JP2005268304A - Device and method for forming ball for bonding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、キャピラリ先端から送り出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置およびボンダ用ボール形成方法に関する。 The present invention is for a bonder in which a high voltage is applied between a tip of a wire fed from a capillary tip and a discharge electrode to cause a discharge, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge to form a ball. The present invention relates to a ball forming apparatus and a bonder ball forming method.
従来のボール形成方法を適用したボール形成装置の一例を図8に示す。
図8に示すように、従来のボール形成装置は、放電電圧分圧検出器5と、放電電流検出器4と、放電電圧分割検出器5および放電電流検出器4からの出力を放電エネルギーとして積算する積分器44と、算出した放電エネルギーと基準値とを比較する電圧比較器45と、タイマリセット信号発生器47とから構成されている。尚、CLはクリヤ信号である。
An example of a ball forming apparatus to which a conventional ball forming method is applied is shown in FIG.
As shown in FIG. 8, the conventional ball forming apparatus integrates the output from the discharge voltage
このような構成を有する従来のボール形成装置は次のように動作する。
マイクロコンピュータ(演算回路)48は、キーボード実行スイッチ49から入力されたボール径のデータに基づいて所定のボールの形成に必要な放電エネルギーを算出し、算出した放電エネルギーを電圧比較器45の基準値として設定し、他方、放電時の電圧及び電流を検出し、検出した放電電圧の値と放電電流の値とを掛け算器43で掛け算し、掛け算した値を積分器44で積分して放電時のエネルギーを求め、積分した値を電圧比較器45に入力して前記基準値との比較を行い、放電時のエネルギーが基準値に達したときに放電を停止することにより所定の大きさのボールを形成する(例えば、特許文献1参照)。
The conventional ball forming apparatus having such a configuration operates as follows.
The microcomputer (arithmetic circuit) 48 calculates discharge energy necessary for forming a predetermined ball based on the ball diameter data input from the
この他、ボール形成装置としては、不良のボールを生成した場合に捨てボンディングを行うワイヤボンディング装置(例えば、特許文献2参照)や、放電開始から所定時間経過後の放電電圧の変化分もしくは放電電圧値を基準値と比較し、放電終了時の電圧値を基準値と比較するワイヤボンディング装置(例えば、特許文献3参照)や放電電圧値もしくは放電電力の積算値を測定し、基準値と比較し、放電過程で不安定な動作が発生しても放電電力の積算値が範囲内であれば、所望のサイズのボールが生成されるため良品と判定したり(放電エネルギーが同じであれば、ボールサイズが同じとなる)、放電終了時の電圧値を基準値と比較したりするワイヤボンディング装置及び該装置を用いた半導体の製造方法(例えば、特許文献4参照)が挙げられる。
ところで、上述した特許文献1に記載の発明は、所定のボールサイズに必要な放電エネルギーを算出し、算出された放電エネルギーを比較器の基準値に達したときに放電を停止させ、所定の大きさのボールを形成する事は可能であるがボールの品質がばらついてしまうという問題がある。その理由は、キャピラリ先端に位置するワイヤとスパークロッドとの距離が設定値と異なる場合もしくはワイヤが汚れていたり、放電電極にゴミが付着していたりする場合、放電過程が変化してボール形成時の温度が異なり、ボ−ルの品質、例えば、硬度や結晶構造のばらつきが発生し、ボンディングの品質に影響が出るためである。
また、特許文献2〜4に記載の発明は、いずれも放電開始時、放電終了時もしくは積算値を比較しているが放電過程の変化について考慮したものではなく、良品の判定が不十分になり品質の安定したボンディングができないおそれがある。
そこで、本発明の目的は、品質の安定したボンディングを行うことができるボンダ用ボール形成装置およびボンダ用ボール形成方法を提供することにある。
By the way, the invention described in Patent Document 1 described above calculates the discharge energy necessary for a predetermined ball size, stops the discharge when the calculated discharge energy reaches the reference value of the comparator, and sets the predetermined energy. However, there is a problem that the quality of the ball varies. The reason for this is that when the distance between the wire at the tip of the capillary and the spark rod is different from the set value, or when the wire is dirty or dust is attached to the discharge electrode, the discharge process changes and the ball is formed. This is because the temperatures of the balls differ, and ball quality, for example, variations in hardness and crystal structure occur, affecting the bonding quality.
In addition, the inventions described in
Therefore, an object of the present invention is to provide a bonder ball forming apparatus and a bonder ball forming method capable of performing bonding with stable quality.
