特表 2024-546979 工程内ワイヤボンドテスト

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-12-26

(54)【発明の名称】工程内ワイヤボンドテスト

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20241219BHJP

   H01M 50/516 20210101ALI20241219BHJP

   B23K 20/00 20060101ALI20241219BHJP

【ＦＩ】

H01L21/60 321Y

H01M50/516

B23K20/00 H

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024536063

(86)(22)【出願日】2022-12-29

(85)【翻訳文提出日】2024-07-25

(86)【国際出願番号】 US2022082522

(87)【国際公開番号】W WO2023130000

(87)【国際公開日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】17/646,586

(32)【優先日】2021-12-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】515301041

【氏名又は名称】アティエヴァ、インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000877

【氏名又は名称】弁理士法人ＲＹＵＫＡ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】カールソン－サイペク、ベン

(72)【発明者】

【氏名】カルピト、ドギーレイ エム．

(72)【発明者】

【氏名】シンプソン、ライアン

【テーマコード（参考）】

4E167

5H043

【Ｆターム（参考）】

4E167BA04

5H043AA19

5H043BA17

5H043FA04

5H043FA40

5H043HA04F

5H043HA11F

5H043LA32F

(57)【要約】

一般的な態様において、ワイヤボンディング装置は、ボンディングワイヤの供給部、ワイヤボンディングヘッド、及び電気的導通テスタを含み得る。ワイヤボンディングヘッドは、ワイヤカッターを含み得る。ワイヤカッターは、導電性であり得る。電気的導通テスタは、ボンディングワイヤの供給部及びワイヤカッターの間を連結し得る。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ボンディングワイヤの供給部；
ワイヤカッターを含むワイヤボンディングヘッド、前記ワイヤカッターは導電性である；及び
前記ボンディングワイヤの供給部及び前記ワイヤカッターの間において連結された電気的導通テスタ
を備える、ワイヤボンディング装置。

【請求項2】

前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的アースと電気的に連結されている、請求項１に記載のワイヤボンディング装置。

【請求項3】

前記ボンディングワイヤの供給部は、その上に前記ボンディングワイヤの供給部が配置されたスプールを介して電気的アースと電気的に連結されている、請求項２に記載のワイヤボンディング装置。

【請求項4】

前記ボンディングワイヤの供給部は、前記ワイヤボンディングヘッドに近接した電気的アースと電気的に連結されている、請求項２に記載のワイヤボンディング装置。

【請求項5】

前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的に浮遊している、請求項１に記載のワイヤボンディング装置。

【請求項6】

前記ワイヤボンディング装置は：
接触面上にワイヤボンドを形成した後、前記接触面及び前記ワイヤカッターを電気的に接触させること；及び
前記接触面に前記ワイヤカッターが電気的に接触している状態で、前記接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の抵抗を、前記電気的導通テスタを用いて測定すること
を行うように構成されている、請求項１から５のいずれか一項に記載のワイヤボンディング装置。

【請求項7】

前記ワイヤボンドは、ボンディングワイヤの電気相互接続の第１ワイヤボンドであり；
前記ワイヤボンディング装置は、前記測定された抵抗が閾値抵抗より大きい場合にワイヤボンディング不良を指示するように構成される、請求項６に記載のワイヤボンディング装置。

【請求項8】

前記ワイヤボンドは、ボンディングワイヤの電気相互接続の最後のワイヤボンドであり、
前記ワイヤボンディング装置は：
前記ワイヤボンドの形成の後の前記ワイヤカッターを用いて、ワイヤ切断動作を実行すること；及び
前記測定された抵抗が閾値抵抗より少ない場合にワイヤボンディング不良を指示すること
を行うように構成されている、請求項６に記載のワイヤボンディング装置。

【請求項9】

ワイヤボンディング装置を操作する方法であって、前記方法は：
前記ワイヤボンディング装置に含まれたボンディングワイヤの供給部から、接触面上にワイヤボンドを形成する段階；
前記接触面を、前記ワイヤボンディング装置のワイヤボンディングヘッドに含まれたワイヤカッターと電気的に接触させる段階、ここで、前記ワイヤカッターは導電性である；
前記接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の抵抗を、前記ワイヤボンディング装置に含まれた導通テスタを用いて測定する段階；及び
前記ワイヤボンドを形成する前記段階の成功又は失敗を、前記測定された抵抗に基づいて決定する段階
を備える、方法。

【請求項10】

前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的アースに電気的に連結され；
前記抵抗を測定する段階は、前記ワイヤカッター及び電気的アースの間の抵抗を測定する段階を含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的に浮遊している、請求項９に記載の方法。

【請求項12】

前記ワイヤボンドは、ボンディングワイヤの電気相互接続の第１ワイヤボンドであり；
前記ワイヤボンドを形成する前記段階の成功又は失敗を決定する段階は：
前記測定された抵抗が閾値抵抗より小さい又はそれに等しい場合に前記ワイヤボンドを形成する前記段階の成功を決定する段階；及び
前記測定された抵抗が前記閾値抵抗より大きい場合に前記ワイヤボンドを形成する前記段階の失敗を決定する段階
を含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記ワイヤボンドは、ボンディングワイヤの電気相互接続の最後のワイヤボンドであり；
前記ワイヤボンドを形成する前記段階の成功又は失敗を決定する段階は：
前記測定された抵抗が閾値抵抗より大きい又はそれに等しい場合に前記ワイヤボンドを形成する前記段階の成功を決定する段階；及び
前記測定された抵抗が前記閾値抵抗より少ない場合に前記ワイヤボンドを形成する前記段階の失敗を決定する段階
を含む、請求項９から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

