特開 2024-178639 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

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024178639

(43)【公開日】2024-12-25

(54)【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

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20241218BHJP

【ＦＩ】

H01L21/60 301G

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096928

(22)【出願日】2023-06-13

(71)【出願人】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】奥東 祐樹

(72)【発明者】

【氏名】加島 健吉

(72)【発明者】

【氏名】中村 俊介

【テーマコード（参考）】

5F044

【Ｆターム（参考）】

5F044BB01

5F044BB14

5F044BB25

5F044CC04

(57)【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。

【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。

【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】

【特許文献1】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】

【図1】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。

【図2】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。

【図3】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。

【図4】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。

【図5】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。

【図6】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。

【図7】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。

【図8】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。

【図9】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。

【図10】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。

【図11】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。

【図12】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。

【図13】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。

【図14】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。

【図15】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。

【図16】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。

【図17】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。

【図18】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。

【図19】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】

以下、図面に基づいて本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。

【0012】

実施の形態１．
＜ワイヤボンディング装置の構成＞
まず、図１から図３を用いて、実施の形態１に係るワイヤボンディング装置の構成について説明する。

【0013】

図１および図２に示されるように、ワイヤボンディング装置１００は、ステージ７０と、ボンディング部１と、加熱部４と、駆動部１１と、第２制御部２２と、第１制御部２１と、電気トーチ（図示しない）とを有している。ステージ７０は、ワーク９７を支持する。ボンディング部１は、ワーク９７にワイヤ９９を接合する。加熱部４は、ワーク９７を加熱する。駆動部１１は、ボンディング部１および加熱部４を移動させる。第１制御部２１は、駆動部１１を制御する。具体的には、第１制御部２１は、第２制御部２２からの信号に基づいて、駆動部１１を制御する。別の観点から言えば、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、駆動部１１を制御する。ワーク９７は、被接合部材９０と、筐体９５とを有している。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。

【0014】

ステージ７０は、平坦面７９を有している。平坦面７９において、ワーク９７がステージ７０に配置される。平坦面７９に垂直な方向は、上下方向Ｚとされる。駆動部１１は、ステージ７０から離間している。上下方向Ｚに平行であり、且つ駆動部１１からステージ７０に向かう方向は、第１方向１０１とされる。第１方向１０１と反対の方向は、第２方向１０２とされる。駆動部１１は、上下方向Ｚに垂直な面に沿って移動可能である。別の観点から言えば、駆動部１１は、上下方向Ｚに垂直な面に沿ってボンディング部１および加熱部４を移動可能である。

【0015】

ボンディング部１は、駆動部１１に固定されている。ボンディング部１は、ツール駆動部１２と、ボンディングツール３４と、カメラ１５と、ワイヤ供給部３１とを有している。ツール駆動部１２は、第１ベース部６１と、第１可動部７１とを有している。第１ベース部６１は、駆動部１１に固定されている。第１可動部７１は、第１ベース部６１に接続されている。第１可動部７１は、上下方向Ｚに沿って移動可能である。

【0016】

ボンディングツール３４は、第１可動部７１に取り付けられている。ボンディングツール３４は、ワイヤ９９を支持する。ボンディングツール３４の形状は、たとえば環状である。ボンディングツール３４は、上下方向Ｚに沿って延びている。ボンディングツール３４は、たとえばキャピラリである。ボンディングツール３４は、ワイヤ９９の一部を取り囲む。電気トーチ（図示しない）は、放電エネルギーを用いて、ボンディングツール３４から第１方向１０１に突出しているワイヤ９９の先端を溶融させることができる。

【0017】

ワイヤ供給部３１は、支持部３２と、リール部３３とを有している。支持部３２は、第１可動部７１に固定されている。リール部３３は、支持部３２に支持されている。リール部３３は、ワイヤ９９を支持する。リール部３３は、たとえばワイヤ９９を巻き付けられる。ワイヤ供給部３１は、ワイヤ９９をボンディングツール３４に供給可能である。具体的には、たとえばリール部３３が回転することによって、第１方向１０１に沿って、ワイヤ９９がボンディングツール３４に供給される。カメラ１５は、第１可動部７１に固定されている。カメラ１５は、被接合部材９０の表面を撮像可能である。カメラ１５は、カメラ１５に対して第１方向１０１に位置している物体を撮像可能である。

【0018】

ツール駆動部１２は、ボンディングツール３４、カメラ１５およびワイヤ供給部３１を移動させる。具体的には、ツール駆動部１２は、第１可動部７１を移動させることによって、上下方向Ｚに沿って、ボンディングツール３４、カメラ１５およびワイヤ供給部３１を移動可能である。

【0019】

加熱部４は、駆動部１１に取り付けられている。加熱部４は、ボンディング部１から離間している。加熱部４は、加熱ユニット駆動部１３と、加熱ユニット４０とを有している。加熱ユニット駆動部１３は、第２ベース部６２と、第２可動部７２とを有している。第２ベース部６２は、駆動部１１に固定されている。第２可動部７２は、第２ベース部６２に接続されている。上下方向Ｚに垂直であり、且つ加熱ユニット駆動部１３からツール駆動部１２に向かう方向に平行な方向は左右方向Ｘとされる。上下方向Ｚおよび左右方向Ｘの各々に垂直な方向は前後方向Ｙとされる。第２可動部７２は、上下方向Ｚ、左右方向Ｘおよび前後方向Ｙの各々に沿って移動可能である。

【0020】

加熱ユニット４０は、第２可動部７２に固定されている。加熱ユニット４０は、被接合部材９０を加熱する部分である。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４０が熱風を吹き付ける方向は、たとえば、第１方向１０１に対して加熱ユニット駆動部１３からツール駆動部１２に向かう方向に傾斜している。加熱ユニット４０の詳細な構成は後述する。

【0021】

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。具体的には、加熱ユニット駆動部１３は、第２可動部７２を移動させることによって、左右方向Ｘ、前後方向Ｙおよび上下方向Ｚの各々に沿って加熱ユニット４０を移動可能である。

【0022】

図１に示されるように、第１制御部２１は、第２制御部２２、駆動部１１、ツール駆動部１２および加熱ユニット駆動部１３の各々に電気的に接続されている。第１制御部２１は、駆動部１１、ツール駆動部１２および加熱ユニット駆動部１３の各々を制御する。具体的には、第１制御部２１は、第２制御部２２からの信号に基づいて、駆動部１１、ツール駆動部１２および加熱ユニット駆動部１３の各々を制御する。別の観点から言えば、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、駆動部１１、ツール駆動部１２および加熱ユニット駆動部１３の各々を制御する。第２制御部２２は、たとえばパーソナルコンピュータである。第２制御部２２は、たとえばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などの演算処理装置を有している。

【0023】

図３に示されるように、ワイヤボンディング装置１００は、ガス流路５９を有している。ガス流路５９は、加熱ユニット４０に接続されている。ガス流路５９は、加熱ユニット４０とガス供給源９８とを接続する。別の観点から言えば、加熱ユニット４０は、ガス流路５９を介してガス供給源９８に接続される。ガス流路５９は、たとえばパイプまたはホースである。加熱ユニット４０には、ガス供給源９８から圧縮気体が供給される。圧縮気体は、たとえば空気である。

