專利名稱：焊接方法，焊接裝置以及制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將插入穿通毛細(xì)管的引線焊接到形成在懸伸芯片的自由端形成的焊 接點(diǎn)(pad)的焊接方法，焊接裝置以及制造方法。
背景技術(shù)：
輸出金屬細(xì)線等的引線的毛細(xì)管安裝在可擺動(dòng)地安裝著的焊接臂上，使得焊接臂 擺動(dòng)，將毛細(xì)管推壓在半導(dǎo)體芯片的焊接點(diǎn)上，將引線焊接在半導(dǎo)體芯片的焊接點(diǎn)。近年，作為疊層化的一種形態(tài)，使用從下層的半導(dǎo)體芯片或隔板等伸出的懸伸芯 片。但是，懸伸芯片端部成為沒有得到下層半導(dǎo)體芯片或隔板等支承的自由端，因此，若將 引線焊接在設(shè)在該自由端的焊接點(diǎn)，懸伸芯片受毛細(xì)管推壓撓曲。因此，若在引線焊接后形 成引線環(huán)，則存在成為引線環(huán)的始點(diǎn)的基準(zhǔn)位置不穩(wěn)定、引線環(huán)的環(huán)高度不均一的問題。于是，在專利文獻(xiàn)1，2中，在焊接臂施加低載荷，使其下降，在毛細(xì)管接觸懸伸芯 片的位置，焊接臂下降停止，利用上述方法，檢測(cè)毛細(xì)管接觸懸伸芯片的接觸位置。并且，焊 接引線后，使得毛細(xì)管上升到接觸位置后，形成引線環(huán)。[專利文獻(xiàn)1]日本專利第4068049號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本特開2006-032875號(hào)公報(bào)但是，在專利文獻(xiàn)1，2記載的技術(shù)中，為了檢測(cè)與懸伸芯片接觸，需要在接觸位置 停止毛細(xì)管移動(dòng)，存在形成環(huán)化費(fèi)時(shí)間的問題。在專利文獻(xiàn)1，2記載的技術(shù)中，為了檢測(cè)接 觸，需要檢測(cè)低載荷，因此，還存在因外部因素引起的載荷變化的誤差等導(dǎo)致檢測(cè)精度低下 問題。

發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的在于，提供能高速形成均一的環(huán)的焊接方法，焊接裝置，以及 制造方法。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明涉及的焊接方法系將插入穿通毛細(xì)管的引線焊接到形 成在懸伸芯片自由端的焊接點(diǎn)上，該焊接方法包括第一移動(dòng)步驟，使得毛細(xì)管移動(dòng)到所定的焊接位置；載荷變化檢測(cè)步驟，使得毛細(xì)管移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)檢測(cè)毛細(xì)管的位置和作用在毛細(xì)管 的載荷；焊接步驟，在焊接位置，使得引線焊接到焊接點(diǎn)；移動(dòng)量運(yùn)算步驟，根據(jù)通過載荷變化檢測(cè)步驟檢測(cè)到的毛細(xì)管的位置和作用在毛 細(xì)管的載荷，求取作用在毛細(xì)管的載荷變化的載荷變化點(diǎn)，計(jì)算載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管的位 置和焊接位置的差，計(jì)算毛細(xì)管的移動(dòng)量；第二移動(dòng)步驟，將引線焊接到焊接點(diǎn)后，使得毛細(xì)管后退上述計(jì)算而得的移動(dòng)量； 以及環(huán)形成步驟，第二移動(dòng)步驟后，使得毛細(xì)管按所定軌跡移動(dòng)，形成引線環(huán)。
在本發(fā)明涉及的焊接方法中，當(dāng)使得毛細(xì)管移動(dòng)到焊接位置時(shí)，預(yù)先檢測(cè)毛細(xì)管 的位置和作用在毛細(xì)管的載荷。然后，若毛細(xì)管與懸伸芯片接觸，則作用在毛細(xì)管的載荷變 化，檢測(cè)載荷變化點(diǎn)，計(jì)算該載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管的位置和焊接位置的毛細(xì)管的位置之差， 能計(jì)算與懸伸芯片接觸后，直到到達(dá)焊接位置的毛細(xì)管的移動(dòng)量。接著，將引線焊接到焊接 點(diǎn)后，使得毛細(xì)管后退上述計(jì)算而得的移動(dòng)量后，通過形成引線環(huán)，能使得成為引線環(huán)始點(diǎn) 的基準(zhǔn)位置均一。因此，當(dāng)毛細(xì)管與懸伸芯片接觸時(shí)沒有必要停止毛細(xì)管的移動(dòng)，能高速地 形成均一的環(huán)。這種場(chǎng)合，較好的是，上述載荷變化點(diǎn)系最接近焊接位置的、作用在毛細(xì)管的載荷 變化的點(diǎn)。