[发明专利]引线接合装置以及半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用毛细管进行引线接合的装置以及方法。

背景技术

引线接合(wire bonding)装置例如是用于通过细线的导线(wire)使基板的引线(lead)与半导体晶片的焊垫(pad)之间连接。引线接合是以如下的方式进行。亦即，使引线接合用的工具与导线一同朝着引线下降。一开始以高速下降，接近引线后则转换为低速。此低速下降称为第1查找(search)(1st查找)。接着，通过工具的前端将导线压接至引线，并一面施加超声波振动一面使两者接合，以完成第1接合(bond)(1st接合)。在第1接合后，将工具拉升以使导线延展(extend)，并一面形成适当的回路(loop)一面移动至焊垫的上方。若来到焊垫的上方，则使工具下降。一开始以高速下降，接近焊垫后则转换为低速。此低速下降为第2查找(search)(2nd查找)。接着，通过工具的前端将导线压接至焊垫，并一面施加超声波振动一面使两者接合，以进行第2接合(bond)(2nd接合)。在第2接合后，一面通过导线夹钳(clamper)停止导线的移动一面拉升工具并在第2接合点的地方将导线切断。重复上述步骤，以进行基板的多个引线与半导体晶片的多个焊垫之间的连接。另外，在第1接合、第2接合时，亦可进行适当的加热。另外，亦可对接合焊垫进行第1接合，并对引线进行第2接合。

如上所述，在引线接合中进行第1接合与第2接合的两个接合，但此第1接合或第2接合却有不会正常进行的情况。而且，会有因为第1接合不充分而在移至第2接合的形成回路的阶段等发生导线从引线剥落的情况，而且，即使第1接合正常，在形成回路的过程中也会有导线断开的情况。若总结上述现象并称为未附着，则有必要在早期进行未附着的检测。在未附着的检测中，在基板侧与工具的导线侧之间施加电压，或使电流流通，并进行基板侧与工具的导线侧之间的电阻成分、二极体(diode)成分、电容(capacitance)成份正常与否的判断(例如，专利文献1、2)。

此外，作为引线接合的方式，目前已知有球形接合法(ball bonding)与楔形接合法(wedge bonding)。

关于球形接合法，使用可通过高电压火花等以形成自由空气球(free air ball，FAB)的金线等，并使用在前端具有对工具的长边方向轴的周边呈现旋转对称形的倒角(chamfer)部的毛细管(capillary)作为工具。

关于楔形接合法，其不使用铝线等以形成FAB，且并非使用毛细管作为接合用的工具，而是使用在前端具有导线导引元件(wire guide)与压接面的楔形接合用的工具。在楔形接合中，在工具前端，倾斜地沿着导线导引元件将导线放出到压接面侧，并通过压接面将导线侧面压接至接合对象物以进行接合。因此，在工具的前端，导线成为从压接面来看呈现水平的型态，工具的前端对其长边方向轴的周边并没有呈现旋转对称形(例如，专利文献3)。

楔形接合用的工具的前端并没有呈现旋转对称形，因此随着焊垫、引线的配置，在不做任何更动的状态下会产生导线导引元件的方向与导线的连接方向不一致的情形。因此，目前进行了将保持工具的接合头(bonding head)设为旋转式(例如，专利文献4)，或使保持接合对象物的接合平台(bonding stage)旋转。于此，目前提出了使用前端为旋转对称形的毛细管，并通过毛细管前端压接导线侧面以进行接合的方法(例如，专利文献5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利第3335043号公报

专利文献2:日本专利特开2000-306940号公报

专利文献3:日本专利特开昭58-9332号公报

专利文献4:日本专利特开昭55-7415号公报

专利文献5:美国专利申请公开第2005/0167473号说明书

发明内容

发明欲解决的课题

通过使用前端为旋转对称形的毛细管，无论导线的连接方向为何，皆可通过毛细管前端压接导线侧面以进行接合。在此情形，若在进行于第2接合点的接合后，将导线沿着导线的连接方向切断，则在接下来的引线接合的第1接合点中，被压接的导线侧面的延伸方向朝着之前的引线接合的导线的连接方向。于此若导线在朝向接下来的引线接合的第2接合点的连接方向延伸，则在第1接合点中，在被压接的导线侧面的延伸方向与导线的连接方向之间具有一角度。若在第1接合点中，导线在角度改变的状态下延伸，则在此第1接合点的接合强度下降。在第1接合点中，较佳为被压接的导线侧面的延伸方向与导线的连接方向一致。