【0024】

加熱ユニット４０は、ケース４２と、ヒータ４１と、ノズル４３と、接続部４４とを有している。ケース４２の形状は環状である。ケース４２において、流入口６８と、流出口６９とが設けられている。流入口６８において、ケース４２は、ガス流路５９に接続されている。流入口６８は、圧縮気体が流入するケース４２の部分である。別の観点から言えば、ケース４２には圧縮気体が流入する。流出口６９は、流入口６８とは異なっている。流出口６９は、ケース４２から圧縮気体が流出する部分である。

【0025】

ヒータ４１は、ケース４２に取り囲まれている。ヒータ４１は、ケース４２の内部に設けられている。具体的には、ヒータ４１は、ケース４２に流入する圧縮気体が接触する位置に設けられている。ヒータ４１は、圧縮気体を加熱することによって熱風を生成する。ヒータ４１は、たとえば電熱線である。

【0026】

流出口６９において、ノズル４３は、ケース４２に接続されている。ノズル４３は、熱風を吹き出す部分である。ノズル４３の形状は管状である。ノズル４３は、本体部４５と、先端部４３ａとを有している。流出口６９において、本体部４５は、ケース４２に接続されている。本体部４５の形状は管状である。本体部４５は、たとえば第１方向１０１に対して加熱ユニット駆動部１３（図１および図２参照）からツール駆動部１２（図１および図２参照）に向かう方向に湾曲している。

【0027】

先端部４３ａは、本体部４５に接続されている。先端部４３ａは、本体部４５に対してケース４２の反対に設けられている。先端部４３ａは、ケース４２から離間している。先端部４３ａの形状は、管状である。先端部４３ａの内径は、本体部４５の内径よりも小さい。先端部４３ａにおいて、吹き出し口４９が設けられている。吹き出し口４９は、熱風を吹き出す部分である。吹き出し口４９は、ステージ７０（図１および図２参照）に向かって開口している。吹き出し口４９が開口する方向は、たとえば第１方向１０１に対して加熱ユニット駆動部１３からツール駆動部１２に向かう方向に傾斜している。

【0028】

接続部４４は、ケース４２に連なっている。接続部４４は、第２可動部７２（図１および図２参照）に固定されている。接続部４４は、ケース４２と第２可動部７２とを接続している。接続部４４は、ケース４２を支持している。

【0029】

図３に示されるように、ワイヤボンディング装置１００は、第３制御部２３と、制御弁部５と、温度計測部６とを有している。第３制御部２３は、第２制御部２２およびヒータ４１の各々に電気的に接続されている。第３制御部２３は、ヒータ４１を制御する。具体的には、第３制御部２３は、第２制御部２２からの信号に基づいて、ヒータ４１に電流を供給する。別の観点から言えば、第２制御部２２は、第３制御部２３に信号を出力することによって、ヒータ４１を制御する。

【0030】

制御弁部５は、加熱ユニット４０に流入する圧縮気体の流量を調整する。制御弁部５は、電磁開閉弁５１と、流量調整弁５２とを有している。電磁開閉弁５１は、ガス流路５９に取り付けられている。電磁開閉弁５１は、ガス供給源９８と流入口６８との間に設けられる。電磁開閉弁５１は、第２制御部２２と電気的に接続されている。電磁開閉弁５１は、ガス流路５９を通ってケース４２へ供給される圧縮気体の供給と遮断とを制御可能である。

【0031】

流量調整弁５２は、ガス流路５９に取り付けられている。流量調整弁５２は、電磁開閉弁５１とガス供給源９８との間に設けられている。流量調整弁５２は、第２制御部２２と電気的に接続されている。流量調整弁５２は、ガス流路５９の内部を流れる気体の流量を調節可能である。

【0032】

温度計測部６は、先端部４３ａに取り付けられている。具体的には、温度計測部６は、先端部４３ａの外側に取り付けられている。温度計測部６は、ノズル４３から吹き出される熱風が直接当たらない位置に取り付けられている。温度計測部６は、先端部４３ａの温度を測定する。別の観点から言えば、温度計測部６は、加熱ユニット４０の温度を測定する。温度計測部６は、第２制御部２２に電気的に接続されている。温度計測部６は、たとえば熱電対である。

【0033】

図４に示されるように、ワイヤボンディング装置１００は、超音波振動子１６を有している。超音波振動子１６は、ボンディングツール３４（図１および図２参照）に超音波振動を印加する。超音波振動子１６は、第２制御部２２に電気的に接続されている。カメラ１５は、第２制御部２２に電気的に接続されている。

【0034】

第２制御部２２は、通信部２５と、演算部２６と、記憶部２７と、Ａ／Ｄ変換部２８とを有している。通信部２５は、温度計測部６、第１制御部２１、カメラ１５、超音波振動子１６、電磁開閉弁５１、流量調整弁５２、第３制御部２３の各々と通信する。演算部２６は、通信部２５に入力されたデータと記憶部２７が記憶しているデータとに基づいて、予め決められた演算を行う。記憶部２７は、演算部２６が算出したデータを記憶する。Ａ／Ｄ変換部２８は、温度計測部６から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部２８は、変換したデジタル信号を演算部２６に出力する。

【0035】

第２制御部２２は、ヒータ４１を制御可能である。具体的には、第２制御部２２は、第３制御部２３に信号を出力することによって、ヒータ４１に供給する電流を制御可能である。

【0036】

第２制御部２２は、制御弁部５を制御可能である。具体的には、電磁開閉弁５１に信号を出力することによって、電磁開閉弁５１を開閉可能である。別の観点から言えば、第２制御部２２は、電磁開閉弁５１に信号を出力することによって、ガス供給源９８からケース４２への気体の供給および遮断を制御可能である。

【0037】

第２制御部２２は、流量調整弁５２を制御可能である。具体的には、第２制御部２２は、流量調整弁５２に信号を出力することによって、流量調整弁５２を開閉可能である。別の観点から言えば、第２制御部２２は、流量調整弁５２に信号を出力することによって、ガス供給源９８（図３参照）からケース４２（図３参照）へ供給される気体の流量を制御可能である。

【0038】

第２制御部２２は、超音波振動子１６を制御可能である。具体的には、第２制御部２２は、超音波振動子１６に信号を出力することによって、ボンディングツール３４に印加される超音波振動を制御可能である。

【0039】

第２制御部２２は、カメラ１５を制御可能である。具体的には、第２制御部２２は、カメラ１５に信号を出力することによって、カメラ１５に被接合部材９０の表面を撮像させることができる。

【0040】

第２制御部２２は、駆動部１１を制御可能である。具体的には、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、駆動部１１の移動開始、駆動部１１の停止、駆動部１１の移動距離、駆動部１１の速度、駆動部１１の加速度などを制御可能である。第１制御部２１は、第２制御部２２からの出力に基づいて、駆動部１１に信号を出力する。

【0041】

第２制御部２２は、ツール駆動部１２を制御可能である。具体的には、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、ツール駆動部１２の移動開始、ツール駆動部１２の停止、ツール駆動部１２の移動距離、ツール駆動部１２の速度、ツール駆動部１２の加速度などを制御可能である。第１制御部２１は、第２制御部２２からの出力に基づいて、ツール駆動部１２に信号を出力する。第２制御部２２は、温度計測部６からの出力に基づいて、第１制御部２１に信号を出力することによって、ツール駆動部１２を制御可能である。別の観点から言えば、第１制御部２１は、温度計測部６からの出力に基づいて、ツール駆動部１２を制御可能である。

