JP2005236103A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】圧電素子はキャピラリに振動を伝達する機能以外にキャピラリの接地検出機能を有し、キャピラリが接地したことを瞬時に検出することが可能で、接地時の衝撃荷重の低減が図れる。
【解決手段】キャピラリ３をボンディングアーム１の軸線方向に振動させるように、ボンディングアーム１のキャピラリ取付部近傍に圧電素子４を組み込み、圧電素子４を圧電素子駆動電源１１で駆動させるワイヤボンディング装置において、キャピラリ３が下降して接地した時に圧電素子４より発生する電圧を検出する検出器１５と、検出器１５で検出された電圧又は電流変化によってボンディングアーム１の下降を制御するボンディングアーム制御回路１６とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、キャピラリを圧電素子により振動させながらボンディング作業を行うワイヤボンディング装置に関する。
キャピラリを圧電素子により振動させるワイヤボンディング装置として特許文献１が挙げられる。この構造は、キャピラリをボンディングアームの軸線方向に振動させるように、ボンディングアームのキャピラリ取付部近傍に圧電素子を組み込んでいる。
特許第３２４５４４５号（特開平５−２７５５０２号）公報
上記従来技術は、圧電素子はキャピラリを振動させるだけに用いられている。
本発明の課題は、圧電素子に振動以外の他の機能であるキャピラリの接地検出機能を持たせ、接地時の衝撃荷重の低減が図れるワイヤボンディング装置を提供することにある。
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、キャピラリをボンディングアームの軸線方向に振動させるように、ボンディングアームのキャピラリ取付部近傍に圧電素子を組み込み、前記圧電素子を圧電素子駆動電源で駆動させるワイヤボンディング装置において、前記キャピラリが下降して接地した時に前記圧電素子より発生する電圧又は電流を検出する検出器と、この検出器で検出された電圧又は電流変化によって前記ボンディングアームの下降を制御するボンディングアーム制御回路とを備えたことを特徴とする。
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、上記請求項１において、前記検出器で電圧又は電流変化を検出した後に前記圧電素子を前記圧電素子駆動電源に接続させるスイッチ手段を有することを特徴とする。
上記課題を解決するための本発明の請求項３は、キャピラリをボンディングアームの軸線方向に振動させるように、ボンディングアームのキャピラリ取付部近傍に圧電素子を組み込み、前記圧電素子を圧電素子駆動電源で駆動させるワイヤボンディング方法において、前記キャピラリが下降して接地した時に前記圧電素子より発生する電圧又は電流を検出し、この検出後に前記ボンディングアームの下降を緩やかに制御し、その後に前記圧電素子に電圧を印加して前記キャピラリを振動させながらボンディングを行うことを特徴とする。
圧電素子は圧電素子駆動電源で駆動されてキャピラリに振動を伝達する機能以外に、キャピラリが接地した時に発生する電圧又は電流を検出器で検出するので、キャピラリが接地したことを瞬時に検出することが可能になり、接地時の衝撃荷重の低減が図れる。
本発明のワイヤボンディング装置の一実施の形態を図１及び図２により説明する。ボンディングアーム１の先端には、ワイヤ２が挿通されるキャピラリ３が固定されている。ボンディングアーム１には、キャピラリ３の取付部近傍に圧電素子用穴１ａが形成され、圧電素子用穴１ａの両側部は薄肉部よりなる弾性部１ｂ、１ｂとなっている。圧電素子用穴１ａの後部側（図１において右側）には取付台座用穴１ｃが形成されている。圧電素子用穴１ａ及び取付台座用穴１ｃにはそれぞれ圧電素子４及び取付台座５が配設されている。圧電素子４及び取付台座５を圧電素子用穴１ａ及び取付台座用穴１ｃに保持し、また圧電素子４に予圧をかけるために、ボンディングアーム１には、取付台座５の後端側にボルト取付部１ｄが形成されており、ボルト取付部１ｄには取付台座５を押圧するように予圧用ボルト６が螺合されている。そこで、予圧用ボルト６を回すと、取付台座５を介して圧電素子４に予圧がかけられる。ここで、圧電素子４は、その歪方向がキャピラリ３の中心軸線に直交し、かつボンディングアーム１の軸線方向に伸縮するように配設されている。なお、図中、７は試料を示す。
