説明

導電性バンプ、ワイヤループ、およびそれらを形成する方法

【解決手段】 導電性バンプを形成する方法が提供される。この方法は、(1)ボンディングボールを形成するボンディングツールを使用して、ボンディング位置にフリーエアボールをボンディングする工程と、(2)ワイヤクランプが開いた状態で、前記ボンディングボールに接続するワイヤを繰り出しながら、前記ボンディングツールを望ましい高さまで上昇させる工程と、(3)前記ワイヤクランプを閉じる工程と、(4)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを平滑化に適した高さまで下降させる工程と、(5)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを使用して前記ボンディングボールの上面を平滑化させる工程と、(6)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを上昇させ、前記ボンディングツールと係合するワイヤから前記ボンディングボールを分離させる工程とを含む。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は2009年4月1日付けで出願された米国仮出願第61/165,679号の利益を主張するものであり、この参照によりその内容が本明細書に組み込まれるのものである。
【0002】
本発明は、導電性バンプおよび導電性バンプを使用するワイヤループ、ならびに導電性バンプおよびワイヤループを形成する改善された方法に関する。
【背景技術】
【0003】
半導体素子の加工および実装において、導電性バンプは電気相互接続の提供に用いるために形成される。例えば、このようなバンプは、数ある中で例えば(1)フリップチップアプリケーションでの使用、(2)スタンドオフ導体としての使用、(3)ワイヤループアプリケーション、(4)テストアプリケーション用のテストポイントのために提供される。このような導電性バンプは、様々な技術で形成される。そのような技術の1つは、ワイヤを使って(例えば、ワイヤボンディング機またはスタッドバンピング装置などで)前記導電性バンプを形成することである。
【0004】
ワイヤボンディング機およびバンピング装置(bumping machine)で導電性バンプを形成する多数の技術が、米国特許第7,229,906号(発明の名称「ワイヤボンディング機を用いて半導体相互接続のためのバンプを形成する方法及び装置(METHOD AND APPARATUS FOR FORMING BUMPS FOR SEMICONDUCTOR INTERCONNECTIONS USING A WIRE BONDING MACHINE)」)および米国特許第7,188,759号(発明の名称「導電性バンプおよびワイヤループを形成する方法(METHOD FOR FORMING CONDUCTIVE BUMPS AND WIRE LOOPS)」)で開示されており、この参照によりそれら両方の全体が本明細書に組み込まれるものである。
【0005】
図1は、ワイヤボンディング機またはバンピング装置で導電性バンプを形成する例示的な順序を図示する。工程1では、フリーエアボール100aがボンディングツール102の先端部に据えられる。当業者であれば理解するように、工程1の前に、フリーエアボール100aは、エレクトロニックフレームオフ(electronic flame−off:EFO)装置または同種のものを使用して、前記ボンディングツール102の先端部の下から垂れ下がるワイヤ100の端部に形成された。工程1で示されているワイヤクランプ104はまた、開放位置である。当業者であれば理解するように、ワイヤ100は前記機械のワイヤスプール(図示せず)によって提供される。ワイヤ100は、前記ワイヤスプールからワイヤクランプ104を通って(および示されていない他の構造を通って)およびボンディングツール102を通って延長する。
【0006】
フリーエアボール100aが形成された(工程1の前に)後、ワイヤ100が(例えば、バキューム・コントロール・テンショナーまたは同様のものを使用して)上昇し、図1の工程1で示すようにフリーエアボール100aがボンディングツール102の先端部に据えられる。工程2において、ボンディングツール102(ワイヤクランプ104を含むボンドヘッドアセンブリの他の要素とともに)が下降して、フリーエアボール100aがボンディング位置106(例えば、半導体ダイのダイバッド106)にボンディングされる。当業者であれば理解するように、フリーエアボール100aのボンディング位置106へのボンディングは、数ある技術のかなでも超音波エネルギー、超音波熱圧着エネルギー、熱圧着エネルギー、XYテーブルスクラブ、およびそれらの組み合わせを使用することができる。
【0007】