【0042】

第２制御部２２は、加熱ユニット駆動部１３を制御可能である。具体的には、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、加熱ユニット駆動部１３の移動開始、加熱ユニット駆動部１３の停止、加熱ユニット駆動部１３の移動距離、加熱ユニット駆動部１３の速度、加熱ユニット駆動部１３の加速度などを制御可能である。第１制御部２１は、第２制御部２２からの出力に基づいて、加熱ユニット駆動部１３に信号を出力する。

【0043】

＜ワイヤボンディング方法＞
次に、図５から図１４を用いて、実施の形態１に係るワイヤボンディング方法について説明する。図５から図７に示されるように、まず、ステージ７０の平坦面７９上にワーク９７が配置される（工程Ｓ１０）。ワーク９７は、被接合部材９０と、筐体９５とを有している。筐体９５は、ステージ７０に接する。筐体９５は、第１面８１と、第２面８２と、第３面８３とを有している。

【0044】

第１面８１は、平坦面７９に接する。第２面８２は、第１面８１の反対にある。第２面８２において、凹部９６が設けられている。第３面８３は、上下方向Ｚにおいて、第１面８１と第２面８２との間に設けられている。第３面８３は、凹部９６の底面を構成している。被接合部材９０は、第３面８３上に設けられている。被接合部材９０は、凹部９６の内部に設けられている。別の観点から言えば、上下方向Ｚにおいて、被接合部材９０は、第１面８１と第２面８２との間に設けられている。

【0045】

被接合部材９０は、たとえば第１部材９３と、第２部材９４とを有している。第１部材９３は、たとえば半導体チップである。第１部材９３は、第１部分９１を有している。第１部分９１は、ワイヤ９９が接合される第１部材９３の部分である。第１部分９１は、たとえば電極である。

【0046】

第２部材９４は、第１部材９３から離間している。第２部材９４は、たとえば外部端子のリードである。第２部材９４は、第２部分９２を有している。第２部分９２は、ワイヤ９９が接合される第２部材９４の部分である。第２部分９２は、第１部分９１と電気的に接続される第２部材９４の部分である。

【0047】

次に、被接合部材９０の位置ずれ量が算出される（工程Ｓ２０）。第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、駆動部１１の待機位置からカメラ１５が第１部分９１を撮像できる位置に、駆動部１１を移動させる。これによって、第１部分９１の上方にカメラ１５が位置する。第２制御部２２は、カメラ１５に信号を出力することによって、カメラ１５に被接合部材９０の第１部分９１を撮像させる。カメラ１５は、第２制御部２２に撮像した画像データを出力する。

【0048】

第２制御部２２は、画像認識を実施する。具体的には、第２制御部２２は、カメラ１５から出力された画像データに基づいて、機械座標系における第１部分９１の座標を特定する。機械座標系は、前後方向Ｙに延びる軸、左右方向Ｘに延びる軸、上下方向Ｚに延びる軸で表される直交座標系である。機械座標系の原点は、特に限定されないが、たとえば駆動部１１の待機位置である。

【0049】

第２制御部２２は、特定された第１部分９１の座標と記憶部２７に予め記憶されている第１部分９１の座標との差分を求めることによって、左右方向Ｘにおける第１部分９１の位置ずれ量と、前後方向Ｙにおける第１部分９１の位置ずれ量とを算出する。左右方向Ｘにおける第１部分９１の位置ずれ量は、ΔＸ１とされる。前後方向Ｙにおける第１部分９１の位置ずれ量は、ΔＹ１とされる。

【0050】

第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、カメラ１５が第１部分９１を撮像できる位置からカメラ１５が第２部分９２を撮像できる位置へ、駆動部１１を移動させる。これによって、第２部分９２の上方にカメラ１５が位置する。第２制御部２２は、カメラ１５に信号を出力することによって、カメラ１５に被接合部材９０の第２部分９２を撮像させる。カメラ１５は、第２制御部２２に撮像した画像データを出力する。第２制御部２２は、画像認識を実施する。具体的には、第２制御部２２は、カメラ１５から出力された画像データに基づいて、機械座標系における第２部分９２の座標を特定する。

【0051】

第２制御部２２は、特定された第２部分９２の座標と記憶部２７に予め記憶されている第２部分９２の座標との差分を求めることによって、左右方向Ｘにおける第２部分９２の位置ずれ量と、前後方向Ｙにおける第２部分９２の位置ずれ量とを算出する。左右方向Ｘにおける第２部分９２の位置ずれ量は、ΔＸ２とされる。前後方向Ｙにおける第２部分９２の位置ずれ量は、ΔＹ２とされる。

【0052】

次に、接合位置の座標が算出される（工程Ｓ３０）。具体的には、演算部２６は、記憶部２７に予め記憶されている第１部分９１における接合位置の座標を読み出す。予め記憶されている第１部分９１における接合位置の左右方向Ｘにおける座標は、Ｘ１１とされる。予め記憶されている第１部分９１における接合位置の前後方向Ｙにおける座標は、Ｙ１１とされる。

【0053】

演算部２６は、工程Ｓ２０で算出したΔＸ１およびΔＹ１の各々と、記憶部２７から読み出したＸ１１およびＹ１１の各々とに基づいて、実際に第１部分９１においてワイヤ９９が接合される接合位置の座標を算出する。以下、実際に第１部分９１においてワイヤ９９が接合される接合位置を、第１接合位置とも称する。第１接合位置の座標は、第１部分９１においてワイヤ９９を接合する際における駆動部１１の座標である。左右方向Ｘにおける第１接合位置の座標は、Ｘ１とされる。前後方向Ｙにおける第１接合位置の座標は、Ｙ１とされる。

【0054】

演算部２６は、Ｘ１１とΔＸ１とを足し合わせることによって、Ｘ１を算出する。言い換えれば、Ｘ１は、Ｘ１１＋ΔＸ１である。演算部２６は、Ｙ１１とΔＹ１とを足し合わせることによって、Ｙ１を算出する。言い換えれば、Ｙ１は、Ｙ１１＋ΔＹ１である。

【0055】

演算部２６は、記憶部２７に予め記憶されている第２部分９２における接合位置の座標を読み出す。予め記憶されている第２部分９２における接合位置の左右方向Ｘにおける座標は、Ｘ２１とされる。予め記憶されている第２部分９２における接合位置の前後方向Ｙにおける座標は、Ｙ２１とされる。

【0056】

演算部２６は、工程Ｓ２０で算出したΔＸ２およびΔＹ２の各々と、記憶部２７から読み出したＸ２１およびＹ２１の各々とに基づいて、実際に第２部分９２においてワイヤ９９が接合される接合位置の座標を算出する。以下、実際に第２部分９２においてワイヤ９９が接合される接合位置を、第２接合位置とも称する。第２接合位置の座標は、第２部分９２においてワイヤ９９を接合する際における駆動部１１の座標である。左右方向Ｘにおける第２接合位置の座標は、Ｘ２とされる。前後方向Ｙにおける第２接合位置の座標は、Ｙ２とされる。