上記課題を解決するために、請求項1記載の発明は、キャピラリ先端から送り出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する電流検出手段と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する電圧検出手段と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定する第1の判定手段とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 causes a discharge by applying a high voltage between the tip of the wire fed from the tip of the capillary and the discharge electrode, and the energy of the discharge causes the discharge of the wire. A ball forming apparatus for a bonder for forming a ball by melting a tip portion, current detection means for detecting process data of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode, the wire and the discharge electrode, Voltage detecting means for detecting the process data of the discharge voltage applied between the first and second determination means, and first determination means for determining the quality of the formed ball from the process data of at least one of the discharge current and the discharge voltage. It is characterized by that.
請求項1記載の発明によれば、放電電流および放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定することにより、ある一瞬の放電電流もしくは放電電圧を抽出して形成したボールの良否を判定する場合と比較して高精度で安定した判定を行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, by determining the quality of the formed ball from the process data of at least one of the discharge current and the discharge voltage, a certain instantaneous discharge current or discharge voltage is extracted and the formed ball It is possible to make a highly accurate and stable determination as compared with the case of determining pass / fail.
請求項2記載の発明は、キャピラリ先端から送り出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する電流検出手段と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する電圧検出手段と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形から、形成したボールの良否を判定する第2の判定手段とを備えたことを特徴とする。 According to the second aspect of the present invention, a high voltage is applied between the tip of the wire fed from the tip of the capillary and the discharge electrode to cause a discharge, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge so that the ball is A bonder ball forming apparatus for forming a current detection means for detecting a process waveform of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode, and a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode. Voltage detecting means for detecting the process waveform, and second determining means for judging the quality of the formed ball from the process waveform of at least one of the discharge current and the discharge voltage.
請求項3記載の発明は、キャピラリ先端から送り出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する電流検出手段と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する電圧検出手段と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形と基準となる放電過程波形とを比較し、前記比較手段の比較データから、形成したボールの良否を判定する第3の判定手段とを備えたことを特徴とする。 According to the third aspect of the present invention, a high voltage is applied between the tip of the wire fed from the tip of the capillary and the discharge electrode to cause discharge, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge so that the ball is A bonder ball forming apparatus for forming a current detection means for detecting a process waveform of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode, and a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode. The voltage detection means for detecting the process waveform of the above, the process waveform of at least one of the discharge current and the discharge voltage and a reference discharge process waveform are compared, and the quality of the formed ball is determined from the comparison data of the comparison means And a third determining means for determining.
請求項4記載の発明は、キャピラリ先端から送り出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する電流検出手段と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段からの過程データと前記電圧検出手段から得られる過程データとを掛け算して放電電力を算出し、基準となる放電電力の過程データとを比較し、形成したボールの良否を判定する第4の判定手段とを備えたことを特徴とする。 The invention according to claim 4 causes a discharge by applying a high voltage between the tip of the wire fed from the tip of the capillary and the discharge electrode, and melts the tip of the wire by the energy of the discharge, thereby A bonder ball forming apparatus for forming a current detection means for detecting process data of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode, and a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode. The voltage detection means for detecting the process data, the process data from the current detection means and the process data obtained from the voltage detection means are multiplied to calculate the discharge power, and the process data of the reference discharge power is obtained. And a fourth determination means for determining whether the formed ball is good or bad.
請求項5記載の発明は、キャピラリ先端から送り出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する工程と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する工程と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とする。 According to the fifth aspect of the present invention, a high voltage is applied between the tip of the wire fed from the tip of the capillary and the discharge electrode to cause discharge, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge so that the ball is A bonder ball forming method to be formed, comprising: detecting a process data of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode; and a process of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode. A step of detecting data, and a step of determining the quality of the formed ball from the process data of at least one of the discharge current and the discharge voltage.
請求項6記載の発明は、キャピラリ先端から送り出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する工程と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する工程と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形から、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とする。 According to the sixth aspect of the present invention, a high voltage is applied between the tip of the wire fed from the tip of the capillary and the discharge electrode to cause discharge, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge so that the ball is A bonder ball forming method, comprising: detecting a process waveform of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode; and a process of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode And a step of detecting a waveform, and a step of determining the quality of the formed ball from at least one process waveform of the discharge current and the discharge voltage.
請求項7記載の発明は、キャピラリ先端から送り出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する工程と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する工程と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形と基準となる放電過程波形とを比較し、前記比較手段の比較データから、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とする。 According to the seventh aspect of the present invention, a high voltage is applied between the tip of the wire fed from the tip of the capillary and the discharge electrode to cause a discharge, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge so that the ball is A bonder ball forming method, comprising: detecting a process waveform of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode; and a process of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode A step of detecting a waveform, a step of comparing at least one process waveform of the discharge current and the discharge voltage with a reference discharge process waveform, and determining the quality of the formed ball from the comparison data of the comparison means; It is provided with.