工程2でフリーエアボール100aがボンディング位置106にボンディングされた(前記ボンディングされたフリーエアボールはこれからボンディングボール100bと称される)後、ワイヤクランプ104が開いたままで、ボンディングツール102が望ましい高さまで上昇する。この高さは、分離高として言及される(図1の工程3を見ると、ボンディングツール102が上昇し、ボンディングボール100bがボンディングツール102の先端部にもはや据えられていないことが見て取れる)。工程4で、ワイヤクランプ104は開いたままで、ボンディングツール102は少なくとも1つの水平方向に移動し(例えば、前記機械のX軸またはY軸に沿って)、ボンディングボール100bの上面が平滑化される。このような平滑化は導電性バンプ用の望ましい上面を提供し、またボンディングボール100bと前記ワイヤの残りとの間の接続を弱め、それらの間の分離を助ける。工程5において、ボンディングツール102が別の高さ(ワイヤテールの高さと称される)まで上昇し、次に、ワイヤクランプ104を閉じる。次に工程6で、ボンディングツール102が上昇し、ボンディングボール100bとワイヤ100の残りとの間の接続が切断される。例えば、ボンディングツール102は、エレクトロニックフレームオフ(electronic flame−off:EFO)装置がワイヤ100のワイヤテール100dでフリーエアボールを形成する位置のEFO高さまで上昇する。
【0008】
このような従来技術を使用する導電性バンプの形成には特定の欠陥が含まれる。例えば、工程4での平滑運動の間、ボンディングボール100bと前記ワイヤの残りとの接続が弱められる、しかしながら、一定のプロセスにおいて、前記接続は、当該接続が早まって切れる程度にまで弱められてしまう(すなわち、前記接続が、工程5で示されるクランプ104が閉じる前のテールの高さまで上昇する間に切れる(または分離する))。このような早まった分離が起ると、次のフリーエアボール用に提供される前記ワイヤテール(すなわち、ワイヤテール100d)が短くなる(すなわち、ショートテール不良)。このような問題を避ける試みとして、工程4での前記平滑化を前記接続が過度に弱くならないように減らすこともできるが、しかし、平滑化におけるこの減少は、得られたバンプ表面に有害な効果をもたらす。更に生じ得る別の問題は、前記ワイヤテールに多すぎるワイヤが残るロングテールである。これらの問題は、収率損失および前記導電性バンプ間の不整合という結果になりがちである。
【0009】
更に、従来バンプでの第2のボンドの形成(例えば、SSBタイププロセスにおけるようなもの)は、例えば、前記バンプの柔軟性および前記バンプの上面の物理的形状に関連した特定の課題を含む。これらの課題は、十分に形成されていない第2の/ステッチボンドおよび潜在的なショートテール不良という結果になりがちである。
【0010】
従って、改善された導電性バンプおよびこの導電性バンプを形成する改善された方法を提供することが望まれている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の例示的な実施形態に従った、導電性バンプを形成する方法を提供する。この方法は、(1)ボンディングボールを形成するボンディングツールを使用して、ボンディング位置にフリーエアボールをボンディングする工程と、(2)ワイヤクランプが開いた状態で、前記ボンディングボールに接続するワイヤを繰り出すと共に、前記ボンディングツールを望ましい高さまで上昇させる工程と、(3)前記ワイヤクランプを閉じる工程と、(4)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを平滑化に適した高さまで下降させる工程と、(5)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを使用して前記ボンディングボールの上面を平滑化させる工程と、(6)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを上昇させ、前記ボンディングツールと係合するワイヤから前記ボンディングボールを分離させる工程とを含む。
【0012】
本発明の例示的な実施形態に従った、ワイヤループを形成する方法を提供する。この方法は、(1)本発明に従った、ボンディング位置に導電性バンプを形成する工程と、(2)前記ボンディングツールを使用して別のボンディング位置にワイヤの一部分をボンディングする工程と、(3)前記ワイヤのボンディングされた部分から前記導電性バンプに向って所定の長さのワイヤを伸長させる工程と、(4)前記所定の長さのワイヤの端部を前記導電性バンプにボンディングする工程とを含む。
【図面の簡単な説明】
【0013】
本発明は、以下の発明の詳細と添付の図面とを関連して読むと最も理解される。一般的なやり方に従って、本図面の様々な特徴が正確な縮尺ではないことは強調しておく。寧ろ、前記様々な特徴の寸法は、明確さのため適宜拡大したり縮小したりされている。図面には以下の図が含まれる。
【図1】図1は、導電性バンプを形成する従来の方法を図示する一連の略図である。
【図2】図2は、本発明の例示的な実施形態に従った、導電性バンプを形成する方法を図示する一連の略図でである。
【図3A−B】図3A〜Bは、図1の技術に従って形成された導電性バンプの側面および上面ブロック略図である。
【図3C−D】図3C〜Dは、図2の本発明の技術に従って形成された導電性バンプの側面および上面ブロック略図である。
