JP2007116022A - Bonding apparatus and bonding method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bonding apparatus capable of effectively preventing abnormal discharge in a bonding operation by appropriately estimating the component lifetime of a cut clamper, and to provide a bonding method. <P>SOLUTION: The bonding apparatus performs bonding by generating the discharge between a torch rod in the lower part of a capillary and a wire, and forming a ball at the lower end of the wire. The apparatus includes a discharge voltage value alarm means for issuing alarm when a discharge voltage value V2 exceeds an alarm setting value between timings t1 and t2. In a process for repetitively generating the discharge, while changing the alarm setting value, the alarm setting value Vthn is detected and stored when the discharge voltage value alarm means issues the alarm. A voltage value obtained by adding a margin value to the alarm setting value Vthn is set as a discharge abnormal threshold. When the abnormal discharge is reported in automatic production, the state of the cut clamper is confirmed. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、キャピラリから繰り出されるワイヤを放電により溶融させて対象物にボンディングするボンディング装置およびボンディング方法に関するものである。   The present invention relates to a bonding apparatus and a bonding method for melting a wire fed from a capillary by electric discharge and bonding it to an object.

半導体素子を基板の回路電極と電気的に接続する方法としてワイヤボンディングが広く用いられている。このワイヤボンディングでは、半導体素子の外部接続用電極に金線などのワイヤの一端部をキャピラリによって圧着し、この圧着された状態のワイヤをキャピラリを移動させることにより基板の回路電極上のボンディング点まで引き回してボンディングする。このワイヤボンディング動作においては、ワイヤは連続した線として供給されるため、ワイヤを１ボンディング動作ごとに切断する必要がある。このワイヤの切断は、キャピラリの上方に配設されたカットクランパによってワイヤをクランプした状態でキャピラリを引き上げ、ボンディング点の直上位置でワイヤを引きちぎることによって行われる（例えば特許文献１参照）。
特開平７−９４５４５号公報 Wire bonding is widely used as a method for electrically connecting a semiconductor element to a circuit electrode of a substrate. In this wire bonding, one end of a wire such as a gold wire is crimped to the external connection electrode of the semiconductor element by a capillary, and the crimped wire is moved to the bonding point on the circuit electrode of the substrate. Pull and bond. In this wire bonding operation, since the wire is supplied as a continuous line, it is necessary to cut the wire every bonding operation. The cutting of the wire is performed by pulling up the capillary while the wire is clamped by a cut clamper disposed above the capillary, and tearing the wire at a position immediately above the bonding point (see, for example, Patent Document 1).
JP-A-7-94545

ワイヤのクランプはカットクランパの先端部でワイヤを挟み込むことによって行われるため、カットクランパの先端部においてワイヤに直接接触する部分は、ワイヤと高頻度で当接することによって異物付着や電触により損耗する。このためカットクランパに先端部には、交換自在のパッドが装着され、パッドが長時間の使用により損耗した場合には、新しいパッドと交換する作業が行われる。   Since the wire is clamped by pinching the wire at the tip of the cut clamper, the portion that directly contacts the wire at the tip of the cut clamper is worn by foreign matter adhesion or electrical contact due to frequent contact with the wire. . For this reason, a replaceable pad is attached to the tip of the cut clamper, and when the pad is worn out due to long-term use, an operation of replacing with a new pad is performed.

しかしながら、上述の特許文献例に示す装置を含め、従来のボンディング装置においては、カットクランパに使用される交換部品の寿命判定は専らマシンオペレータの経験に基づく勘に依存しており、必ずしも適正な交換時期に部品交換が行われるとは限らなかった。このため、カットクランパが損耗した状態でボンディング作業を継続することによって生じる放電異常の発生を有効に防止することが困難であった。   However, in the conventional bonding apparatus, including the apparatus shown in the above-mentioned patent document example, the life judgment of the replacement parts used for the cut clamper depends solely on the intuition based on the experience of the machine operator, and is not always appropriate replacement. Parts replacement was not always done at the time. For this reason, it has been difficult to effectively prevent the occurrence of a discharge abnormality caused by continuing the bonding operation with the cut clamper being worn.

そこで本発明は、カットクランパの部品寿命を適切に推定して、ボンディング動作における放電異常の発生を有効に防止することができるボンディング装置およびボンディング方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a bonding apparatus and a bonding method that can appropriately estimate the component life of a cut clamper and effectively prevent the occurrence of a discharge abnormality in a bonding operation.

本発明のボンディング装置は、キャピラリから繰り出されるワイヤを放電により溶融させて対象物にボンディングするボンディング装置であって、前記キャピラリの上方に設けられ前記ワイヤをクランプすることによって前記ワイヤを保持するとともに、保持したワイヤを引き上げることにより前記ワイヤを切断するカットクランパと、前記キャピラリの下方に設けられたトーチロッドと前記ワイヤとの間に前記カットクランパを介して放電電圧を印加することにより前記トーチロッドと前記ワイヤの下端部との間に放電を発生させる放電発生手段と、前記放電電圧を測定する放電電圧測定手段と、所定のタイミングにおける前記放電電圧測定手段の測定値が警告設定値を超えたならば警告を発する放電電圧値警告手段とを備え、前記放電電圧の異常検出のための放電異常しきい値を前記警告設定値として設定し、前記警告により前記放電の発生状態もしくは前記カットクランパによるワイヤのクランプ状態が異常である旨の報知を行う。   The bonding apparatus of the present invention is a bonding apparatus that melts a wire drawn from a capillary by electric discharge and bonds it to an object, and holds the wire by clamping the wire provided above the capillary, A cut clamper that cuts the wire by pulling up the held wire; and a torch rod provided under the capillary and a torch rod by applying a discharge voltage between the wire and the cut clamper; If the measured value of the discharge generating means for generating a discharge between the lower end of the wire, the discharge voltage measuring means for measuring the discharge voltage, and the discharge voltage measuring means at a predetermined timing exceeds a warning set value Discharge voltage value warning means for issuing a warning if Set the discharge abnormality threshold for abnormality detection as the warning set value, for reporting that the clamping state of the wire by generating state or the cut clamper of the discharge is abnormal by the warning.