【0057】

演算部２６は、Ｘ２１とΔＸ２とを足し合わせることによって、Ｘ２を算出する。言い換えれば、Ｘ２は、Ｘ２１＋ΔＸ２である。演算部２６は、Ｙ２１とΔＹ２とを足し合わせることによって、Ｙ２を算出する。言い換えれば、Ｙ２は、Ｙ２１＋ΔＹ２である。

【0058】

次に、駆動部１１を第１接合位置へ移動させる（工程Ｓ４０）。第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、駆動部１１を移動させる。これによって、駆動部１１は、第１接合位置（Ｘ１、Ｙ１）に移動する。

【0059】

図８に示されるように、ボンディングツール３４は、第１部材９３の上方に位置する。具体的には、ボンディングツール３４は、第１部分９１（図７参照）の上方に位置する。ワイヤ９９は、ボンディングツール３４に供給されている。ワイヤ９９の一部は、ボンディングツール３４に取り囲まれている。ワイヤ９９の端部は、ボンディングツール３４から第１方向１０１に突出している。ボンディングツール３４から突出しているワイヤ９９の先端が電気トーチ（図示しない）からの放電エネルギーを用いて溶融されることによって、ワイヤ９９の先端においてボールが形成される。

【0060】

次に、加熱ユニット４０を第１加熱位置へ移動させる（工程Ｓ５０）。具体的には、第２制御部２２は、加熱ユニット駆動部１３へ信号を出力することによって、左右方向Ｘ、前後方向Ｙおよび上下方向Ｚの少なくとも１つの方向に沿って、加熱ユニット４０を移動させる。これによって、加熱ユニット４０は、第１加熱位置に移動する。第１加熱位置は、第１部分９１にワイヤ９９を接合する際における加熱ユニット４０の位置である。第１加熱位置は、ノズル４３とワーク９７とが干渉しない位置である。第１加熱位置の座標は、記憶部２７に予め記憶されている。なお、加熱ユニット４０を第１加熱位置へ移動させる工程（Ｓ５０）は、駆動部１１を第１接合位置へ移動させる工程（Ｓ４０）と同時に実施されてもよい。

【0061】

次に、被接合部材９０を加熱する（工程Ｓ６０）。具体的には、第２制御部２２は、電磁開閉弁５１に信号を出力することによって、加熱ユニット４０へ圧縮気体の供給を開始させる。加熱ユニット４０へ供給される圧縮気体の流量は、予め記憶部２７に記憶されている流量である。

【0062】

図９に示されるように、加熱ユニット４０へ圧縮気体の供給が開始された時点は、基準時点ｔ０とされる。基準時点ｔ０において、第２制御部２２は、第３制御部２３に信号を出力することによって、ヒータ４１へ電流を供給させる。ヒータ４１へ供給される電流の大きさは、予め記憶部２７に記憶されている電流の大きさである。

【0063】

ヒータ４１を用いて圧縮気体が加熱されることによって、熱風が生成される。これによって、ノズル４３の吹き出し口４９から熱風が吹き出される。ノズル４３から第１部分９１および第２部分９２に熱風が吹き付けられることによって、第１部分９１および第２部分９２の各々は加熱される。

【0064】

図１０に示されるように、加熱ユニット４０が第１加熱位置に位置している場合におけるノズル４３と第１部分９１との間の距離は、第１距離Ｌ１とされる。第１距離Ｌ１は、先端部４３ａと第１部分９１との間の最短距離である。図１０において、２点鎖線で囲まれている領域Ｈは、加熱ユニット４０が熱風を吹き付けられる領域を示している。第１加熱位置に位置している加熱ユニット４０が被接合部材９０を加熱する際において、領域Ｈは、第１部分９１および第２部分９２を含んでいる。別の観点から言えば、被接合部材９０を加熱する工程（工程Ｓ６０）において、加熱ユニット４０は、第１部分９１と第２部分９２とを含む領域に熱風を吹き付ける。ノズル４３の吹き出し口４９の直径は、領域Ｈが第１部分９１および第２部分９２を含むように設定される。

【0065】

図９に示されるように、基準時点ｔ０の前において、ノズル４３の先端部４３ａの温度は、たとえば室温Ｔ０である。室温Ｔ０は、たとえば２７℃である。以下、ノズル４３の先端部４３ａの温度を、単にノズル４３の温度とも称する。基準時点ｔ０の前において、第１部分９１の表面温度は室温Ｔ０である。基準時点ｔ０の前において、第２部分９２の表面温度は室温Ｔ０である。基準時点ｔ０において、上下方向Ｚにおけるボンディングツール３４の位置は、待機位置Ｚ０とされる。

【0066】

図９に示されるように、ノズル４３から第１部分９１および第２部分９２に熱風が吹き付けられることによって、ノズル４３の先端部４３ａ、第１部分９１および第２部分９２の各々の温度が室温Ｔ０から上昇する。

【0067】

温度計測部６（図３参照）は、ノズル４３の温度を計測する。温度計測部６は、測定した温度に関する信号を第２制御部２２に出力する。第２制御部２２は、温度計測部６から出力された信号に基づいて、ノズル４３の温度が予め決められた目標温度ＴＴに到達したか否かを判定する（工程Ｓ７０）。

【0068】

目標温度ＴＴは、第１加熱位置において、ノズル４３の温度が目標温度ＴＴである状態で第１部分９１および第２部分９２の加熱を続けた場合に、第１部分９１の表面温度が、第１部分９１にワイヤ９９を接合可能な温度（第１温度Ｔ１）となるように予め決定される。同様に、目標温度ＴＴは、第１加熱位置において、ノズル４３の温度が目標温度ＴＴである状態で第１部分９１および第２部分９２の加熱を続けた場合に、第２部分９２の表面温度が、第２部分９２にワイヤ９９を接合可能な温度（第２温度Ｔ２）となるように予め決定されてもよい。

【0069】

第２制御部２２は、ノズル４３の温度が目標温度ＴＴ未満であると判定した場合（工程Ｓ７０においてＮＯ）、工程Ｓ７０の処理を繰り返す。第２制御部２２は、ノズル４３の温度が目標温度ＴＴ以上であると判定した場合（工程Ｓ７０においてＹＥＳ）、ノズル４３の温度が目標温度ＴＴに到達したと判定する。ノズル４３の温度が目標温度ＴＴに到達した時点は、第１時点ｔ１とされる。

【0070】

被接合部材９０を加熱する工程（Ｓ６０）において、ヒータ４１へ供給される電流の大きさおよび加熱ユニット４０へ供給される圧縮気体の流量の各々は、ノズル４３の温度が目標温度ＴＴである場合に、ノズル４３が実質的に熱平衡状態となるように設定される。このため、第１時点ｔ１以降、ノズル４３の温度は、実質的に目標温度ＴＴに維持される。

【0071】

図９に示されるように、第１部分９１の表面温度は、第１時点ｔ１の後、第２時点ｔ２において、第１温度Ｔ１に到達する。第１温度Ｔ１において、第１部分９１は熱平衡状態となる。別の観点から言えば、第１時点ｔ１以降、第１部分９１の表面温度は、実質的に第１温度Ｔ１に維持される。

【0072】

第２時点ｔ２において、第２部分９２の表面温度は、第２温度Ｔ２に到達する。第２温度Ｔ２において、第２部分９２は熱平衡状態となる。別の観点から言えば、第２時点ｔ２以降、第２部分９２の表面温度は、実質的に第２温度Ｔ２に維持される。