【図4A−B】図4A〜Bは、本発明の例示的な実施形態に従った、ワイヤループを形成する方法を図示する略図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
本発明の特定の例示的な実施形態で、導電性バンプが形成される。導電性バンプの上面は、例えばボンディングツールのXY平滑化運動を使用して平滑化される。前記導電性バンプを形成するフリーエアボールの沈着およびボンディングの後、しかし前記上面の平滑化の前に、ワイヤクランプが開いた状態で、前記ボンディングツールが望ましい高さ(例えば、テールの高さ)まで上昇する。次に、前記ワイクランプが閉じ、前記ボンディングツールが前記導電性バンプの上面平滑化を実行するため下降する。このプロセスの結果、前記ボンディングツールの先端部と前記ワイヤクランプの最下部との間にワイヤの弛み長さが発生する。前記バンプの上面の平滑化の完成後、前記ボンディングツールは、前記ワイヤの残りから前記導電性バンプを分離するため上昇する。このプロセスにより、前記ワイヤの弛み長さで望ましいワイヤテール長さを促進し、これによりショートテールおよび関連する問題の可能性を実質的に減少させる。
【0015】
このように本発明によれば、「平滑化」プロセス(図2の工程6を参照)の間、前記ワイヤクランプが閉じたままのため、前記ボンディングツールを通り抜ける前記ワイヤが当該プロセスにおいて停止を引き起こす(ショートテール不良をもたらす)可能性を減少させる(または更に防ぐ)。従来技術(ワイヤテールが前記平滑化の完了後に形成される)と対照的に、前記ワイヤテールは、前記平滑化が起る前に形成される。更に別の利点は、前記ワイヤテールを弱める平滑運動が起らなかったため、前記ワイヤテールは従来のプロセスと比較してより堅固と成りやすいことであり、これにより追加的不良の可能性を減らせる。
【0016】
図2は、本発明に従った、ワイヤボンディング機またはバンピング装置(bumping machine)で導電性バンプを形成する例示的な順序を図示する。工程1では、フリーエアボール200aがボンディングツール202の先端部に据えられる。当業者であれば理解するように、工程1の前に、エレクトロニックフレームオフ(electronic flame−off:EFO)装置または同種のものを使用して、フリーエアボール200aがボンディングツールの先端部から垂れ下がるワイヤ200の端部に形成されている。ワイヤクランプ204はまた、工程1において開いた状態で示されている。
【0017】
フリーエアボール200aが形成された後(工程1の前)、図2の工程1に示すようにフリーエアボール200aがボンディングツール202の先端部に据えられるように、ワイヤ200が(例えば、バキューム・コントロール・テンショナーまたは同様のものを使用して)上方に引き上げられる。工程2で、ボンディングツール202は(ワイヤクランプ204を含むボンドヘッドアセンブリの他の構成要素とともに)下降して、フリーエアボール200aがボンディング位置206(例えば、半導体ダイのダイパッド206)にボンディングされる。当業者であれば理解するように、フリーエアボール200aのボンディング位置206へのボンディングは、他の技術の中で特に超音波エネルギー、超音波熱圧着エネルギー、熱圧着エネルギーエネルギー、XYテーブルスクラブ、それらの組み合わせを使用することができる。
【0018】
工程2のフリーエアボール200aのボンディングの後(しかし、工程3の前)、他の運動も要望通り完了される。例えば、米国特許第7,229,906号に開示されているような、工程3の前に一巻のワイヤがボンディングボール200bに形成される。言うまでもなく、ボンディングボール200bの他の運動および構成も考えられる。
【0019】
工程2でフリーエアボール200aがボンディング位置206でボンディングされた後(前記ボンディングされたフリーエアボールは以下ボンディングボール200bと称する)、ワイヤクランプ204は開いた状態で、工程3でボンディングツール202は望ましい高さまで上昇される。この高さはテールの高さ(図2の工程3を参照すると、ボンディングツールの先端部がこの高さにおいてボンディングボール200bから分離されることが分かる)として言及されるが、異なる高さが選択され得ることは理解されるものである。本発明はこれらに限定されるものではないが、この高さの例示的な範囲は、ボンディングされたフリーエアボール200bの先端部から上方に5〜20ミルの間および10〜20ミルの間である。工程4で、ワイヤクランプ204が閉じる。工程5でボンディングツール202が望ましい高さまで下降する。この高さは分離の高さとして言及される(図2の工程5を参照すると、ボンディングツール202の先端部がボンディングボール200bの上面に辛うじて接触するように、前記ツールが下降したことが分かる)。本発明はこれらに限定されるものではないが、この高さの例示的な範囲は、工程2でボンディングツール202の高さより上方に0.1〜2ミルの間および1〜2ミルの間である。工程5で、ワイヤクランプ104が閉じた状態でボンディングツール202が下降することによって、ワイヤクランプ204より下方およびボンディングツール202より上方にワイヤの弛み長さ200eが提供されている。工程6で、ワイヤクランプ104が閉じた状態で、ボンディングツール202が少なくとも1つの水平方向に(例えば、X軸、Y軸、X軸およびY軸の両方、別の水平方向などに沿って)移動し、ボンディングされたフリーエアボール200aの上面を平滑化させる。この様な平滑化は、導電性バンプに望ましい上面を提供し、また前記ボンディングボールと前記ワイヤの残存部分との間の接続を弱め、これらの分離を助長する。工程7で、ボンディングツール202が上昇し、ボンディングボール200b(以下、導電性バンプ200cと称する)とワイヤ200の残存部分との間の接続が切断される。例えば、ボンディングツール202は、エレクトロニックフレームオフ(electronic flame−off:EFO)装置がワイヤ200のワイヤテール200dにフリーエアボールを形成する位置であるEFO高さまで上昇する。工程7でボンディングツール202が上昇して前記接続を切断するのと関連して、超音波エネルギーまたは同様のエネルギーが適用され、ワイヤの弛み長さ200eがボンディングツール202の先端部を通過してワイヤテール200dを形成することを容易にする。
【0020】
図2において、工程5および6でのボンディングツール202の高さは同じであるが、しかし、望ましい平滑化を達成するため、この高さが1つの工程から次の工程でその要望に応じて変更できることは理解されるものである。
【0021】
ワイヤ200を引き裂き導電性バンプ200bをワイヤ200の残りから分離する前に本プロセスではワイヤの弛み長さ200eを提供することによって、望ましいワイヤテール長さ200dが提供される。このように、ショートテール(ボンディングツール202のの先端部から垂下する次のフリーエアボールを形成するのに十分なワイヤがない状態)の可能性が大幅に減少する。このように、分離が早すぎるために起こる困難な事態の危険性を実質的に伴わすに、水平平滑化の望ましいレベルが図2の工程6で達成される。
【0022】
図2の工程6での平滑化はかなり変化させることが可能である。例えば、平滑化動作は、図2に示すようにボンディングツール202の上面を横切るボンディングツール202の単一の水平運動からなる。しかしながら、前記平滑化動作に複数の運動(例えば、前後に、異なる方向など)を提供することもできる。更に、前記平滑化運動は、図6に示すように完全に水平であるか、または水平および垂直(例えば、上方または下方)の両方の要素を有するようにすることもできる。このようにして、前記平滑化面に望むような所定の方向で勾配を付けることもできる。更に、図6の平滑化工程と、工程5のボンディングツール202の下降とを組み合わせて単一(例えば、同時)運動にすることもできる。すなわち、ボンディングツール202の運動が角度の付いた経路をたどり、これにより工程5の下降と工程6の平滑化が単一運動で完了する。
【0023】
導電性バンプの上面の水平平滑化の望ましいレベルを達成することが今やできるため、より望ましい導電性バンプが提供される。図3A〜3Bを参照して、従来技術に従って形成された導電性バンプ100cの側面および上面ブロック略図が提供されている。これらの図面は一例にすぎず、前記導電性バンプの実際のサイズを図示することを目的としたものではない。導電性バンプ100cは、ボンディング位置(例えば、図1のボンディング位置106)にボンディングされる下面100c2と、(例えば、図1の工程4を使用して)平滑化された上面100c1とを含む。導電性バンプ100cの上面を見ても理解するように、上面100c1の領域は、下面100c2より著しく小さい。例えば、上面100c1の表面積は、下面100c2の表面積の50〜80%の間である。
【0024】
図3C〜3Dを参照して、本発明の例示的な実施形態に従って形成された導電性バンプ200cの側面および上面ブロック略図が提供されている。これらの図面は一例にすぎず、前記導電性バンプの実際のサイズを図示することを目的としたものではない。導電性バンプ200cはボンディング位置(例えば、図2のボンディング位置206)にボンディングされる下面200c2と、(例えば、図2の工程6を使用して)平滑化された上面200c1とを含む。導電性バンプ200cの上面を見ても理解するように、上面200c1は、下面200c2とほとんど同じ面積を占めている。例えば、上面200c1は、下面100c2の表面積の80〜98%の間であり、あるいは下面100c2の表面積の90〜98%である。前記導電性バンプの下面と比較して当該バンプの上面の相対的表面積のこの増加は、少なくとも部分的には本発明に従って可能とされる増大した水平平滑化に起因する。
【0025】
本発明の導電性バンプの形成は、数多くの用途で使用することができる。例えば、前記バンプはフリップチップ接続に関連して使用することができる。別の例示的な用途は、装置の水試験(water testing of devices)に関連する導電性バンプである。前記導電性バンプのさらに別の例示的な使用は、スタンドオフとしてである。例えば、本発明の導電性バンプは、積層ダイワイヤボンディングの関連としてのスタンドオフとして使用することができる。更に、本発明の導電性バンプは、図4A〜4Bに図示するようなスタンドオフ・ステッチ・ボンディング(すなわち、SSBボンディング)に関連してスタンドオフとして使用することもできる。
