JP2010034437A - Ball forming apparatus in wire bonder - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the influence of a discharge noise considerably, and to assure safety even in such conditions as a short-circuiting condition on the secondary side of a booster transformer. <P>SOLUTION: The apparatus is provided with: a transmitting means of secondary-side voltage information consisting of a resistive element R2 and a light emitting device L1 connected between secondary-side terminals of the booster transformer T1, an optical fiber 15 for transmitting an optical output from the light emitting device, and a light receiving device PT1 for receiving an optical signal from the optical fiber; and a transmitting means of secondary-side current information including a light emitting device L2 connected in series to contain a discharge gap GAP between the secondary-side terminals of the booster transformer T1, an optical fiber 16 for transmitting an optical output from the light emitting device, and a light receiving device PT2 for receiving an optical signal from the optical fiber. The output of the light receiving device is utilized as a negative feedback signal of an amplifier for applying a pulse signal to the primary side of the booster transformer T1. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、例えば半導体デバイスの組み立て工程において、半導体チップ上の電極（ボンディングパッド）と、前記半導体チップが搭載されるパッケージ基板の端子（ボンディングリード）とをワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンダーにおいて利用され、特にキャピラリの先端におけるワイヤの端部にイニシャルボールを形成する場合のボール形成装置に関する。   The present invention provides a wire for electrically connecting an electrode (bonding pad) on a semiconductor chip and a terminal (bonding lead) of a package substrate on which the semiconductor chip is mounted, for example, in a semiconductor device assembly process. The present invention relates to a ball forming apparatus that is used in a bonder and forms an initial ball at the end of a wire at the tip of a capillary.

半導体チップ上のボンディングパッドと、パッケージ基板のボンディングリードとの間を接続するワイヤ（金属細線）は、一般的に３０μｍもしくはそれ以下の線径を有する金線が用いられている。そして、前記ワイヤをボンディングパッド上にボンディングするにあたっては、ボンディングツールとしてのキャピラリに挿通された前記ワイヤの先端部をボール状に形成させるステップが実行される。   Generally, a gold wire having a wire diameter of 30 μm or less is used as a wire (metal thin wire) for connecting a bonding pad on a semiconductor chip and a bonding lead of a package substrate. Then, when bonding the wire on the bonding pad, a step of forming the tip of the wire inserted into a capillary as a bonding tool into a ball shape is executed.

前記ワイヤの先端部に形成させるボールは、イニシャルボールとも呼ばれている。このイニシャルボールはワイヤの先端部に対向して設けられた放電電極（トーチロッド）と、前記ワイヤとの間に高電圧を印加することで両者間に放電を起こし、その放電エネルギーによりワイヤの先端部を溶融し、ボール状に形成するようになされる。そして、このボールの直径は好ましくはワイヤの線径の２倍程度に成形される。   The ball formed at the tip of the wire is also called an initial ball. This initial ball causes a discharge between the discharge electrode (torch rod) provided opposite to the tip of the wire and a high voltage between the wires, and the discharge energy causes the tip of the wire. The part is melted and formed into a ball shape. The diameter of the ball is preferably formed to be about twice the wire diameter.

図１は、前記したイニシャルボールを形成する様子を模式的に示したものである。すなわち、図１における符号１はボンディングツールとしてのキャピラリの先端部を断面図で示したものであり、このキャピラリ１には前記ワイヤ２が挿通されて、その端部がキャピラリ１より突出した状態になされている。一方、キャピラリ１より突出したワイヤ２の先端部に対峙するようにして、例えばタングステン等の素材により構成されたトーチロッド３が配置されており、このトーチロッド３と前記ワイヤ２との間には、高圧電源４および放電制御用のスイッチ５が直列状態に接続されている。   FIG. 1 schematically shows how the initial ball is formed. That is, reference numeral 1 in FIG. 1 is a sectional view showing the tip of a capillary as a bonding tool. The wire 2 is inserted into the capillary 1 so that the end protrudes from the capillary 1. Has been made. On the other hand, a torch rod 3 made of a material such as tungsten is disposed so as to face the tip of the wire 2 protruding from the capillary 1, and between the torch rod 3 and the wire 2 is disposed. The high-voltage power supply 4 and the discharge control switch 5 are connected in series.

図１に示す構成において、前記放電制御用のスイッチ５を図に示すようにオン状態に制御することで、前記ワイヤ２の先端部とトーチロッド３との間に形成されたギャップ間に高電圧が印加され、これにより両者間には放電によるスパークが発生する。このスパークにより発生する熱によりキャピラリ１より突出したワイヤ２の先端部は瞬時に溶融され、図２に示したようにキャピラリ１の先端部にイニシャルボール２Ｂが形成される。   In the configuration shown in FIG. 1, a high voltage is generated between the gap formed between the tip of the wire 2 and the torch rod 3 by controlling the discharge control switch 5 to be on as shown in the figure. As a result, spark is generated between the two due to discharge. The tip of the wire 2 protruding from the capillary 1 is instantaneously melted by the heat generated by the spark, and an initial ball 2B is formed at the tip of the capillary 1 as shown in FIG.