ワイヤボンディング装置を操作するための方法であって、前記方法は：
前記ワイヤボンディング装置に含まれたボンディングワイヤの供給部から、ボンディングワイヤの電気相互接続の第１ワイヤボンドを形成する段階、ここで、前記第１ワイヤボンドは、第１接触面上に形成されている；
前記第１接触面を、前記ワイヤボンディング装置のワイヤボンディングヘッドに含まれたワイヤカッターと電気的に接触させる段階、ここで、前記ワイヤカッターは、導電性である；
前記第１接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の抵抗を、前記ワイヤボンディング装置に含まれた導通テスタを用いて測定する段階；
前記第１接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の前記測定された抵抗が第１閾値抵抗より少ないことに基づいて、前記第１ワイヤボンドを形成する前記段階の成功を決定する段階；
前記ボンディングワイヤの供給部から、前記ボンディングワイヤの電気相互接続の最後のワイヤボンドを形成する段階、ここで、前記最後のワイヤボンドは、第２接触面上に形成されている；
前記ボンディングワイヤの電気相互接続に対してワイヤ切断動作を実行する段階；
前記第２接触面を前記ワイヤカッターに電気的に接触させる段階；
前記導通テスタを用いて、前記第２接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の抵抗を測定する段階；及び
前記第２接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の前記測定された抵抗が第２閾値抵抗より大きいことに基づいて、前記最後のワイヤボンドを形成する前記段階の成功を決定する段階
を備える、方法。

【請求項15】

前記第１ワイヤボンドを形成する段階の後、前記第１接触面を前記ワイヤカッターと電気的に接触させる段階の前に、前記第１接触面に電気的に接触する場合に前記ワイヤカッターが前記第１ワイヤボンドから離間されるように、前記ワイヤボンディング装置のボンダヘッドを位置付けする段階をさらに備える、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

前記最後のワイヤボンドを形成する段階の後、前記第２接触面を前記ワイヤカッターと電気的に接触させる段階の前に、前記第２接触面に電気的に接触する場合に前記ワイヤカッターが前記最後のワイヤボンドから離間されるように、前記ワイヤボンディング装置のボンダヘッドを位置付けする段階をさらに備える、請求項１４又は１５に記載の方法。

【請求項17】

前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的に接地されている、請求項１４又は１５に記載の方法。

【請求項18】

前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的に浮遊している、請求項１４又は１５に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
本願は、２０２１年１２月３０日に出願され、「ＩＮ－ＰＲＯＣＥＳＳ ＷＩＲＥ ＢＯＮＤ ＴＥＳＴＩＮＧ」と題する米国特許出願第１７／６４６，５８６に対する優先権を主張し、当該出願の開示はその全体が本明細書に参照によって組み込まれる。

【0002】

［技術分野］
本明細書は、ワイヤボンドの工程内テストに関する。

【背景技術】

【0003】

ボンディングワイヤは、電気デバイスアセンブリ内の様々な要素又はコンポーネントを電気的に相互接続するために使用される。そのようなアセンブリにおいて、不適切に又は不十分に形成されたボンディングワイヤの電気相互接続は、望ましくない電気抵抗をもたらし得る及び／又は他の機能問題を発生させ得る。

【発明の概要】

【0004】

一般的な態様において、ワイヤボンディング装置は、ボンディングワイヤの供給部、ワイヤボンディングヘッド、及び電気的導通テスタを含み得る。ワイヤボンディングヘッドは、ワイヤカッターを含み得る。前記ワイヤカッターは、導電性であり得る。前記電気的導通テスタは、前記ボンディングワイヤの供給部及び前記ワイヤカッターの間を連結し得る。

【0005】

実装は、以下の特徴のうちの１又は複数を含むことができる。例えば、前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的アースと電気的に連結され得る。前記ボンディングワイヤの供給部は、その上に前記ボンディングワイヤの供給部が配置されたスプールを介して電気的アースと電気的に連結され得る。

【0006】

前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的に浮遊していてよい。

【0007】

前記ワイヤボンディング装置は、接触面上にワイヤボンドを形成した後、前記接触面及び前記ワイヤカッターを電気的に接触させること、及び、前記接触面に前記ワイヤカッターが電気的に接触している状態で、前記接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の抵抗を、前記電気的導通テスタを用いて測定することを行うように構成されている。前記ワイヤボンドは、ボンディングワイヤの電気相互接続の第１ワイヤボンドであり得、前記ワイヤボンディング装置は、前記測定された抵抗が閾値抵抗より大きい場合にワイヤボンディング不良を指示するように構成され得る。前記ワイヤボンドは、ボンディングワイヤの電気相互接続の最後のワイヤボンドであり得、前記ワイヤボンディング装置は：前記ワイヤボンドの形成の後の前記ワイヤカッターを用いて、ワイヤ切断動作を実行すること；及び、前記測定された抵抗が閾値抵抗より少ない場合にワイヤボンディング不良を指示することを行うように構成されている。

【0008】

別の一般的な態様において、ワイヤボンディング装置を操作するための方法は、前記ワイヤボンディング装置に含まれたボンディングワイヤの供給部から、接触面上にワイヤボンドを形成する段階を含み得る。本方法はまた、前記接触面を、前記ワイヤボンディング装置のワイヤボンディングヘッドに含まれたワイヤカッターと電気的に接触させる段階を含み得る。前記ワイヤカッターは、導電性であり得る。本方法はまた、前記接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の抵抗を、前記ワイヤボンディング装置に含まれた導通テスタを用いて測定する段階を含み得る。本方法はまたさらに、前記ワイヤボンドを形成する前記段階の成功又は失敗を、前記測定された抵抗に基づいて決定する段階を含み得る。