請求項8記載の発明は、キャピラリ先端から送り出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する工程と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する工程と、前記電流検出手段からの過程データと前記電圧検出手段から得られる過程データとを掛け算して放電電力を算出し、基準となる放電電力の過程データとを比較し、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とする。 According to the eighth aspect of the invention, a high voltage is applied between the tip of the wire fed from the tip of the capillary and the discharge electrode to cause a discharge, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge so that the ball is A bonder ball forming method to be formed, comprising: detecting a process data of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode; and a process of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode. The process of detecting data, the process data from the current detection means and the process data obtained from the voltage detection means are multiplied to calculate the discharge power, and the process data of the reference discharge power is compared and formed And a step of determining whether the ball is good or bad.
本発明によれば、放電電流および放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定することにより、ある一瞬の放電電流もしくは放電電圧を抽出して形成したボールの良否を判定する場合と比較して高精度で安定した判定を行うことができる。 According to the present invention, the quality of a ball formed by extracting a certain instantaneous discharge current or discharge voltage is determined by determining the quality of the formed ball from the process data of at least one of the discharge current and the discharge voltage. Compared to the case, a highly accurate and stable determination can be performed.
本発明によるボンディング用ボール形成装置は、キャピラリ先端から送り出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こさせ、その放電エネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンディング用ボール形成装置であって、ワイヤと放電電極との間の放電電圧を計測する電圧検出手段と、ワイヤとスパークロッドとの間に流れる放電電流を計測する電流検出手段と、電圧検出手段の出力と電流検出手段の出力を掛け算して放電電力を算出する電力検出手段と、電圧検出手段からの放電電圧出力データもしくは電流検出手段からの放電電流出力データもしくは放電電力出力データと放電基準データとを比較する比較手段によりボール形成の良否を判定するものであり、放電基準データと異なり品質の劣るボールが形成された場合には製品であるボンディングパッドにボンディングを行わない。また、本発明によるボンディング用ボール形成装置で不良と判断したボールは製品のボンディングパッド以外の位置、例えば完成品として不必要な位置のダミーパッドもしくはボンディング装置に捨てボンディング用のパッドを設けておきその場所に自動で捨てボンディングを行い正常なボールを形成した後に、正規のボンディングパッド位置から連続してボンディングを行うことにより、本発明の目的を達成することができる。 The ball forming apparatus for bonding according to the present invention causes a discharge by applying a high voltage between the tip of the wire delivered from the tip of the capillary and the discharge electrode, and melts the tip of the wire by the discharge energy. A bonding ball forming apparatus for forming a voltage detecting means for measuring a discharge voltage between a wire and a discharge electrode, a current detecting means for measuring a discharge current flowing between the wire and a spark rod, and a voltage The power detection means for calculating the discharge power by multiplying the output of the detection means and the output of the current detection means, the discharge voltage output data from the voltage detection means or the discharge current output data or the discharge power output data from the current detection means and the discharge Unlike the discharge reference data, it is used to determine the quality of ball formation by comparison means that compares with the reference data. Not performed bonded to the bonding pad is a product if the ball inferior quality are formed. In addition, the ball determined to be defective by the bonding ball forming apparatus according to the present invention is disposed at a position other than the bonding pad of the product, for example, a dummy pad at an unnecessary position as a finished product or a bonding pad disposed on the bonding apparatus. The object of the present invention can be achieved by performing abandonment bonding automatically at a place to form a normal ball and then performing continuous bonding from a normal bonding pad position.
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
図1は本発明のボンダ用ボール形成方法を適用したボンダ用ボール形成装置の第1の実施の形態を示すブロック図である。
図1を参照すると、本発明のボンダ用ボール形成装置は、高電圧を発生する直流高電圧電源1と、放電開始トリガ信号(Tr)により放電を制御する定電流開閉器2と、放電電流を安定させる放電安定器3と、クランパ15を介してボンディングツールとしてのキャピラリ16に挿通されたワイヤ17に対して放電する放電電極18と、直流高電圧電源1とワイヤ17とクランパ15とを通して放電する放電電流を計測する放電電流検出器4と、ワイヤ17と放電電極18との間に印加される直流高電圧の値を検出する放電電圧分割検出器5と、所望の大きさのボールを作成する時の放電条件を設定するマイクロコンピュータ10と、マイクロコンピュータ10で設定した放電条件を定電流開閉器2に対して電流値を設定する電流設定器11と、マイクロコンピュータ10で設定した放電条件における基準放電電流データおよび基準放電電圧データを設定する比較データ設定器9と、放電電流検出器4からの出力電圧と放電電圧分割検出器5からの出力電圧と比較データ設定器9に格納された基準放電データを比較し放電の良否を判定する電圧比較良否判定器8とから構成される。
Next, the best mode for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a bonder ball forming apparatus to which a bonder ball forming method of the present invention is applied.
Referring to FIG. 1, a bonder ball forming apparatus according to the present invention includes a DC high voltage power source 1 that generates a high voltage, a
直流高圧電源1の負極端子(−)は定電流開閉器2及び放電安定器3を介して放電電極18に対し負極電圧与えるようになっている。定電流開閉器2には、定電流開閉器2に内蔵されたスイッチ回路の開閉制御を実行する機構が接続されており、放電開始信号である放電開始トリガ信号Trが印加されるようになっており、スイッチ回路が“オン”している間、定電流開閉器2は放電電極18とワイヤ17の間に定電流を流すように制御する。また、定電流開閉器2は、キャピラリ16の先端に送り出されたワイヤ17と放電電極18との放電路に流れる電流を設定するための電流設定器11が接続されており、電流設定器11は、マイクロコンピュータ10からの指令により値が設定される。比較データ設定器9には、マイクロコンピュータ10で指示された放電条件に対する基準放電電流データと基準放電電圧データが格納される。電圧比較良否判定器8には、キャピラリ16の先端に送り出されたワイヤ17と放電電極18との放電路に流れた放電電流データと比較データ設定器9に設定された基準放電電流データとを比較するとともに、キャピラリ16の先端に送り出されたワイヤ17と放電電極18との放電路に印加された放電電圧データと比較データ設定器9に設定された基準放電電圧データとを比較し、基準放電電流データおよび基準放電電圧データに対して所定の幅を持たせた閾値を設定し、実際の放電電流データまたは放電電圧データのどちらか一方もしくは両方が閾値を超えた場合に不良放電と判定し、マイクロコンピュータ10に信号を送信する。マイクロコンピュータ10は不良放電信号を受信すると、ボンディング動作を一時停止し、捨てボンディング動作をするように制御する。
The negative terminal (−) of the DC high-voltage power supply 1 applies a negative voltage to the
次に、図1及び図2の放電電流波形を参照して本実施の形態の全体の動作について詳細に説明する。
図2は、図1に示したボンダ用ボール形成装置における放電データを示す図である。
図2において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧(放電トリガ、放電電圧、不良放電信号)と電流(放電電流)を示す。
Next, the overall operation of the present embodiment will be described in detail with reference to the discharge current waveforms of FIGS.
FIG. 2 is a diagram showing discharge data in the bonder ball forming apparatus shown in FIG.
In FIG. 2, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage (discharge trigger, discharge voltage, defective discharge signal) and current (discharge current).
図1に示すように、ボンディングツールとしてのキャピラリ16の先端に位置するワイヤ17と放電電極18との間に流れる放電電流を検出する電流検出手段としての放電電流検出器4が設けられている。放電電流検出器4は、クランパ15と直流高圧電源1の+(プラス)電極との間に低抵抗を取り付けており、放電電流が流れることにより低抵抗の両端に発生する電圧値を放電電流として検出する。すなわち、放電電流検出器4で放電電流の大きさに比例した電圧値が検出される。検出された放電電流値としての電圧値が、電圧比較良否判定器8の入力端子に入力される。
As shown in FIG. 1, a discharge current detector 4 is provided as a current detection means for detecting a discharge current flowing between a
さらに、ボンディングツールとしてのキャピラリ16の先端に位置するワイヤ17と放電電極18との間に印加される直流高電圧を検出する電圧検出手段としての放電電圧分割検出器5が設けられている。この放電電圧分割検出器5は、高抵抗と低抵抗からなる分圧回路からなり、低抵抗の両端の電圧値を放電電圧として検出するようにしている。電圧比較良否判定器8は、放電電流検出器4からの出力電圧データおよび放電電圧分割検出器5からの出力電圧データと比較データ設定器9からの出力電圧データとの比較を行い、放電電流検出器4からの出力電圧データが比較波形設定器9で設定されている基準放電電流データの範囲から外れた時、または、放電電圧分割検出器5からの出力電圧データが比較波形設定器9で設定されている基準放電電圧データの範囲から外れた時、もしくは、放電電流データと放電電圧データの両方が基準データの範囲から外れた時に、放電不良信号をマイクロコンピュータ10に送信する。比較データ設定器9には、所望のボール形成するときの正常な放電電流データおよび放電電圧データをマイクロコンピュータ10から設定される。
Furthermore, a discharge
以下に、上記構成よりなる装置の動作について、図2に示すグラフを用いて説明する。
所望のボールを形成する時の放電データとしてマイクロコンピュータ10から基準となる放電電流データおよび放電電圧データが読み出され、正常と判断するばらつき幅を付加して比較データ設定器9に設定される(図2−符号51、52、53、57、58、59で示す)。
The operation of the apparatus having the above configuration will be described below with reference to the graph shown in FIG.
As discharge data when forming a desired ball, reference discharge current data and discharge voltage data are read from the
図1に示すように、ワイヤ17と放電電極18が所定の距離S離れた状態にあるとき、外部の制御手段、例えばボンディングの全体動作を制御するコンピュータ(図示せず)から定電流開閉器2に放電開始トリガ信号Trが印加されて放電電極18とワイヤ17との間で放電が開始される(図2−符号50で示す。)。
As shown in FIG. 1, when the
定電流開閉器2は、放電開始直後は放電電流が流れないため、ワイヤ17と放電電極18との間に高電圧を印加し(図2−符号54で示す)、ワイヤ17と放電電極18との間の絶縁を破壊し、絶縁破壊後、定電流になるよう制御する(図2−符号55で示す)。この放電が開始されると放電電流検出器4で検出された放電電流としての電圧、およびワイヤ17と放電電極18との間に印加される放電電圧が放電電圧分割検出器5から電圧比較良否判定器8の入力端子に出力される。
Since the discharge current does not flow immediately after the start of discharge, the constant
電圧比較良否判定器8は、比較データ設定器9より出力された基準放電電流データ(図2−符号51で示す。)と放電電流検出器15(図2−符号54で示す。)からの出力データとの比較を行うと同時に、比較データ設定器9より出力された基準放電電圧データ(図2−符号57で示す。)と放電電圧分割検出器5(図2−符号54で示す。)との比較を行う。電圧比較良否判定器8は、マイクロコンピュータ10から設定された放電電流データの上限値(図2−符号52で示す。)と放電電流データの下限値(図2−符号53で示す。)との正常放電判定幅の中に放電電流検出器4からの出力電圧データが入っていないとき(図2−符号54で示す。)、または、マイクロコンピュータ10から設定された放電電圧データの上限値(図2−符号58で示す。)と放電電圧データの下限値(図2−符号59で示す。)との正常放電判定幅の中に放電電圧分割検出器5からの出力電圧データが入っていないとき(図2−符号54で示す。)、もしくは、放電電流データと放電電圧データの両方が基準放電データの範囲から外れたとき、電圧比較良否判定器8はマイクロコンピュータ10に対して不良放電信号(図2−符号56で示す。)を送信してボンディング動作を実行しないように制御する。
The voltage comparison pass /
放電不良が発生した場合には、マイクロコンピュータ10から例えばボンディングの全体動作を制御するコンピュータ(図示せず)に不良放電発生が伝達されると、不良ボールを指定されたボンディングパットに捨てボンディングを自動で実行し、その後再度放電を行い正常はボールが形成できたと判断すると自動で正規のボンディングを再開する。
ここで、捨てボンディングを実施する位置は製品であるリードフレーム上で後工程に影響がない位置に行ってもよい。また、捨てボンディング専用のボンディングパッドを設置しておき、そこに捨てボンディングを行ってもよい。さらに、不良放電が連続して発生するときにはワイヤの汚れ、クランプ部の汚れ、放電電極の損傷等が考えられるため装置メンテナンスを実施する目安としてもよい。
When a discharge failure occurs, when the failure discharge is transmitted from the
Here, the position where the abandonment bonding is performed may be performed on the lead frame which is a product so as not to affect the subsequent process. Alternatively, a bonding pad for exclusive use of discarded bonding may be installed and discarded for bonding. Furthermore, when defective discharge occurs continuously, dirt on the wire, dirt on the clamp part, damage on the discharge electrode, and the like may be considered.
キャピラリ先端のワイヤと放電電極との距離Sが正常値と異なる場合には、放電電圧および放電電流の立ち上がり時間や最大値が正常値と異なる。また、キャピラリ先端のワイヤにゴミが付着している場合または汚れている場合には、放電によるエネルギーがゴミまたは汚れに伝達されるため、設定した放電エネルギーの全てがワイヤに供給されないため、放電の過程、例えば放電電流波形、放電電圧波形が正常時と異なる。
さらに、放電の過程が異なることにより放電エネルギー伝達が変化することによりワイヤの溶解温度が変化するためボールの品質、例えば硬度や結晶構造のばらつきが発生しボンディングの品質に影響が出てしまう。
When the distance S between the wire at the tip of the capillary and the discharge electrode is different from the normal value, the rise time and maximum value of the discharge voltage and discharge current are different from the normal value. If dust is attached to the wire at the tip of the capillary or is dirty, the energy from the discharge is transferred to the dust or dirt, so not all of the set discharge energy is supplied to the wire. The process, for example, the discharge current waveform and the discharge voltage waveform are different from the normal time.
Further, since the melting temperature of the wire is changed by changing the discharge energy transfer due to the different discharge processes, the quality of the ball, for example, the hardness and the crystal structure is varied, which affects the bonding quality.