毛細(xì)管接觸懸伸芯片前，因毛細(xì)管振動(dòng)等，也會(huì)引起作用在毛細(xì)管的載荷變化， 因此，判斷載荷變化是因毛細(xì)管接觸懸伸芯片所引起還是因毛細(xì)管振動(dòng)等而引起，很困難。 于是，根據(jù)該焊接方法，通過將焊接位置的最接近的載荷變化點(diǎn)作為載荷變化點(diǎn)，能排除毛 細(xì)管接觸懸伸芯片前產(chǎn)生的、毛細(xì)管振動(dòng)等的影響，能更高精度地計(jì)算移動(dòng)量。本發(fā)明涉及的焊接裝置系對(duì)形成在懸伸芯片自由端的焊接點(diǎn)進(jìn)行焊接，該焊接裝 置包括毛細(xì)管，引線插入穿通；超聲波振子，通過毛細(xì)管對(duì)焊接對(duì)象施加超聲波；超聲波模具，在一端保持毛細(xì)管，同時(shí)，在另一端設(shè)有超聲波振子，使得超聲波傳 遞到毛細(xì)管；載荷檢測(cè)器，檢測(cè)作用在毛細(xì)管的載荷；焊接控制手段，使得毛細(xì)管移動(dòng)到所定的焊接位置，將引線焊接到焊接點(diǎn)，使得毛 細(xì)管按所定軌跡移動(dòng)，形成引線環(huán)；以及載荷變化檢測(cè)手段，使得毛細(xì)管移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)檢測(cè)毛細(xì)管的位置，以及由載荷檢測(cè) 器檢測(cè)到的作用在毛細(xì)管的載荷；焊接控制手段根據(jù)由載荷變化檢測(cè)手段檢測(cè)到的毛細(xì)管的位置和作用在毛細(xì)管 的載荷，求取作用在毛細(xì)管的載荷變化的載荷變化點(diǎn)，計(jì)算載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管的位置和 焊接位置的差，計(jì)算毛細(xì)管的移動(dòng)量，使得毛細(xì)管后退上述計(jì)算而得的移動(dòng)量后，使得毛細(xì) 管按所定軌跡移動(dòng)，形成引線環(huán)。在本發(fā)明涉及的焊接裝置中，當(dāng)使得毛細(xì)管移動(dòng)到焊接位置時(shí)，預(yù)先檢測(cè)毛細(xì)管 的位置和作用在毛細(xì)管的載荷。然后，若毛細(xì)管與懸伸芯片接觸，則作用在毛細(xì)管的載荷變 化，檢測(cè)載荷變化點(diǎn)，計(jì)算該載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管的位置和焊接位置的毛細(xì)管的位置之差， 能計(jì)算與懸伸芯片接觸后，直到到達(dá)焊接位置的毛細(xì)管的移動(dòng)量。接著，將引線焊接到焊接 點(diǎn)后，使得毛細(xì)管后退上述計(jì)算而得的移動(dòng)量后，通過形成引線環(huán)，能使得成為引線環(huán)始點(diǎn) 的基準(zhǔn)位置均一。因此，當(dāng)毛細(xì)管與懸伸芯片接觸時(shí)沒有必要停止毛細(xì)管的移動(dòng)，能高速地 形成均一的環(huán)。并且，較好的是，進(jìn)一步包括安裝成可擺動(dòng)、保持超聲波模具的焊接臂；焊接臂包括安裝使得焊接臂擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部的臂基端部，位于臂基端部的前端側(cè)、 保持超聲波模具的臂前端部，以及連接臂基端部和臂前端部、具有可撓性的連接部；載荷檢測(cè)器，配置在臂前端部和臂基端部之間。根據(jù)該焊接裝置，通過具有可撓性的連接部連接焊接臂的臂基端部和臂前端部，因此，若載荷作用在毛細(xì)管，則臂前端部相對(duì)臂基端部撓曲。并且，將載荷檢測(cè)手段配置在 臂基端部和臂前端部之間，因此，通過臂前端部相對(duì)臂基端部撓曲，能合適地檢測(cè)作用在毛 細(xì)管的載荷。本發(fā)明涉及的制造方法系對(duì)形成在懸伸芯片自由端的焊接點(diǎn)進(jìn)行焊接，制造半導(dǎo) 體裝置，該制造方法包括準(zhǔn)備半導(dǎo)體裝置步驟，所述半導(dǎo)體裝置包括毛細(xì)管，引線插入穿通；超聲波振子，通過毛細(xì)管對(duì)焊接對(duì)象施加超聲波；超聲波模具，在一端保持毛細(xì)管，同時(shí)，在另一端設(shè)有超聲波振子，使得超聲波傳 遞到毛細(xì)管；焊接臂，設(shè)有可擺動(dòng)地安裝著的臂基端部，位于臂基端部的前端側(cè)、保持超聲波 模具的臂前端部，以及連接臂基端部和臂前端部、具有可撓性的連接部；以及載荷檢測(cè)器，從超聲波模具的長(zhǎng)度方向的中心軸相對(duì)焊接對(duì)象沿著接離方向偏 移，安裝在焊接臂的回轉(zhuǎn)中心和臂前端部之間，檢測(cè)作用在毛細(xì)管的載荷；第一移動(dòng)步驟，使得毛細(xì)管移動(dòng)到所定的焊接位置；載荷變化檢測(cè)步驟，使得毛細(xì)管移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)檢測(cè)毛細(xì)管的位置，以及由載荷檢測(cè) 