【0009】

実装は、以下の特徴のうちの１又は複数を含むことができる。例えば、前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的アースに電気的に連結され得、前記抵抗を測定する段階は、前記ワイヤカッター及び電気的アースの間の抵抗を測定する段階を含み得る。

【0010】

前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的に浮遊していてよい。

【0011】

前記ワイヤボンドは、ボンディングワイヤの電気相互接続の第１ワイヤボンドであり得る。前記ワイヤボンドを形成する前記段階の成功又は失敗を決定する段階は、前記測定された抵抗が閾値抵抗より小さい又はそれに等しい場合に前記ワイヤボンドを形成する前記段階の成功を決定する段階；及び、前記測定された抵抗が前記閾値抵抗より大きい場合に前記ワイヤボンドを形成する前記段階の失敗を決定する段階を含み得る。

【0012】

前記ワイヤボンドは、ボンディングワイヤの電気相互接続の最後のワイヤボンドであり得る。前記ワイヤボンドを形成する前記段階の成功又は失敗を決定する段階は、前記測定された抵抗が閾値抵抗より大きい又はそれに等しい場合に前記ワイヤボンドを形成する前記段階の成功を決定する段階；及び、前記測定された抵抗が前記閾値抵抗より少ない場合に前記ワイヤボンドを形成する前記段階の失敗を決定する段階を含み得る。

【0013】

別の一般的な態様において、ワイヤボンディング装置を操作するための方法は、前記ワイヤボンディング装置に含まれたボンディングワイヤの供給部から、ボンディングワイヤの電気相互接続の第１ワイヤボンドを形成する段階を含み得る。前記第１ワイヤボンドは、第１接触面上に形成され得る。本方法はまた、前記第１接触面を、前記ワイヤボンディング装置のワイヤボンディングヘッドに含まれたワイヤカッターと電気的に接触させる段階を含み得る。前記ワイヤカッターは、導電性であり得る。本方法はさらに、前記第１接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の抵抗を、前記ワイヤボンディング装置に含まれた導通テスタを用いて測定する段階を含み得る。本方法はまたさらに、前記第１接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の前記測定された抵抗が第１閾値抵抗より少ないことに基づいて、前記第１ワイヤボンドを形成する前記段階の成功を決定する段階を含み得る。本方法はまた、前記ボンディングワイヤの供給部から、前記ボンディングワイヤの電気相互接続の最後のワイヤボンドを形成する段階を含み得、前記最後のワイヤボンドは第２接触面上に形成されている。本方法はまたさらに、前記ボンディングワイヤの電気相互接続に対してワイヤ切断動作を実行する段階、前記第２接触面を前記ワイヤカッターに電気的に接触させる段階、及び、前記導通テスタを用いて、前記第２接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の抵抗を測定する段階を含み得る。本方法はまたさらに、前記第２接触面及び前記ボンディングワイヤの供給部の間の前記測定された抵抗が第２閾値抵抗より大きいことに基づいて、前記最後のワイヤボンドを形成する前記段階の成功を決定する段階を含み得る。

【0014】

実装は、以下の特徴のうちの１又は複数を含むことができる。例えば、本方法は、前記第１ワイヤボンドを形成する段階の後、前記第１接触面を前記ワイヤカッターと電気的に接触させる段階の前に、前記第１接触面に電気的に接触する場合に前記ワイヤカッターが前記第１ワイヤボンドから離間されるように、前記ワイヤボンディング装置のボンダヘッドを位置付けする段階を備え得る。

【0015】

本方法は、前記最後のワイヤボンドを形成する段階の後、前記第２接触面を前記ワイヤカッターと電気的に接触させる段階の前に、前記第２接触面に電気的に接触する場合に前記ワイヤカッターが前記最後のワイヤボンドから離間されるように、前記ワイヤボンディング装置のボンダヘッドを位置付けする段階を備え得る。

【0016】

前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的に接地され得る。前記ボンディングワイヤの供給部は、電気的に浮遊していてよい。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】工程内ワイヤボンドテストを実行するために例示的なウェッジワイヤボンダを図示するブロック図である。

【0018】

【図2】バッテリーパックモジュールの例を概略的に図示する図である。

【0019】

【図3A】工程内ワイヤボンドテストを含む例示的なワイヤボンディングプロセスを概略的に図示する図である。

【図3B】工程内ワイヤボンドテストを含む例示的なワイヤボンディングプロセスを概略的に図示する図である。

【図3C】工程内ワイヤボンドテストを含む例示的なワイヤボンディングプロセスを概略的に図示する図である。

【図3D】工程内ワイヤボンドテストを含む例示的なワイヤボンディングプロセスを概略的に図示する図である。

【0020】

【図4】例示的な方法を図示するフローチャートである。

【0021】

必ずしも縮尺通りに描かれていない上記図面において、同様の参照符号は同様の及び／又は類似のコンポーネント（要素、構造など）を異なる視点で指示し得る。上記図面は一般的に、限定としてではなく例として、本開示において議論された様々な実装を図示する。１つの図面に示された参照符号は、同じもの、及び／又は関連した視点における類似の要素のために反復されてもよく、又はそうでなくてもよい。さらに、複数の図面において反復されている参照符号は、それらの図面の各々に関して具体的に議論されなくてもよく、関連した視点間における文脈のために提供されている。また、ある要素の複数の事例が図示された場合に、上記図面における全ての同様の要素が、参照符号とともに具体的に参照され得るわけではない。