図２は、前記のようにしてイニシャルボール２Ｂが形成された後においてなされるボンディングステップの一部を説明するものである。ボンディングテーブル６上にはパッケージ基板７が載置され、さらにパッケージ基板７上には半導体（ＬＳＩ）チップ８が搭載されて位置決めされている。ここで、半導体チップ８上に形成されたボンディングパッド９とパッケージ基板７上のボンディングリード（符号は同じく７で示す）とを前記ワイヤ２で接続する工程は２段階に分けて行なわれる。   FIG. 2 illustrates a part of the bonding step performed after the initial ball 2B is formed as described above. A package substrate 7 is mounted on the bonding table 6, and a semiconductor (LSI) chip 8 is mounted and positioned on the package substrate 7. Here, the process of connecting the bonding pads 9 formed on the semiconductor chip 8 and the bonding leads (same as 7) on the package substrate 7 with the wire 2 is performed in two stages.

まず、第１ボンディング点としての半導体チップ８上のボンディングパッド９の上に、前記したイニシャルボール２Ｂを先端部に保持するキャピラリ１が降下して、ボール２Ｂをボンディングパッド９に押し付ける。この状態で、ボール２Ｂ部分を加熱しつつ超音波エネルギーを加えることでボンディングパッド９に対してワイヤ２を接続する第１段階の接合工程が実行される。   First, on the bonding pad 9 on the semiconductor chip 8 as the first bonding point, the capillary 1 that holds the initial ball 2B at the tip part descends and presses the ball 2B against the bonding pad 9. In this state, a first stage bonding process is performed in which the wire 2 is connected to the bonding pad 9 by applying ultrasonic energy while heating the ball 2B portion.

そして、図２には示されていないが、所定のループコントロールにしたがってキャピラリ１を上昇させると共に、前記ボンディングテーブル６を水平方向に移動し、キャピラリ１を第２ボンディング点としてのパッケージ基板７上のボンディングリード上に位置させる。なお、前記したボンディングテーブル６の水平移動の過程において、キャピラリ１からは順次ワイヤ２が繰り出される。   Although not shown in FIG. 2, the capillary 1 is raised according to a predetermined loop control, and the bonding table 6 is moved in the horizontal direction so that the capillary 1 is placed on the package substrate 7 as a second bonding point. Position it on the bonding lead. Note that, in the process of horizontal movement of the bonding table 6 described above, the wires 2 are successively fed out from the capillary 1.

続いて、キャピラリ１は再び降下して、キャピラリ１に挿通されたワイヤ２の一部をボンディングリード７上に押し付け、この状態で超音波エネルギーを加えることで、ボンディングリード７にワイヤ２を接続する第２段階の接合工程が終了する。続いて、キャピラリ１が上昇する過程で、図示せぬワイヤクランパが動作してキャピラリ１からのワイヤ２の繰り出しを停止させることで前記ワイヤ２は切断され、一回のボンディング工程が終了する。そして、以上の動作は半導体チップ８上の他のボンディングパッド９と、パッケージ基板上の他のボンディングリード７との接続にも同様に実行される。   Subsequently, the capillary 1 is lowered again, a part of the wire 2 inserted through the capillary 1 is pressed onto the bonding lead 7, and ultrasonic energy is applied in this state to connect the wire 2 to the bonding lead 7. The second stage joining process is completed. Subsequently, in the process of raising the capillary 1, a wire clamper (not shown) is operated to stop feeding the wire 2 from the capillary 1, whereby the wire 2 is cut and one bonding process is completed. The above operation is performed in the same manner for the connection between another bonding pad 9 on the semiconductor chip 8 and another bonding lead 7 on the package substrate.

前記したようにワイヤの先端部にイニシャルボールを形成させるにあたっては、ボールの大きさにばらつきを起こさせることなく常に同形状のボールを安定して形成させることが重要である。これを実現させるために、放電開始時にはワイヤの先端部とトーチロッドの間に印加する印加電圧を定電圧駆動し、放電開始後においては放電電流を定電流駆動するように切り換えることで、ボール形成の安定性を向上させたボール形成装置が次に示す特許文献１に示されている。
特開平２００４−３１９７５６号公報（特許第３８１３１３４号） As described above, when the initial ball is formed at the tip of the wire, it is important to always stably form the ball having the same shape without causing variations in the size of the ball. In order to achieve this, the ball is formed by driving the applied voltage applied between the tip of the wire and the torch rod at a constant voltage at the start of discharge and switching the discharge current to a constant current drive after the start of discharge. A ball forming apparatus having improved stability is disclosed in Patent Document 1 shown below.
JP 2004-319756 A (Patent No. 3813134)

ところで、前記した特許文献１に示されたボール形成装置によると、ワイヤの先端部とトーチロッドとの間において放電を開始させる場合において、両者の放電ギャップに定電圧を加えるための電圧帰還回路が形成されている。この帰還回路を形成するために、昇圧トランスの二次側出力電圧を分圧抵抗により分圧し、その分圧出力を帰還信号として利用するように構成されている。   By the way, according to the ball forming apparatus shown in Patent Document 1 described above, when starting discharge between the tip of the wire and the torch rod, there is a voltage feedback circuit for applying a constant voltage to the discharge gap between the two. Is formed. In order to form this feedback circuit, the secondary output voltage of the step-up transformer is divided by a voltage dividing resistor, and the divided output is used as a feedback signal.

前記した構成によると、放電開始前における昇圧トランスの二次側出力、すなわち放電ギャップに加わる電圧が定電圧駆動されるために、何らかの要因で二次側がショートされた場合には、定電圧駆動が災いして過大な電流が流れ、これにより回路およびこれに付帯する素子等にダメージを与えるという問題が発生する。   According to the configuration described above, the secondary side output of the step-up transformer before the start of discharge, that is, the voltage applied to the discharge gap is driven at a constant voltage, so if the secondary side is short-circuited for some reason, the constant voltage drive is performed. An excessive current flows due to a disaster, which causes a problem of damaging the circuit and its associated elements.

また、昇圧トランスの二次側出力電圧を分圧抵抗により分圧し、その分圧出力を帰還信号として利用するために、分圧した電圧ラインに大量の放電ノイズが重畳し、これが言わばアンテナのような役割を果たして、周辺回路等にレベルの高いノイズをまき散らすという問題が生ずる。   Also, in order to divide the secondary output voltage of the step-up transformer with a voltage dividing resistor and use the divided output as a feedback signal, a large amount of discharge noise is superimposed on the divided voltage line, which is like an antenna. This causes a problem that high-level noise is scattered in peripheral circuits and the like.

さらに、昇圧トランスの二次側出力電圧を抵抗分割するために、必ず基準電位点（回路上のグランド）を設定して帰還電圧を取り出す必要があり、昇圧トランスの二次側をフローティングにすることができない。換言すれば帰還電圧を取り出すための回路上のグランドと、放電ギャップを含むループのグランドがそれぞれ形成されるため、帰還電圧ラインはなおさら放電ノイズを拾うことになり、この種のワイヤーボンダーにおける放電ノイズの対策は重要な課題となる。   Furthermore, in order to resistively divide the secondary output voltage of the step-up transformer, it is necessary to set a reference potential point (ground on the circuit) to extract the feedback voltage, and to make the secondary side of the step-up transformer floating. I can't. In other words, since the ground on the circuit for extracting the feedback voltage and the ground of the loop including the discharge gap are respectively formed, the feedback voltage line still picks up the discharge noise, and the discharge noise in this kind of wire bonder. This is an important issue.

一方、前記した特許文献１に示されたボール形成装置においては、定電圧駆動により放電が開始された後においては、放電電流を定電流駆動するように切り換えるように成されるものの、前記した放電ノイズの影響をまともに受けて、定電流駆動に切り換える切り換えスイッチがいわゆるチャタリングを起こし、不安定な動作を引き起こしてイニシャルボールの形成に障害を与えるという問題も含んでいる。   On the other hand, in the ball forming apparatus disclosed in Patent Document 1, after the discharge is started by the constant voltage drive, the discharge current is switched to the constant current drive. There is also a problem that the changeover switch for switching to constant current drive causes so-called chattering due to the influence of noise, causing unstable operation and hindering the formation of the initial ball.

この発明は、前記した従来のボール形成装置における前記した問題点を解消するためになされたものであり、放電ノイズの影響を大幅に低減させることができると共に、例えば放電を開始させる初期段階において、昇圧トランスの二次側にショートなどの障害が発生している場合においては、前記した定電圧駆動を自動的に避けて安全性を確保することができるワイヤボンダーにおけるボール形成装置を提供することを課題とするものである。   The present invention has been made to solve the above-described problems in the conventional ball forming apparatus described above, and can greatly reduce the influence of discharge noise. For example, in the initial stage of starting discharge, To provide a ball forming apparatus in a wire bonder capable of ensuring safety by automatically avoiding the above-described constant voltage driving when a failure such as a short circuit has occurred on the secondary side of a step-up transformer. It is to be an issue.

前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかるワイヤボンダーにおけるボール形成装置の基本構成は、キャピラリから突出したワイヤの先端と放電電極との間に形成された放電ギャップに高電圧を印加することにより放電を起こし、放電エネルギーにより前記ワイヤの先端部分にボールを形成するワイヤボンダーにおけるボール形成装置であって、前記放電ギャップに加わる出力電圧を生成する昇圧トランスの二次側端子間に直列接続された抵抗素子と発光デバイス、前記発光デバイスによる光出力を伝達する光ファイバー、当該光ファイバーによる光信号を受ける受光デバイスからなる二次側電圧情報の伝達手段と、前記昇圧トランスの二次側端子間に前記放電ギャップを含むようにして直列接続された発光デバイス、前記発光デバイスによる光出力を伝達する光ファイバー、当該光ファイバーによる光信号を受ける受光デバイスからなる二次側電流情報の伝達手段と、前記二次側電圧情報の伝達手段を構成する受光デバイスの出力および前記二次側電流情報の伝達手段を構成する受光デバイスの出力をそれぞれ負帰還信号として利用して、前記昇圧トランスの一次側に加えるパルス電流値を制御する負帰還増幅器とが具備されている点に特徴を有する。   The basic configuration of the ball forming apparatus in the wire bonder according to the present invention made to solve the above-described problems is to apply a high voltage to the discharge gap formed between the tip of the wire protruding from the capillary and the discharge electrode. A ball forming device in a wire bonder that generates a discharge and forms a ball at the tip portion of the wire by discharge energy, and is connected in series between secondary terminals of a step-up transformer that generates an output voltage applied to the discharge gap Between the secondary side terminal of the step-up transformer, and the resistive element and the light emitting device, the optical fiber for transmitting the optical output from the light emitting device, the secondary voltage information transmission means comprising the light receiving device for receiving the optical signal from the optical fiber, and the step-up transformer Light emitting device connected in series so as to include the discharge gap, the light emission An optical fiber for transmitting an optical output by a vice, a secondary-side current information transmission means comprising a light-receiving device for receiving an optical signal from the optical fiber, an output of the light-receiving device constituting the secondary-side voltage information transmission means, and the secondary A negative feedback amplifier that controls a pulse current value applied to the primary side of the step-up transformer by using the output of the light receiving device constituting the side current information transmission means as a negative feedback signal. Have.

この場合、前記二次側電圧情報の伝達手段を前記負帰還増幅器の負帰還ループとして利用することで、放電開始電圧制御手段を構成すると共に、前記二次側電流情報の伝達手段を前記負帰還増幅器の負帰還ループとして利用することで、放電電流制御手段を構成を構成し、前記放電開始電圧制御手段の動作に基づいて、前記放電ギャップに所定値以上の放電電流が流れたことを、前記二次側電流情報の伝達手段を介して検出した場合に、前記放電開始電圧制御手段による制御動作から前記放電電流制御手段による制御動作に切り換える切り換え制御手段が具備された構成にされる。   In this case, the secondary voltage information transmission means is used as a negative feedback loop of the negative feedback amplifier to constitute a discharge start voltage control means, and the secondary current information transmission means is the negative feedback loop. By using the negative feedback loop of the amplifier to constitute a discharge current control means, and based on the operation of the discharge start voltage control means, a discharge current of a predetermined value or more flows in the discharge gap, A switching control means for switching from the control operation by the discharge start voltage control means to the control operation by the discharge current control means when detected via the secondary-side current information transmission means.

さらに、前記切り換え制御手段には、望ましくは前記二次側電流情報の伝達手段を構成する受光デバイスの出力を受ける積分回路と、当該積分回路からの出力レベルと所定の電圧値とを比較するコンパレータが具備され、前記コンパレータの反転出力により、前記切り換え制御手段における切り換え動作が実行されるように構成される。   Further, the switching control means preferably includes an integration circuit that receives the output of the light receiving device constituting the secondary current information transmission means, and a comparator that compares the output level from the integration circuit with a predetermined voltage value. And the switching operation in the switching control means is executed by the inverted output of the comparator.

そして、好ましい形態においては、前記切り換え制御手段には、前記昇圧トランスの二次側に高電圧を発生させる動作がなされる第１スイッチング手段および前記昇圧トランスの二次側に定電流を供給する動作がなされる第２スイッチング手段がさらに具備され、スタート信号を受けて第１状態から第２状態に変化する前記第１スイッチング手段の出力が前記負帰還増幅器の入力端子に与えられることで、前記放電開始電圧制御手段が動作し、前記コンパレータの反転出力を受けて、前記第１スイッチング手段が第２状態から第１状態に復帰すると共に、第２スイッチング手段が第１状態から第２状態に変化するように構成され、前記第２スイッチング手段の第２状態の出力が前記負帰還増幅器の入力端子に与えられることで、前記放電電流制御手段が動作するようになされる。   In a preferred embodiment, the switching control means includes a first switching means for generating a high voltage on the secondary side of the step-up transformer and an operation for supplying a constant current to the secondary side of the step-up transformer. A second switching means configured to perform the following operation, and an output of the first switching means that changes from a first state to a second state in response to a start signal is provided to an input terminal of the negative feedback amplifier, whereby the discharge The start voltage control means operates, receives the inverted output of the comparator, the first switching means returns from the second state to the first state, and the second switching means changes from the first state to the second state. The output of the second state of the second switching means is applied to the input terminal of the negative feedback amplifier, so that the discharge current Control means is made to operate.

さらに好ましくは、前記第１スイッチング手段の第２状態における出力レベルを調整して前記負帰還増幅器の入力端子に与える第１ポテンションメータと、前記第２スイッチング手段の第２状態における出力レベルを調整して前記負帰還増幅器の入力端子に与える第２ポテンションメータとが具備される。   More preferably, a first potentiometer that adjusts an output level in the second state of the first switching means and applies the input level to the input terminal of the negative feedback amplifier, and an output level in the second state of the second switching means is adjusted. And a second potentiometer provided to the input terminal of the negative feedback amplifier.