【0073】

第２制御部２２は、第１時点ｔ１から予め決められた第１遅延時間ｔｄが経過したか否かを判定する（工程Ｓ８０）。第１遅延時間ｔｄは、第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの間の時間よりも長い。言い換えれば、第１遅延時間ｔｄは、ノズル４３の温度が目標温度ＴＴに到達してから第１部分９１が熱平衡状態となるまでの時間よりも長い。ノズル４３の温度が目標温度ＴＴに到達してから第１部分９１が熱平衡状態となるまでの時間は、第１部分９１を用いて実験等を行うことによって予め測定される。

【0074】

第２制御部２２は、第１時点ｔ１から経過した時間が第１遅延時間ｔｄ未満であると判定した場合（工程Ｓ８０においてＮＯ）、工程Ｓ８０の処理を繰り返す。第２制御部２２は、第１時点ｔ１から経過した時間が第１遅延時間ｔｄ以上であると判定した場合（工程Ｓ８０においてＹＥＳ）、第１部分９１にワイヤを接合する工程（Ｓ９０）を実施する。以上によって、ノズルの温度が目標温度ＴＴに到達した後、第１遅延時間ｔｄが経過してから第１部分９１にワイヤ９９を接合する工程（Ｓ９０）が実施される。

【0075】

図１１に示されるように、第１部分９１にワイヤを接合する工程（Ｓ９０）は工程Ｓ９１と、工程Ｓ９２と、工程Ｓ９３と、工程Ｓ９４とを有している。第１部分９１にワイヤを接合する工程（Ｓ９０）において、まず、ボンディングツール３４を降下させる（工程Ｓ９１）。図１２に示されるように、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、第１可動部７１を第１方向１０１に沿って移動させる。これによって、ボンディングツール３４は、第１方向１０１に沿って移動する。別の観点から言えば、ボンディングツール３４およびワイヤ９９が、第１部分９１に近づけられる。

【0076】

第２制御部２２は、ワイヤ９９が第１部分９１に接触したか否かを判定する（工程Ｓ９２）。第２制御部２２は、ワイヤ９９が第１部分９１に接触していないと判定した場合（工程Ｓ９２においてＮＯ）、ボンディングツール３４を第１方向１０１に沿って移動させ続ける。第２制御部２２は、ワイヤ９９が第１部分９１に接触したと判定した場合（工程Ｓ９２においてＹＥＳ）、第１制御部２１に信号を出力することによって、第１可動部７１を停止させる。第１可動部７１が停止した時点は、第４時点ｔ４とされる。図９に示されるように、第３時点ｔ３から第４時点ｔ４にかけて、ボンディングツール３４は、上下方向Ｚにおいて、待機位置Ｚ０から第１ツール位置Ｚ１へ移動する。

【0077】

次に、ワイヤおよび第１部分９１に荷重および超音波振動を印加する（工程Ｓ９３）。具体的には、第４時点ｔ４において、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、第１可動部７１にワイヤ９９を第１部分９１へ押し付けさせる。これによって、ワイヤ９９および第１部分９１に荷重が印加される。荷重の方向は、第１方向１０１に沿う方向である。荷重の大きさは、予め決められた大きさである。

【0078】

第４時点ｔ４において、第２制御部２２は、超音波振動子１６に信号を出力することによって、ボンディングツール３４に超音波振動を印加する。これによって、ワイヤ９９および第１部分９１に超音波振動が印加される。超音波振動の振幅などの超音波振動の条件は、予め決められた条件である。

【0079】

第２制御部２２は、第４時点ｔ４から予め決められた第１印加時間ｔａが経過したか否かを判定する（工程Ｓ９４）。第２制御部２２は、第４時点ｔ４から経過した時間が第１印加時間ｔａ未満であると判定した場合（工程Ｓ９４においてＮＯ）、工程Ｓ９４の処理を繰り返す。

【0080】

第２制御部２２は、第４時点ｔ４から経過した時間が第１印加時間ｔａ以上であると判定した場合（工程Ｓ９４においてＹＥＳ）、ワイヤ９９および第１部分９１への荷重および超音波振動の印加を停止する。具体的には、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、第１可動部７１を用いたワイヤ９９の第１部分９１への押し付けを停止させる。第２制御部２２は、超音波振動子１６に信号を出力することによって、ワイヤ９９および第１部分９１への超音波振動の印加を停止させる。

【0081】

図９に示されるように、ワイヤ９９および第１部分９１への荷重および超音波振動の印加が停止された時点は、第５時点ｔ５とされる。以上によって、第１部分９１にワイヤ９９が接合される。加熱ユニット４０を第１加熱位置に移動させる工程（Ｓ５０）後から第５時点ｔ５までの間、ノズル４３と第１部分９１との間の距離は、第１距離Ｌ１に維持される。なお、図９において、基準時点ｔ０から第５時点ｔ５までの間におけるノズル４３と接合位置との距離は、ノズル４３と第１部分９１との間の距離を示している。図９において、ノズル４３と接合位置との距離が２点鎖線で表されている部分は、ノズル４３と接合位置との距離が変動していることを表している。

【0082】

次に、ボンディングツール３４を上昇させる（工程Ｓ１００）。具体的には、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、第１可動部７１を第２方向１０２に沿って移動させる。これによって、ボンディングツール３４は、第２方向１０２に沿って、第１部分９１から遠ざかる。図９に示されるように、上下方向Ｚにおいて、ボンディングツール３４は、第１ツール位置Ｚ１から第２ツール位置Ｚ２へ移動する。上下方向Ｚにおいて、第２ツール位置Ｚ２は、待機位置Ｚ０と第１ツール位置Ｚ１との間にある。

【0083】

次に、駆動部１１を第２接合位置へ移動させる（工程Ｓ１１０）。第２制御部２２は、第１制御部２１へ信号を出力することによって、駆動部１１を移動させる。これによって、駆動部１１は、第１接合位置（Ｘ１、Ｙ１）から第２接合位置（Ｘ２、Ｙ２）へ移動する。ボンディングツール３４は、第２部分９２の上方に位置する。第２接合位置への駆動部１１の移動が終了した時点は、第６時点ｔ６とされる。なお、ボンディングツール３４が上昇する工程（Ｓ１００）が開始された後、ボンディングツール３４の上昇が終了する前に、駆動部１１が第２接合位置へ移動する工程（Ｓ１１０）が開始されてもよい。

【0084】

第６時点ｔ６において、ノズル４３と第２部分９２との距離は、たとえば第１距離Ｌ１である。第５時点ｔ５から第６時点ｔ６にかけて、ノズル４３と第２部分９２との間の距離が第１距離Ｌ１となるように、加熱ユニット４０が移動してもよい。図９において、第６時点ｔ６から後述する第８時点ｔ８までの間におけるノズル４３と接合位置との距離は、ノズル４３と第２部分９２との間の距離を示している。

【0085】

次に、第２部分９２にワイヤを接合する工程（Ｓ１２０）が実施される。図１３に示されるように、第２部分９２にワイヤを接合する工程（Ｓ１２０）は、工程Ｓ１２１と、工程Ｓ１２２と、工程Ｓ１２３と、工程Ｓ１２４とを有している。第２部分９２にワイヤを接合する工程（Ｓ１２０）において、まず、ボンディングツール３４を降下させる（工程Ｓ１２１）。