【発明を実施するための形態】

【0022】

本明細書は、工程内ワイヤボンドテストと称され得る、ワイヤボンディングプロセス中のワイヤボンド（例えば、ウェッジワイヤボンド）のテストを対象とするシステム及び技法の例を説明している。例えば、本明細書に記載された手法を使用して、ワイヤボンドの成功又は失敗は、ワイヤボンドを形成した後に実行される導通チェック及び／又は抵抗測定に基づいて決定され得る。例示的な実装において、ワイヤボンドの成功又は失敗は、閾値に対する測定抵抗の比較に基づいて決定され得る。そのような比較の詳細は、例えば、ワイヤボンドがボンディングワイヤの電気相互接続の第１ボンドであるか、又は、ボンディングワイヤの電気相互接続の最後（第２の又は後続の）ワイヤボンドであるかなどの具体的な実装に依存するであろう。

【0023】

本明細書の例は、ボンディングワイヤ（例えば、リボン状ボンディングワイヤ又はリボン状ワイヤ）を参照する。本明細書において使用される場合、ボンディングワイヤは任意の数の異なる幾何学的形状を有し得、それぞれの導電率を有する１又は複数の材料を含み得る。例えば、ボンディングワイヤは単層ボンディングワイヤであり得、又は各々がそれぞれの導電率を有する複数の層を有する多層ボンディングワイヤであり得る。いくつかの実装では、ボンディングワイヤは長方形の断面を有し１又は複数の層を有するリボン状ワイヤであり得る。１又は複数の層は、１又は複数の金属及び／又は金属合金などの１又は複数の導電性材料を含み得る。本明細書において使用される場合、ボンディングワイヤが表面（例えば、導電性表面、電気的接触表面など）に連結されているということは、別段の指示がない限り、そのボンディングワイヤがその表面に電気的に及び／又は物理的に連結されていることを指す。

【0024】

本明細書の例は、ボンディングワイヤのセグメント（例えば、ボンディングワイヤセグメント）を参照する。本明細書において使用される場合、ボンディングワイヤセグメントは、別個のワイヤボンド（例えば、ウェッジワイヤボンド）の間に延在するボンディングワイヤの一部分である。例えば、いくつかの実装では、ボンディングワイヤ（例えば、連続的なボンディングワイヤ）は、第１ワイヤボンド及び第２ワイヤボンドの間において延在する第１ボンディングワイヤセグメントを含み得、さらに、第２ワイヤボンド及び第３ワイヤボンドの間において延在する第２セグメントを含む。

【0025】

本明細書における例は、ワイヤループを参照する。本明細書において使用される場合、ワイヤループは２つのウェッジワイヤボンドの間に延在するボンディングワイヤセグメントの一部であり得る。例えば、ワイヤループは、第１ウェッジワイヤボンド及びその対応する電気的接触表面を第２ウェッジワイヤボンド及びその対応する電気的接触表面と電気的に接続することができる。実装では、ワイヤループは、平坦であってもよいし、曲線状であってもよいし、円弧状であってもよいし、それらの組み合わせであってもよい。

【0026】

本明細書の例では、電気化学電池を参照する。本明細書において使用される場合、電気化学電池とは、化学反応から電気エネルギーを生成するデバイス、又は電気エネルギーを用いて化学反応を引き起こすデバイス、又はその両方である。電気化学電池は、エネルギーを蓄え、それを使用時に送出するために、電解質及び２つの電極を含み得る。いくつかの実装では、電気化学電池は充電式電池とすることができる。例えば、電気化学電池はリチウムイオン電池とすることができる。いくつかの実装では、電気化学電池は、放電時にはガルバニ電池としての役割、また充電時には電解槽としての役割を果たすことができる。電気化学電池は、電極のそれぞれに対して少なくとも１つの端子を有することができる。端子又はその少なくとも一部分は、電解槽の一方の端部に配置することができる。例えば、電気化学電池が円筒形形状を有する場合、端子のうち１つ（例えば、第１端末）は、電池の端部の中心に提供され得、円筒を形成する缶は他の端子を構成し得るので第１端末を含む端部にも（例えば、電池の端部におけるリムとして）存在する。角柱形状を含む他の形状の電気化学電池を用いることができるが、これに限定されない。

【0027】

本明細書の例ではバッテリモジュールを参照する。これは、充電中、蓄電中、及び使用中に、複数の電気化学電池を保持し管理するように構成された個々のコンポーネントである。バッテリモジュールは、１又は複数の負荷（例えば、電気モータ）のための唯一の電源として意図されることが可能であり、又は１つより多くの、同じ又は異なるタイプのバッテリモジュールが使用されることが可能である。システム内に別々に、又はより大きいエネルギー蓄積ユニットの一部として２つ又はそれより多くのバッテリモジュールが実装されることが可能である。例えば、バッテリーパックは、２つ又はそれより多くの、同じ又は異なるタイプのバッテリモジュールを含むことができる。バッテリモジュールは、電気化学電池における電気エネルギーの充電、蓄電、及び／又は使用を管理するための制御回路を含むことが可能であるか、又はバッテリモジュールは、外部のコンポーネントによって制御されることが可能である。例えば、バッテリー管理システムが、１又は複数の回路基板（例えば、プリント回路基板）上に実装されてよい。

【0028】

本明細書における例は、バスバーを参照し、ここで、対応するバッテリモジュールが少なくとも１つのバスバーを有することができる。バスバーは、導電性であり、充電時に電気化学電池に対して、又は放電時に電池から電気を伝えるために使用される。バスバーは、導電性の材料（例えば、金属）から作られており、電気化学電池の特性及び使用目的を考慮した適切な寸法を有する。いくつかの実装では、バスバーは、アルミニウム（例えば、アルミニウム合金）を含む。バスバーは、バッテリモジュールの形状及び使用目的に応じて、平坦（例えば、フラット）であってもよいし、又は１又は複数の湾曲部を有していてもよい。