【0026】
図4Aは、ボンディング位置406a(例えば、半導体ダイ406のダイパッド406a)に形成された導電性バンプ400cを図示する。半導体ダイ406は基板408(例えば、リードフレーム)によって支持されている。例えば、導電性バンプ400cは、図2に説明される方法または本発明に従った別の方法で形成されている。この時点で、ボンディング位置408a(例えば、リードフレーム408のリードフィンガ408a)を導電性バンプ400cと電気的に接続することが望ましい。図4Bは、リードフィンガ408aと導電性バンプ400cとの間に電気的相互接続を提供する連続的なワイヤループ410を図示する。当業者であれば理解するように、ボンディングされた部分410a(例えば、第1のボンド410a)がリードフィンガ408a上に形成される。次に、(第1のボンド410aから延長された)所定の長さのワイヤ410bが、導電性バンプ400cに向かって伸長される。次に、ワイヤ部分410cは導電性バンプ400b上にボンディングされる(例えば、第2のボンド410cがステッチボンドとして形成される)。このように、導電性バンプ400bは、ワイヤループ410のスタンドオフとしての機能を果たす。
【0027】
ワイヤ部分410c(例えば、第2のボンド410c)の導電性バンプ400cへのボンディングは、閉ループ制御プロセスである。例えば、前記ボンディングツールのz−位置が監視され、ワイヤ部分410cの導電性バンプ400cへのボンディングの間に適用される超音波エネルギーは、前記ボンディングツールが所定のz−位置に到達すると停止される。より具体的には、導電性バンプ400c上に第2のボンド410cが形成される前に、前記ボンディングツールが導電性バンプ400cに向かって下降する。特定のz−位置での前記ボンディングツール(前記ボンディングツールによって運ばれるワイヤ部分410cを含む)と導電性バンプ400cとの間の衝突の後、基準位置が設定される(前記基準位置は、数ある中で例えば衝突z-位置、前記衝突位置の僅かに上方のz-位置、平滑化z-位置、超音波エネルギーが第2のボンド形成の間適用されるz-位置、前記ボンディングツールと前記バンプとの衝突の後の所定の時間後のz-位置である)。次に、前記超音波エネルギーを適用して、第2のボンド410cが形成される、すなわち、ワイヤ部分410cを導電性バンプ400cにボンディングする(前記超音波エネルギーは、衝突の前、衝突後、前記ボンディングツールが前記基準位置に到達後等に作動される)。
【0028】
次に、前記超音波エネルギーは、前記ボンディングツールが導電性バンプ400c中にあまり深く入り込まないように、前記ボンディングツールが所定のz-位置に到達すると、(例えば、所定の時間遅延とともにまたは時間遅延を伴わずに)停止される(または、例えば、超音波のエネルギーレベルの少なくとも50%に減少される)。例えば、前記所定のz-位置は、基準z-位置に関連して選択される。すなわち、前記ボンディングツールが選択された基準位置に到達した後、(例えば、z軸エンコーダまたは他の技術を使用して)前記z-位置が監視され、前記ボンディングツールが前記所定の位置に到着する時点が決定される。当然のことながら、前記所定のz-位置(および/または前記基準z−位置)を決定する他の技術が本発明の範囲内で考えられる。
【0029】
本明細書で開示される本発明の技術は、特に銅線ボンディングに適用される。銅線は、従来のバンピング技術を使用した場合ショートテール不良の可能性を悪化させる傾向がある特定の物理的性質を持っている。このように、本発明は、銅線バンピングおよびボンディングプロセスに例外的な利益を提供する。言うまでもなく、本発明の技術はまた、他の種類のワイヤボンディング(例えば金、アルミニウム、およびパラジウムをコーティングした銅線ボンディング)にも適用可能である。
【0030】
本発明は、特定の例示的方法の工程に関して所定の順序で説明されてきたが、これらに限定されるものではない。特定の前記工程に、本発明の範囲内で再配列もしくは省く、または追加工程を追加することもできる。
【0031】
本発明が明細書の中で特定の実施形態を参照しながら解説および説明されているが、本発明は示された詳細に限定されることを意図するものではない。寧ろ、細部にわたるさまざまな修正が特許請求の範囲の範囲および均等な範囲内で、本発明から逸脱しないで行われるものである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
導電性バンプを形成する方法であって、
(1)ボンディングボール(bonded ball)を形成するボンディングツールを使用して、ボンディング位置にフリーエアボール(free air ball)をボンディングする工程と、
(2)ワイヤクランプを開いた状態で、前記ボンディングボールに接続するワイヤを繰り出すと共に、前記ボンディングツールを望ましい高さまで上昇させる工程と、