【0086】

図１４に示されるように、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、第１可動部７１を第１方向１０１に沿って移動させる。これによって、ボンディングツール３４は、第１方向１０１に沿って移動する。別の観点から言えば、ボンディングツール３４およびワイヤ９９が、第２部分９２に近づけられる。

【0087】

第２制御部２２は、ワイヤ９９が第２部分９２に接触したか否かを判定する（工程Ｓ１２２）。第２制御部２２は、ワイヤ９９が第２部分９２に接触していないと判定した場合（工程Ｓ１２２においてＮＯ）、ボンディングツール３４を第１方向１０１に沿って移動させ続ける。第２制御部２２は、ワイヤ９９が第２部分９２に接触したと判定した場合（工程Ｓ１２２においてＹＥＳ）、第１制御部２１に信号を出力することによって、第１可動部７１を停止させる。第１可動部７１が停止した時点は、第７時点ｔ７とされる。

【0088】

図９に示されるように、第６時点ｔ６から第７時点ｔ７にかけて、ボンディングツール３４は、上下方向Ｚにおいて、第２ツール位置Ｚ２から第３ツール位置Ｚ３へ移動する。上下方向Ｚにおいて、第３ツール位置Ｚ３は、第１ツール位置Ｚ１と同じ位置であってもよい。

【0089】

次に、ワイヤ９９および第２部分９２に荷重および超音波振動が印加される（工程Ｓ１２３）。具体的には、第７時点ｔ７において、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、第１可動部７１にワイヤ９９を第２部分９２へ押し付けさせる。これによって、ワイヤ９９および第２部分９２に荷重が印加される。荷重の方向は、第１方向１０１に沿う方向である。荷重の大きさは、予め決められた大きさである。工程Ｓ１２３における荷重の大きさは、工程Ｓ９３における荷重の大きさと異なっていてもよい。

【0090】

第７時点ｔ７において、第２制御部２２は、超音波振動子１６に信号を出力することによって、ボンディングツール３４に超音波振動を印加する。これによって、ワイヤ９９および第１部分９１に超音波振動が印加される。超音波振動の振幅などの超音波振動の条件は、予め決められた条件である。工程Ｓ１２３における超音波振動の条件は、工程Ｓ９３における超音波振動の条件と異なっていてもよい。

【0091】

第２制御部２２は、第７時点ｔ７から予め決められた第２印加時間ｔｂが経過したか否かを判定する（工程Ｓ１２４）。第２制御部２２は、第７時点ｔ７から経過した時間が第２印加時間ｔｂ未満であると判定した場合（工程Ｓ１２４においてＮＯ）、工程Ｓ１２４の処理を繰り返す。

【0092】

第２制御部２２は、第７時点ｔ７から経過した時間が第２印加時間ｔｂ以上であると判定した場合（工程Ｓ１２４においてＹＥＳ）、ワイヤ９９および第２部分９２への荷重および超音波振動の印加を停止する。具体的には、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、第１可動部７１に、ワイヤ９９の第２部分９２への押し付けを停止させる。第２制御部２２は、超音波振動子１６に信号を出力することによって、ワイヤ９９および第２部分９２への超音波振動の印加を停止させる。

【0093】

以上によって、第１部分９１に接合されたワイヤ９９が第２部分９２に接合される。別の観点から言えば、第１部分９１と第２部分９２とが電気的に接続される。ワイヤ９９および第２部分９２への荷重および超音波振動の印加が停止された時点は、第８時点ｔ８とされる。図９に示されるように、第６時点ｔ６から第８時点ｔ８までの間、ノズル４３と第２部分９２との距離は、たとえば第１距離Ｌ１に維持される。基準時点ｔ０から第８時点ｔ８までの間、ヒータ４１に供給される電流の大きさおよび加熱ユニット４０に供給される圧縮気体の流量の各々は、実質的に一定に維持されていてもよい。図５に示されるように、工程Ｓ９０、工程Ｓ１００、工程Ｓ１１０および工程Ｓ１２０は、被接合部材９０にワイヤ９９を接合する工程（Ｓ１）を構成している。

【0094】

次に、被接合部材９０の加熱を終了する（工程Ｓ１３０）。具体的には、第８時点ｔ８において、第２制御部２２は、電磁開閉弁５１に信号を出力することによって、加熱ユニット４０への圧縮気体の供給を停止する。第８時点ｔ８において、第２制御部２２は、第３制御部２３に信号を出力することによって、ヒータ４１への電流の供給を停止する。以上によって、第１部分９１および第２部分９２への熱風の吹き付けが停止される。これによって、ノズル４３の温度、第１部分９１の表面温度および第２部分９２の表面温度の各々が低下する。

【0095】

次に、ボンディングツール３４を待機位置まで上昇させる（工程Ｓ１４０）。具体的には、第２制御部２２は、第１制御部２１に信号を出力することによって、第１可動部７１を第２方向１０２に沿って移動させる。これによって、ボンディングツール３４は、第２方向１０２に沿って、第２部分９２から遠ざかる。上下方向Ｚにおいて、ボンディングツール３４は、第３ツール位置Ｚ３から待機位置Ｚ０へ移動する。第３ツール位置Ｚ３から待機位置Ｚ０への移動が完了した時点は、第９時点ｔ９とされる。第９時点ｔ９において、ノズルと接合位置との距離は、待機距離Ｌ０である。待機距離Ｌ０は、第１距離Ｌ１よりも長い。ボンディングツール３４が上昇することによって、ワイヤ９９は切断される。以上によって、第１部分９１と第２部分９２とがワイヤ９９を用いて電気的に接続される。

【0096】

被接合部材９０が、第１部分９１および第２部分９２の他にワイヤ９９が接合される部分を有している場合、ボンディングツール３４を待機位置まで上昇させる工程（Ｓ１４０）の後に、上述の工程Ｓ２０から工程Ｓ１４０と同様の工程が実施されることによって、当該部分にワイヤ９９が接合されてもよい。当該部分へのワイヤ９９の接合は、上述のステージ７０の平坦面７９上にワーク９７が配置される工程（Ｓ１０）と被接合部材９０の位置ずれ量を算出する工程（Ｓ２０）との間に実施されてもよい。実施の形態１に係るワイヤボンディング方法を用いて、たとえばＢＧＡ（Ｂａｌｌ Ｇｒｉｄ Ａｒｒａｙ）およびＱＦＰ（Ｑｕａｄ Ｆｌａｔ Ｐａｃｋａｇｅ）等の半導体装置が製造される。

【0097】

次に、実施の形態１に係る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の作用効果について説明する。

【0098】

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において、ワイヤ９９が接合される被接合部材９０に熱風を吹き付けることによって、被接合部材９０を加熱することがある。また、ワイヤ９９が接続される被接合部材９０の部分の周囲にワーク９７の部品が設けられていることがある。具体的には、たとえばワイヤ９９が接続される被接合部材９０の部分の周囲にワーク９７の筐体９５が設けられていることがある。ワイヤ９９が接続される被接合部材９０の部分の周囲に部品がある場合、当該部品と、被接合部材９０に熱風を吹き付けるワイヤボンディング装置１００の部分とが干渉することがある。