器檢測(cè)到的作用在毛細(xì)管的載荷；焊接步驟，在焊接位置，使得引線焊接到焊接點(diǎn)；移動(dòng)量運(yùn)算步驟，根據(jù)通過載荷變化檢測(cè)步驟檢測(cè)到的毛細(xì)管的位置和作用在毛 細(xì)管的載荷，求取作用在毛細(xì)管的載荷變化的載荷變化點(diǎn)，計(jì)算載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管的位 置和焊接位置的差，計(jì)算毛細(xì)管的移動(dòng)量；第二移動(dòng)步驟，將引線焊接到焊接點(diǎn)后，使得毛細(xì)管后退上述計(jì)算而得的移動(dòng)量； 以及環(huán)形成步驟，第二移動(dòng)步驟后，使得毛細(xì)管按所定軌跡移動(dòng)，形成引線環(huán)。在本發(fā)明涉及的制造方法中，當(dāng)使得毛細(xì)管移動(dòng)到焊接位置時(shí)，預(yù)先檢測(cè)毛細(xì)管 的位置和作用在毛細(xì)管的載荷。然后，若毛細(xì)管與懸伸芯片接觸，則作用在毛細(xì)管的載荷變 化，檢測(cè)載荷變化點(diǎn)，計(jì)算該載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管的位置和焊接位置的毛細(xì)管的位置之差， 能計(jì)算與懸伸芯片接觸后，直到到達(dá)焊接位置的毛細(xì)管的移動(dòng)量。接著，將引線焊接到焊接 點(diǎn)后，使得毛細(xì)管后退上述計(jì)算而得的移動(dòng)量后，通過形成引線環(huán)，能使得成為引線環(huán)始點(diǎn) 的基準(zhǔn)位置均一。因此，當(dāng)毛細(xì)管與懸伸芯片接觸時(shí)沒有必要停止毛細(xì)管的移動(dòng)，能制造高 速地形成均一環(huán)的半導(dǎo)體裝置。這種場(chǎng)合，較好的是，上述載荷變化點(diǎn)系最接近焊接位置的、作用在毛細(xì)管的載荷 變化的點(diǎn)。毛細(xì)管接觸懸伸芯片前，因毛細(xì)管振動(dòng)等，也會(huì)引起作用在毛細(xì)管的載荷變化， 因此，判斷載荷變化是因毛細(xì)管接觸懸伸芯片所引起還是因毛細(xì)管振動(dòng)等而引起，很困難。 于是，根據(jù)該焊接方法，通過將焊接位置的最接近的載荷變化點(diǎn)作為載荷變化點(diǎn)，能排除毛 細(xì)管接觸懸伸芯片前產(chǎn)生的、毛細(xì)管振動(dòng)等的影響，能更高精度地計(jì)算移動(dòng)量。下面說明本發(fā)明效果。按照本發(fā)明，能高速地形成均一環(huán)。


圖1是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)涉及的焊接裝置的圖。圖2是焊接裝置的焊接臂的局部放大圖，其中，(a)是焊接臂的頂視圖，(b)是焊接 臂的底面圖。圖3是用于說明焊接方法的流程圖。圖4是表示毛細(xì)管和懸伸芯片關(guān)系的圖。圖5是模式表示毛細(xì)管的Z軸位置和載荷傳感器檢測(cè)到的載荷的關(guān)系的圖。圖6是表示載荷傳感器檢測(cè)到的載荷及作用在懸伸芯片的載荷的實(shí)測(cè)值的圖，其 中，(a)是載荷傳感器檢測(cè)到的載荷，(b)是作用在懸伸芯片的載荷。符號(hào)說明如下
1焊接裝置
2焊接頭
3焊接臂
3a上面
3b下面
4驅(qū)動(dòng)電機(jī)
5毛細(xì)管
6超聲波模具(horn)，
7載荷傳感器
9焊接臺(tái)
10初始球
11臂基端部
12臂前端部
13連接部
14a縫隙
14b縫隙
16凹部
17超聲波振子
20控制部
21Z軸電機(jī)I/F
22載荷傳感器I/F
23超聲波振子I/F
24輸出部
25輸入部
26CPU
27存儲(chǔ)器
271焊接控制程序(焊接控制手段)
272載荷變化檢測(cè)程序(載荷變化檢測(cè)手段)
100懸伸芯片
101下層芯片
102隔板
103基板
104焊接點(diǎn)
105引腳
Z移動(dòng)量
具體實(shí)施例方式下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明涉及的焊接方法，焊接裝置以及制造方法的較佳實(shí) 施形態(tài)。全部附圖中，對(duì)于相同或相當(dāng)部分標(biāo)以相同符號(hào)。圖1是表示本發(fā)明實(shí)施形態(tài)涉及的焊接裝置的圖，圖2是焊接裝置的焊接臂的局 部放大圖，其中，圖2(a)是焊接臂的頂視圖，圖2(b)是焊接臂的底面圖。如圖1所示，通過焊接裝置1進(jìn)行焊接的懸伸芯片100通過下層芯片101以及隔 板102固結(jié)在基板103上，其端部成為從下層芯片101伸出的自由端。隔板102使用例如 芯片附屬薄膜帶等進(jìn)行下層芯片101和懸伸芯片100的接合。