(3)前記ワイヤクランプを閉じる工程と、
(4)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを平滑化に適した高さまで下降させる工程と、
(5)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを使用して前記ボンディングボールの上面を平滑化させる工程と、
(6)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを上昇させ、前記ボンディングツールと係合するワイヤから前記ボンディングボールを分離させる工程と
を有する方法。
【請求項2】
請求項1記載の方法において、前記工程(1)は、超音波エネルギー、超音波熱圧着エネルギー、および熱圧着エネルギーのうち少なくとも1つを使用して、前記ボンディング位置に前記フリーエアボールをボンディングする工程を含むものである方法。
【請求項3】
請求項1記載の方法において、前記工程(1)は、(1)超音波エネルギー、超音波熱圧着エネルギー、および熱圧着エネルギーのうち少なくとも1つを使用し、且つ(2)ワイヤボンディング機のXYテーブルのスクラブ運動を使用して前記ボンディング位置に前記フリーエアボールをボンディングする工程を含むものである方法。
【請求項4】
請求項1記載の方法において、前記工程(2)は、バンピング工程におけるテールの高さ(tail height)である望ましい高さまで前記ボンディングツールを上昇させる工程を含むものである方法。
【請求項5】
請求項1記載の方法において、前記工程(2)は、前記ボンディングボールの上面から5〜20ミル上方の高さである望ましい高さまで前記ボンディングツールを上昇させる工程を含むものである方法。
【請求項6】
請求項1記載の方法において、前記工程(4)は、前記ボンディングツールの先端部が前記ボンディングボールの上面と接触する平滑化に適した高さまで前記ボンディングツールを下降させる工程を含むものである方法。
【請求項7】
請求項1記載の方法において、前記工程(4)は、前記工程(1)における前記ボンディングツールの高さより0.1〜2ミル高い平滑化に適した高さまで前記ボンディングツールを下降させる工程を含むものである方法。
【請求項8】
請求項1記載の方法において、前記工程(4)は、前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記平滑化に適した高さまで前記ボンディングツールを下降させることによって、前記ワイヤクランプと前記ボンディングツールとの間にワイヤの弛み長さを形成する工程を含むものである方法。
【請求項9】
請求項8記載の方法において、前記工程(6)は、前記ボンディングツールを上昇させる工程の間超音波エネルギーを適用することにより、前記ワイヤの弛み長さの少なくとも一部が前記ボンディングツール内を通過してワイヤテールを形成する工程を含むものである方法。
【請求項10】
請求項1記載の方法において、前記工程(6)は、前記ボンディングツールを上昇させる工程の間超音波エネルギーを適用する工程を含むものである方法。
【請求項11】
請求項1記載の方法において、前記工程(4)および(5)は、少なくとも部分的に同時に行われるものである方法。
【請求項12】
請求項1記載の方法において、前記工程(4)および(5)は、前記ボンディングツールの下方および角度を有する運動により行われるものである方法。
【請求項13】
請求項1記載の方法において、前記工程(5)の間、前記ボンディングボールの上面は前記ボンディングツールの水平運動によって平滑化されるものである方法。
【請求項14】
請求項1記載の方法において、前記工程(5)の間、前記ボンディングボールの上面は前記ボンディングツールの下方および水平要素を有する運動によって平滑化されるものである方法。
【請求項15】
請求項1記載の方法において、前記工程(5)の間、前記ボンディングボールの上面は前記ボンディングツールの上方および水平要素を有する運動によって平滑化されるものである方法。
【請求項16】
請求項1記載の方法において、前記工程(5)の少なくとも一部分の間、超音波エネルギーが前記ボンディングツールに適用されるものである方法。
【請求項17】
ワイヤループを形成する方法であって、
(1)ボンディング位置に導電性バンプを形成する工程であって、
(a)ボンディングボールを形成するボンディングツールを使用して、ボンディング位置にフリーエアボール(free air ball)をボンディングする工程と、
(b)ワイヤクランプを開いた状態で、前記ボンディングボールに接続するワイヤを繰り出すと共に、前記ボンディングツールを望ましい高さまで上昇させる工程と、
(c)前記ワイヤクランプを閉じる工程と、
(d)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを平滑化に適した高さまで下降させる工程と、
(e)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを使用して前記ボンディングボールの上面を平滑化させる工程と、
(f)前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記ボンディングツールを上昇させ、前記ボンディングツールと係合するワイヤから前記ボンディングボールを分離させることにより、前記ボンディング位置に導電性バンプを形成する工程と
を有する前記導電性バンプを形成する工程と、
(2)前記ボンディングツールを使用して別のボンディング位置にワイヤの一部分をボンディングする工程と、
(3)前記ワイヤのボンディングされた部分から前記導電性バンプに向って所定の長さのワイヤを伸長させる工程と、
(4)前記所定の長さのワイヤの端部を前記導電性バンプにボンディングする工程と
を有する方法。
【請求項18】
請求項17記載の方法において、前記工程(3)は、前記所定の長さのワイヤが前記ボンディングされた部分の延長部分となるように当該ボンディングされた部分から前記所定の長さのワイヤを伸長させる工程を含むものである方法。
【請求項19】
請求項17記載の方法において、前記工程(a)は、超音波エネルギー、超音波熱圧着エネルギー、および熱圧着エネルギーのうち少なくとも1つを使用して、前記ボンディング位置にフリーエアボールをボンディングする工程を含むものである方法。
【請求項20】
請求項17記載の方法において、工程(a)は、(1)超音波エネルギー、超音波熱圧着エネルギー、および熱圧着エネルギーのうち少なくとも1つを使用し、且つ(2)ワイヤボンディング機のXYテーブルのスクラブ運動を使用して前記ボンディング位置に前記フリーエアボールをボンディングする工程を含むものである方法。
【請求項21】
請求項17記載の方法において、工程(b)は、バンピング工程におけるテールの高さである望ましい高さまで前記ボンディングツールを上昇させる工程を含むものである方法。
【請求項22】
請求項17記載の方法において、工程(b)は、前記ボンディングボールの上面から5〜20ミル上方の高さである望ましい高さまで前記ボンディングツールを上昇させる工程を含むものである方法。
【請求項23】
請求項17記載の方法において、工程(d)は、前記ボンディングツールの先端部が前記ボンディングボールの上面と接触する前記平滑化に適した高さまで前記ボンディングツールを下降させる工程を含むものである方法。
【請求項24】
請求項17記載の方法において、工程(d)は、前記工程(a)における前記ボンディングツールの高さより0.1〜2ミル高い平滑化に適した高さまで前記ボンディングツールを下降させる工程を含むものである方法。
【請求項25】
請求項17記載の方法において、前記工程(d)は、前記ワイヤクランプが閉じた状態で、前記平滑化に適した高さまで前記ボンディングツールを下降させることによって、前記ワイヤクランプと前記ボンディングツールとの間にワイヤの弛み長さを形成する工程を含むものである方法。
【請求項26】
請求項25記載の方法において、前記工程(f)は、前記ボンディングツールを上昇させる工程の間超音波エネルギーを適用することにより、前記ワイヤの弛み長さの少なくとも一部分が前記ボンディングツール内を通過してワイヤテールを形成する工程を含むものである方法。
【請求項27】
請求項17記載の方法において、前記工程(f)は、前記ボンディングツールを上昇させる工程の間超音波エネルギーを適用する工程を含むものである方法。
【請求項28】
請求項17記載の方法において、前記工程(d)および(e)は、少なくとも部分的に同時に行われるものである方法。
【請求項29】
請求項17記載の方法において、前記工程(d)および(e)は、前記ボンディングツールの下方および角度を有する運動により行われるものである方法。
【請求項30】
請求項17記載の方法において、前記工程(e)の間、前記ボンディングボールの上面は前記ボンディングツールの水平運動によって平滑化されるものである方法。
【請求項31】
請求項17記載の方法において、前記工程(e)の間、前記ボンディングボールの上面は前記ボンディングツールの下方および水平要素を有する運動によって平滑化されるものである方法。
【請求項32】
請求項17記載の方法において、前記工程(e)の間、前記ボンディングボールの上面は前記ボンディングツールの上方および水平要素を有する運動によって平滑化されるものである方法。
【請求項33】
請求項17記載の方法において、前記工程(e)の少なくとも一部分の間、超音波エネルギーが前記ボンディングツールに適用されるものである方法。
【請求項34】
請求項17記載の方法において、前記工程(4)の間、前記ボンディングツールのz−位置が監視され、前記ボンディングする工程(4)の間に適用される超音波エネルギーは、前記ボンディングツールが所定のz−位置に達すると停止されるものである方法。
【請求項35】
請求項34記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は前記工程(e)の間の前記ボンディングツールの平滑化に適した高さである方法。
【請求項36】
請求項34記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は、前記工程(4)の間に超音波エネルギーが作動される初期z−位置である方法。