【0099】

実施の形態１に係るワイヤボンディング装置１００は、ボンディングツール３４と、加熱ユニット４０と、加熱ユニット駆動部１３とを有している。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。これによって、被接合部材９０を局所的に加熱しつつ、ワイヤ９９が接合される被接合部材９０の部分の周囲にある部品と加熱ユニット４０とが干渉することを抑制できる。

【0100】

実施の形態１に係るワイヤボンディング装置１００は、第１制御部２１と、温度計測部６とを有している。第１制御部２１は、ツール駆動部１２を制御する。第１制御部２１は、温度計測部６の出力に基づいて、ツール駆動部１２を制御可能である。温度計測部６は、加熱ユニット４０の温度を計測する。このため、加熱ユニット４０の温度を測定することによって、間接的に被接合部材９０の温度を測定することができる。これによって、実質的に被接合部材９０の温度に基づいて、ツール駆動部１２を制御することができる。

【0101】

加熱ユニット４０は、ケース４２と、ノズル４３とを有している。ケース４２は、圧縮気体が流入する部分である。ノズル４３は、ケース４２に接続されている。ノズル４３は熱風を吹き出す。温度計測部６は、ノズル４３の温度を測定する。このため、温度計測部６がケース４２の温度を測定する場合と比較して、加熱ユニット４０から吹き出される熱風の温度をより正確に測定できる。これによって、間接的に被接合部材９０の温度をより正確に測定できる。

【0102】

実施の形態１に係るワイヤボンディング方法によれば、被接合部材９０は、第１部分９１と、第２部分９２とを有している。第２部分９２は、第１部分９１と電気的に接続される部分である。被接合部材９０を加熱する工程（工程Ｓ６０）において、加熱ユニット４０は、第１部分９１と第２部分９２とを含む領域Ｈに熱風を吹き付ける。このため、第１部分９１と第２部分９２とを実質的に同時に加熱することができる。これによって、第１部分９１と第２部分９２とを別々に加熱する場合と比較して、被接合部材９０を加熱する時間を短くすることができる。

【0103】

実施の形態１に係るワイヤボンディング方法によれば、被接合部材９０を加熱する工程（Ｓ６０）において、ノズル４３の温度が目標温度ＴＴに到達した後、被接合部材９０にワイヤ９９を接合する工程（Ｓ１）が実施される。このため、被接合部材９０の表面温度が上昇した状態で、被接合部材９０にワイヤ９９を接合することができる。これによって、接合不良の発生を抑制できる。

【0104】

実施の形態１に係るワイヤボンディング方法によれば、被接合部材９０を加熱する工程（Ｓ６０）において、ノズル４３の温度が目標温度ＴＴに到達した後、第１遅延時間ｔｄが経過してから、被接合部材９０にワイヤ９９を接合する工程（Ｓ１）が実施される。このため、被接合部材９０の表面温度が十分に上昇した状態で、被接合部材９０にワイヤ９９を接合することができる。これによって、接合不良の発生をさらに抑制できる。

【0105】

実施の形態２．
次に、実施の形態２に係るワイヤボンディング方法の構成について説明する。実施の形態２に係るワイヤボンディング方法は、主に、駆動部１１を第２接合位置へ移動した後に、加熱ユニット４０を第２加熱位置へ移動させる工程を有している点において、実施の形態１に係るワイヤボンディング方法の構成と異なっており、その他の点については、実施の形態１に係るワイヤボンディング方法の構成と実質的に同一である。以下、実施の形態１に係るワイヤボンディング方法の構成と異なる点を中心に説明する。

【0106】

図１５に示されるように、実施の形態２に係るワイヤボンディング方法によれば、駆動部１１を第２接合位置へ移動させる工程（Ｓ１１０）の後に、加熱ユニット４０を第２加熱位置へ移動させる（工程Ｓ１５０）。具体的には、第２制御部２２は、加熱ユニット駆動部１３へ信号を出力することによって、左右方向Ｘ、前後方向Ｙおよび上下方向Ｚの少なくとも１つの方向に沿って、加熱ユニット４０を移動させる。これによって、加熱ユニット４０は、第２加熱位置に移動する。第２加熱位置は、第２部分９２にワイヤ９９を接合する際における加熱ユニット４０の位置である。第２加熱位置は、ノズル４３とワーク９７とが干渉しない位置である。第２加熱位置の座標は、記憶部２７に予め記憶されている。

【0107】

図１６に示されるように、加熱ユニット４０が第２加熱位置に位置している場合におけるノズル４３と第２部分９２との間の距離は、第２距離Ｌ２とされる。第２距離Ｌ２は、ノズル４３の先端部４３ａと第２部分９２との間の最短距離である。第２距離Ｌ２は、たとえば第１距離Ｌ１（図１０参照）よりも短い。別の観点から言えば、加熱ユニット４０が第１加熱位置に位置している場合（図１０参照）と比較して、ノズル４３は、第２部分９２に近づく。これによって、第１部分９１の表面温度および第２部分９２の表面温度の各々は上昇する。第２加熱位置に位置している加熱ユニット４０が被接合部材９０を加熱する際において、領域Ｈは、第１部分９１および第２部分９２を含んでいる。

【0108】

図１７は、図９に対応している。図１７に示されるように、加熱ユニット４０が第２加熱位置に到達した時点は、第１０時点ｔ１０とされる。図１７において、第１０時点ｔ１０から第８時点ｔ８までの間におけるノズル４３と接合位置との距離は、ノズル４３と第２部分９２との間の距離を示している。

【0109】

図１７に示されるように、第１０時点ｔ１０から第１１時点ｔ１１にかけて、第２部分９２の表面温度は、第２温度Ｔ２から第４温度Ｔ４まで上昇する。第１１時点ｔ１１は、第２部分９２の表面温度が第４温度Ｔ４に到達した時点である。第４温度Ｔ４において、第２部分９２は熱平衡状態となる。別の観点から言えば、第２部分９２の表面温度は、第１１時点ｔ１１から第８時点ｔ８までの間、実質的に第４温度Ｔ４に維持される。

【0110】

第１０時点ｔ１０から第１１時点ｔ１１にかけて、第１部分９１の表面温度は、第１温度Ｔ１から第３温度Ｔ３まで上昇する。第３温度Ｔ３において、第１部分９１は熱平衡状態となる。別の観点から言えば、第１部分９１の表面温度は、第１１時点ｔ１１から第８時点ｔ８までの間、実質的に第３温度Ｔ３に維持される。

【0111】

次に、第２制御部２２は、第１０時点ｔ１０から予め決められた第２遅延時間ｔｅが経過したか否かを判定する（工程Ｓ１６０）。第２遅延時間ｔｅは、第１０時点ｔ１０から第１１時点ｔ１１までの間の時間よりも長い。言い換えれば、第２遅延時間ｔｅは、加熱ユニット４０が第２加熱位置に移動した後から第２部分９２が熱平衡状態となるまでの時間よりも長い。第１０時点ｔ１０から第１１時点ｔ１１までの間の時間は、第２部分９２を用いて実験等を行うことによって予め測定される。

【0112】

第２制御部２２は、第１０時点ｔ１０から経過した時間が第２遅延時間ｔｅ未満であると判定した場合（工程Ｓ１６０においてＮＯ）、工程Ｓ１６０の処理を繰り返す。第２制御部２２は、第１０時点ｔ１０から経過した時間が第２遅延時間ｔｅ以上であると判定した場合（工程Ｓ１６０においてＹＥＳ）、第２部分９２にワイヤを接合する工程（Ｓ１２０）を実施する。第２部分９２にワイヤを接合する工程（Ｓ１２０）において、ノズル４３と第２部分９２との間の距離は、第２距離Ｌ２に維持される。