【0029】

本明細書における例は、導通テスタ及び／又は抵抗測定回路を参照する。本開示の目的のために、これらの用語は、例えば電流及び測定電圧を印加すること及び／又は電圧及び測定電流を印加することなどによって、電気抵抗を測定するように構成された器具又は回路を参照するために互換的に使用され得る。例えば、導通テスタ及び／又は抵抗測定回路は、オーム計を含み得る。

【0030】

本明細書における例は、上部又は下部を参照することがある。これら及び類似の表現は、例えば、明示的又は恣意的な観点の概念に基づいて、相対的なやり方でもの又は態様を識別している。すなわち、これらの用語は単なる例示的なものであり、説明の目的のために使用されており、必ずしも可能な位置、方向、向きなどだけを指示するものではない。

【0031】

図１は、工程内ワイヤボンドテストを実行するために例示的なウェッジワイヤボンダ（ボンダ）１００を図示するブロック図である。ボンダ１００は、複数のウェッジワイヤボンド（例えば、超音波溶接ワイヤボンド）を含むワイヤボンドの電気的相互接続を１又は複数の接触面上に形成すること、及び、例えば導通テスト及び／又は抵抗測定を使用した、成功又は失敗に関してワイヤボンディングプロセス中のそれらのボンドをテストすることを行うために使用され得る。ワイヤボンダ１００は例として示されており、他の構造を有するワイヤボンダは、本開示に従って、工程内ワイヤボンドテストを実装するために使用され得る。

【0032】

図１に示されたように、ワイヤボンダ１００は、ウェッジボンダヘッド（ボンダヘッド）１０２、導通／抵抗（テスタ）１２０、及びワイヤ供給部１０８を含む。ボンダヘッド１０２は、ワイヤカッター（カッター）１１２を含み、これは、１つ多いワイヤボンドを形成する前、間、又はその後に、ボンディングワイヤを切断するために使用され得る。例えば、カッター１１２は、金属で作製され、導電性を有し得る。テスタ１２０は、電気的導通をチェックする（例えば、電気抵抗を測定する）ように構成された回路であり得、これは、例えば本明細書に記載された手法でワイヤボンドの成功又は失敗をテストするべく、測定された抵抗を１又は複数の閾値に比較することを含み得る。例えば、いくつかの実装では、テスタ１２０は、オーム計回路、及び／又は、１又は複数の閾値に対して測定された抵抗を比較するための制御ロジック（例えば、ハードウェア、ファームウェア又はソフトウェアにおいて実装される）を含み得る。

【0033】

ワイヤ供給部１０８はボンディングワイヤのスプールであり得、ここで、上記スプールは、ボンディングワイヤが巻かれており、ワイヤボンドの形成時にそこからフィードされ得るスピンドルを含む。いくつかの実装では、ボンディングワイヤスプール及び／又はスピンドルは、金属で作製され、導電性であり得る。図１に示されたように、テスタ１２０は、ワイヤカッター１１２及びワイヤ供給部１０８の間において連結され得る。すなわち、テスタ１２０の第１端末はワイヤカッター１１２と電気的に連結され得、テスタ１２０の第２端末はワイヤ供給部１０８と連結され得る。

【0034】

それに応じて、ボンダ１００におけるテスタ１２０は、ワイヤカッター１１２（例えば、導電性表面、又は、ワイヤカッター１１２が接触している電気的接触表面）及びワイヤ供給部１０８の間の電気的導通性をテストすること及び／又は電気抵抗を測定することを行い得る。具体的な実装に応じて、テスタ１２０（例えば、テスタ１２０の第２端末）は、スピンドルに巻かれたボンディングワイヤと直接電気的に連結され得るか、及び／又は、スピンドル（又は関連付けられたスプール）を介してボンディングワイヤと間接的に電気的に連結され得る。図１の例において、ワイヤ供給部１０８は、電気的アースと連結されている。そのような実装において、テスタ１２０は、ワイヤカッター１１２（又はカッターが接触している導電性表面）及び電気的アースの間の導通をテストすること及び／又は電気抵抗を測定することを行い得る。他の実装において、ワイヤ供給部１０８は、電気的に浮遊していてよい。いくつかの実装では、ワイヤ供給部１０８は、ワイヤ供給部１０８が始まる箇所、例えば、ワイヤ供給部１０８が関連付けられたスピンドル又はスプールに接続される箇所において電気的アースに連結され得る。例えば、スピンドル又はスプールは、電気的アースに連結され得、ワイヤ供給部１０８は、上記スピンドル及び／又はスプールを介して接地されている。他の実装において、ワイヤ供給部は、ボンダヘッド１０２及び／又はワイヤカッター１１２に近接した電気的アースと連結され得る。

【0035】

図２は、本明細書に記載された工程内ワイヤボンドテスト手法を使用して生成され得るバッテリーパックモジュール（モジュール）２００の例を概略的に図示する図である。いくつかの実装では、モジュール２００は、他のバッテリモジュールと組み合わされ（統合され）得、例えば、電気モータに電力を提供することなどのために、より大きいバッテリー（例えば、バッテリーパック）を形成する。例えば、本明細書に記載された手法は、モジュール２００の要素間、例えば、バスバー２０５及び電気化学電池２１０ａ及び２１０ｂの間、及び、電気化学電池２１０及び２１０ｂの間などのワイヤボンド電気相互接続を形成するために使用され得る。図２に示された具体的なワイヤボンド電気相互接続は例として与えられており、他のワイヤボンド電気相互接続は、本明細書に記載された手法を使用して、例えば、バッテリーパックモジュール２００における異なる要素間において、関連付けられたバッテリーパックにおける電気相互接続のとして又は他の電気デバイスアセンブリにおける電気相互接続のとして形成され得る。