本発明のボンディング方法は、キャピラリの上方に設けられワイヤをクランプすることによって前記ワイヤを保持するとともに、保持したワイヤを引き上げることにより前記ワイヤを切断するカットクランパと、前記キャピラリの下方に設けられたトーチロッドと前記ワイヤとの間に前記カットクランパを介して放電電圧を印加することにより前記トーチロッドと前記ワイヤの下端部との間に放電を発生させる放電発生手段と、前記放電電圧を測定する放電電圧測定手段と、所定のタイミングにおける前記放電電圧測定手段の測定結果が警告設定値を超えたならば警告を発する放電電圧値警告手段とを備えたボンディング装置によって、前記キャピラリから繰り出されるワイヤを放電により溶融させて対象物にボンディングするボンディング方法であって、前記放電電圧の異常検出のための放電異常しきい値を前記警告設定値として設定し、前記警告により前記放電の発生状態もしくは前記カットクランパによるワイヤのクランプ状態が異常である旨の報知を行う。   The bonding method of the present invention is provided above the capillary and is provided below the capillary by holding the wire by clamping the wire and cutting the wire by pulling up the held wire. A discharge generating means for generating a discharge between the torch rod and the lower end of the wire by applying a discharge voltage between the torch rod and the wire via the cut clamper; and measuring the discharge voltage. A wire fed from the capillary is provided by a bonding apparatus comprising a discharge voltage measuring means and a discharge voltage value warning means for issuing a warning if a measurement result of the discharge voltage measuring means at a predetermined timing exceeds a warning set value. Bonding by melting to discharge and bonding to the object A discharge abnormality threshold value for detecting abnormality of the discharge voltage is set as the warning set value, and the occurrence of the discharge or the clamp state of the wire by the cut clamper is abnormal due to the warning. Is notified.

本発明によれば、所定のタイミングにおける放電電圧測定手段の測定値が警告設定値を超えたならば警告を発する放電電圧値警告手段を備え、放電電圧の異常検出のための放電異常しきい値を警告設定値として設定することにより、放電発生手段による放電発生状態もしくはカットクランパによるクランプ状態が異常である旨の報知を行うことができ、ボンディング動作における放電異常の発生を有効に防止することができる。   According to the present invention, there is provided a discharge voltage value warning means for issuing a warning if the measured value of the discharge voltage measurement means at a predetermined timing exceeds a warning set value, and a discharge abnormality threshold value for detecting a discharge voltage abnormality. Is set as a warning set value, it is possible to notify that the discharge occurrence state by the discharge generation means or the clamp state by the cut clamper is abnormal, and effectively prevent the occurrence of discharge abnormality in the bonding operation. it can.

次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置の斜視図、図２は本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置の制御系の構成を示すブロック図、図３は本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置の記憶部に記憶されるデータおよびプログラムを示す図、図４は本発明の一実施の形態のボンディング装置における放電電圧の異常検出の説明図、図５は本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置における放電異常しきい値の自動設定処理のフロー図、図６は本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置による自動生産動作のフロー図である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is a perspective view of a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a control system of the wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a diagram illustrating data and a program stored in the storage unit of the wire bonding apparatus according to the embodiment, FIG. 4 is an explanatory diagram of discharge voltage abnormality detection in the bonding apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a flowchart of an automatic production operation performed by the wire bonding apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a flowchart of automatic discharge abnormality threshold setting processing in the wire bonding apparatus of the embodiment.

まず、図１を参照してボンディング装置の全体構造を説明する。基台１の上面には、基板２が載置されている。基板２には、ボンディング対象のチップ（半導体素子）３が搭載されている。チップ３の周辺にはボンディング点である回路電極５が多数形成されており、ワイヤボンディング動作においては、ワイヤをボンディングの対象物としてのチップ３の外部接続用電極と回路電極５とにボンディングする。これにより、チップ３は回路電極５と接続される。   First, the overall structure of the bonding apparatus will be described with reference to FIG. A substrate 2 is placed on the upper surface of the base 1. A chip (semiconductor element) 3 to be bonded is mounted on the substrate 2. A large number of circuit electrodes 5 as bonding points are formed around the chip 3. In the wire bonding operation, the wires are bonded to the external connection electrodes of the chip 3 and the circuit electrodes 5 as bonding objects. Thereby, the chip 3 is connected to the circuit electrode 5.

基板２上には押さえ板６が配設されている。押さえ板６はシリンダ７のロッド７ａに連結されており、ロッド７ａが引き込むと基板２は押さえ板６で押さえつけられて固定される。基台１の側方には、Ｘモータ１０Ｘ、Ｙモータ１０Ｙによって駆動される可動テーブル１０が設置されており、可動テーブル１０上には駆動ボックス１１が設けられている。可動テーブル１０が作動することにより、駆動ボックス１１はＸ方向、Ｙ方向に水平移動する。   A holding plate 6 is disposed on the substrate 2. The holding plate 6 is connected to the rod 7a of the cylinder 7. When the rod 7a is pulled, the substrate 2 is pressed and fixed by the holding plate 6. A movable table 10 driven by an X motor 10X and a Y motor 10Y is installed on the side of the base 1, and a drive box 11 is provided on the movable table 10. When the movable table 10 operates, the drive box 11 moves horizontally in the X direction and the Y direction.

駆動ボックス１１からはホーン１２が前方へ延出しており、ホーン１２の先端部にはキャピラリ１３が保持されている。キャピラリ１３には、ボンディングに用いられるワイヤ１５が挿通する。ワイヤ１５はスプール１４に卷回された状態で供給され、スプール１４から繰り出されたワイヤ１５はテンション付与部１７、カットクランパ１６を経てキャピラリ１３に挿通する。カットクランパ１６はキャピラリ１３の上方に設けられ、駆動ボックス１１からワイヤ１５に向かって水平に延出した２つのアームを備えている。これらのアームが開閉動作を行うことにより、ワイヤ１５をパッド１６ａ（図２参照）によって両側から挟み込んで保持する。キャピラリ１３およびカットクランパ１６は、駆動ボックス
１１内に設けられたＺ軸昇降機構によって昇降可能となっている。 A horn 12 extends forward from the drive box 11, and a capillary 13 is held at the tip of the horn 12. A wire 15 used for bonding is inserted into the capillary 13. The wire 15 is supplied while being wound around the spool 14, and the wire 15 fed out from the spool 14 is inserted into the capillary 13 through the tension applying unit 17 and the cut clamper 16. The cut clamper 16 is provided above the capillary 13 and includes two arms extending horizontally from the drive box 11 toward the wire 15. When these arms perform an opening / closing operation, the wire 15 is sandwiched and held from both sides by a pad 16a (see FIG. 2). The capillary 13 and the cut clamper 16 can be moved up and down by a Z-axis lifting mechanism provided in the drive box 11.

キャピラリ１３の下方にはトーチロッド１９が設けられており、トーチロッド１９の先端部はキャピラリ１３の下端部に近接している（図２参照）。トーチロッド１９は、キャピラリ１３の下端部から繰り出されるワイヤ１５の下端部との間で放電を発生させることにより、ワイヤ１５の下端部を溶融させて金属のボール１５ａ（図２参照）を形成する。そしてキャピラリ１３を下降させてボール１５ａをチップ３の接続用電極に押し付けることにより、ワイヤ１５はこの接続用電極にボンディングされる。   A torch rod 19 is provided below the capillary 13, and the tip of the torch rod 19 is close to the lower end of the capillary 13 (see FIG. 2). The torch rod 19 generates electric discharge between the lower end portion of the wire 15 fed out from the lower end portion of the capillary 13 and thereby melts the lower end portion of the wire 15 to form a metal ball 15a (see FIG. 2). . Then, the wire 15 is bonded to the connection electrode by lowering the capillary 13 and pressing the ball 15 a against the connection electrode of the chip 3.

この後、キャピラリ１３をカットクランパ１６とともに上昇させることにより、ワイヤ１５は引き上げられて切断され、これにより１つのワイヤボンディング動作が完了する。このワイヤボンディング動作において、カットクランパ１６はキャピラリ１３の上方に設けられワイヤ１５をクランプすることによってワイヤ１５を保持するとともに、保持したワイヤ１５を引き上げることによりワイヤ１５を切断する機能を有している。そして可動テーブル１０を作動させて駆動ボックス１１を水平移動させ、キャピラリ１３やトーチロッド１９を複数の接続用電極の位置に順次移動させて、前述のワイヤボンディング動作を反復実行することにより、チップ３を対象としたワイヤボンディング作業が完了する。   Thereafter, by raising the capillary 13 together with the cut clamper 16, the wire 15 is pulled up and cut, thereby completing one wire bonding operation. In this wire bonding operation, the cut clamper 16 is provided above the capillary 13 and has a function of holding the wire 15 by clamping the wire 15 and cutting the wire 15 by lifting the held wire 15. . Then, the movable table 10 is actuated to move the drive box 11 horizontally, the capillaries 13 and the torch rods 19 are sequentially moved to the positions of the plurality of connection electrodes, and the above-described wire bonding operation is repeatedly performed, thereby the chip 3. The wire bonding work for is completed.

次に図２を参照して、ワイヤボンディング装置の制御系の構成を説明する。図２において、キャピラリ１３を上下に挿通するワイヤ１５は、キャピラリ１３の上方においてカットクランパ１６のパッド１６ａによって両側から挟み込まれて保持されている。キャピラリ１３の下方には、トーチロッド１９が位置している。パッド１６ａおよびトーチロッド１９はトーチ電源２０に電気的に接続されており、トーチ電源２０を駆動することにより、ワイヤ１５とトーチロッド１９との間には、放電電圧が印加される。   Next, the configuration of the control system of the wire bonding apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 2, the wire 15 inserted vertically through the capillary 13 is sandwiched and held from both sides by the pad 16 a of the cut clamper 16 above the capillary 13. A torch rod 19 is located below the capillary 13. The pad 16 a and the torch rod 19 are electrically connected to the torch power source 20, and a discharge voltage is applied between the wire 15 and the torch rod 19 by driving the torch power source 20.

これにより、ワイヤ１５の下端部とトーチロッド１９との間には放電が発生し、前述のようにワイヤ１５の下端部にボール１５ａが形成される。すなわち、トーチ電源２０は、キャピラリ１３の下方に設けられたトーチロッド１９とワイヤ１５との間にカットクランパ１６を介して放電電圧を印加することにより、トーチロッド１９とワイヤ１５の下端部との間に放電を発生させる放電発生手段となっている。トーチ電源２０によって印加される放電電圧は、放電電圧測定手段２１によって測定される。   As a result, a discharge is generated between the lower end portion of the wire 15 and the torch rod 19, and the ball 15 a is formed at the lower end portion of the wire 15 as described above. That is, the torch power source 20 applies a discharge voltage between the torch rod 19 provided below the capillary 13 and the wire 15 via the cut clamper 16, so that the torch rod 19 and the lower end portion of the wire 15 are connected. Discharge generating means for generating a discharge in the meantime. The discharge voltage applied by the torch power source 20 is measured by the discharge voltage measuring means 21.

制御部２２は、図１に示すワイヤボンディング装置の各部を制御してワイヤボンディング動作を実行させるほか、記憶部２３に記憶された処理プログラムを実行することにより、後述する放電電圧の異常監視のために必要な処理を行う。これらの処理実行に際しては、記憶部２３に記憶されたデータが参照される。表示部２４は表示パネルなどの表示手段であり、操作・入力部２５はキーボードやタッチパネルなどの入力手段である。表示部２４は、操作・入力部２５による操作コマンドや各種データの入力に際して案内画面を表示するとともに、以下に説明する放電電圧値の警告が表示される。   The control unit 22 controls each unit of the wire bonding apparatus shown in FIG. 1 to execute a wire bonding operation, and also executes a processing program stored in the storage unit 23 to monitor discharge voltage abnormality described later. Perform the necessary processing. When executing these processes, the data stored in the storage unit 23 is referred to. The display unit 24 is a display unit such as a display panel, and the operation / input unit 25 is an input unit such as a keyboard or a touch panel. The display unit 24 displays a guidance screen when an operation command or various data is input by the operation / input unit 25, and displays a discharge voltage value warning described below.

次に図３を参照して、記憶部２３に記憶されるデータおよびプログラムについて説明する。記憶部２３はデータ記憶部２３ａ、プログラム記憶部２３ｂより構成されており、データ記憶部２３ａには警告設定値２６ａ、しきい値設定用データ２６ｂが、またプログラム記憶部２３ｂには、放電電圧値警告プログラム２７ａ、警告設定値掃引プログラム２７ｂ、しきい値設定プログラム２７ｃがそれぞれ記憶されている。   Next, data and programs stored in the storage unit 23 will be described with reference to FIG. The storage unit 23 includes a data storage unit 23a and a program storage unit 23b. The data storage unit 23a has a warning set value 26a and threshold setting data 26b, and the program storage unit 23b has a discharge voltage value. A warning program 27a, a warning set value sweep program 27b, and a threshold value setting program 27c are stored.

警告設定値２６ａは、トーチ電源２０によってワイヤ１５とトーチロッド１９との間に放電電圧を印加して放電を発生させる際に、警告を発生すべき放電電圧値として設定されるデータである。また、しきい値設定用データ２６ｂは後述するしきい値設定に用いられる初期電圧値Ｖｔｈ０、刻み電圧値ΔＶおよび余裕値Ｖｍｇｎである。ここで、ワイヤボ
ンディング動作における放電電圧の時間的変化のパターンについて図４を参照して説明する。図４は、ワイヤボンディング動作におけるトーチロッド１９とワイヤ１５との間の電位差と、トーチロッド１９とワイヤ１５との間の放電によって流れる電流の時間的変化を示している。ここで電圧については、縦軸下方が電位差が増大する方向を示している。 The warning set value 26a is data set as a discharge voltage value that should generate a warning when a discharge voltage is applied between the wire 15 and the torch rod 19 by the torch power source 20 to generate a discharge. The threshold setting data 26b includes an initial voltage value Vth0, a step voltage value ΔV, and a margin value Vmgn used for threshold setting described later. Here, the temporal change pattern of the discharge voltage in the wire bonding operation will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows the potential difference between the torch rod 19 and the wire 15 in the wire bonding operation and the temporal change of the current flowing due to the discharge between the torch rod 19 and the wire 15. Here, regarding the voltage, the lower part of the vertical axis indicates the direction in which the potential difference increases.

ワイヤボンディング動作が開始され、タイミングｔ０にて放電電圧が印加されると、電位差は急速に第１電圧値Ｖ１まで増大する。そしてタイミングｔ１にてワイヤ１５とトーチロッド１９との間での放電が開始し、電位差は第２電圧値Ｖ２（以下、「放電電圧値Ｖ２」という）まで低下して所定の電流値Ｉで放電が発生する。この放電はタイミングｔ２まで持続し、この放電によりワイヤ１５の下端部が溶融してボール１５ａが形成される。   When the wire bonding operation is started and a discharge voltage is applied at timing t0, the potential difference rapidly increases to the first voltage value V1. Then, the discharge between the wire 15 and the torch rod 19 starts at the timing t1, and the potential difference is reduced to a second voltage value V2 (hereinafter referred to as “discharge voltage value V2”) and discharged at a predetermined current value I. Occurs. This discharge continues until timing t2, and the lower end portion of the wire 15 is melted by this discharge to form a ball 15a.

このときワイヤ１５の下端部に正常なボール１５ａを形成して良好なボンディング品質を確保するには、放電電圧値Ｖ２を適正電圧値に保つことが求められるため、ボンディング動作時にはタイミングｔ１からタイミングｔ２の間の所定のタイミングにて放電電圧値Ｖ２を監視して、放電電圧値Ｖ２が許容範囲を外れた場合には警告を発するようにしている。この警告は、制御部２２が放電電圧値警告プログラム２７ａを実行することにより行われる。   At this time, in order to form a normal ball 15a at the lower end portion of the wire 15 to ensure good bonding quality, it is required to keep the discharge voltage value V2 at an appropriate voltage value. The discharge voltage value V2 is monitored at a predetermined timing, and a warning is issued when the discharge voltage value V2 is outside the allowable range. This warning is performed by the control unit 22 executing the discharge voltage value warning program 27a.

すなわち、放電電圧値警告プログラム２７ａは、ワイヤ１５とトーチロッド１９との間に放電が発生しているタイミングにおける放電電圧測定手段２１の測定値が、警告設定値２６ａを超えた場合に、表示部２４に警告を表示させるための処理を行うプログラムであり、制御部２２が放電電圧値警告プログラム２７ａを実行することにより実現される機能は、所定のタイミングにおける放電電圧測定手段の測定値が警告設定値を超えたならば警告を発する放電電圧値警告手段となっている。   That is, the discharge voltage value warning program 27a displays the display unit when the measured value of the discharge voltage measuring means 21 at the timing when the discharge is generated between the wire 15 and the torch rod 19 exceeds the warning set value 26a. 24 is a program that performs processing for displaying a warning on the control unit 22, and the function realized by the controller 22 executing the discharge voltage value warning program 27a is that the measured value of the discharge voltage measuring means at a predetermined timing is set as a warning. Discharge voltage value warning means for issuing a warning if the value is exceeded.

上述の放電電圧値Ｖ２を対象とした警告において、放電電圧の異常検出のために予め定められた放電異常しきい値を、前述の警告設定値として設定することにより、警告によって放電の発生状態もしくはカットクランパ１９によるワイヤ１５のクランプ状態が異常である旨の報知を行うことが可能となっている。なお、この報知ないし警告は、警告表示であっても、警報音であってもまたはこれらの両方であってもよい。   In the warning for the discharge voltage value V2 described above, by setting a discharge abnormality threshold value that is predetermined for detecting abnormality of the discharge voltage as the warning setting value, the state of occurrence of discharge by the warning or It is possible to notify that the clamp state of the wire 15 by the cut clamper 19 is abnormal. This notification or warning may be a warning display, an alarm sound, or both.

ここでワイヤボンディング装置においては、放電電圧値Ｖ２は固定値ではなくトーチロッド１９などの経時変化に伴って変化し、その電位差が徐々に増加する傾向にある。またボンディング条件の設定に伴って放電条件を変更した場合には、放電電圧値Ｖ２も変更される。このため放電電圧値Ｖ２の異常を監視するための放電異常しきい値は、放電電圧値Ｖ２の経時変化あるいは変更に伴って随時更新されるのが望ましい。   Here, in the wire bonding apparatus, the discharge voltage value V2 is not a fixed value but changes with the aging of the torch rod 19 and the like, and the potential difference tends to gradually increase. Further, when the discharge condition is changed in accordance with the setting of the bonding condition, the discharge voltage value V2 is also changed. For this reason, it is desirable that the discharge abnormality threshold value for monitoring the abnormality of the discharge voltage value V2 is updated as needed with the change or change of the discharge voltage value V2.

本実施の形態に示すワイヤボンディング装置は、放電異常の報知のためのしきい値を自動設定する機能を備えており、この自動設定処理は、制御部２２がしきい値設定用データ２６ｂを用いて、警告設定値掃引プログラム２７ｂ、しきい値設定プログラム２７ｃを実行することにより行われる。   The wire bonding apparatus shown in the present embodiment has a function of automatically setting a threshold value for notification of discharge abnormality. In this automatic setting process, the control unit 22 uses threshold setting data 26b. The warning setting value sweep program 27b and the threshold setting program 27c are executed.

すなわち、警告設定値を予め定められた初期電圧値Ｖｔｈ０から所定の刻み電圧値ΔＶだけ電位差を逐次下げる警告値掃引を行いながら、警告設定値を変更する毎にワイヤ１５とトーチロッド１９との間に実際に放電を発生させる。そしてこの処理を、放電電圧値Ｖ２が警告設定値を超えた旨の警告が発せられるまで繰り返し実行する。これにより、当該時点における放電電圧値Ｖ２を警告設定値を介して間接的に求めることができ、放電電圧値Ｖ２をオシロスコープなどの計測装置によって実測することなく放電異常しきい値を更新することが可能となっている。   That is, the warning set value is changed between the wire 15 and the torch rod 19 every time the warning set value is changed while performing a warning value sweep that sequentially lowers the potential difference by a predetermined step voltage value ΔV from a predetermined initial voltage value Vth0. To actually generate a discharge. This process is repeated until a warning that the discharge voltage value V2 exceeds the warning set value is issued. As a result, the discharge voltage value V2 at that time can be obtained indirectly via the warning set value, and the discharge abnormality threshold value can be updated without actually measuring the discharge voltage value V2 with a measuring device such as an oscilloscope. It is possible.

警告値掃引は、制御部２２が警告設定値掃引プログラム２７ｂを実行することにより行われる。したがって、制御部２２が警告設定値掃引プログラム２７ｂを実行することにより実現される機能は、警告設定値の電位差を刻み電圧値ΔＶだけ徐々に減少させて所定の掃引パターンで変化させる警告設定値掃引手段となっている。   The warning value sweep is performed by the control unit 22 executing the warning set value sweep program 27b. Therefore, the function realized by the control unit 22 executing the warning set value sweep program 27b is a warning set value sweep in which the potential difference of the warning set value is gradually decreased by the increment voltage value ΔV and changed in a predetermined sweep pattern. It has become a means.

この放電異常しきい値自動設定処理について、図５のフローに沿って図４を参照して説明する。この処理は、制御部２２がしきい値設定プログラム２７ｃを実行することにより行われるものである。したがって、制御部２２がしきい値設定プログラム２７ｃを実行することにより実現される機能は、警告設定値を変化させながら放電を反復して発生させる過程において放電電圧値警告手段によって警告が発せられたときの警告設定値を検出して記憶し、この警告設定値に基づいて前記放電電圧の異常検出のためのしきい値を設定するしきい値設定手段となっている。   This discharge abnormality threshold automatic setting processing will be described with reference to FIG. 4 along the flow of FIG. This process is performed by the control unit 22 executing the threshold setting program 27c. Therefore, the function realized by the control unit 22 executing the threshold value setting program 27c is that the warning is issued by the discharge voltage value warning means in the process of repeatedly generating the discharge while changing the warning set value. Threshold value setting means for detecting and storing a warning setting value at the time and setting a threshold value for detecting an abnormality in the discharge voltage based on the warning setting value.

自動設定処理が開始されるとまず、しきい値設定用データ２６ｂを読み込む（ＳＴ１）。これにより、警告値掃引に用いられる初期電圧値Ｖｔｈ０（ここでは例えば５５０Ｖ）、刻み電圧値ΔＶ（ここでは例えば１０Ｖ）およびしきい値設定に用いられる余裕値Ｖｍｇｎ（ここでは例えば３０Ｖ）が読み込まれる。次いで、警告設定値を初期電圧値Ｖｔｈ０に設定する（ＳＴ２）。そして所定回数の放電およびボンディングを実行し（ＳＴ３）、この放電過程において放電電圧値Ｖ２が警告設定値を超えたときに発せられる警告が発生したか否かを判断する（ＳＴ４）。ここで警告発生がない場合には、警告設定値の電位差を刻み電圧値ΔＶだけ下げ（すなわち図４に示すように、初期電圧値Ｖｔｈ０より電位差がΔＶだけ低いＶｔｈ１に設定し（ＳＴ５）、（ＳＴ３）に戻って再度放電およびボンディングを実行する。   When the automatic setting process is started, first, threshold setting data 26b is read (ST1). As a result, the initial voltage value Vth0 (for example, 550 V here) used for the warning value sweep, the step voltage value ΔV (for example, 10 V here) and the margin value Vmgn (for example, 30 V here) used for threshold setting are read. . Next, the warning set value is set to the initial voltage value Vth0 (ST2). Then, a predetermined number of discharges and bondings are performed (ST3), and it is determined whether or not a warning is generated when the discharge voltage value V2 exceeds a warning set value in this discharge process (ST4). If no warning occurs, the potential difference of the warning set value is decreased by the increment voltage value ΔV (that is, as shown in FIG. 4, the potential difference is set to Vth1 lower than the initial voltage value Vth0 by ΔV (ST5)). Returning to ST3), discharging and bonding are performed again.

そして警告設定値の電位差を刻み電圧値ΔＶだけ逐次下げる警告値掃引を行う過程で、（ＳＴ４）において警告発生が確認されたならば、このときの警告設定値Ｖｔｈｎを検出して記憶する。放電異常しきい値は、この警告設定値Ｖｔｈｎに基づいて設定される。すなわち現在の警告設定値Ｖｔｈｎより、所定の余裕値Ｖｍｇｎだけ電位差が高い電圧値を放電異常しきい値として設定する（ＳＴ６）。設定された放電異常しきい値は、データ記憶部２３ａに放電異常の監視用のしきい値として設定された警告設定値２６ａとして記憶される。したがって、データ記憶部２３ａは、放電異常しきい値を記憶する記憶手段となっている。ここで現在の警告設定値Ｖｔｈｎより余裕値Ｖｍｇｎだけ電位差が高い電圧値を実際の放電異常しきい値として用いることにより、放電電圧の多少の変動によって不必要に警告が頻発する事態を避けることができる。   Then, in the process of performing a warning value sweep in which the potential difference of the warning set value is successively lowered by the voltage value ΔV, if a warning is confirmed in (ST4), the warning set value Vthn at this time is detected and stored. The abnormal discharge threshold is set based on this warning set value Vthn. That is, a voltage value having a potential difference higher than the current warning set value Vthn by a predetermined margin value Vmgn is set as a discharge abnormality threshold (ST6). The set discharge abnormality threshold value is stored in the data storage unit 23a as a warning set value 26a set as a threshold value for monitoring discharge abnormality. Therefore, the data storage unit 23a is a storage unit that stores the discharge abnormality threshold value. Here, by using a voltage value having a potential difference higher than the current warning set value Vthn by a margin value Vmgn as an actual discharge abnormality threshold, it is possible to avoid a situation in which warnings frequently occur unnecessarily due to slight fluctuations in the discharge voltage. it can.

すなわち本実施の形態に示すボンディング方法においては、警告設定値を変化させながら放電を反復して発生させる過程において、放電電圧値警告手段によって警告が発せられたときの警告設定値を検出して記憶し、この警告設定値に基づいて放電電圧の異常検出のための放電異常しきい値を設定するようにしている。これにより、従来装置において放電異常しきい値を更新設定するために必要とされた放電電圧の実測、例えばオシロスコープによって放電電圧の波形を取得した結果に基づいてしきい値を設定する方法と比較して、簡便な方法で放電異常しきい値の更新を随時行うことができるようになっている。   That is, in the bonding method shown in the present embodiment, in the process of repeatedly generating discharge while changing the warning set value, the warning set value when the warning is issued by the discharge voltage value warning means is detected and stored. Then, a discharge abnormality threshold value for detecting a discharge voltage abnormality is set based on the warning set value. This compares with the method of setting the threshold based on the actual measurement of the discharge voltage required to update and set the discharge abnormality threshold in the conventional device, for example, the result of obtaining the waveform of the discharge voltage with an oscilloscope. Thus, the discharge abnormality threshold can be updated at any time by a simple method.

次に、このようにして設定されたしきい値によって放電電圧を監視しながら実行される自動生産動作について、図６を参照して説明する。まず自動生産が開始され（ＳＴ１１）、対象の基板２が基台１上に搬入・位置決めされる。次いで、ワイヤ１５とトーチロッド１９との間に放電を発生させる（ＳＴ１２）。このとき、放電電圧値Ｖ２が放電異常しきい値を超えたか否かを判断し（ＳＴ１３）、超えている場合には装置を停止して警告を発生する（ＳＴ１４）。   Next, the automatic production operation executed while monitoring the discharge voltage with the threshold value set in this way will be described with reference to FIG. First, automatic production is started (ST11), and the target substrate 2 is loaded and positioned on the base 1. Next, a discharge is generated between the wire 15 and the torch rod 19 (ST12). At this time, it is determined whether or not the discharge voltage value V2 exceeds the discharge abnormality threshold value (ST13), and if it exceeds, the device is stopped and a warning is generated (ST14).

この警告発生を承けて、マシンオペレータは放電異常の状況を確認して必要な処置を行う。すなわち、放電電圧が放電異常しきい値を超える現象の原因の大部分は、ワイヤ１５とトーチロッド１９との間のギャップが不適正であること、あるいはカットクランパ１６によるワイヤ１５のクランプ状態の異常に起因することが経験により知られており、これらを確認することにより、放電異常の原因を除去することができる。   Upon receipt of this warning, the machine operator confirms the state of abnormal discharge and takes necessary measures. That is, most of the causes of the phenomenon in which the discharge voltage exceeds the discharge abnormality threshold is that the gap between the wire 15 and the torch rod 19 is inappropriate, or the clamp state of the wire 15 by the cut clamper 16 is abnormal. It is known from experience that the cause of the discharge can be confirmed by checking these.