并且，在懸伸芯片100的自 由端形成成為焊接對(duì)象的焊接點(diǎn)104，在該焊接點(diǎn)104和形成在基板103的引腳105之間， 形成引線環(huán)。如圖1及圖2所示，本實(shí)施形態(tài)的焊接裝置1基本上與本申請(qǐng)人以前提出的日本 專利申請(qǐng)2008-169797號(hào)記載的焊接裝置具有相同構(gòu)成。引線前端球狀地形成初始球10， 焊接裝置1將該初始球10焊接在設(shè)在懸伸芯片100的自由端的焊接點(diǎn)104，并且，在焊接點(diǎn) 104和引腳105之間，形成引線環(huán)。為此，在焊接裝置1設(shè)有能在X、Y軸方向移動(dòng)的焊接 頭2，可擺動(dòng)地安裝在焊接頭2的焊接臂3，使得焊接臂3相對(duì)焊接頭2擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)4， 輸出插入穿通的引線進(jìn)行焊接的毛細(xì)管5，保持毛細(xì)管5產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的超聲波模具6， 檢測(cè)作用在毛細(xì)管5的載荷的載荷傳感器7，綜合控制焊接裝置1的控制部20，吸附保持疊 層作為焊接對(duì)象的懸伸芯片100的基板103的焊接臺(tái)9。焊接臂3形成從焊接頭2向焊接臺(tái)9延伸的大致長(zhǎng)方體。該焊接臂3由安裝在焊 接頭2的臂基端部11，位于臂基端部11的前端側(cè)、安裝超聲波模具6的臂前端部12，以及 連接臂基端部11和臂前端部12具有可撓性的連接部13構(gòu)成。該連接部13從焊接臂3的 上面(圖1上面)3a形成所定厚度的縫隙(切口)14a，從焊接臂3的下面(圖1下面)3b 形成所定厚度的縫隙14b，形成薄板狀。這樣，在連接部13中，焊接臂3局部變薄，因此，臂 前端部12相對(duì)臂基端部11撓曲。如圖1及圖2 (b)所示，在焊接臂3的下面北側(cè)形成收納超聲波模具6的凹部16。 并且，超聲波模具6在收納在焊接臂3的凹部16的狀態(tài)下，安裝在臂前端部12。該超聲波 模具6在從凹部16突出的前端部保持毛細(xì)管5，在收納在凹部16的沒有圖示的基板部，安 裝產(chǎn)生超聲波振動(dòng)的超聲波振子17。超聲波振子17可以使用例如壓電振子。另一方面，如圖1及圖2(a)所示，上面3a側(cè)的縫隙1 的上部形成寬幅。并且，載 荷傳感器7嵌入(配置)到該形成寬幅的縫隙14a的上部，使其夾入臂基端部11和臂前端 部12之間。即，載荷傳感器7安裝為從超聲波模具6的長(zhǎng)度方向中心軸沿著相對(duì)焊接對(duì)象 的接離方向偏離，安裝在焊接臂3的回轉(zhuǎn)中心和臂前端部12的超聲波模具6的安裝面(臂前端部12的毛細(xì)管5側(cè)的前端面)之間。并且，如上所述，保持毛細(xì)管5的超聲波模具6 安裝在臂前端部12，因此，若因撓曲的懸伸芯片100的反力，載荷作用在毛細(xì)管5，則臂前端 部12相對(duì)臂基端部11撓曲，能在載荷傳感器檢測(cè)載荷。載荷傳感器可以使用例如壓電載 荷傳感器。并且，控制部20與驅(qū)動(dòng)電機(jī)4、超聲波模具6、載荷傳感器連接，通過控制驅(qū)動(dòng)焊接 頭2、驅(qū)動(dòng)電機(jī)4、以及超聲波振子17，將初始球10焊接在焊接點(diǎn)104，并且，在焊接點(diǎn)104和 引腳105之間形成引線環(huán)。為此，控制部20包括與驅(qū)動(dòng)電機(jī)4之間進(jìn)行信息收發(fā)的Z軸 電機(jī)I/F21，與載荷傳感器7之間進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)的載荷傳感器I/F22，與超聲波模具6之間 進(jìn)行信息收發(fā)的超聲波振子I/F23，由監(jiān)視器等顯示裝置構(gòu)成、表示控制部20的各種控制 信息的輸出部24，由鍵盤等輸入裝置構(gòu)成、受理作業(yè)者對(duì)各種控制信息輸入的輸入部25， 根據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)4、超聲波模具6、載荷傳感器7、以及輸入部25所取得的信息進(jìn)行各種控制的 CPU26，存儲(chǔ)器27。該存儲(chǔ)器27存儲(chǔ)起著作為焊接控制手段功能的焊接控制程序271，以及 起著作為載荷變化檢測(cè)手段功能的載荷變化檢測(cè)程序272。焊接控制程序271是用于對(duì)懸伸芯片100進(jìn)行引線焊接的程序。