【0036】

図２に示されたように、モジュール２００は、バスバー２０５、電気化学電池２１０ａ、及び電気化学電池２１０ｂを含む。電気化学電池２１０ａは、（第１）端子２１２ａ及びリム２１４ａ（例えば、電池２１０ａの第２端末の一部）を含み、その一方、電気化学電池２１０ｂは、（第１）端子２１２ｂ及びリム２１４ｂ（例えば、電池２１０ａの第２端末の一部）を含む。図２に示されたように、バスバー２０５は、電気化学電池２１０ａの端子２１２ａ及び電気化学電池２１０ｂの端子２１２ｂと、関連付けられたウェッジ結合を有し得る（例えば、それらのそれぞれのボンディングワイヤの各々の端部において）それぞれのボンディングワイヤの電気相互接続２５０ａ及び２５０ｃを介して電気的に連結されている。図２にさらに示されたように、電気化学電池２１０ａのリム２１４ａは、電気相互接続２５０ｂのワイヤボンドを介して電気化学電池２１０ｂのリム２１４ｂと電気的に連結されており、ここで、対応するボンディングワイヤは、リム２１４ａ及び２１４ｂにウェッジボンディングされ得る。

【0037】

図３Ａ～図３Ｄは、工程内ワイヤボンドテストを含む例示的なワイヤボンディングプロセスを概略的に図示する図である。いくつかの実装では、図３Ａ～図３Ｄに示されたプロセスは、図１に示されたボンダ１００に従ってワイヤボンダを用いて実装され得る。この例において、ワイヤボンダ（例えば、ワイヤボンダ１００）の実装）の要素は、３００シリーズの参照番号を使用して参照される。

【0038】

この例において、図３Ａ～図３Ｄによって図示されたワイヤボンディングプロセスを実装するワイヤボンダは、ウェッジワイヤボンダーヘッド（ボンダヘッド）３００を含む。ボンダヘッド３００は、ワイヤ供給部３０８（例えば、関連付けられたスプールのスピンドル３０９に巻かれたボンディングワイヤ）からボンディングワイヤ３０２を誘導（例えば、フィード）するために使用されているワイヤガイド３０４を含む。ワイヤガイド３０４は、金属又は合成材料を含むがこれに限定されない１又は複数の材料で作られてよい。ボンディングワイヤ３０２（例えば、ワイヤ供給部３０８からフィードされる）は、ワイヤガイド３０４を通過するものとして図示されている。いくつかの実装では、スピンドル３０９（及び関連付けられたスプール）はワイヤボンダーヘッド３００に対して回転可能にぶら下げられてよく、これにより、連続した又は間欠的な様式で、ワイヤガイド３０４を介して、ワイヤ供給部３０８から、ボンディングワイヤ３０２が取得されることを可能にするとともに、それにより、ボンディングワイヤ３０２は、例えば形成中のワイヤボンドの間における移動の方向に基づいて、例えば電気化学電池、バスバー、又はボンディングのための他の電気的接触表面に対して特定の向きを有するようになる。

【0039】

ボンダヘッド３００は、ウェッジ３１０をも含む。ウェッジ３１０は、リボン状ボンディングワイヤ３０２を、本明細書に記載された電気的接触表面などの電気的接触表面（例えば、この例における接触面３０５ａ及び３０５ｂ）に結合するために使用され得る。例示的な実装では、ウェッジ３１０は金属で作られてよい。

【0040】

ワイヤボンダーヘッド３００は、ワイヤカッター（カッター）３１２をも含む。カッター３１２は、ボンディング前、ボンディング中、又はボンディング後にリボン状ワイヤ３０２を切断するために使用され得る。例えば、図１のカッター１１２に関して上述したように、カッター３１２は、金属で作られ、導電性であってよい。

【0041】

図３Ａ～図３Ｄにも示されたように、導通／抵抗テスタ（テスタ）３２０は、カッター３１２と電気的に連結された第１端末（例えば、リード、テストリードなど）及びワイヤ供給部３０８と連結された第２端末を有し得る。本明細書に記載されたように、テスタ３２０の第２端末は、直接又は間接などの様々なやり方でワイヤ供給部３０８のボンディングワイヤ３０２と電気的に連結され得る。本明細書に記載されたように、カッター３１２、テスタ３２０を使用してそれらのワイヤボンドのテストを容易にするようにワイヤボンドが形成された接触面、及び、任意の他の関連付けられた制御ロジック及び対応するワイヤボンダの要素。

【0042】

例えば、図３Ａ～図３Ｄに具体的に示されていないが、関連付けられたワイヤボンディングプロセスを実装するために使用されるワイヤボンダは、図示されたプロセス中にボンダヘッド３００を位置付けするためのコンピュータ制御モータなどの他の多数の要素及び／又はシステム、及び、図３Ａ～図３Ｄのプロセスを実装するためにボンダの様々な要素を例えば制御（移動、位置付け、操作など）するための関連付けられた制御ロジックを含み得る。

【0043】

図３Ａを参照すると、この例では、接触面３０５ａの上方にボンダヘッドを位置付けした後、ボンディングワイヤ３０２の一部は、ワイヤ供給部３０８からワイヤガイド３０４を介して、ウェッジ３１０の下にフィードされ得る。ウェッジ３１０は、ボンディングワイヤ３０２の一部の上に下げられ、それにより、ボンディングワイヤ３０２の上記一部は、ウェッジ３１０及び接触面３０５ａの間にあり得る。次に、ウェッジ３１０は、ウェッジ３１０の下のボンディングワイヤ３０２の一部及び接触面の間にワイヤボンドを形成（例えば、ワイヤボンダに含まれたトランスデューサによって提供される超音波エネルギーを使用して）し得る。図３Ａに示されたように、ワイヤボンドの形成中に、カッター３１２は、接触面３０５ａと接触していない。それに応じて、テスタ３２０は、その第１端末（カッター３１２）及びその第２端末（ワイヤ供給部３０８）の間の開回路（例えば、電気的導通でない）を検出するべきである。図３Ａに示されたように位置付けられたカッター３１２を用いてテスタ３２０によって開回路が検出されない場合、これは、ワイヤボンディング不良、又は関連付けられたワイヤボンダにおける障害を指示し得る。このイベントでは、ワイヤボンダは、その制御ロジックを使用して、動作を中止し得、これにより、失敗及び／又は障害の根本的な原因は決定され訂正され得る。