前記したワイヤボンダーにおけるボール形成装置によると、昇圧トランスの二次側端子間の電圧情報および二次側に流れる電流情報を、それぞれ発光デバイス、光ファイバー、受光デバイスからなる信号伝達手段を利用して帰還するように構成されているので、従来のように抵抗分割による分圧出力を帰還させる場合のように、放電ノイズが重畳された電圧ラインによるノイズの輻射を極端に低減させることができる。すなわちノイズの発生源である昇圧トランスの二次側からのアイソレーションを十分にとることが可能となる。   According to the ball forming apparatus in the wire bonder described above, the voltage information between the secondary terminals of the step-up transformer and the current information flowing in the secondary side are fed back using the signal transmission means including the light emitting device, the optical fiber, and the light receiving device, respectively. Thus, as in the case where the divided voltage output by resistance division is fed back as in the prior art, noise radiation due to the voltage line on which discharge noise is superimposed can be extremely reduced. That is, it is possible to sufficiently isolate the secondary side of the step-up transformer, which is a noise generation source.

また、抵抗分割による分圧出力を帰還させる従来のもののように、分圧出力の基準電位としてのグランドを昇圧トランスの二次側に設ける必要もないので、前記二次側をフローティング状態にすることが可能である。これにより、前記したアイソレーションの効果と共にこの種のワイヤボンダーにおける特有の高レベルのノイズの影響を相乗的に低減させることができる。   Also, unlike the conventional one that feeds back the divided voltage output by resistance division, it is not necessary to provide a ground as a reference potential of the divided voltage output on the secondary side of the step-up transformer, so that the secondary side is in a floating state. Is possible. Thereby, together with the effect of the isolation described above, it is possible to synergistically reduce the influence of the characteristic high level noise in this type of wire bonder.

さらに、二次側電圧情報の伝達手段として、昇圧トランスの二次側端子間に抵抗素子と発光デバイスによる直列回路が形成されているので、発光デバイスは昇圧トランスの二次側に発生する高電圧から保護されると共に、発光デバイスのスレッショルドレベル付近の動作を避けた直線領域において光変換動作がなされるように作用する。したがって、放電開始の初期段階においては、直線的な帰還動作による定電圧駆動がなされ、確実な放電開始動作を実現させることができる。   Further, as a means for transmitting the secondary side voltage information, a series circuit including a resistance element and a light emitting device is formed between the secondary side terminals of the step-up transformer. In addition, the light conversion operation is performed in a linear region that avoids the operation near the threshold level of the light emitting device. Accordingly, in the initial stage of the discharge start, constant voltage driving is performed by a linear feedback operation, and a reliable discharge start operation can be realized.

一方、昇圧トランスの二次側に例えばショートなどの障害が生じている場合には、二次側に流れる電流情報が同様に光ファイバーを介して帰還されるので、二次側出力は前記した定電圧駆動の作用により無理に昇圧されることはなく、装置の安全性を確保することができる。   On the other hand, when a fault such as a short circuit has occurred on the secondary side of the step-up transformer, the current information flowing on the secondary side is similarly fed back through the optical fiber, so the secondary side output is the constant voltage described above. It is not forcibly boosted by the action of driving, and the safety of the device can be ensured.

以下、この発明にかかるボール形成装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図３はその全体構成をブロック図によって示したものであり、符号１１はスタート信号の入力端子を示している。すなわち、この実施の形態においては前記スタート信号が入力される度に、回路が起動してスパークにより１つのイニシャルボールを形成させるように動作する。   Hereinafter, a ball forming device according to the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 3 is a block diagram showing the overall configuration, and reference numeral 11 indicates a start signal input terminal. In other words, in this embodiment, every time the start signal is input, the circuit is activated and operates to form one initial ball by spark.

符号１２は第１スイッチング手段としてのモノマルチ（ワンショットマルチバイブレータ）を示しており、前記スタート信号はこのモノマルチ１２のトリガー入力端子に入力されるように構成されている。前記モノマルチ１２は周知のとおり、スタート信号を受けて第１状態から第２状態に変化（すなわち反転動作）する。その反転出力（第２状態の出力）はポテンションメータＶＲ１に印加され、当該ポテンションメータＶＲ１によりレベル調整された出力は、加算回路１４を介して負帰還増幅器を構成するオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に供給されるように構成されている。   Reference numeral 12 denotes a mono-multi (one-shot multi-vibrator) as a first switching means, and the start signal is configured to be input to a trigger input terminal of the mono-multi 12. As is well known, the mono multi 12 changes from the first state to the second state (that is, inversion operation) in response to the start signal. The inverted output (output in the second state) is applied to the potentiometer VR1, and the output level-adjusted by the potentiometer VR1 is the non-inverted input of the operational amplifier OP1 constituting the negative feedback amplifier via the adder circuit 14. It is comprised so that it may be supplied to a terminal.