そして（ＳＴ１３）にて放電電圧値Ｖ２が放電異常しきい値を超えていないならば、正常な放電が行われてボール１５ａが形成されたと判断して、キャピラリ１３を下降させてボンディングを行う（ＳＴ１５）。次いで当該ボンディングが最後のボンディングか否かを判断し（ＳＴ１６）、最後でなければ次のボンディングへ移行して（ＳＴ１７）、（ＳＴ１２）以降のステップを反復実行する。そして（ＳＴ１６）にて最後のボンディングであることを確認して、自動生産を終了する（ＳＴ１８）。   If the discharge voltage value V2 does not exceed the abnormal discharge threshold value in (ST13), it is determined that normal discharge has been performed and the ball 15a has been formed, and the capillary 13 is lowered to perform bonding (step S13). ST15). Next, it is determined whether or not the bonding is the last bonding (ST16). If it is not the last, the process proceeds to the next bonding (ST17), and the steps after (ST12) are repeatedly executed. In (ST16), it is confirmed that it is the last bonding, and automatic production is finished (ST18).

そして上述の自動生産を反復して実行する過程において、所定のインターバルにて図５に示す放電異常しきい値の自動設定を実行する。そして放電異常しきい値自動設定処理において最終的に検出された警告電圧値Ｖｔｈｎ（当該時点における放電電圧値Ｖ２に対応した電圧値）が、予め設定された許容上限値を超えたことが確認されたならば、カットクランパ１６の部品寿命が尽きたと判断して、パッド１６ａの交換を行う。これにより、トーチロッド１９などの経時変化に起因して放電特性が変動したような場合においても、その時点における放電電圧値Ｖ２に応じた放電異常しきい値によって放電状態を監視することができるとともに、カットクランパ１６の部品寿命到来の推定を合理的に行うことができる。   Then, in the process of repeatedly executing the automatic production described above, automatic setting of the abnormal discharge threshold value shown in FIG. 5 is executed at a predetermined interval. Then, it is confirmed that the warning voltage value Vthn finally detected in the discharge abnormal threshold automatic setting process (the voltage value corresponding to the discharge voltage value V2 at the time) exceeds the preset allowable upper limit value. If so, it is determined that the component life of the cut clamper 16 has expired, and the pad 16a is replaced. As a result, even when the discharge characteristics fluctuate due to aging of the torch rod 19 and the like, the discharge state can be monitored by the discharge abnormality threshold value corresponding to the discharge voltage value V2 at that time. Therefore, it is possible to reasonably estimate the arrival of the component life of the cut clamper 16.

上記説明したように、本発明のボンディング装置およびボンディング方法においては、所定のタイミングにおける放電電圧測定手段の測定値が警告設定値を超えたならば警告を発する放電電圧値警告手段を備え、放電電圧の異常検出のための放電異常しきい値を警告設定値として設定するようにしている。これにより、放電発生手段による放電発生状態もしくはカットクランパによるクランプ状態が異常である旨の報知を行うことができる。   As described above, in the bonding apparatus and bonding method of the present invention, the discharge voltage value warning means for issuing a warning if the measured value of the discharge voltage measurement means at a predetermined timing exceeds the warning set value is provided. An abnormal discharge threshold value for detecting abnormalities is set as a warning set value. Accordingly, it is possible to notify that the discharge generation state by the discharge generation means or the clamp state by the cut clamper is abnormal.

これにより、マシンオペレータは放電異常の発生を確実に察知して適切な処置を行うことが可能となる。特にカットクランパによるクランプ状態の異常は、従来は外部から観察することが困難であるため、カットクランパにおいてワイヤと直接接触するパッドの寿命による損耗が原因で放電異常が生じている場合においても、その状態を知ることが困難であった。   As a result, the machine operator can reliably detect the occurrence of discharge abnormality and take appropriate measures. In particular, abnormalities in the clamping state due to the cut clamper are difficult to observe from the outside, so even if there is a discharge abnormality due to wear due to the life of the pad that is in direct contact with the wire in the cut clamper, It was difficult to know the condition.

これに対し、本発明のボンディング装置では、警告を受けたマシンオペレータがカットクランパの状態を確認することにより、ワイヤに接触するパッドの表面状態を把握することができ、パッドの清掃などの処置の要否を的確に判断することができる。さらに放電異常しきい値の自動設定において検出された最終的な警告設定値Ｖｔｈｎに基づいてパッド交換を必要とするか否かを合理的に判断することができる。したがって、カットクランパが部品寿命により損耗した状態でボンディング作業を継続することによる放電異常の発生を有効に防止することが可能となる。   On the other hand, in the bonding apparatus of the present invention, the machine operator who has received the warning can grasp the surface state of the pad in contact with the wire by confirming the state of the cut clamper, and can take measures such as cleaning the pad. Whether it is necessary or not can be determined accurately. Furthermore, it is possible to reasonably determine whether or not pad replacement is required based on the final warning set value Vthn detected in the automatic setting of the discharge abnormality threshold value. Therefore, it is possible to effectively prevent the occurrence of discharge abnormality by continuing the bonding operation in a state where the cut clamper is worn out due to the component life.

本発明のボンディング装置およびボンディング方法は、ボンディング動作における放電異常の発生を有効に防止することができるという効果を有し、ワイヤボンディング装置やバンプボンディング装置などに利用可能である。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The bonding apparatus and bonding method of the present invention have an effect that it is possible to effectively prevent the occurrence of discharge abnormality in the bonding operation, and can be used for wire bonding apparatuses, bump bonding apparatuses, and the like.

本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置の斜視図The perspective view of the wire bonding apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置の制御系の構成を示すブロック図The block diagram which shows the structure of the control system of the wire bonding apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置の記憶部に記憶されるデータおよびプログラムを示す図The figure which shows the data and program which are memorize | stored in the memory | storage part of the wire bonding apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態のボンディング装置における放電電圧の異常検出の説明図Explanatory drawing of the abnormality detection of the discharge voltage in the bonding apparatus of one embodiment of this invention 本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置における放電異常しきい値の自動設定処理のフロー図Flow diagram of automatic setting process of abnormal discharge threshold in wire bonding apparatus of one embodiment of the present invention 本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置による自動生産動作のフロー図Flow chart of automatic production operation by wire bonding apparatus of one embodiment of the present invention

符号の説明Explanation of symbols

２ 基板
３ チップ
１３ キャピラリ
１５ ワイヤ
１５ａ ボール
１６ カットクランパ
１９ トーチロッド
２０ トーチ電源（放電発生手段） 2 substrate 3 chip 13 capillary 15 wire 15a ball 16 cut clamper 19 torch rod 20 torch power supply (discharge generating means)

Claims (4)

キャピラリから繰り出されるワイヤを放電により溶融させて対象物にボンディングするボンディング装置であって、
前記キャピラリの上方に設けられ前記ワイヤをクランプすることによって前記ワイヤを保持するとともに、保持したワイヤを引き上げることにより前記ワイヤを切断するカットクランパと、
前記キャピラリの下方に設けられたトーチロッドと前記ワイヤとの間に前記カットクランパを介して放電電圧を印加することにより前記トーチロッドと前記ワイヤの下端部との間に放電を発生させる放電発生手段と、
前記放電電圧を測定する放電電圧測定手段と、
所定のタイミングにおける前記放電電圧測定手段の測定値が警告設定値を超えたならば警告を発する放電電圧値警告手段とを備え、
前記放電電圧の異常検出のための放電異常しきい値を前記警告設定値として設定し、前記警告により前記放電の発生状態もしくは前記カットクランパによるワイヤのクランプ状態が異常である旨の報知を行うことを特徴とするボンディング装置。 A bonding apparatus that melts a wire drawn from a capillary by electric discharge and bonds it to an object,
A cut clamper provided above the capillary to hold the wire by clamping the wire and to cut the wire by pulling up the held wire;
Discharge generating means for generating a discharge between the torch rod and the lower end portion of the wire by applying a discharge voltage between the torch rod provided below the capillary and the wire via the cut clamper. When,
A discharge voltage measuring means for measuring the discharge voltage;
A discharge voltage value warning means for issuing a warning if the measured value of the discharge voltage measurement means at a predetermined timing exceeds a warning set value;
A discharge abnormality threshold value for detecting an abnormality of the discharge voltage is set as the warning set value, and a notification that the discharge occurrence state or the wire clamp state by the cut clamper is abnormal is made by the warning. A bonding apparatus characterized by the above. 前記警告設定値を所定の掃引パターンで変化させる警告設定値掃引手段と、前記警告設定値を変化させながら前記放電を反復して発生させる過程において前記放電電圧値警告手段によって警告が発せられたときの警告設定値を検出し、この警告設定値に基づいて前記放電異常しきい値を設定するしきい値設定手段と、前記放電異常しきい値を記憶する記憶手段とを備えたことを特徴とする請求項１記載のボンディング装置。   A warning setting value sweeping means for changing the warning setting value in a predetermined sweep pattern; and a warning is issued by the discharge voltage value warning means in the process of repeatedly generating the discharge while changing the warning setting value. A threshold setting means for detecting the warning set value and setting the abnormal discharge threshold value based on the warning set value; and a storage means for storing the abnormal discharge threshold value. The bonding apparatus according to claim 1. キャピラリの上方に設けられワイヤをクランプすることによって前記ワイヤを保持するとともに、保持したワイヤを引き上げることにより前記ワイヤを切断するカットクランパと、前記キャピラリの下方に設けられたトーチロッドと前記ワイヤとの間に前記カットクランパを介して放電電圧を印加することにより前記トーチロッドと前記ワイヤの下端部との間に放電を発生させる放電発生手段と、前記放電電圧を測定する放電電圧測定手段と、所定のタイミングにおける前記放電電圧測定手段の測定結果が警告設定値を超えたならば警告を発する放電電圧値警告手段とを備えたボンディング装置によって、前記キャピラリから繰り出されるワイヤを放電により溶融させて対象物にボンディングするボンディング方法であって、
前記放電電圧の異常検出のための放電異常しきい値を前記警告設定値として設定し、前記警告により前記放電の発生状態もしくは前記カットクランパによるワイヤのクランプ状態が異常である旨の報知を行うことを特徴とするボンディング方法。 A clamp clamp provided above the capillary to hold the wire by clamping the wire and cutting the wire by pulling the held wire; a torch rod provided below the capillary; and the wire A discharge generating means for generating a discharge between the torch rod and a lower end portion of the wire by applying a discharge voltage therebetween via the cut clamper, a discharge voltage measuring means for measuring the discharge voltage, and a predetermined When the measurement result of the discharge voltage measuring means at the timing of the step exceeds the warning set value, the bonding apparatus provided with the discharge voltage value warning means for issuing a warning causes the wire fed from the capillary to be melted by the discharge to cause the object A bonding method for bonding to
A discharge abnormality threshold value for detecting an abnormality in the discharge voltage is set as the warning set value, and a notification that the discharge occurrence state or the wire clamp state by the cut clamper is abnormal is made by the warning. A bonding method characterized by the above. 前記警告設定値を変化させながら前記放電を反復して発生させる過程において前記放電電圧値警告手段によって警告が発せられたときの警告設定値を検出し、この警告設定値に基づいて前記放電異常しきい値を設定することを特徴とする請求項３記載のボンディング方法。
A warning setting value is detected when a warning is issued by the discharge voltage value warning means in the process of repeatedly generating the discharge while changing the warning setting value, and the discharge abnormality is detected based on the warning setting value. 4. The bonding method according to claim 3, wherein a threshold value is set.
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