【0044】

図３Ｂを参照すると、図３Ａにおけるワイヤボンドを形成した後、カッター３１２は、接触面３０５ａの上に下げられるとともにそれと電気接触を作り得る（カッター３１２を下げる前にボンダヘッド３００を動かして又は動かさずに、これにより、ボンディングワイヤ３０２からカッター３１２を離間させる）。図３Ｂに図示されたように、次に、テスタ３２０は、接触面３０５ａ及びワイヤ供給部３０８の間に電気的導通（例えば、低い電気抵抗）があるかどうかを（カッター３１２）を介して）検出するために使用され得る。例示的な実装において、テスタ３２０によって測定された抵抗は、（例えば、関連付けられたワイヤボンダのテスタ３２０又は他の制御ロジックによって）閾値抵抗値と比較され得る。測定された抵抗が閾値より少ない（又はそれと等しい）場合、テスタ３２０（又は他の制御ロジック）は、図３Ａのワイヤボンドが成功裏に形成されたことを決定し得、ワイヤボンディングプロセスは継続され得る。しかしながら、電気的導通（閾値より低い又は閾値における抵抗）が図３Ｂに示されたように位置付けられたカッター３１２を用いてテスタ３２０によって検出されない場合、これは、ワイヤボンディング不良、又は関連付けられたワイヤボンダにおける障害を指示し得る。このイベントでは、ワイヤボンダは、テスタ３２０からの失敗指示に応じて、及び／又はその制御ロジックを使用して、動作を中止し得、これにより、失敗及び／又は障害の根本的な原因は決定され訂正され得る。

【0045】

図３Ｃを参照すると、接触面３０５ａへのワイヤボンドが成功裏だったと決定された後、カッター３１２は、接触面３０５ａから上昇され得、ボンダヘッド３００は、第２電気的接触表面、例えば接触面３０５ｂの上方の位置に移動され得る。ボンディングワイヤ３０２は、ボンダヘッドの移動中に（又はその結果として）ワイヤガイド３０４を介してフィードされ得、これにより、接触面３０５ａ及び接触面３０５ｂの間のワイヤループを含むボンディングワイヤの電気相互接続を定義する。次に、ウェッジ３１０はボンディングワイヤ３０２の上に下げられ得、ワイヤボンド（例えば、ワイヤボンドの電気的相互接続３５０の第２ワイヤボンド、最後のワイヤボンド）は、ボンディングワイヤ３０２及び接触面３０５ｂの間に形成され得る。図３Ｃに示されたように、接触面３０５ｂへのワイヤボンドを形成した後、そのカッター３１２はボンディングワイヤ３０２の上に下げられて、ボンディングワイヤ３０２を切断してボンディングワイヤの電気相互接続３５０を完成するように使用され得る。いくつかの実装では、接触面３０５ａ及び３０５ｂ、及び／又は他の接触面への追加のワイヤボンドが、ボンディングワイヤの電気相互接続３５０に含まれ得る。例えば、いくつかの実装では、ボンディングワイヤの電気相互接続は、３つ又はそれより多くのワイヤボンドを含み得る。

【0046】

図３Ｄを参照すると、図３Ｃにおけるワイヤボンドを形成した（及び図３Ｄに図示されたようにボンディングワイヤ３０２を切断した）後、カッター３１２は、接触面３０５ｃの上に下げられるとともにそれと電気接触を作り得る（カッター３１２を下げる前にボンダヘッド３００を動かして又は動かさずに、これにより、ボンディングワイヤ３０２からカッター３１２を離間させる）。図３Ｄに図示されたように、次に、テスタ３２０は、接触面３０５ｂ及びワイヤ供給部３０８の間に開回路がある（例えば、電気的導通がない）かどうかを（カッター３１２）を介して）検出するために使用され得る。例示的な実装において、測定された抵抗は、（例えば、関連付けられたワイヤボンダのテスタ３２０又は他の制御ロジックによって）閾値抵抗値（図３Ｂ）に関して議論されたものと同じ又はそれと異なる閾値抵抗値）と比較され得る。測定された抵抗が閾値より大き（又はそれと等しい）場合、テスタ３２０（又は関連付けられたワイヤボンダの他の制御ロジック）は、図３Ｃのワイヤボンドが成功裏に形成された（例えば、ボンディングワイヤが成功裏に切断された）ことを決定し得、ワイヤボンディングプロセスは継続され得る。しかしながら、開回路（閾値より高い又は閾値における抵抗）が図３Ｄに示されたように位置付けられたカッター３１２を用いてテスタ３２０によって検出されない場合、これは、ワイヤボンディング不良、又は関連付けられたワイヤボンダにおける障害を指示し得る。このイベントでは、ワイヤボンダは、テスタ３２０からの失敗指示に応じて、及び／又はその制御ロジックを使用して、動作を中止し得、これにより、失敗及び／又は障害の根本的な原因は決定され訂正され得る。

【0047】

図４は、例示的な方法４００を図示するフローチャートである。方法４００は、本明細書の他の箇所で説明される１又は複数の他の例と共に使用され得る。示されているより多い又は少ない動作が実行され得る。別段の指示がない限り、２つ又はそれより多くの動作が異なる順序で実行され得る。