即，焊接控制程 序271控制驅(qū)動(dòng)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)4，使得毛細(xì)管5下降到所定的焊接位置，控制驅(qū)動(dòng)超聲波振 子17，將初始球10焊接到焊接點(diǎn)104，此后，控制驅(qū)動(dòng)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)4，使得毛細(xì)管上升后， 一邊使得焊接頭2移動(dòng)，一邊控制驅(qū)動(dòng)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)4，在焊接點(diǎn)104和引腳105之間形成 引線環(huán)。載荷變化檢測(cè)程序272是用于檢測(cè)毛細(xì)管5的Z軸方向位置以及作用在毛細(xì)管5 的載荷變化的程序。即，載荷變化檢測(cè)程序272當(dāng)毛細(xì)管5下降到焊接位置時(shí)，每隔所定時(shí) 間檢測(cè)用載荷傳感器7檢測(cè)到的載荷，以及毛細(xì)管5的Z軸方向的位置(高度)，將上述檢 測(cè)到的載荷以及毛細(xì)管5的Z軸方向的位置對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)。如上所述，若作用在毛細(xì)管5的載 荷變化，則載荷傳感器7檢測(cè)到的載荷也變化。并且，CPU26從存儲(chǔ)器27讀出焊接控制程序271以及載荷變化檢測(cè)程序272，在沒 有圖示的RAM等展開，實(shí)行上述焊接控制程序271和載荷變化檢測(cè)程序272，進(jìn)行焊接控制 以及檢測(cè)載荷變化。具體地說，參照通過實(shí)行載荷變化檢測(cè)程序272存儲(chǔ)的載荷和毛細(xì)管 5的Z軸位置，檢測(cè)作用在毛細(xì)管5的載荷變化的載荷變化點(diǎn)，求取該載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管 5的Z軸位置，即載荷變化位置。接著，通過實(shí)行焊接控制程序271，從載荷變化位置減去焊 接位置，計(jì)算初始球10接觸焊接點(diǎn)104后毛細(xì)管5到達(dá)焊接位置的移動(dòng)量Z。接著，若初 始球10焊接到焊接點(diǎn)104，則在焊接點(diǎn)104和引腳105之間形成引線環(huán)之前，使得毛細(xì)管5 僅僅上升移動(dòng)量Z。使得毛細(xì)管5僅僅上升移動(dòng)量Z的位置成為形成引線環(huán)的始點(diǎn)的基準(zhǔn) 位置。下面，參照?qǐng)D3至圖6，說明使用焊接裝置1將引線焊接到懸伸芯片100的焊接方法。圖3是用于說明焊接方法的流程圖，圖4是表示毛細(xì)管和懸伸芯片關(guān)系的圖。下 面說明的處理通過控制部20的控制實(shí)行。如圖3所示，控制部20 —邊檢測(cè)作用在毛細(xì)管5的載荷，一邊使得毛細(xì)管5下降 (步驟Si)。在步驟Sl中，控制部20首先將插入穿通毛細(xì)管5的引線前端通過沒有圖示的 放電焊槍等形成為球狀的初始球(參照?qǐng)D4(a))。接著，控制部20通過控制驅(qū)動(dòng)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)4，給與焊接臂3所定的載荷使其擺動(dòng)，使得毛細(xì)管5下降。于是，初始球10與焊接點(diǎn) 104接觸(參照?qǐng)D4(b))。接著，進(jìn)而，焊接點(diǎn)104受初始球10推壓，懸伸芯片100朝下方 撓曲(參照?qǐng)D4(c))。所謂給與焊接臂3的所定載荷是指當(dāng)一邊使得懸伸芯片100撓曲一 邊使得毛細(xì)管5下降直到所定的焊接位置時(shí)，與來自懸伸芯片100的反力平衡、停止毛細(xì)管 5下降的載荷。因此，若毛細(xì)管5到達(dá)焊接位置，則停止毛細(xì)管5下降。又，在毛細(xì)管5下降 期間，控制部20每隔所定時(shí)間檢測(cè)毛細(xì)管5的Z軸方向位置(高度)，同時(shí)，檢測(cè)由載荷傳 感器7檢測(cè)到的載荷。接著，控制部20將毛細(xì)管5的Z軸位置和載荷傳感器7檢測(cè)到的載 荷對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)。其次，控制部20判斷毛細(xì)管5是否下降到焊接位置(步驟S2)。如上所述，當(dāng)控制 部20根據(jù)毛細(xì)管5的Z軸方向位置(高度)和由載荷傳感器7檢測(cè)到的載荷值，判斷毛細(xì) 管5下降到焊接位置場(chǎng)合，就停止毛細(xì)管5下降。當(dāng)控制部20根據(jù)毛細(xì)管5的Z軸方向位 置(高度)和由載荷傳感器7檢測(cè)到的載荷值，判斷毛細(xì)管5沒有到達(dá)焊接位置場(chǎng)合，使得 毛細(xì)管5繼續(xù)下降。并且，在步驟S2中，若判斷毛細(xì)管5已下降到焊接位置(步驟S2的“是”)，則控 制部20將初始球10焊接在懸伸芯片100的焊接點(diǎn)104上(步驟S； )。