导线键合装置及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种导线键合装置及半导体装置。引线导线键合装置包含能够载置布线衬底的载置台、臂部以及控制部。控制部以如下方式控制臂部的动作及导线的键合，即，控制臂部，在朝向载置台的方向移动工具而使其位于第一键合垫上，以第一压脚压接导线的突出部分而形成第一键合，又在与朝向载置台的方向为相反方向且斜上方向移动工具并陆续送出引线导线，并再次在朝向载置台的方向移动工具使在导线形成环，使工具位于第二键合垫上，将导线的突出部分压接于第二键合垫而形成第二键合，在朝向载置台的方向移动工具，形成导线的断裂部。

【技术实现步骤摘要】
[相关申请案]本申请案享有以日本专利申请案2014-187680号(申请日：2014年9月16日)为基础申请案的优先权。本申请案通过参照该基础申请案而包含基础申请案的全部内容。
本专利技术的实施方式涉及一种导线键合装置及半导体装置。
技术介绍
在半导体芯片的键合(bonding)中，有利用超声波连接导线的楔形键合法。例如，在键合由半导体芯片立体地层叠而成的层叠芯片时，靠近半导体芯片而键合的情况下，由于立体位置关系，有时键合工具、导线、半导体芯片等会相互干扰，而妨碍键合。
技术实现思路
本专利技术的实施方式提供一种能够使键合工具、导线、半导体芯片等互不干扰地进行键合的导线键合装置及半导体装置。实施方式的导线键合装置包含：能够载置布线衬底的载置台、包含超声波振荡器的臂部、及控制部。布线衬底包含第一键合垫(bonding pad)、及设有第二键合垫的半导体芯片。臂部可安装工具，工具包含：位于载置台侧的第一脚、及与第一脚并排设置的第二脚，且在第一脚与第二脚之间形成有插通口。导线能以穿过工具的插通口且向第一脚侧突出的方式导出。控制部以如下方式控制臂部的动作及导线的键合，即，控制臂部，在朝向载置台的方向移动工具而使其位于第一键合垫上，以所述第一脚压接导线的突出部分而形成第一键合，一边在与朝向载置台的方向为相反方向且斜上方向移动工具一边陆续送出导线，一边再次在朝向载置台的方向移动工具一边在导线形成环，使工具位于第二键合垫上，将导线的突出部分压接于第二键合垫而形成第二键合，在朝向载置台的方向移动工具，而形成导线的断裂部。附图说明图1是示意性表示实施方式的导线键合装置的构成的图的一个例子。图2至图10是按顺序依次表示实施方式的键合方法的图的一个例子。图11是楔形键合工具的前端部的放大图的一个例子。图12是表示实施方式的半导体装置的应用例的图的一个例子。图13是示意性表示实施方式的导线的形状的图的一个例子。图14(A)是示意性表示布线衬底、第一半导体芯片及第二半导体芯片的俯视图的一个例子。图14(B)是图14(A)的14-14线的剖视图的一个例子。具体实施方式以下，一边参照附图，一边对实施方式进行说明。此外，附图是示意图，厚度与平面尺寸的关系、各层的厚度比例等并非必须与实物一致。即使在表示相同部分的情况下，也存在相互的尺寸或比例根据附图而不同地予以表现的情况。本申请案的说明书与各图中，对与已示出图中所述的要素相同的要素标注相同的符号，并适当省略详细说明。另外，以下说明中，为了方便说明，使用规定了前后上下的座标系。在此座标系中，从楔形键合工具30的后脚302观察时将前脚301的方向设为前(第一方向)，从前脚301观察时将后脚302的方向设为后(第二方向)。另外，与如下方向一致，即，从第一键合垫66a观察时将第二键合垫66b的方向设为前(第一方向)，且将其相反方向设为后(第二方向)。另外，与如下方向一致，即，从第一键合90观察时将第二键合92的方向设为前(第一方向)，且将其相反方向设为后(第二方向)。(实施方式)以下，参照附图对实施方式进行说明。图1是示意性表示本实施方式的导线键合装置(半导体制造装置)100的构成的图的一个例子。图11是楔形键合工具30的前端部的放大图的一个例子。导线键合装置100具有键合载置台12及XY平台14。键合载置台12载置有作为被键合体的半导体装置10。关于XY平台14，在其上部具备键合驱动部的XY平台14上竖立设置有支架16。臂部18在支架16的中间部以沿上下方向移动自如的方式由支架16支撑。臂部18通过设置在XY平台14上的Z马达20而可执行上下运动。Z马达20例如含有线性马达。在臂部18的键合载置台12侧的端部，配备有超声波振荡器22。作为超声波振荡器
22，可使用例如压电元件。在臂部18上，大致水平地支撑连接有焊头26。焊头26以可获得来自超声波振荡器22的超声波能量的方式而连结。焊头26是作为超声波能量传递构件而发挥功能。在焊头26的前端部，大致垂直地安装有例如呈棒状的楔形键合工具30。在楔形键合工具30的下端部设置有插通孔30a。插通孔30a中，供卷绕安装在卷盘32上的导线34的前端部插通。在臂部18的前端部，固定有夹具支架36。夹具支架36的中间部轴支在夹具托架38上，且被大致垂直地吊持。夹具托架38以相对于焊头26的延长方向平行地旋动的方式而设置。夹具托架38通过设置在夹具支架36上的夹具移动机构40而可执行往返移动。在夹具托架38的下端部吊持有夹具42。夹具42具有配置在导线34的两侧的一组夹板(未图示)，且可通过例如含有螺线管等的夹具开闭装置44而开闭。夹具42是作为导线34的夹持工具而发挥功能。夹具42可通过使该相对的夹板之间打开而使导线34成为自由地伸出的状态，且可通过将相对的夹板之间闭合而使导线34的伸出停止。导线键合装置100具有计算机50。XY平台14、Z马达20、超声波振荡器22及夹具开闭装置44与计算机50连接。导线键合装置100根据计算机50中预先编程的序列而受到控制。计算机50将导线键合装置100的各要素的动作作为整体而控制。计算机50例如具有作为CPU(Central Processing Unit，中央处理器)的控制部501、各种接口电路、及存储器502。这些通过内部总线510而相互连接。各种接口电路是设置在作为CPU的控制部501与导线键合装置100的各要素之间的驱动电路或缓冲电路。图1中，将接口电路记为I/F。计算机50中，作为各种接口电路，具有与键合载置台12连接的载置台驱动接口电路509、与Z马达20连接的Z马达驱动接口电路508、与超声波振荡器22连接的超声波振荡器接口电路507、及与夹具开闭装置44连接的夹具开闭接口电路506。存储器502是存储程序或数据的存储装置。存储器502具备与导线键合处理相关的键合程序504。另外，存储器502具备键合程序504中使用的控制数据505。图11表示将楔形键合工具30的前端部分放大后的图。楔形键合工具30例如是由超硬合金等金属形成。在楔形键合工具30的前端部(底部)，具有前脚301与后脚302。前脚301配置在楔形键合工具30底部的前侧，后脚302配置在后侧。在前脚301与后脚302之间，开设有插通孔30a。插通孔30a从楔形键合工具30底部朝后斜上方贯通，且在楔形键合工具30后方形成开口。导线34从后方的开口部朝底部的开口部而向前斜下方插通。前脚301及后脚302成大致平面。前脚301及后脚302是作为加工部发挥功能，通过在键合时将导线压接于键合垫，利用所施加的超声波能量进行接合，而形成键合。在前脚301及后脚302上，也可设置用以引导导线34的槽。接下来，使用附图详细地说明实施方式的键合的顺序。图2至图10是按顺序依次表示本实施方式的键合方法与导线键合装置100及半导体装置10的状态的图的一个例子。图2至图10中，实施方式的半导体装置10在布线衬底60上具有第一半导体芯片62a及第二半导体芯片62b。第一半导体芯片62a与第二半导体芯片62b在前后方向错开而层叠。第二半导体芯片62b具有芯片端80。在布线衬底60、第一半导体芯片62a及第二半导体芯片62b之间设置有晶粒黏着材82。在布线衬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导线键合装置，其特征在于包含：载置台，可载置布线衬底，所述布线衬底包含：第一键合垫、以及设有第二键合垫的半导体芯片；臂部，包含超声波振荡器，所述臂部可安装工具，所述工具包含：位于所述载置台侧的第一脚、及与所述第一脚并排设置的第二脚，且在所述第一脚与所述第二脚的间形成有插通口；以及控制部，控制所述臂部的动作及导线的键合；所述导线能以穿过所述工具的插通口而向所述第一脚侧突出的方式导出；所述控制部控制所述臂部；使所述工具在朝向所述载置台的方向移动而使其位于所述第一键合垫上，以所述第一脚压接所述导线的突出部分而形成第一键合；一边使所述工具在与朝向所述载置台的方向为相反方向且斜上方向移动，一边陆续送出所述导线；一边使所述工具再次在朝向所述载置台的方向移动，一边在导线形成环；使所述工具位于所述第二键合垫上；将所述导线的突出部分压接于所述第二键合垫而形成第二键合；并且使所述工具在朝向所述载置台的方向移动，形成所述导线的断裂部。