【0048】

動作４０２において、方法４００は、ワイヤボンディング装置（例えば、ワイヤボンダ）に含まれたボンディングワイヤの供給部から、ボンディングワイヤの電気相互接続の第１ワイヤボンドを形成する段階、ここで、第１ワイヤボンドは、第１接触面上に形成されている、を含み得る。動作４０４において、方法４００は、第１接触面を、ワイヤボンディング装置のワイヤボンディングヘッドに含まれたワイヤカッターと電気的に接触させる段階、ここで、ワイヤカッターは導電性である、を含む。いくつかの実装では、ボンダヘッドは、動作４０４の前に移動され得、これにより、カッターをボンディングワイヤ（ワイヤボンド）から離間させる。動作４０６において、方法４００は、第１接触面及びボンディングワイヤの供給部の間の抵抗を、ワイヤボンディング装置に含まれた導通テスタを用いて測定する段階を含む。動作４０８において、方法４００は、第１接触面及びボンディングワイヤの供給部の間の測定された抵抗が第１閾値抵抗より少ないことに基づいて、本明細書に記載された手法を使用することなどによって、第１ワイヤボンドを形成する段階の成功を決定する段階を含む。

【0049】

動作４１０において、方法４００は、例えば、ボンダヘッドを第２接触面に移動させて、ボンディングワイヤの電気相互接続のワイヤループを形成した後、ボンディングワイヤの供給部から、ボンディングワイヤの電気相互接続の最後のワイヤボンドを形成する段階、ここで、最後のワイヤボンドは第２接触面上に形成されている、を含む。方法４００はさらに、動作４１２において、ボンディングワイヤの電気相互接続に対してワイヤ切断動作を実行する段階を、動作４１４において、第２接触面をワイヤカッターと電気的に接触させる（例えば、ボンディングワイヤからカッターを離間させるようにボンダヘッドを移動させた後に）段階を含む。動作４１６において、方法４００は、第２接触面及びボンディングワイヤの供給部の間の抵抗を、導通テスタを用いて測定する段階を含む。動作４１８において、本方法４００は、第２接触面及びボンディングワイヤの供給部の間の測定された抵抗が第２閾値抵抗より大きいことに基づいて、最後のワイヤボンドを形成する上記段階の成功を決定する段階を含み得る。

【0050】

動作４２０では、動作が何も行われなくても、１又は複数の動作が行われてもよい。いくつかの実装では、方法４００は、例えば、動作４０２～４１８を実行した後、動作４２０において終了され得る。いくつかの実装では、動作４０２～４１８の一部又は全部は、関連付けられたワイヤボンドの工程内テストを含む他のボンディングワイヤの電気相互接続を形成する段階を考慮して、（１又は複数の）動作４１０において実行され得る。方法４００において、図３Ａ～図３Ｄに関して説明されたワイヤボンディングプロセスと同様に、動作４０８又は４１８においてワイヤボンドの成功が検出されない（例えば、ワイヤボンド動作が失敗した）場合、関連付けられたワイヤボンダは、テスタからの失敗指示に応じて及び／又はその制御ロジックを使用して動作を中止させ、これにより、失敗及び／又は障害の根本的な原因が決定され訂正され得るようにし得る。

【0051】

本明細書を通して使用される「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」、「約（ａｂｏｕｔ）」、及び「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」という用語は、例えば加工におけるばらつきに起因する、小さな変動を説明及び考慮するために使用される。例えば、それらは、±５％より小さい又はそれに等しいこと、例えば±２％より小さい又はそれに等しいこと、例えば±１％より小さい又はそれに等しいこと、例えば±０．５％より小さい又はそれに等しいこと、例えば±０．２％より小さい又はそれに等しいこと、例えば±０．１％より小さい又はそれに等しいこと、例えば±０．０５％より小さい又はそれに等しいことを指し得る。また、本明細書で使用される場合、「ａ」又は「ａｎ」などの不定冠詞は「少なくとも１つ」を意味する。

【0052】

上記の概念及び下記でより詳細に議論される追加の概念の全ての組み合わせが（そのような概念が相互に矛盾しないことを条件として）、本明細書で開示する本発明の主題の一部であるとして企図されることを理解されたい。特に、本開示の最後に現れる特許請求される主題の全ての組み合わせが、本明細書において開示される本発明の主題の一部であると想定される。

【0053】

複数の実装について説明してきた。それにもかかわらず、本明細書の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な修正が行われ得ることが理解されるであろう。

【0054】

加えて、図に示す論理フローは、望ましい結果を達成するために、示した特定の順序、又は連続した順序を必要としない。加えて、他のプロセスが提供されてよく、又は説明されたフローからプロセスが排除されてよく、説明されたシステムに他のコンポーネントが追加されてよく、又は説明されたシステムから他のコンポーネントが削除されてよい。したがって、他の実装が以下の特許請求の範囲に記載の範囲内に含まれる。

【0055】

説明した実装の特定の特徴が、本明細書に記載されたように図示されてきたが、今や多くの修正、置換、変更、及び均等物が当業者には思い浮かぶであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、これらの実装の範囲に入る全てのそのような修正及び変更を包含するように意図されていることが理解されるべきである。それらは限定ではなく単なる例として提示されており、形態及び詳細の様々な変更が行われてよいことが理解されるべきである。相互に排他的な組み合わせを除き、本明細書に記載された装置及び／又は方法の任意の部分が任意の組み合わせで組み合わされてよい。本明細書に記載された実装形態は、説明された異なる実装形態の機能、コンポーネント、及び／又は特徴の様々な組み合わせ及び／又は副次的組み合わせを含み得る。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【国際調査報告】