【請求項37】
請求項34記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は、(1)前記ボンディングツールおよび前記所定の長さのワイヤの端部と(2)前記導電性バンプとの間の衝撃変形後の所定の時間における前記ボンディングツールの位置である方法。
【請求項38】
請求項17記載の方法において、前記工程(4)の間、前記ボンディングツールのz−位置は監視され、前記ボンディングする工程(4)の間に適用される超音波エネルギーは、前記ボンディングツールが所定の時間遅延後に所定のz−位置に達すると停止されるものである方法。
【請求項39】
請求項38記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は前記工程(e)の間の前記ボンディングツールの平滑化に適した高さである方法。
【請求項40】
請求項38記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は、前記工程(4)の間に超音波エネルギーが作動される初期z−位置である方法。
【請求項41】
請求項38記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は、(1)前記ボンディングツールおよび前記所定の長さのワイヤの端部と(2)前記導電性バンプとの間の衝撃変形後の所定の時間における前記ボンディングツールの位置である方法。
【請求項42】
請求項17記載の方法において、前記工程(4)の間、前記ボンディングツールのz−位置は監視され、前記ボンディングする工程(4)の間に適用される超音波エネルギーレベルは、前記ボンディングツールが所定のz−位置に達すると減少されるものである方法。
【請求項43】
請求項42記載の方法において、前記超音波エネルギーレベルは、前記ボンディングツールが所定のz−位置に達すると少なくとも50%減少されるものである方法。
【請求項44】
請求項42記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は前記工程(e)の間の前記ボンディングツールの平滑化に適した高さである方法。
【請求項45】
請求項42記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は、前記工程(4)の間に超音波エネルギーが作動される初期z−位置である方法。
【請求項46】
請求項42記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は、(1)前記ボンディングツールおよび前記所定の長さのワイヤの端部と(2)前記導電性バンプとの間の衝撃変形後の所定の時間における前記ボンディングツールの位置である方法。
【請求項47】
請求項17記載の方法において、工程(4)の間、前記ボンディングツールのz−位置は監視され、前記ボンディングする工程(4)の間に適用される超音波エネルギーレベルは、前記ボンディングツールが所定の時間遅延後に所定のz−位置に達すると減少されるものである方法。
【請求項48】
請求項47記載の方法において、前記超音波エネルギーレベルは、前記ボンディングツールが所定のz−位置に達すると少なくとも50%減少されるものである方法。
請求項47記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は前記工程(e)の間の前記ボンディングツールの平滑化に適した高さである方法。
【請求項49】
請求項47記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は、前記工程(4)の間に超音波エネルギーが作動される初期z−位置である方法。
【請求項50】
請求項47記載の方法において、前記所定のz−位置は基準z−位置に関連して選択されるものであり、この基準z−位置は、(1)前記ボンディングツールおよび前記所定の長さのワイヤの端部と(2)前記導電性バンプとの間の衝撃変形後の所定の時間における前記ボンディングツールの位置である方法。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3A−B】
image rotate

【図3C−D】
image rotate

【図4A−B】
image rotate


【公表番号】特表2012−523118(P2012−523118A)
【公表日】平成24年9月27日(2012.9.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−503531(P2012−503531)
【出願日】平成22年3月26日(2010.3.26)
【国際出願番号】PCT/US2010/028824
【国際公開番号】WO2010/120473
【国際公開日】平成22年10月21日(2010.10.21)
【出願人】(506395943)クリック アンド ソッファ インダストリーズ、インク. (11)
【Fターム(参考)】