次に、本実施の形態の効果について説明する。
本実施の形態では、実際の放電電流データと基準となる正常な放電電流データとの比較を行うと同時に実際の放電電圧データと基準となる正常な放電電圧データとを比較するように構成されているため、正常な放電によるボール形成が行われたか判断できる。また、正常な放電によるボール形成されたボールのみをボンディングするため、品質の安定した製品が製造できる。さらに、自動で捨てボンディングを実施するため、作業者による正常なボールを形成する作業がなくなるため装置の稼働率を向上させることができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
The present embodiment is configured to compare the actual discharge current data with the reference normal discharge current data, and at the same time, compare the actual discharge voltage data with the reference normal discharge voltage data. Therefore, it can be determined whether or not the ball is formed by normal discharge. In addition, since only balls formed by normal discharge are bonded, a product with stable quality can be manufactured. Further, since the abandoned bonding is automatically performed, the operation of forming a normal ball by the operator is eliminated, so that the operating rate of the apparatus can be improved.
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。
図3は、本発明のボンダ用ボール形成方法を適用したボンダ用ボール形成装置の第2の実施の形態を示すブロック図である。図4は、図3に示したボンダ用ボール形成装置における放電データを示す図である。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of a bonder ball forming apparatus to which the bonder ball forming method of the present invention is applied. FIG. 4 is a diagram showing discharge data in the bonder ball forming apparatus shown in FIG.
図4において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧(放電トリガ、放電電圧、不良放電信号)と電流(放電電流)を示す。
本発明のボンダ用ボール形成装置は、第1の実施の形態から放電電圧分割検出器5を削除し、直流高電圧電源1とワイヤ17とクランパ15とを通して放電する放電電流データとマイクロコンピュータ10から設定された基準放電電流データとを比較して(図3および図4を参照)形成したボールの良否を判定する構成であり、全体の動作についても第1の実施の形態から放電電圧分割検出器5を削除した動作のため詳細な説明は省略する。
In FIG. 4, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates voltage (discharge trigger, discharge voltage, defective discharge signal) and current (discharge current).
In the bonder ball forming apparatus of the present invention, the discharge
本実施の形態の効果について説明する。
第2の実施の形態では、実際の放電電流データと基準となる正常な放電電流データとの比較のみを行うように構成されているため、第1の実施の形態と比較すると放電により形成したボールの良否判定精度は若干低下するが、構成が少なくなるためコストを低減することができる。
The effect of this embodiment will be described.
In the second embodiment, since only the comparison between the actual discharge current data and the reference normal discharge current data is performed, the ball formed by the discharge is compared with the first embodiment. However, since the configuration is reduced, the cost can be reduced.
(第3の実施の形態)
次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して説明する。
図5は、本発明の第3の実施の形態を示すブロック図である。図6は、図5に示したボンダ用ボール形成装置における放電データを示す図である。
図6において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧(放電トリガ、放電電圧、不良放電信号)と電流(放電電流)を示す。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 5 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing discharge data in the bonder ball forming apparatus shown in FIG.
In FIG. 6, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates voltage (discharge trigger, discharge voltage, defective discharge signal) and current (discharge current).
本発明の第3の実施の形態は、本発明の第1の実施の形態から放電電流検出器4を削除し、ボンディングツールとしてのキャピラリ16の先端に位置するワイヤ17と放電電極18との間に印加される直流高電圧データとマイクロコンピュータ10から設定された基準放電電圧データを比較して(図5および図6を参照)形成したボールの良否を判定する構成であり、全体の動作についても第1の実施の形態から放電電流検出器4を削除した動作のため詳細な説明は省略する。
In the third embodiment of the present invention, the discharge current detector 4 is eliminated from the first embodiment of the present invention, and the
本実施の形態の効果について説明する。
第3の実施の形態では、実際の放電電圧データと基準となる正常な放電電圧データとの比較のみを行うように構成されているため、第1の実施の形態と比較すると放電により形成したボールの良否判定精度は若干低下するが、構成が少なくなるためコストを低減することができる。
The effect of this embodiment will be described.
In the third embodiment, since only the comparison between the actual discharge voltage data and the reference normal discharge voltage data is performed, the ball formed by the discharge compared to the first embodiment. However, since the configuration is reduced, the cost can be reduced.
(第4の実施の形態)
次に、本発明の第4の実施の形態について図面を参照して説明する。
図7は、本発明のボンダ用ボール形成装置の第4の実施の形態における放電データを示す図である。
図7において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧(放電トリガ、放電電圧、不良放電信号)と電流(放電電流)を示す。
本発明の第4の実施の形態は、本発明の第1の実施の形態と構成は同じであるが、比較データ設定器9にはマイクロコンピュータ10から基準放電電力データを設定している。電圧比較良否判定器8は、直流高電圧電源1とワイヤ17とクランパ15とを通して放電する放電電流を計測する放電電流検出器4からの出力とワイヤ17と放電電極18との間に印加される直流高電圧データを検出する放電電圧分割検出器5からの出力を掛け算して放電電力を算出するとともに、比較データ設定器9に設定された基準放電電力データとの比較を行う構成である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a diagram showing discharge data in the fourth embodiment of the bonder ball forming apparatus of the present invention.
In FIG. 7, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents voltage (discharge trigger, discharge voltage, defective discharge signal) and current (discharge current).
The configuration of the fourth embodiment of the present invention is the same as that of the first embodiment of the present invention, but reference discharge power data is set from the
放電が開始されると電圧比較良否判定器8は、比較データ設定器9より出力された基準放電電力データ(図7−符号60で示す。)と実際の放電電流データと放電電圧データの掛け算で算出される放電電力データ(図7−符号63で示す。)との比較を行い、マイクロコンピュータ10から設定された放電電力データの上限値(図7−符号61で示す。)と放電電力データの下限値(図7−符号62で示す。)の正常放電判定幅の中に実際の放電電力データが入っていないとき(図7−符号63で示す。)、電圧比較良否判定器8はマイクロコンピュータ10に対して不良放電信号(図7−符号56で示す。)を送信してボンディング動作を実行しないように制御する。
When the discharge is started, the voltage comparison pass /
次に本実施の形態の効果について説明する。
第4の実施の形態では、実際の放電電力データを計測することにより、放電電流データのみまたは放電電圧データのみの計測では明確とならない放電過程を観測し形成したボールの良否判定を行うことができる。
判定の手段としては、放電時の電流波形、電圧波形、電力波形の全体を基準データと比較する他に、放電過程のデータの一部、例えば、それぞれの波形の立ち上がりの遅れ時間または変化の傾きまたは最大値等を基準データと比較するとしてもよい。
Next, the effect of this embodiment will be described.
In the fourth embodiment, by measuring the actual discharge power data, it is possible to determine the quality of the formed ball by observing the discharge process that is not clarified by measuring only the discharge current data or only the discharge voltage data. .
In addition to comparing the entire current waveform, voltage waveform, and power waveform during discharge with reference data, part of the discharge process data, for example, the delay time of the rise of each waveform or the slope of the change Alternatively, the maximum value or the like may be compared with the reference data.
(発明の効果)
第1の効果は、品質の安定した製品のみが製造できることである。
その理由は、ボール形成時の放電過程を計測することにより、安定した品質のボールのみをボンディングするためである。
第2の効果は、ボンディング装置起因の不着の発生を低減させる事ができることである。
その理由は、安定した品質のボールのみをボンディングすることによりボール起因の不着が低減できるためである。
第3の効果は、装置の稼働率を向上できることである。
その理由は、不良のボールが形成された場合には、自動で捨てボンディングすることにより装置を一時停止させて作業者が正常なボールを形成する工程を不要にできるためである。
(The invention's effect)
The first effect is that only products with stable quality can be manufactured.
The reason is to bond only stable quality balls by measuring the discharge process during ball formation.
The second effect is that the occurrence of non-sticking caused by the bonding apparatus can be reduced.
The reason is that non-sticking caused by the ball can be reduced by bonding only a ball of stable quality.
The third effect is that the operating rate of the apparatus can be improved.
The reason for this is that when a defective ball is formed, it is possible to eliminate the process of forming a normal ball by an operator by automatically disposing and bonding the device to temporarily stop the apparatus.
本発明は、ワイヤの先端に放電しボールを形成してボンディングを実施するバンプボンダ装置に適用できる。また、本発明は、ワイヤの先端に放電しボールを形成して第1ボンディングを実施し、そのまま第2ボンディング位置までワイヤを接続するワイヤボンディング装置にも適用可能である。 The present invention can be applied to a bump bonder apparatus in which bonding is performed by forming a ball by discharging at the tip of a wire. The present invention can also be applied to a wire bonding apparatus that discharges at the tip of a wire to form a ball, performs first bonding, and directly connects the wire to the second bonding position.
1 直流高電圧電源
2 定電流開閉器
3 放電安定器
4 放電電流検出器
5 放電電圧分割検出器
8 電圧比較良否判定器
9 比較データ設定器
10 マイクロコンピュータ
11 電流設定器
15、36 クランパ
16、38 キャピラリ
17、37 ワイヤ
18、35 放電電極
31 直流高電圧電源
32 定電流開閉器
33 放電安定器
34 タイマ同期
39 放電安定器
40 電流値設定信号発生器
41 放電電圧分割検出器
42 放電電流検出器
43 掛け算器
44 積分器
45 電圧比較器
46 比較レベル設定器
47 タイマリセット信号発生器
48 マイクロコンピュータ(演算回路)
49 キーボード実行スイッチ
50 放電開始トリガ
51 基準放電電流データ
52 放電電流上限データ
53 放電電流下限データ
54 放電電圧データ
55 放電電流データ
56 良否判定信号
57 基準放電電圧データ
58 放電電圧上限データ
59 放電電圧下限データ
60 基準放電電力データ
61 放電電力上限データ
62 放電電力下限データ
63 放電電力データ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 DC high
49
Claims (8)
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する電流検出手段と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する電圧検出手段と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定する第1の判定手段とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成装置。 A bonder ball forming device that causes a discharge by applying a high voltage between the tip of the wire fed from the capillary tip and the discharge electrode, and melts the tip of the wire by the energy of the discharge to form a ball. There,
Current detection means for detecting process data of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode;
Voltage detection means for detecting process data of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode;
A bonder ball forming apparatus, comprising: a first determination unit configured to determine the quality of a formed ball from process data of at least one of the discharge current and the discharge voltage.
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する電流検出手段と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する電圧検出手段と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形から、形成したボールの良否を判定する第2の判定手段とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成装置。 A bonder ball forming device that causes a discharge by applying a high voltage between the tip of the wire fed from the capillary tip and the discharge electrode, and melts the tip of the wire by the energy of the discharge to form a ball. There,
Current detection means for detecting a process waveform of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode;
Voltage detection means for detecting a process waveform of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode;
A bonder ball forming apparatus comprising: a second determination unit configured to determine the quality of a formed ball from at least one process waveform of the discharge current and the discharge voltage.
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する電流検出手段と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する電圧検出手段と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形と基準となる放電過程波形とを比較し、前記比較手段の比較データから、形成したボールの良否を判定する第3の判定手段とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成装置。 A bonder ball forming device that causes a discharge by applying a high voltage between the tip of the wire fed from the capillary tip and the discharge electrode, and melts the tip of the wire by the energy of the discharge to form a ball. There,
Current detection means for detecting a process waveform of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode;
Voltage detection means for detecting a process waveform of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode;
A third determination means for comparing the process waveform of at least one of the discharge current and the discharge voltage with a reference discharge process waveform and determining the quality of the formed ball from the comparison data of the comparison means; A bonder ball forming apparatus.
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する電流検出手段と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する電圧検出手段と、
前記電流検出手段からの過程データと前記電圧検出手段から得られる過程データとを掛け算して放電電力を算出し、基準となる放電電力の過程データとを比較し、形成したボールの良否を判定する第4の判定手段とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成装置。 A bonder ball forming device that causes a discharge by applying a high voltage between the tip of the wire fed from the capillary tip and the discharge electrode, and melts the tip of the wire by the energy of the discharge to form a ball. There,
Current detection means for detecting process data of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode;
Voltage detection means for detecting process data of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode;
The discharge power is calculated by multiplying the process data from the current detection means and the process data obtained from the voltage detection means, and the process data of the reference discharge power is compared to determine the quality of the formed ball. A bonder ball forming apparatus comprising: a fourth determination unit.
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する工程と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する工程と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成方法。 A bonder ball forming method in which a discharge is caused by applying a high voltage between the tip of the wire fed from the capillary tip and the discharge electrode, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge to form a ball. There,
Detecting process data of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode;
Detecting process data of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode;
A bond ball forming method comprising: determining whether or not the formed ball is good from at least one process data of the discharge current and the discharge voltage.
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する工程と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する工程と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形から、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成方法。 A bonder ball forming method in which a discharge is caused by applying a high voltage between the tip of the wire fed from the capillary tip and the discharge electrode, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge to form a ball. There,
Detecting a process waveform of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode;
Detecting a process waveform of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode;
A bond ball forming method, comprising: determining a quality of a formed ball from a process waveform of at least one of the discharge current and the discharge voltage.
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する工程と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する工程と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形と基準となる放電過程波形とを比較し、前記比較手段の比較データから、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成方法。 A bonder ball forming method in which a discharge is caused by applying a high voltage between the tip of the wire fed from the capillary tip and the discharge electrode, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge to form a ball. There,
Detecting a process waveform of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode;
Detecting a process waveform of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode;
A step of comparing a process waveform of at least one of the discharge current and the discharge voltage with a reference discharge process waveform, and determining whether the formed ball is good or bad from comparison data of the comparison unit. Bonder ball forming method.
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する工程と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する工程と、
前記電流検出手段からの過程データと前記電圧検出手段から得られる過程データとを掛け算して放電電力を算出し、基準となる放電電力の過程データとを比較し、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成方法。 A bonder ball forming method in which a discharge is caused by applying a high voltage between the tip of the wire fed from the capillary tip and the discharge electrode, and the tip of the wire is melted by the energy of the discharge to form a ball. There,
Detecting process data of a discharge current flowing between the wire and the discharge electrode;
Detecting process data of a discharge voltage applied between the wire and the discharge electrode;
The discharge power is calculated by multiplying the process data from the current detection means and the process data obtained from the voltage detection means, and the process data of the reference discharge power is compared to determine the quality of the formed ball. A bonder ball forming method comprising the steps of:
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