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公開番号2024178639
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-25
出願番号2023096928
出願日2023-06-13
発明の名称ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法
出願人三菱電機株式会社
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類H01L 21/60 20060101AFI20241218BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】被接合部材を局所的に加熱しつつ、ワイヤが接合される被接合部材の部分の周囲にある部品と加熱ユニットとが干渉することを抑制可能なワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法を提供する。
【解決手段】ワイヤボンディング装置100は、被接合部材90にワイヤ99を接合するワイヤボンディング装置100であって、ボンディングツール34と、ツール駆動部12と、加熱ユニット40と、加熱ユニット駆動部13とを備えている。ボンディングツール34は、ワイヤ99を支持する。ツール駆動部12は、ボンディングツール34を移動させる。加熱ユニット40は、ワイヤ99が接合される被接合部材90の部分に熱風を吹き付ける。加熱ユニット駆動部13は、加熱ユニット40をボンディングツール34とは独立して移動させる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
被接合部材にワイヤを接合するワイヤボンディング装置であって、
前記ワイヤを支持するボンディングツールと、
前記ボンディングツールを移動させるツール駆動部と、
前記ワイヤが接合される前記被接合部材の部分に熱風を吹き付ける加熱ユニットと、
前記加熱ユニットを前記ボンディングツールとは独立して移動させる加熱ユニット駆動部とを備える、ワイヤボンディング装置。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記加熱ユニットの温度を測定する温度計測部と、
前記ツール駆動部および前記加熱ユニット駆動部の各々を制御する第１制御部とをさらに備え、
前記第１制御部は、前記温度計測部からの出力に基づいて前記ツール駆動部を制御可能である、請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項３】
前記加熱ユニットは、
圧縮気体が流入するケースと、
前記ケースに取り囲まれており且つ前記圧縮気体を加熱することによって前記熱風を生成するヒータと、
前記ケースに接続されており且つ前記熱風を吹き出すノズルとを有しており、
前記温度計測部は、前記ノズルの温度を測定する、請求項２に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項４】
前記ケースに流入する前記圧縮気体の流量を調節する制御弁部と、
前記制御弁部を制御する第２制御部と、
前記ヒータを制御する第３制御部とをさらに備える、請求項３に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項５】
請求項１または請求項２に記載のワイヤボンディング装置を用いたワイヤボンディング方法であって、
前記加熱ユニットから前記熱風を前記被接合部材に吹き付けることによって前記被接合部材を加熱する工程と、
加熱された前記被接合部材に前記ボンディングツールを用いて前記ワイヤを接合する工程とを備え、
前記被接合部材は、第１部分と、前記ワイヤを介して前記第１部分と電気的に接続される第２部分とを有し、
前記加熱ユニットから前記熱風を前記被接合部材に吹き付けることによって前記被接合部材を加熱する工程において、前記加熱ユニットは、前記第１部分と前記第２部分とを含む領域に前記熱風を吹き付ける、ワイヤボンディング方法。
【請求項６】
前記加熱ユニットは、
圧縮気体が流入するケースと、
前記ケースに取り囲まれており且つ前記圧縮気体を加熱することによって前記熱風を生成するヒータと、
前記ケースに接続されており且つ前記熱風を吹き出すノズルとを有しており、
前記加熱された前記被接合部材に前記ボンディングツールを用いて前記ワイヤを接合する工程は、
前記ワイヤを前記第１部分に接合する工程と、
前記第１部分に接合された前記ワイヤを前記第２部分に接合する工程とを有し、
前記ワイヤを前記第１部分に接合する工程における前記ノズルと前記第１部分との間の距離を第１距離とし、前記第１部分に接合された前記ワイヤを前記第２部分に接合する工程における前記ノズルと前記第２部分との間の距離を第２距離とした場合、
前記第１距離と前記第２距離とが異なるように前記加熱ユニットを移動させることによって、前記ワイヤを前記第１部分に接合する工程における前記第１部分の表面温度と、前記第１部分に接合された前記ワイヤを前記第２部分に接合する工程における前記第２部分の表面温度とを調節する、請求項５に記載のワイヤボンディング方法。
【請求項７】
前記加熱ユニットから前記熱風を前記被接合部材に吹き付けることによって前記被接合部材を加熱する工程において、前記ノズルの温度が予め決められた目標温度に到達した後、前記加熱された前記被接合部材に前記ボンディングツールを用いて前記ワイヤを接合する工程が実施される、請求項６に記載のワイヤボンディング方法。
【請求項８】
前記加熱ユニットから前記熱風を前記被接合部材に吹き付けることによって前記被接合部材を加熱する工程において、前記ノズルの温度が前記目標温度に到達した後予め決められた遅延時間が経過してから、前記加熱された前記被接合部材に前記ボンディングツールを用いて前記ワイヤを接合する工程が実施される、請求項７に記載のワイヤボンディング方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