【0113】

以上のように、第１部分９１にワイヤを接合する工程（Ｓ９０）におけるノズル４３と第１部分９１との間の距離（第１距離Ｌ１）と、第２部分９２にワイヤを接合する工程（Ｓ１２０）におけるノズル４３と第２部分９２との間の距離（第２距離Ｌ２）とが異なるように、加熱ユニット４０を移動させる。これによって、第１部分９１にワイヤを接合する工程（Ｓ９０）における第１部分９１の表面温度と、第２部分９２にワイヤを接合する工程（Ｓ１２０）における第２部分９２の表面温度とが調節される。図１５に示されるように、被接合部材９０にワイヤ９９を接合する工程（Ｓ１）は、工程Ｓ１５０と、工程Ｓ１６０とを有している。

【0114】

次に、実施の形態２に係るワイヤボンディング装置１００およびワイヤボンディング方法の作用効果について説明する。

【0115】

図１８において、縦軸は、第１部分９１の表面温度を示している。横軸は、ノズル４３と第１部分９１との間の距離を示している。Ｐ１からＰ４で示される点は、ノズル４３の温度を一定に維持した状態で熱風を第１部分９１に吹き出し、ノズル４３と第１部分９１との間の距離を変化させた場合の第１部分９１の表面温度を示している。

【0116】

ノズル４３と第１部分９１との間の距離が長くなるにつれて、ノズル４３から吹き出された熱風が第１部分９１および第２部分９２に到達する前に、熱風は拡散しやすくなる。一方で、ノズル４３と第１部分９１との間の距離が短くなるにつれて、ノズル４３から吹き出された熱風は拡散しにくくなる。このため、効率よく第１部分９１および第２部分９２を加熱できる。従って、図１８に示されるように、ノズル４３の温度が一定である場合、ノズル４３と第１部分９１との間の距離が短くなるにつれて、第１部分９１の表面温度は上昇する。ノズル４３と第１部分９１との間の距離がＬｂであるときの、第１部分９１の表面温度はＴａとされる。

【0117】

図１９は、第２部分９２の熱容量および材質が第１部分９１の熱容量および材質と異なる場合における第２部分９２の表面温度とノズル４３と第２部分９２との間の距離との関係を示している。図１９において、縦軸は、第２部分９２の表面温度を示している。横軸は、ノズル４３と第２部分９２との間の距離を示している。Ｐ５からＰ８で示される点は、ノズル４３の温度を一定に維持した状態で熱風を第１部分９１に吹き出し、ノズル４３と第２部分９２との間の距離を変化させた場合の第２部分９２の表面温度を示している。Ｐ５からＰ８におけるノズル４３の温度は、Ｐ１からＰ４（図１８参照）におけるノズル４３の温度と同じである。

【0118】

図１９に示されるように、ノズル４３の温度が一定である場合、ノズルと第２部分９２との距離が短くなるにつれて、第２部分９２の表面温度は上昇する。ノズル４３と第２部分９２との間の距離がＬａであるとき、たとえば第２部分９２の表面温度をＴａとなる。別の観点から言えば、図１８および図１９に示されるように、ノズル４３と第２部分９２との間の距離がＬａである場合における第２部分９２の表面温度は、ノズル４３と第１部分９１との間の距離がＬｂある場合における第１部分９１の表面温度と同じである。

【0119】

このように、第１部分９１の熱容量および材質と第２部分９２の熱容量および材質とが異なる場合であっても、ノズル４３と第１部分９１との間の距離およびノズル４３と第２部分９２との間の距離の各々を調節することによって、第１部分９１の表面温度と第２部分９２の表面温度とが同じ温度となるように調節することができる。

【0120】

実施の形態２に係るワイヤボンディング方法によれば、第１部分９１にワイヤを接合する工程（Ｓ９０）におけるノズル４３と第１部分９１との間の距離（第１距離Ｌ１）と、第２部分９２にワイヤを接合する工程（Ｓ１２０）におけるノズル４３と第２部分９２との間の距離（第２距離Ｌ２）とが異なるように、加熱ユニット４０を移動させる。これによって、第１部分９１にワイヤを接合する工程（Ｓ９０）における第１部分９１の表面温度と、第２部分９２にワイヤを接合する工程（Ｓ１２０）における第２部分９２の表面温度とを調節する。このため、ノズル４３の温度を変更することなく、第１部分９１の表面温度および第２部分９２の表面温度の各々を調節できる。結果として、ノズル４３の温度を変更することによって第１部分９１の表面温度および第２部分９２の表面温度の各々を調節する場合と比較して、第１部分９１の表面温度および第２部分９２の表面温度の各々の調節に必要な時間を短くすることができる。

【0121】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0122】

１ ボンディング部、４ 加熱部、５ 制御弁部、６ 温度計測部、１１ 駆動部、１２ ツール駆動部、１３ 加熱ユニット駆動部、１５ カメラ、１６ 超音波振動子、２１ 第１制御部、２２ 第２制御部、２３ 第３制御部、２５ 通信部、２６ 演算部、２７ 記憶部、２８ 変換部、３１ ワイヤ供給部、３２ 支持部、３３ リール部、３４ ボンディングツール、４０ 加熱ユニット、４１ ヒータ、４２ ケース、４３ ノズル、４３ａ 先端部、４４ 接続部、４５ 本体部、４９ 吹き出し口、５１ 電磁開閉弁、５２ 流量調整弁、５９ ガス流路、６１ 第１ベース部、６２ 第２ベース部、６８ 流入口、６９ 流出口、７０ ステージ、７１ 第１可動部、７２ 第２可動部、７９ 平坦面、８１ 第１面、８２ 第２面、８３ 第３面、９０ 被接合部材、９１ 第１部分、９２ 第２部分、９３ 第１部材、９４ 第２部材、９５ 筐体、９６ 凹部、９７ ワーク、９８ ガス供給源、９９ ワイヤ、１００ ワイヤボンディング装置、１０１ 第１方向、１０２ 第２方向、Ｈ 領域、Ｌ０ 待機距離、Ｌ１ 第１距離、Ｌ２ 第２距離、Ｔ０ 室温、Ｔ１ 第１温度、Ｔ２ 第２温度、Ｔ３ 第３温度、Ｔ４ 第４温度、ＴＴ 目標温度、Ｘ 左右方向、Ｙ 前後方向、Ｚ 上下方向、Ｚ０ 待機位置、Ｚ１ 第１ツール位置、Ｚ２ 第２ツール位置、Ｚ３ 第３ツール位置、ｔ０ 基準時点、ｔ１ 第１時点、ｔ２ 第２時点、ｔ３ 第３時点、ｔ４ 第４時点、ｔ５ 第５時点、ｔ６ 第６時点、ｔ７ 第７時点、ｔ８ 第８時点、ｔ９ 第９時点、ｔ１０ 第１０時点、ｔ１１ 第１１時点、ｔａ 第１印加時間、ｔｂ 第２印加時間、ｔｄ 第１遅延時間、ｔｅ 第２遅延時間。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】