【技术特征摘要】
2014.09.16 JP 2014-1876801.一种导线键合装置，其特征在于包含：载置台，可载置布线衬底，所述布线衬底包含：第一键合垫、以及设有第二键合垫的半导体芯片；臂部，包含超声波振荡器，所述臂部可安装工具，所述工具包含：位于所述载置台侧的第一脚、及与所述第一脚并排设置的第二脚，且在所述第一脚与所述第二脚的间形成有插通口；以及控制部，控制所述臂部的动作及导线的键合；所述导线能以穿过所述工具的插通口而向所述第一脚侧突出的方式导出；所述控制部控制所述臂部；使所述工具在朝向所述载置台的方向移动而使其位于所述第一键合垫上，以所述第一脚压接所述导线的突出部分而形成第一键合；一边使所述工具在与朝向所述载置台的方向为相反方向且斜上方向移动，一边陆续送出所述导线；一边使所述工具再次在朝向所述载置台的方向移动，一边在导线形成环；使所述工具位于所述第二键合垫上；将所述导线的突出部分压接于所述第二键合垫而形成第二键合；并且使所述工具在朝向所述载置台的方向移动，形成所述导线的断裂部。2.根据权利要求1所述的导线键合装置，其特征在于：所述控制部是：使所述工具在与朝向所述载置台的方向为相反方向移动后，且在进一步通过使所述工具在所述相反方向且斜上...

【专利技术属性】
技术研发人员：赤羽隆章，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP