JPH0744197B2 - Bonding device - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はワイヤボンデイングやチップマウンテイングを
行なうボンダの改良に関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in a bonder for wire bonding and chip mounting.
半導体組立工程において、半導体部品と、例えばアウタ
ーリードとの間に配線を施すワイヤボンデイング装置
や、半導体部品を、例えば回路基板上に接着するチップ
マウンテイング装置のようなボンダが知られている。2. Description of the Related Art In a semiconductor assembly process, there is known a bonder such as a wire bonding device for providing wiring between a semiconductor component and, for example, an outer lead, or a chip mounting device for bonding the semiconductor component onto a circuit board, for example.
このような装置は一般にスイングアームの一端部に例え
ばキャピラリとか接着剤を塗布するデイスペンサなどの
ようなボンデイング用工具を保持し、他端部に例えばリ
ニアモータの可動部を取付け、リニアモータの駆動によ
り揺動動作を行なうようになっている。Generally, such a device holds a bonding tool such as a capillary or a dispenser for applying an adhesive on one end of a swing arm, and a movable part of a linear motor is attached to the other end of the swing arm to drive the linear motor. It is designed to swing.
これらの装置は生産性向上、半導体部品の微細化によ
り、ボンデイング用工具には非常に高速かつ複雑な動き
が要求されている。これをワイヤボンデイング装置を例
に説明する。第５図はボンデイングヘッド（１）の要部
を示すもので、これは図示しないXYテーブルに載置され
ていて、フレーム（２）にスイングアーム（３）が揺動
自在に取付けられている。このスイングアーム（３）は
その一端部にワイヤ（４）を挿通したキャピラリ（５）
が取付けられていて、他端部に設けられたリニアモータ
（６）により上下のＺ方向に駆動され、半導体部品
（７）とアウターリード（８）との間をワイヤ（４）で
連結する。そしてキャピラリ（５）の運動を制御するた
め、制御手段（９）が設けられている。これはスイング
アーム（３）とリンク（11）を介して連結され、かつフ
レーム（２）に摺動自在に設けられた移動体（12）と、
これに連結された位置検出器（13），速度検出器（14）
と、その他処理回路とから構成されている。いまスイン
グアーム（３）が揺動すると、移動体（12）が進退し、
この進退は位置検出器（13），速度検出器（14）に伝え
られ、これにより制御情報を得るようになっている。Due to improvement in productivity and miniaturization of semiconductor parts, bonding tools are required to have extremely high speed and complicated movements. This will be described by taking a wire bonding device as an example. FIG. 5 shows a main part of the bonding head (1), which is mounted on an XY table (not shown), and a swing arm (3) is swingably attached to a frame (2). The swing arm (3) has a capillary (5) having a wire (4) inserted through one end thereof.
Is attached and is driven in the vertical Z direction by a linear motor (6) provided at the other end, and the semiconductor component (7) and the outer lead (8) are connected by a wire (4). A control means (9) is provided to control the movement of the capillary (5). This is a moving body (12) connected to the swing arm (3) via a link (11) and slidably provided on the frame (2),
Position detector (13) and speed detector (14) connected to this
And other processing circuits. Now, when the swing arm (3) swings, the moving body (12) moves back and forth,
This advance / retreat is transmitted to the position detector (13) and the speed detector (14) so that the control information is obtained.
しかるに、上述したようにスイングアーム（３）の運動
は非常に高速性が要求されているが、スイングアーム
（３）の揺動運動を速度検出器（14），位置検出器（1
3）に伝達する変換機構などがあるため揺動運動に対す
る抵抗が大きく、十分な高速運動が得られないばかり
か、スイングアーム（３）を駆動するリニアモータ
（６）が過大な負荷電流のため焼損する事故もしばしば
起り、またXYテーブルを駆動するリニアモータの負荷も
過大となる不都合があった。However, as described above, the movement of the swing arm (3) is required to have a very high speed, but the swinging movement of the swing arm (3) is detected by the speed detector (14) and the position detector (1
Since there is a conversion mechanism etc. that transmits to 3), the resistance to rocking motion is large, and not only high-speed motion cannot be obtained, but also the linear motor (6) that drives the swing arm (3) has an excessive load current. Accidents that burned out often occurred, and the load on the linear motor that drives the XY table was excessive.
本発明は上述の事情にかんがみてなされたもので、スイ
ングアームの揺動抵抗を少なくし、ボンデイング用工具
の高速性を向上したボンデイング装置を得ることを目的
とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a bonding apparatus in which swing resistance of a swing arm is reduced and the speed of a bonding tool is improved.
本発明は、一端部側にボンディング用工具が取り付けら
れ、支持軸を中心として揺動自在なスイングアームと、
このスイングアームの他端部側に設けられたスイングア
ームを揺動させる駆動装置と、上記スイングアームと対
向する位置に所定距離離間して取り付けられ、上記駆動
装置によって駆動する上記スイングアームの所定の位置
の変位を検出する検出手段とを具備することを特徴とす
るボンディング装置を得るものである。The present invention is a swing arm having a bonding tool attached to one end side and swingable about a support shaft,
A drive device provided on the other end of the swing arm for swinging the swing arm and a predetermined position of the swing arm that is mounted at a position facing the swing arm with a predetermined distance therebetween and is driven by the drive device. A bonding apparatus comprising: a detecting unit that detects a displacement of a position.
以下、本発明の詳細を第１図ないし第４図に示す一実施
例により説明する。第１図において、（21）はフレーム
で、これは前後面および上面を大きく開口した箱状に形
成されていて、図示しないXYテーブル上に固定されてい
る。これには側壁を貫通して支持軸（22）が回転自在に
支持されていて、これにスイングアーム（23）が固定さ
れることにより、フレーム（21）に対し揺動自在に支承
されている。スイングアーム（23）の前端部にはキャピ
ラリ（５）が取付けられており、後端部にはリニアモー
タ（６）（駆動装置）の可動部が取付けられている。ま
たフレーム（21）の前部にはＬ形の取付金具（25）が取
付けられている。これには非接触変位センサ（26）（検
出手段）がスイングアーム（23）に離間対向して取付け
られていて、スイングアーム（23）との間隙ｔを非接触
で検出している。これは例えば高周波渦電流を原理とす
る変位センサである。さらにまたこの取付金具（25）に
は原点位置センサ（27）が取付けられている。これはス
イングアーム（23）側に取付けられた遮へい板（28）が
上昇して原点位置センサ（27）の間隙に入り予め設定し
た所定位置（スイングアームの原点）に到達したとき信
号を発するもので常に一定の基準となる原点を得ること
ができる。これは例えば光ビームを遮へい板が遮ぎるこ
とにより信号を発する光電スイッチのようなものであ
る。本実施例においては、上述のセンサ（26），（27）
の他に、これらの検出信号に基づいてキャピラリ（５）
の運動（スイングアーム（23）の揺動）を制御するため
の後述する制御回路（31）（第２図参照）が設けられて
いて、両者で制御手段（32）を構成している。制御手段
（32）全体については本実施例の作用とともに説明す
る。Hereinafter, the details of the present invention will be described with reference to an embodiment shown in FIGS. In FIG. 1, (21) is a frame, which is formed in a box-like shape with large front and rear surfaces and an upper surface, and is fixed on an XY table (not shown). A supporting shaft (22) is rotatably supported by passing through the side wall, and a swing arm (23) is fixed to the supporting shaft (22) so that the supporting shaft (22) is rockably supported by the frame (21). . A capillary (5) is attached to the front end of the swing arm (23), and a movable part of a linear motor (6) (driving device) is attached to the rear end. An L-shaped mounting bracket (25) is attached to the front of the frame (21). A non-contact displacement sensor (26) (detection means) is mounted on the swing arm (23) so as to be spaced apart from and opposed to the swing arm (23) to detect the gap t with the swing arm (23) in a non-contact manner. This is, for example, a displacement sensor based on the principle of high frequency eddy current. Furthermore, an origin position sensor (27) is attached to this mounting bracket (25). This emits a signal when the shield plate (28) attached to the swing arm (23) side rises and enters the gap of the origin position sensor (27) and reaches a predetermined position (the origin of the swing arm). With, it is possible to always obtain a constant reference point. This is, for example, a photoelectric switch that emits a signal by blocking a light beam with a shield plate. In this embodiment, the sensors (26) and (27) described above are used.
Besides, based on these detection signals, the capillary (5)
Is provided with a control circuit (31) (see FIG. 2) which will be described later for controlling the movement of (1) (swing of the swing arm (23)), and both constitute a control means (32). The control means (32) as a whole will be described together with the operation of this embodiment.
次に作用につき説明する。Next, the operation will be described.
制御回路（31）は指令発生回路（33）と、これの出力を
受ける比較回路（34）と、これにより制御されてリニア
モータ（６）を駆動する駆動回路（35）と、非接触変位
センサ（26）からの出力を速度に変換し比較器（34）に
入力する位置−速度変換手段としてのエレクトロニック
タコジェネレータ（36）とから構成されている。そして
指令発生回路（33）はキャピラリ（５）の先端が所定の
速度プロファイルに従って移動するように速度信号を出
す速度プロファイル発生アルゴリズム（37）と、キャピ
ラリ（５）先端がワイヤ（４）を介して半導体部品
（７）およびアウターリード（８）に接したときこれら
を押圧する力を発生する加圧プロファイル発生アルゴリ
ズム（38）と、キャピラリ（５）と半導体部品（７）ま
たはアウターリード（８）との接触を検出するタッチ検
出アルゴリズム（39）と、切換回路（40）とからなって
いる。第４図（イ），（ロ）は作動を説明する線図で、
第３図（イ）は縦軸に半導体部品（７）に対するキャピ
ラリ（５）先端の変位をとり、横軸に時間をとったもの
で、曲線Ｓのａ部分は半導体部品（７）に近づく下降行
程であり、曲線ｂ部分で減速した後曲線Ｃ部分において
ワイヤ（４）を介して半導体部品（７）に接していて、
所定時間後半導体部品（７）から急速に上昇離間し曲線
ｄ部分を経て再び下降し、ワイヤ（４）を介してアウタ
ーリード（８）に接し、曲線ｅ部分に示す所定時間経過
後再び上昇して一サイクルを終る行程を示したものであ
る。第３図（ロ）は縦軸に加圧力をとり、横軸に時間を
とったもので、曲線Ｐは上述の曲線Ｃ部分および曲線ｅ
部分に対応した位置において、半導体部品（７）または
アウターリード（８）に接触したキャピラリ（５）に加
圧力W1,W2を与えることを示している。The control circuit (31) includes a command generation circuit (33), a comparison circuit (34) receiving the output of the command generation circuit (33), a drive circuit (35) controlled by the command generation circuit (33) to drive the linear motor (6), and a non-contact displacement sensor. It comprises an electronic tacho-generator (36) as position-speed conversion means for converting the output from (26) into speed and inputting it to the comparator (34). Then, the command generation circuit (33) uses a velocity profile generation algorithm (37) that outputs a velocity signal so that the tip of the capillary (5) moves according to a predetermined velocity profile, and the tip of the capillary (5) via a wire (4). A pressure profile generation algorithm (38) that generates a force that presses the semiconductor component (7) and the outer lead (8) when they are in contact with the capillary (5) and the semiconductor component (7) or the outer lead (8). It is composed of a touch detection algorithm (39) for detecting the contact of the switch and a switching circuit (40). 4 (a) and (b) are diagrams for explaining the operation,
In FIG. 3 (a), the vertical axis represents the displacement of the tip of the capillary (5) with respect to the semiconductor component (7), and the horizontal axis represents time. The portion a of the curve S descends toward the semiconductor component (7). In the process, after decelerating at the curve b portion, the semiconductor component (7) is contacted via the wire (4) at the curve C portion,
After a predetermined time, the semiconductor component (7) rapidly rises and separates, then descends again through the curve d portion, contacts the outer lead (8) through the wire (4), and again rises after a predetermined time shown by the curve e portion. Shows the process of finishing one cycle. In FIG. 3 (B), the vertical axis represents the pressing force and the horizontal axis represents the time, and the curve P is the curve C portion and the curve e described above.
It is shown that the pressures W 1 and W 2 are applied to the capillary (5) in contact with the semiconductor component (7) or the outer lead (8) at the position corresponding to the portion.
さて、指令発生回路（33）はキャピラリ（５）がワイヤ
（４）を介して半導体部品（７）に接するまでは、速度
プロファイル発生アルゴリズム（37）により曲線Ｓのプ
ロファイルに従って速度信号を比較回路（34）に出力す
る。一方、位置−速度変換回路（36）は常時非接触変位
センサ（26）からの信号を速度信号に変換している。比
較回路（34）は速度プロファイル発生アルゴリズム（3
7）からの速度信号と、位置−速度変換回路（36）から
の信号を比較し、差信号を駆動回路（35）に出力する。
駆動回路（35）は、その差信号に応じた電流をリニアモ
ータ（６）に流す。キャピラリ（５）が半導体部品
（７）の上面に達すると、キャピラリ（５）はそれ以上
下降しないため位置信号の変化が小さくなる。タッチ検
出アルゴリズム（39）はこの変化をとらえ、切換回路
（40）を切換え、加圧プロファイル発生アルゴリズム
（38）と比較回路（34）とを連結すると同時に加圧プロ
ファイル発生アルゴリズム（38）が始動して、予め定め
られた加圧プロファイルに従って加圧信号を比較回路
（34）に出力する。この信号は速度信号と同様に比較回
路（34），駆動回路（35）を通り、加圧プロファイルに
応じた電流をリニアモータ（６）に流し、その電流に応
じた加圧力がワイヤ（４）および半導体部品（７）に加
えられる。その後所定時間経過すると、再びタッチ検出
アルゴリズム（39）により切換回路（40）が作動し速度
プロファイル発生アルゴリズム（37）が比較回路（34）
に連結され、再び曲線Ｓの部分ｄのプロファイルに従っ
た速度信号が速度プロファイル発生アルゴリズム（37）
から出され前述と同様にキャピラリ（５）の先端は変位
し、ワイヤ（４）を介してアウターリード（８）に当接
し、部分ｅに示すように一定時間ワイヤ（４）およびア
ウターリード（８）を加圧し、一本のワイヤの接合が終
了し、再び半導体部品（７）の別の位置と別のアウター
リード（８）との接合が行なわれる。The command generation circuit (33) compares the speed signal according to the profile of the curve S by the speed profile generation algorithm (37) until the capillary (5) contacts the semiconductor component (7) through the wire (4). 34). On the other hand, the position-speed conversion circuit (36) constantly converts the signal from the non-contact displacement sensor (26) into a speed signal. The comparison circuit (34) uses a speed profile generation algorithm (3
The speed signal from 7) is compared with the signal from the position-speed conversion circuit (36), and the difference signal is output to the drive circuit (35).
The drive circuit (35) sends a current corresponding to the difference signal to the linear motor (6). When the capillaries (5) reach the upper surface of the semiconductor component (7), the capillaries (5) do not descend any more, so that the change in the position signal becomes small. The touch detection algorithm (39) catches this change, switches the switching circuit (40), connects the pressure profile generation algorithm (38) and the comparison circuit (34), and at the same time the pressure profile generation algorithm (38) starts. And outputs a pressurization signal to the comparison circuit (34) according to a predetermined pressurization profile. Similar to the speed signal, this signal passes through the comparison circuit (34) and the drive circuit (35), and a current corresponding to the pressurizing profile is passed through the linear motor (6), and the pressing force corresponding to the current is applied to the wire (4). And added to the semiconductor component (7). After a lapse of a predetermined time, the switching circuit (40) operates again by the touch detection algorithm (39) and the speed profile generation algorithm (37) causes the comparison circuit (34).
The velocity signal according to the profile of the portion d of the curve S is again connected to the velocity profile generation algorithm (37).
As described above, the tip of the capillary (5) is displaced and abuts on the outer lead (8) through the wire (4), and the wire (4) and the outer lead (8) are held for a certain period of time as shown in a portion e. ) Is pressed, the joining of one wire is completed, and another position of the semiconductor component (7) and another outer lead (8) are joined again.
第４図に示すものは、他の制御手段である。すなわち、
非接触変位センサ（26）からの出力は位置−速度変換手
段であるエレクトロニックタコジェネレータ（36）に入
力されて位置情報および速度情報がA/D変換されてマイ
クロコンピュータ（45）に入力される。ここにおいて予
め記憶された速度プロファイルと比較され、その差に応
じた電流が駆動回路（35）に供給され、リニアモータ
（６）が制御される。また加圧，その他についても第２
図において説明したと同様な制御がなされる。なおキャ
ピラリ（５）の原点位置は原点位置センサ（27）の情報
に基づいてソフト処理により別個に設定してもよい。What is shown in FIG. 4 is another control means. That is,
The output from the non-contact displacement sensor (26) is input to the electronic tacho-generator (36) which is position-speed conversion means, and the position information and the speed information are A / D converted and input to the microcomputer (45). Here, it is compared with a speed profile stored in advance, and a current corresponding to the difference is supplied to the drive circuit (35) to control the linear motor (6). The second is also about pressurization and others
The same control as described in the figure is performed. The origin position of the capillary (5) may be separately set by software processing based on the information of the origin position sensor (27).
また本実施例においてはワイヤボンデイング装置につき
説明したが、回路基板に接着剤を塗布するデイスペンサ
装置，スタンプ装置などのようなボンデイング用工具を
もったスイングアームに適用してもよいことはいうまで
もない。さらにまた駆動はリニアモータに限らず、DCサ
ーボモータ，パルスモータ，カム駆動でもよい。Further, although the wire bonding apparatus has been described in the present embodiment, it goes without saying that the wire bonding apparatus may be applied to a swing arm having a bonding tool such as a dispenser device for applying an adhesive to a circuit board, a stamp device, or the like. Absent. Furthermore, the drive is not limited to the linear motor, but may be a DC servo motor, a pulse motor, or a cam drive.
本発明によれば、スイングアームの変位を非接触式変位
センサで検出するようにしたので、スイングアームの揺
動抵抗が小となるとともに全体的に小型、軽量化される
ため、高速ボンダを得ることができる。また、スイング
アームの変位を直接検出できるため、ボンディング用工
具の変位を正確に検出することが可能となる。According to the present invention, since the displacement of the swing arm is detected by the non-contact type displacement sensor, the swing resistance of the swing arm is reduced, and the size and weight of the swing arm are reduced. Therefore, a high-speed bonder is obtained. be able to. Further, since the displacement of the swing arm can be directly detected, the displacement of the bonding tool can be accurately detected.
第１図は本発明の一実施例の要部を示す断面図、第２図
は同じく制御手段のブロック図、第３図（イ）は同じく
速度プロファイル線図、第３図（ロ）は同じく加圧力プ
ロファイル線図、第４図は同じく他の制御手段を示すブ
ロック図、第５図は従来例としてのワイヤボンデイング
装置の要部を示す断面図である。 （５）：キャピラリ，（23）：スイングアーム， （26）：非接触変位センサ，（27）：原点位置センサ， （32）：制御手段， （36）：位置−速度変換回路。FIG. 1 is a sectional view showing an essential part of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram of the same control means, FIG. 3 (a) is the same velocity profile diagram, and FIG. 3 (b) is the same. FIG. 4 is a block diagram showing another control means, and FIG. 5 is a sectional view showing a main part of a wire bonding apparatus as a conventional example. (5): Capillary, (23): Swing arm, (26): Non-contact displacement sensor, (27): Origin position sensor, (32): Control means, (36): Position-speed conversion circuit.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−103148（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−69940（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−57640（ＪＰ，Ａ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Reference JP-A-58-103148 (JP, A) JP-A-59-69940 (JP, A) JP-A-60-57640 (JP, A)
Claims (5)
られ、支持軸を中心として揺動自在なスイングアーム
と、このスイングアームの他端部側に設けられスイング
アームを揺動させる駆動装置と、上記スイングアームと
対向する位置に所定距離離間して取り付けられ、上記駆
動装置によって駆動する上記スイングアームの所定の位
置の変位を検出する検出手段とを具備することを特徴と
するボンディング装置。1. A swing arm having a bonding tool attached to one end thereof and swingable about a support shaft, and a drive device provided on the other end of the swing arm for swinging the swing arm. A bonding device comprising: a detection unit that is mounted at a position facing the swing arm with a predetermined distance between the swing arm and detects a displacement of the swing arm driven by the drive unit at a predetermined position.
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のボンディ
ング装置。2. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the detecting means is a non-contact displacement sensor.
られ、支持軸を中心として揺動自在なスイングアーム
と、このスイングアームの他端部側に設けられスイング
アームを揺動させる駆動装置と、上記スイングアームと
対向する位置に所定距離離間して取り付けられ、上記駆
動装置によって駆動する上記スイングアームの所定の位
置の変位を検出する検出手段と、この検出手段の検出結
果に基づき上記スイングアームの揺動を制御する制御手
段とを具備することを特徴とするボンディング装置。3. A swing arm having a bonding tool attached to one end thereof and swingable about a support shaft, and a drive device provided on the other end of the swing arm for swinging the swing arm. Detecting means mounted at a position facing the swing arm at a predetermined distance from each other and detecting a displacement of the swing arm driven by the drive device at a predetermined position, and the swing arm of the swing arm based on the detection result of the detecting means. A bonding device, comprising: a control unit that controls rocking.
に基づいて上記ボンディング用工具の速度情報を得る位
置−速度変換手段を有することを特徴とする特許請求の
範囲第３項記載のボンディング装置。4. The bonding according to claim 3, wherein the control means has a position-speed conversion means for obtaining speed information of the bonding tool based on an output from the detection means. apparatus.
ことを特徴とする特許請求の範囲第３項または第４項記
載のボンディング装置。5. The bonding apparatus according to claim 3, wherein the detecting means is a non-contact displacement sensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053411A JPH0744197B2 (en) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | Bonding device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60053411A JPH0744197B2 (en) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | Bonding device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214441A JPS61214441A (en) | 1986-09-24 |
| JPH0744197B2 true JPH0744197B2 (en) | 1995-05-15 |
Family
ID=12942083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60053411A Expired - Lifetime JPH0744197B2 (en) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | Bonding device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744197B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2537672B2 (en) * | 1988-10-18 | 1996-09-25 | 株式会社新川 | Bonding surface height detector |
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| JP3022613B2 (en) * | 1991-02-27 | 2000-03-21 | 株式会社カイジョー | Wire bonding equipment |
| KR100297778B1 (en) * | 1998-07-27 | 2001-08-07 | 윤종용 | Apparatus for returning to origin of wafer transmitting unit for semiconductor manufacturing equipment |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPS6057640A (en) * | 1983-09-08 | 1985-04-03 | Tokyo Sokuhan Kk | Detector for height of bonding surface |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP60053411A patent/JPH0744197B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61214441A (en) | 1986-09-24 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |