）に示すように、ボール３０ａを第２ダイ１２のパッド１２ａに第１荷重Ｗ１でボンディングして圧着ボール３０ｂを形成する。続いて図１（ｃ）に示すように、第２荷重Ｗ２にして第２ダイ１２の撓みを解消する。
【００４０】
次に図９（ａ）に示すように、キャピラリ４０を約３００〜５００μｍ上昇させた後、図９（ｂ）に示すように、約３０〜５０μｍ程度水平移動させる。続いて図９（ｃ）に示すように、キャピラリ４０を下降させ、キャピラリ４０に例えば２０ｇの第３荷重Ｗ３を掛ける。このようにキャピラリ４０を下降させることにより、パッド１２ａにボンディングされたボール３０ａの立ち上がり部を屈折させ、この立ち上がり部を脆弱化させる。また第３荷重Ｗ３を掛けることにより、第２ダイ１２の端部は撓む。
【００４１】
次に図１０（ａ）に示すように、第３荷重Ｗ３より軽く第２ダイ１２の剛性による復元力で撓みｈ４を解消する、例えば１〜３ｇの第２荷重Ｗ２の荷重に制御される。これにより、第２ダイ１２の撓みｈ４は解消する。その後は図１０（ｂ）に示すように、キャピラリ４０と共にクランパ（図示せず）が上昇し、この上昇途中でクランパが閉じ、圧着ボール３０ｂの立ち上がり部から切断され、第２ダイ１２のパッド１２ａ上にはバンプ３０ｄが形成される。
【００４２】
このように、第２ダイ１２の端部を支持するスペーサを必要としないので、コスト低減が図れる。また、スペーサを使用しないために、第２ダイ１２へのボンディング時に第２ダイ１２が撓んでも、ボンディング時の第１荷重Ｗ１より軽荷重の第２荷重Ｗ２として第２ダイ１２の撓みｈ４を解消した後、バンプ３０ｄを形成するので、安定したバンプ３０ｄが得られる。
【００４３】
なお、図９及び図１０の第４実施の形態は図１の第１実施の形態のデバイスに適用した場合について説明したが、図３の第２実施の形態にも適用できることは言うまでもない。即ち、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）の工程の後に図９及び図１０の工程を行う。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施の形態のワイヤボンディング方法を示す工程図である。
【図２】図１の続きの工程図である。
【図３】本発明の第２実施の形態のワイヤボンディング方法を示す工程図である。
【図４】図３の続きの工程図である。
【図５】本発明の第３実施の形態のワイヤボンディング方法を示す工程図である。
【図６】図５の続きの工程図である。
【図７】図６の続きの工程図である。
【図８】図７の続きの工程図である。
【図９】本発明の第４実施の形態のバンプ形成方法を示す工程図である。
【図１０】図９の続きの工程図である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ 基板
１０ａ、１０ｂ リード
１１ 第１ダイ
１１ａ パッド
１２ 第２ダイ
１２ａ パッド
３０、３１、３２、３３ ワイヤ
３０ａ ボール
３０ｂ 圧着ボール
３０ｃ 圧着ワイヤ
３０ｄ バンプ
４０ キャピラリ
Ｗ１ 第１荷重
Ｗ２ 第２荷重
ｈ１〜ｈ４ 撓み
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項２】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項３】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項４】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項５】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、この第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプ形成することを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項６】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプを形成することを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項７】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛け、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御する荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項８】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛け、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御する荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項９】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項１０】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項２】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項３】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、この第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプ形成することを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項４】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプを形成することを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項５】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項６】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項１】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項２】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項３】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項４】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項５】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、この第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプ形成することを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項６】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプを形成することを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項７】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛け、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御する荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項８】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛け、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御する荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項９】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項１０】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項２】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行って圧着ボールを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、次にキャピラリを上昇させた後にリバース動作を行い、続いてキャピラリにボンディング荷重である第３荷重を加えて前記圧着ボール上にワイヤを押圧して圧着ワイヤを形成した後、キャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とし、その後にワイヤループを形成して前記基板のリードに第２ボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
【請求項３】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、この第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプ形成することを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項４】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドにバンプを形成するバンプ形成方法において、
前記キャピラリにボンディング荷重である第１荷重を加えて前記第２ダイのパッドにボールをボンディングした後、キャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重とし、その後にボールの立ち上がり部から切断してバンプを形成することを特徴とするバンプ形成方法。
【請求項５】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項６】
基板上に第１ダイが固定され、この第１ダイ上に該第１ダイより小さいスペーサが固定され、このスペーサ上に該スペーサより大きく端部がフリー状態で第２ダイが固定され、前記第２ダイのパッドと前記基板のリードとをキャピラリに挿通されたワイヤで接続するワイヤボンディング装置において、
前記第２ダイのパッドに第１ボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第１荷重を掛けて圧着ボールを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第１荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第２荷重を掛けるように制御し、また前記圧着ボール形成後に該圧着ボール上にワイヤを押圧してボンディングを行う時に前記キャピラリに掛けるボンディング荷重である第３荷重を掛けて圧着ワイヤを形成し、その後にキャピラリに掛ける荷重を前記第３荷重より軽く前記第２ダイの剛性による復元力で撓みを解消する第４荷重とする荷重制御手段を有することを特徴とするワイヤボンディング装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−３２８７５（Ｐ２００６−３２８７５Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２１８０９４（Ｐ２００４−２１８０９４）
【出願日】平成１６年７月２７日（２００４．７．２７）
【出願人】（０００１４６７２２）株式会社新川 (128)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月２７日（２００４．７．２７）
【出願人】（０００１４６７２２）株式会社新川 (128)
【Ｆターム（参考）】
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