２つの部材を互いに電気的に接続する方法として、ワイヤを用いて接続する方法がある。当該方法は、ワイヤボンディングと称される。ワイヤが接続される部材（被接合部材）は、たとえば半導体チップ上に設けられている電極および半導体装置の外部端子であるリードなどである。ワイヤは、たとえば金、銀または銅によって構成されている。ワイヤボンディングにおいて、被接合部材を含むワークがステージ上に配置される。被接合部材が加熱される。加熱された被接合部材にワイヤを接触させつつ、ワイヤと被接合部材とに荷重および超音波振動が印加される。これによって、被接合部材にワイヤが接合される。
【０００３】
被接合部材を加熱するために、ステージの内部に設けられているヒータが用いられることがある。しかしながら、当該ヒータを用いて被接合部材を加熱する場合、ワイヤが接合される被接合部材の部分だけでなく、ワークを構成する全ての部品が加熱される。従って、ワーク全体の熱容量が大きくなるにつれて、ボンディング前におけるワークの加熱およびボンディング後におけるワークの冷却に必要な時間が長くなる。結果として、ワイヤを接合するために必要な時間が長くなる。また、ワークのサイズが大きくなるにつれて、ボンディング前におけるワークの加熱およびボンディング後におけるワークの冷却に必要な時間が長くなる。結果として、ワイヤを接合するために必要な時間が長くなる。
【０００４】
ワイヤボンディング装置の一例として、特開２０１３－１３５１１１号公報（特許文献１）には、加熱ユニットとして熱風ヒータを有するワイヤボンディング装置が記載されている。当該ワイヤボンディング装置によれば、熱風ヒータは、ＩＣ（Integrated Circuit）チップ、基板（リードフレーム）またはワイヤなどに、加熱された空気またはガスを供給する。これによって、ＩＣチップ、基板またはワイヤなどが加熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－１３５１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載されているワイヤボンディング装置によれば、熱風ヒータは、ボンディングヘッドまたはボンディングアームと一体となって移動する。従って、熱風ヒータは、ボンディングツールから独立して移動することができない。結果として、たとえばワイヤが接合される被接合部材の部分の周囲に部品がある場合、ワイヤを被接合部材に接合する際に、当該部品と熱風ヒータとが干渉することがある。
【０００７】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、被接合部材を局所的に加熱しつつ、ワイヤが接合される被接合部材の部分の周囲にある部品と加熱ユニットとが干渉することを抑制可能なワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示に係るワイヤボンディング装置は、被接合部材にワイヤを接合するワイヤボンディング装置であって、ボンディングツールと、ツール駆動部と、加熱ユニットと、加熱ユニット駆動部とを備えている。ボンディングツールは、ワイヤを支持する。ツール駆動部は、ボンディングツールを移動させる。加熱ユニットは、ワイヤが接合される被接合部材の部分に熱風を吹き付ける。加熱ユニット駆動部は、加熱ユニットをボンディングツールとは独立して移動させる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示に係るワイヤボンディング装置によれば、加熱ユニット駆動部は、加熱ユニットをボンディングツールとは独立して移動させる。このため、ワイヤが接合される被接合部材の部分の周囲に部品が設けられている場合においても、加熱ユニットが当該部品に干渉しないように加熱ユニットを移動させることができる。これによって、ワイヤが接続される被接合部材の部分の周囲に設けられている部品と加熱ユニットとが干渉することを抑制可能なワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態１に係るワイヤボンディング装置の構成を示す正面模式図である。
実施の形態１に係るワイヤボンディング装置の構成を示す平面模式図である。
実施の形態１に係る加熱ユニットの構成を示す一部断面模式図である。
実施の形態１に係るワイヤボンディング装置の構成を示すブロック図である。
実施の形態１に係るワイヤボンディング方法を概略的に示すフロー図である。
ステージ上にワークを配置する工程を示す断面模式図である。
ステージ上にワークを配置する工程を示す平面模式図である。
駆動部が第１接合位置へ移動する工程を示す一部断面模式図である。
実施の形態１に係るワイヤボンディング方法におけるワイヤボンディング装置の動作を示すタイミングチャートである。
第１加熱位置において加熱ユニットが被接合部材を加熱する様子を示す模式図である。
第１部分にワイヤを接合する工程を概略的に示すフロー図である。
ワイヤおよび第１部分に荷重および超音波振動を印加する工程を示す一部断面模式図である。
第２部分にワイヤを接合する工程を概略的に示すフロー図である。
ワイヤおよび第２部分に荷重および超音波振動を印加する工程を示す一部断面模式図である。
実施の形態２に係るワイヤボンディング方法を概略的に示すフロー図である。
第２加熱位置において加熱ユニットが被接合部材を加熱する様子を示す模式図である。
実施の形態２に係るワイヤボンディング方法におけるワイヤボンディング装置の動作を示すタイミングチャートである。
ノズルと第１部分との間の距離と第１部分の表面温度との関係を示す模式図である。
ノズルと第２部分との間の距離と第２部分の表面温度との関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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