S卩，控制部20控制 驅(qū)動(dòng)超聲波振子17使其產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，通過毛細(xì)管5給與初始球10超聲波振動(dòng)。于是， 以所定壓力推壓初始球10和焊接點(diǎn)104，因此，在初始球10和焊接點(diǎn)104之間產(chǎn)生摩擦力， 初始球10接合(焊接)在焊接點(diǎn)104上(參照?qǐng)D4(d))。接著，控制部20參照在步驟Sl中存儲(chǔ)的毛細(xì)管5的Z軸位置和載荷傳感器7檢 測(cè)到的載荷，計(jì)算從載荷變化位置到焊接位置的毛細(xì)管5的移動(dòng)量Z (步驟S4)。在此，參照?qǐng)D5，詳細(xì)說明計(jì)算移動(dòng)量Z。圖5是模式表示毛細(xì)管的Z軸位置和載 荷傳感器檢測(cè)到的載荷的關(guān)系的圖。圖4的(a)-(e)表示圖5所示(a)-(e)點(diǎn)的毛細(xì)管5 和懸伸芯片100的關(guān)系。如圖5所示，毛細(xì)管下降從(a)點(diǎn)到(b)點(diǎn)，初始球10與焊接點(diǎn) 104接觸，因此，從(b)點(diǎn)載荷傳感器7檢測(cè)到的載荷開始增加。接著，若毛細(xì)管5到(c)點(diǎn) 到達(dá)焊接位置，則毛細(xì)管5移動(dòng)停止，載荷傳感器7檢測(cè)到的載荷增加也停止。因此，當(dāng)毛 細(xì)管5位于載荷變化位置時(shí)，初始球10與焊接點(diǎn)104接觸。于是，在步驟S4中，首先參照在步驟Sl中存儲(chǔ)的作用在毛細(xì)管5的載荷和毛細(xì)管 5的位置，檢測(cè)載荷變化點(diǎn)，求取該載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管5的載荷變化位置。接著，從載荷變 化位置減去焊接位置，計(jì)算從載荷變化位置到焊接位置的毛細(xì)管5的移動(dòng)量Z。圖6是表示載荷傳感器檢測(cè)到的載荷及作用在懸伸芯片的載荷的實(shí)測(cè)值的圖，其 中，(a)是載荷傳感器檢測(cè)到的載荷，(b)是作用在懸伸芯片的載荷。如圖6(b)所示，作用 在懸伸芯片100的載荷如平滑的曲線或直線變化，如圖6(a)所示，載荷傳感器7檢測(cè)到的 載荷邊微微振動(dòng)邊變化。即，若通過驅(qū)動(dòng)電機(jī)4的驅(qū)動(dòng)，使得焊接臂3擺動(dòng)，使得毛細(xì)管5 下降，則因超聲波模具6的固有振動(dòng)等，臂前端部12振動(dòng)。接著，毛細(xì)管5下降直到初始球 10與焊接點(diǎn)104接觸前的期間，不能充分抑制臂前端部12的振動(dòng)，因此，載荷傳感器7檢測(cè) 到的載荷反復(fù)增加及減少。在圖6(a)中，毛細(xì)管5處于焊接位置時(shí)的載荷變化系因超聲波 振子17產(chǎn)生超聲波振動(dòng)引起的載荷變化。于是，在步驟S4中，通過從離開焊接位置最接近的載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管5的載荷 變化位置，減去焊接位置，計(jì)算移動(dòng)量Z。
接著，控制部20使得毛細(xì)管5上升在步驟S4中計(jì)算得到的移動(dòng)量Z (步驟S5)。 即，在步驟S5中，開放施加到驅(qū)動(dòng)電機(jī)4的載荷，使得毛細(xì)管5上升相當(dāng)于移動(dòng)量Z。由此， 毛細(xì)管5回到推壓懸伸芯片100前的位置(參照?qǐng)D4(e))。此后，控制部20將在步驟S5中上升的毛細(xì)管5的位置設(shè)為形成引線環(huán)的始點(diǎn)的 基準(zhǔn)位置，通過控制驅(qū)動(dòng)上述驅(qū)動(dòng)電機(jī)4及焊接頭2，使得毛細(xì)管5根據(jù)所定軌跡移動(dòng)，在焊 接點(diǎn)104和引腳105之間形成引線環(huán)(步驟S6)。這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，使得毛細(xì)管5移動(dòng)到焊接位置時(shí)，預(yù)先檢測(cè)毛細(xì)管5的Z 軸位置以及作用在毛細(xì)管5的載荷存儲(chǔ)。并且，若毛細(xì)管與懸伸芯片接觸，則作用在毛細(xì)管 的載荷變化，因此，根據(jù)存儲(chǔ)的毛細(xì)管5的Z軸位置和作用在毛細(xì)管5的載荷，通過從載荷 變化點(diǎn)的毛細(xì)管5的載荷變化位置減去焊接位置，計(jì)算與懸伸芯片100接觸后直到到達(dá)焊 接位置的毛細(xì)管5的移動(dòng)量Z。接著，將初始球10焊接到焊接點(diǎn)104后，使得毛細(xì)管5上升 該移動(dòng)量Z后，通過形成引線環(huán)，能使得成為引線環(huán)始點(diǎn)的基準(zhǔn)位置均一。因此，當(dāng)毛細(xì)管 5與懸伸芯片100接觸時(shí)沒有必要停止毛細(xì)管5下降，能高速地形成均一的環(huán)。并且，毛細(xì)管5接觸懸伸芯片100前，因臂前端部12、超聲波模具6、以及毛細(xì)管5 的振動(dòng)等，也會(huì)引起作用在毛細(xì)管5的載荷變化，因此，判斷載荷變化是因毛細(xì)管5接觸懸 伸芯片100所引起還是因臂前端部12的振動(dòng)等而引起，很困難。于是，通過將焊接位置的 最接近的載荷變化點(diǎn)作為用于計(jì)算移動(dòng)量Z的載荷變化點(diǎn)，能排除毛細(xì)管5接觸懸伸芯片 100前產(chǎn)生的、臂前端部12的振動(dòng)等的影響，能更高精度地計(jì)算移動(dòng)量Z。又，根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，焊接臂3的臂基端部11和臂前端部12由具有可撓性的連接 部13連接，因此，若載荷作用在毛細(xì)管5上，則臂前端部12相對(duì)臂基端部11撓曲。并且， 由于載荷傳感器7配置在臂基端部11和臂前端部12之間，因此，臂前端部12相對(duì)臂基端 部11撓曲，能合適地檢測(cè)作用在毛細(xì)管5的載荷。如上所述，說明本發(fā)明較佳實(shí)施形態(tài)，但是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施形態(tài)。例 如，在上述實(shí)施形態(tài)中，說明在步驟S3中進(jìn)行焊接后，在步驟S4中計(jì)算移動(dòng)量Z，但是，也可 以更換步驟S3及步驟S4順序。又，在上述實(shí)施形態(tài)中，說明將載荷傳感器7設(shè)置在焊接頭2的上面3a側(cè)的縫隙 14a,但是，也可以設(shè)置在焊接頭2的下面北側(cè)的縫隙14b。這種場(chǎng)合，載荷傳感器7檢測(cè)到 的載荷與在上述實(shí)施形態(tài)中檢測(cè)到的載荷正負(fù)相反。又，在上述實(shí)施形態(tài)中，說明將初始球10焊接在焊接點(diǎn)104之后，通過開放施加在 驅(qū)動(dòng)電機(jī)4的載荷，使得毛細(xì)管5上升，但是，也可以例如通過對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)4施加正負(fù)相反 的載荷，使得毛細(xì)管5上升。本發(fā)明并不局限于上述說明的實(shí)施形態(tài)，包含不脫離由權(quán)利要求書規(guī)定的本發(fā)明 技術(shù)范圍或本質(zhì)的全部變更及修正，它們都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。下面說明本發(fā)明在產(chǎn)業(yè)上的可利用性。本發(fā)明可利用于將插入穿通毛細(xì)管的引線焊接到形成在懸伸芯片的自由端的焊 接點(diǎn)的焊接裝置。
權(quán)利要求
1.一種焊接方法，將插入穿通毛細(xì)管的引線焊接到形成在懸伸芯片自由端的焊接點(diǎn) 上，該焊接方法包括第一移動(dòng)步驟，使得毛細(xì)管移動(dòng)到所定的焊接位置；載荷變化檢測(cè)步驟，使得毛細(xì)管移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)檢測(cè)毛細(xì)管的位置和作用在毛細(xì)管的載荷；焊接步驟，在焊接位置，使得引線焊接到焊接點(diǎn)；移動(dòng)量運(yùn)算步驟，根據(jù)通過載荷變化檢測(cè)步驟檢測(cè)到的毛細(xì)管的位置和作用在毛細(xì)管 的載荷，求取作用在毛細(xì)管的載荷變化的載荷變化點(diǎn)，計(jì)算載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管的位置和 焊接位置的差，計(jì)算毛細(xì)管的移動(dòng)量；第二移動(dòng)步驟，將引線焊接到焊接點(diǎn)后，使得毛細(xì)管后退上述計(jì)算而得的移動(dòng)量；以及 環(huán)形成步驟，第二移動(dòng)步驟后，使得毛細(xì)管按所定軌跡移動(dòng)，形成引線環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的焊接方法，其特征在于載荷變化點(diǎn)系最接近焊接位置的、作用在毛細(xì)管的載荷變化的點(diǎn)。
3. 一種焊接裝置，對(duì)形成在懸伸芯片自由端的焊接點(diǎn)進(jìn)行焊接，該焊接裝置包括 毛細(xì)管，引線插入穿通；超聲波振子，通過毛細(xì)管對(duì)焊接對(duì)象施加超聲波；超聲波模具，在一端保持毛細(xì)管，同時(shí)，在另一端設(shè)有超聲波振子，使得超聲波傳遞到 毛細(xì)管；載荷檢測(cè)器，檢測(cè)作用在毛細(xì)管的載荷；焊接控制手段，使得毛細(xì)管移動(dòng)到所定的焊接位置，將引線焊接到焊接點(diǎn)，使得毛細(xì)管 按所定軌跡移動(dòng)，形成引線環(huán)；以及載荷變化檢測(cè)手段，使得毛細(xì)管移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)檢測(cè)毛細(xì)管的位置，以及由載荷檢測(cè)器檢 測(cè)到的作用在毛細(xì)管的載荷；焊接控制手段根據(jù)由載荷變化檢測(cè)手段檢測(cè)到的毛細(xì)管的位置和作用在毛細(xì)管的載 荷，求取作用在毛細(xì)管的載荷變化的載荷變化點(diǎn)，計(jì)算載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管的位置和焊接 位置的差，計(jì)算毛細(xì)管的移動(dòng)量，使得毛細(xì)管后退上述計(jì)算而得的移動(dòng)量后，使得毛細(xì)管按 所定軌跡移動(dòng)，形成引線環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的焊接裝置，其特征在于 進(jìn)一步包括安裝成可擺動(dòng)、保持超聲波模具的焊接臂；焊接臂包括安裝使得焊接臂擺動(dòng)的驅(qū)動(dòng)部的臂基端部，位于臂基端部的前端側(cè)、保持 超聲波模具的臂前端部，以及連接臂基端部和臂前端部、具有可撓性的連接部； 載荷檢測(cè)器，配置在臂前端部和臂基端部之間。
5.一種制造方法，對(duì)形成在懸伸芯片自由端的焊接點(diǎn)進(jìn)行焊接，制造半導(dǎo)體裝置，該制 造方法包括準(zhǔn)備半導(dǎo)體裝置步驟，所述半導(dǎo)體裝置包括 毛細(xì)管，引線插入穿通；超聲波振子，通過毛細(xì)管對(duì)焊接對(duì)象施加超聲波；超聲波模具，在一端保持毛細(xì)管，同時(shí)，在另一端設(shè)有超聲波振子，使得超聲波傳遞到 毛細(xì)管；焊接臂，設(shè)有可擺動(dòng)地安裝著的臂基端部，位于臂基端部的前端側(cè)、保持超聲波模具 的臂前端部，以及連接臂基端部和臂前端部、具有可撓性的連接部；以及載荷檢測(cè)器，從超聲波模具的長(zhǎng)度方向的中心軸相對(duì)焊接對(duì)象沿著接離方向偏移，安 裝在焊接臂的回轉(zhuǎn)中心和臂前端部之間，檢測(cè)作用在毛細(xì)管的載荷； 第一移動(dòng)步驟，使得毛細(xì)管移動(dòng)到所定的焊接位置；載荷變化檢測(cè)步驟，使得毛細(xì)管移動(dòng)時(shí)，對(duì)應(yīng)檢測(cè)毛細(xì)管的位置，以及由載荷檢測(cè)器檢 測(cè)到的作用在毛細(xì)管的載荷；焊接步驟，在焊接位置，使得引線焊接到焊接點(diǎn)；移動(dòng)量運(yùn)算步驟，根據(jù)通過載荷變化檢測(cè)步驟檢測(cè)到的毛細(xì)管的位置和作用在毛細(xì)管 的載荷，求取作用在毛細(xì)管的載荷變化的載荷變化點(diǎn)，計(jì)算載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管的位置和 焊接位置的差，計(jì)算毛細(xì)管的移動(dòng)量；第二移動(dòng)步驟，將引線焊接到焊接點(diǎn)后，使得毛細(xì)管后退上述計(jì)算而得的移動(dòng)量；以及 環(huán)形成步驟，第二移動(dòng)步驟后，使得毛細(xì)管按所定軌跡移動(dòng)，形成引線環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的制造方法，其特征在于 載荷變化點(diǎn)系最接近焊接位置的、作用在毛細(xì)管的載荷變化的點(diǎn)。
全文摘要
使得高速地形成均一的環(huán)。焊接裝置(1)使得毛細(xì)管(5)移動(dòng)到焊接位置，將初始球(10)焊接到懸伸芯片(100)的焊接點(diǎn)(104)，此時(shí)，預(yù)先每隔所定時(shí)間檢測(cè)毛細(xì)管(5)的Z軸方向位置，同時(shí)，檢測(cè)由載荷傳感器(7)檢測(cè)到的載荷存儲(chǔ)。接著，參照存儲(chǔ)的作用在毛細(xì)管(5)的載荷和毛細(xì)管(5)的位置，檢測(cè)載荷變化點(diǎn)，從該載荷變化點(diǎn)的毛細(xì)管(5)的載荷變化位置減去焊接位置，計(jì)算從載荷變化位置到焊接位置的毛細(xì)管(5)的移動(dòng)量(Z)。接著使得毛細(xì)管(5)上升該計(jì)算而得的移動(dòng)量(Z)后，在焊接點(diǎn)(104)和引腳(105)之間形成引線環(huán)。
文檔編號(hào)H01L21/60GK102150250SQ20098013502
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者吉野浩章, 青柳伸幸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社新川