圧電素子４の配線４ａ、４ａには、圧電素子制御回路１０によって制御されるある周波数の電圧が圧電素子駆動電源１１を通して供給される。以上は〔背景技術〕の項であげた従来例とほぼ同じ構造となっている。
圧電素子４の中心線Ａは、ボンディングアーム１の中心線Ｂに一致していなく、図１（ｂ）に示すように中心線Ｂの上方に位置させるか、又は中心線Ｂの下方に位置させている。またボンディングアーム１の弾性部１ｂ、１ｂの側面には、水平方向に伸びたリブ１ｅが形成されている。圧電素子４の配線４ａ、４ａは、電圧又は電流を検出する検出器１５を介してボンディングアーム制御回路１６に接続されるようになっており、連動スイッチ１７によって圧電素子駆動電源１１と検出器１５に切り換えられる。
次に作用について説明する。ボンディング動作は、ボンディングアーム１の水平面内の移動及び上下動により、キャピラリ３が水平面内及び上下方向に移動させられ、従来周知の方法によって行われるので、その詳細な説明は省略する。ボンディング前は、連動スイッチ１７は圧電素子４の配線４ａ、４ａを検出器１５に接続させた状態にある。キャピラリ３が下降して試料７に接地すると、キャピラリ３は反力を受ける。キャピラリ３が受けた反力は圧電素子４に伝わる。圧電素子４の特性として、伸縮力を受けると電圧又は電流を発生する。そこで、圧電素子４の電極間をキャピラリ３の接地前に検出器１５で観察していることで、キャピラリ３が接地すると検出器１５で検出された電圧又は電流が変化する。この電圧又は電流変化による信号によってボンディングアーム制御回路１６よりボンディングアーム１の下降を緩やかにする。
即ち、キャピラリ３が接地したことを瞬時に検出することが可能になり、接地時の衝撃荷重を小さくすることができる。接地後は、連動スイッチ１７は圧電素子駆動電源１１側に切り換わり、その後は従来例と同様に、圧電素子制御回路１０の制御によって圧電素子駆動電源１１より圧電素子４の配線４ａ、４ａに、ある周波数で電圧が印加される。圧電素子４に電圧が印加されると、圧電素子４の伸縮による振動がボンディングアーム１を介してキャピラリ３に伝達される。このキャピラリ３へ伝達された振動エネルギーにより、ワイヤ２は試料７に接合、即ちボンディングされる。
このように、圧電素子４はキャピラリ３に振動を伝達する機能以外にキャピラリ３の接地検出機能を有するので、キャピラリ３が接地したことを瞬時に検出することが可能になり、接地時の衝撃荷重の低減が図れる。
本発明のワイヤボンディング装置の一実施の形態の要部を示し、（ａ）は平面図及び制御部のブロック図、（ｂ）は（ａ）のボンディングアームの軸線方向に沿った縦断面図である。 本発明のワイヤボンディング装置の一実施の形態の要部の拡大斜視図である。
符号の説明
１ ボンディングアーム
２ ワイヤ
３ キャピラリ
４ 圧電素子
５ 取付台座
６ 予圧用ボルト
７ 試料
１０ 圧電素子制御回路
１１ 圧電素子駆動電源
１５ 検出器
１６ ボンディングアーム制御回路

Claims (3)

  1. キャピラリをボンディングアームの軸線方向に振動させるように、ボンディングアームのキャピラリ取付部近傍に圧電素子を組み込み、前記圧電素子を圧電素子駆動電源で駆動させるワイヤボンディング装置において、前記キャピラリが下降して接地した時に前記圧電素子より発生する電圧又は電流を検出する検出器と、この検出器で検出された電圧又は電流変化によって前記ボンディングアームの下降を制御するボンディングアーム制御回路とを備えたことを特徴とするワイヤボンディング装置。
  2. 前記検出器で電圧又は電流変化を検出した後に前記圧電素子を前記圧電素子駆動電源に接続させるスイッチ手段を有することを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング装置。
  3. キャピラリをボンディングアームの軸線方向に振動させるように、ボンディングアームのキャピラリ取付部近傍に圧電素子を組み込み、前記圧電素子を圧電素子駆動電源で駆動させるワイヤボンディング方法において、前記キャピラリが下降して接地した時に前記圧電素子より発生する電圧又は電流を検出し、この検出後に前記ボンディングアームの下降を緩やかに制御し、その後に前記圧電素子に電圧を印加して前記キャピラリを振動させながらボンディングを行うことを特徴とするワイヤボンディング方法。
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