前記オペアンプＯＰ１の出力端子と反転入力端子との間には、帰還抵抗Ｒ１が接続されると共に、この反転入力端子には後述する受光デバイスとしてのフォトトランジスタからの帰還信号が印加されて、オペアンプＯＰ１は非反転型の負帰還増幅器を構成している。前記オペアンプＯＰ１の出力端子は符号ＴＲ１で示すパワーＦＥＴのゲートに接続されており、このパワーＦＥＴのソースは回路の基準電位点（グランド）に接続されている。   A feedback resistor R1 is connected between the output terminal and the inverting input terminal of the operational amplifier OP1, and a feedback signal from a phototransistor as a light receiving device, which will be described later, is applied to the inverting input terminal. Constitutes a non-inverting negative feedback amplifier. The output terminal of the operational amplifier OP1 is connected to the gate of the power FET denoted by reference numeral TR1, and the source of the power FET is connected to the reference potential point (ground) of the circuit.

一方、前記パワーＦＥＴのドレインは、昇圧トランス、すなわちステップアップ型パルストランスＴ１の一次側巻線における一端部に接続されている。また前記パルストランスＴ１の一次側巻線における他端部には、動作電源＋Ｖｃｃが供給されるように構成されている。   On the other hand, the drain of the power FET is connected to one end of the step-up transformer, that is, the primary winding of the step-up type pulse transformer T1. The other end of the primary winding of the pulse transformer T1 is configured to be supplied with an operating power supply + Vcc.

前記パルストランスＴ１の二次側端子間には、抵抗素子Ｒ２と発光デバイスとしてのＬＥＤ（Ｌ１）の直列回路が接続されている。すなわち、前記ＬＥＤ（Ｌ１）は、後で詳細に説明するとおり、パルストランスＴ１の二次側の電圧に依存してその光出力が発生するように作用する。   Between the secondary terminals of the pulse transformer T1, a series circuit of a resistor R2 and an LED (L1) as a light emitting device is connected. That is, the LED (L1) acts so that its light output is generated depending on the voltage on the secondary side of the pulse transformer T1, as will be described in detail later.

そして、前記ＬＥＤによる光出力は、光ファイバー１５に供給されるように構成されており、この光ファイバー１５を介したＬＥＤによる光出力は、受光デバイスとしてのフォトトランジスタＰＴ１により受光されるように構成されている。   The light output from the LED is configured to be supplied to the optical fiber 15, and the light output from the LED through the optical fiber 15 is received by the phototransistor PT1 as a light receiving device. Yes.

前記フォトトランジスタＰＴ１は、コレクタが動作電源＋Ｖｃｃに直結され、エミッタに接続された抵抗素子Ｒ３の他端がグランドに接続されてエミッタフォロアを構成している。そして、フォトトランジスタＰＴ１のエミッタに一端が接続された帰還抵抗Ｒ４の他端は、前記オペアンプＯＰ１の反転入力端子に接続されている。   In the phototransistor PT1, the collector is directly connected to the operating power supply + Vcc, and the other end of the resistance element R3 connected to the emitter is connected to the ground to form an emitter follower. The other end of the feedback resistor R4 having one end connected to the emitter of the phototransistor PT1 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1.

すなわち、前記ＬＥＤ（Ｌ１）、光ファイバー１５、フォトトランジスタＰＴ１は、パルストランスＴ１の二次側電圧情報の伝達手段を構成しており、この二次側電圧情報の伝達手段を、前記オペアンプＯＰ１の負帰還ループとして利用することで、後でその作用を説明するとおり、放電開始電圧制御手段を構成している。   That is, the LED (L1), the optical fiber 15, and the phototransistor PT1 constitute secondary voltage information transmission means of the pulse transformer T1, and this secondary voltage information transmission means is used as the negative voltage of the operational amplifier OP1. By using it as a feedback loop, the discharge start voltage control means is configured as will be described later.

一方、前記パルストランスＴ１の二次側端子間には、図１に基づいて説明したキャピラリ１に挿通されたワイヤ２と、このワイヤ２の先端部に対峙するトーチロッド３からなる放電ギャップＧＡＰを含むようにして、この放電ギャップＧＡＰと直列に発光デバイスとしてのＬＥＤ（Ｌ２）が接続されている。すなわち、前記ＬＥＤ（Ｌ２）は、後で詳細に説明するとおり、パルストランスＴ１の二次側に流れる電流に依存してその光出力を発生するように作用する。   On the other hand, between the secondary terminals of the pulse transformer T1, a discharge gap GAP comprising a wire 2 inserted into the capillary 1 described with reference to FIG. 1 and a torch rod 3 facing the tip of the wire 2 is provided. In this way, an LED (L2) as a light emitting device is connected in series with the discharge gap GAP. That is, the LED (L2) acts to generate its light output depending on the current flowing on the secondary side of the pulse transformer T1, as will be described in detail later.

前記ＬＥＤ（Ｌ２）による光出力は、光ファイバー１６に供給されるように構成されており、この光ファイバー１６を介したＬＥＤ（Ｌ２）による光出力は、受光デバイスとしてのフォトトランジスタＰＴ２により受光されるように構成されている。   The light output from the LED (L2) is supplied to the optical fiber 16, and the light output from the LED (L2) via the optical fiber 16 is received by the phototransistor PT2 as a light receiving device. It is configured.

前記フォトトランジスタＰＴ２は、コレクタが動作電源＋Ｖｃｃに直結され、エミッタに接続された抵抗素子Ｒ５の他端がグランドに接続されてエミッタフォロアを構成している。そして、フォトトランジスタＰＴ２のエミッタに一端が接続された帰還抵抗Ｒ６の他端は、前記オペアンプＯＰ１の反転入力端子に接続されている。   In the phototransistor PT2, the collector is directly connected to the operating power supply + Vcc, and the other end of the resistance element R5 connected to the emitter is connected to the ground to form an emitter follower. The other end of the feedback resistor R6 having one end connected to the emitter of the phototransistor PT2 is connected to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1.

すなわち、前記ＬＥＤ（Ｌ２）、光ファイバー１６、フォトトランジスタＰＴ２は、パルストランスＴ１の二次側電流情報の伝達手段を構成しており、この二次側電流情報の伝達手段を、前記オペアンプＯＰ１の負帰還ループとして利用することで、後でその作用を説明するとおり、放電電流制御手段を構成している。   That is, the LED (L2), the optical fiber 16, and the phototransistor PT2 constitute secondary current information transmission means of the pulse transformer T1, and this secondary current information transmission means is used as the negative voltage of the operational amplifier OP1. By using it as a feedback loop, the discharge current control means is configured as will be described later.

前記二次側電流情報の伝達手段を構成するフォトトランジスタＰＴ２のエミッタ出力は、抵抗素子Ｒ７とコンデンサＣ１からなる積分回路に供給されている。そして積分回路を介した直流成分は、コンパレータＣＰ１の非反転入力端に供給されるように構成されている。またコンパレータＣＰ１の反転入力端には、Ｅ１として示したロジック動作電源が基準電圧として供給されるように構成されている。   The emitter output of the phototransistor PT2 constituting the secondary side current information transmitting means is supplied to an integrating circuit comprising a resistor element R7 and a capacitor C1. The direct current component via the integration circuit is supplied to the non-inverting input terminal of the comparator CP1. Further, a logic operation power source indicated as E1 is supplied to the inverting input terminal of the comparator CP1 as a reference voltage.

すなわち、前記コンパレータＣＰ１は前記基準電圧よりもレベルの高い直流出力が非反転入力端に供給された場合に出力を発生し、このコンパレータ出力は前記した第１スイッチング手段としてのモノマルチ１２のリセット端子に供給されるように構成されている。また、前記コンパレータ出力は第２スイッチング手段としてのモノマルチ１３に対して、トリガー入力として印加されるように構成されている。   That is, the comparator CP1 generates an output when a DC output having a level higher than the reference voltage is supplied to the non-inverting input terminal, and this comparator output is the reset terminal of the mono-multi 12 as the first switching means described above. It is comprised so that it may be supplied to. The comparator output is configured to be applied as a trigger input to the mono-multi 13 as the second switching means.

前記モノマルチ１３は周知のとおり、すでに説明したモノマルチ１２と同様にトリガー信号を受けて第１状態から第２状態に変化（すなわち反転動作）する。その反転出力（第２状態の出力）はポテンションメータＶＲ２に印加され、当該ポテンションメータＶＲ２によりレベル調整された出力は、加算回路１４を介して負帰還増幅器を構成するオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に供給されるように構成されている。   As is well known, the mono multi 13 receives a trigger signal and changes from the first state to the second state (ie, inversion operation) in the same manner as the mono multi 12 already described. The inverted output (output in the second state) is applied to the potentiometer VR2, and the output whose level is adjusted by the potentiometer VR2 is supplied to the non-inverted input of the operational amplifier OP1 constituting the negative feedback amplifier via the adder circuit 14. It is comprised so that it may be supplied to a terminal.

以上説明した図３に示す回路構成についての作用を、図４に示したタイミングチャートと共に説明する。図４に（ａ）〜（ｆ）で示した各信号波形は、図３においてそれぞれ同一の符号で示した各部における動作波形に対応するものである。まず、図４（ａ）に示すスタート信号が入力端子１１に入力されると、このスタート信号の立上がり動作を受けて、モノマルチ１２は図４（ｂ）に示すようにセット状態になされる。   The operation of the circuit configuration shown in FIG. 3 described above will be described together with the timing chart shown in FIG. The signal waveforms shown in FIGS. 4A to 4F correspond to the operation waveforms in the respective parts indicated by the same reference numerals in FIG. First, when the start signal shown in FIG. 4 (a) is input to the input terminal 11, in response to the rising operation of the start signal, the mono-multi 12 is set as shown in FIG. 4 (b).

前記したセット状態におけるモノマルチ１２の出力は、第１のポテンションメータＶＲ１および加算回路１４を介して、前記したオペアンプＯＰ１にオープン電圧として供給される。この時の電圧波形が図４（ｃ）に示されている。すなわち、前記ポテンションメータＶＲ１は、回路の起動初期においてオペアンプＯＰ１に印加する前記オープン電圧を設定する機能を果たす。   The output of the mono-multi 12 in the set state is supplied as an open voltage to the operational amplifier OP1 through the first potentiometer VR1 and the adder circuit 14. The voltage waveform at this time is shown in FIG. That is, the potentiometer VR1 functions to set the open voltage applied to the operational amplifier OP1 at the initial stage of circuit startup.

前記オペアンプＯＰ１は、図４（ｃ）に示す信号を受けて、パワーＦＥＴ（ＴＲ１）のゲート電圧を制御し、パワーＦＥＴに瞬時に流す電流量、すなわちパルストランスＴ１の一次側巻線に供給される電流量が制御される。前記したパルス電流の入力により、パルストランスＴ１の二次側には昇圧電圧が発生する。この時の二次側端子間電圧は、一例として６ＫＶ程度になされる。   The operational amplifier OP1 receives the signal shown in FIG. 4C, controls the gate voltage of the power FET (TR1), and is supplied to the primary winding of the pulse transformer T1, that is, the amount of current that flows instantaneously to the power FET. The amount of current is controlled. By the input of the pulse current described above, a boosted voltage is generated on the secondary side of the pulse transformer T1. At this time, the voltage between the secondary terminals is, for example, about 6 KV.

パルストランスＴ１の二次側端子間には、前記したとおり抵抗素子Ｒ２とＬＥＤ（Ｌ１）の直列回路が接続されており、この実施の形態においては前記抵抗素子Ｒ２として、数百ＫΩ程度のものが使用されている。それ故、前記ＬＥＤ（Ｌ１）には数十ｍＡ程度の電流が供給され、これによるＬＥＤの光出力が光ファイバー１５を介してフォトトランジスタＰＴ１に伝達される。そして、フォトトランジスタＰＴ１によるエミッタ出力は、帰還抵抗Ｒ４を介してオペアンプＯＰ１に対する負帰還信号として供給される。   Between the secondary terminals of the pulse transformer T1, as described above, the series circuit of the resistor element R2 and the LED (L1) is connected. In this embodiment, the resistor element R2 has a resistance of about several hundreds KΩ. Is used. Therefore, a current of about several tens of mA is supplied to the LED (L1), and the light output of the LED is transmitted to the phototransistor PT1 via the optical fiber 15. The emitter output from the phototransistor PT1 is supplied as a negative feedback signal to the operational amplifier OP1 through the feedback resistor R4.

すなわち、前記した負帰還動作によりパルストランスＴ１の二次側に発生する初期電圧は、前記ポテンションメータＶＲ１に設定したレベルに依存されることになる。この場合、パルストランスＴ１の二次側に接続されたＬＥＤ（Ｌ１）は、抵抗値が高い抵抗素子Ｒ２と直列に接続されており、したがってＬＥＤは定電流駆動され、直線的発光動作領域におかれると共にパルストランスＴ１の二次側に発生する高電圧から保護される。これにより、ＬＥＤのスレッショルドレベル付近の動作を避けた直線領域において光変換動作がなされるように作用する。   That is, the initial voltage generated on the secondary side of the pulse transformer T1 by the negative feedback operation described above depends on the level set in the potentiometer VR1. In this case, the LED (L1) connected to the secondary side of the pulse transformer T1 is connected in series with the resistance element R2 having a high resistance value. Therefore, the LED is driven with a constant current and is in a linear light emitting operation region. And is protected from a high voltage generated on the secondary side of the pulse transformer T1. Thus, the light conversion operation is performed in a linear region that avoids the operation near the threshold level of the LED.

したがって、放電開始の初期段階においては、トランスＴ１の二次側電圧は直線的な帰還動作による定電圧駆動がなされ、確実な放電開始動作を実現させることができる。すなわち、ＬＥＤ（Ｌ１）、光ファイバー１５、フォトトランジスタＰＴ１を含む二次側電圧情報の伝達手段を、前記オペアンプＯＰ１の負帰還ループとして利用することで、前記した作用を呈する放電開始電圧制御手段を構成している。   Therefore, in the initial stage of the discharge start, the secondary side voltage of the transformer T1 is driven by a constant voltage by a linear feedback operation, and a reliable discharge start operation can be realized. That is, the secondary voltage information transmission means including the LED (L1), the optical fiber 15, and the phototransistor PT1 is used as a negative feedback loop of the operational amplifier OP1, thereby constituting a discharge start voltage control means that exhibits the above-described action. is doing.

前記した作用により放電ギャップＧＡＰにおいて放電が開始されると、トランスＴ１の二次側に放電電流がＬＥＤ（Ｌ２）を介して流れ、これによるＬＥＤ（Ｌ２）の光出力が光ファイバー１６を介してフォトトランジスタＰＴ２に伝達される。そして、フォトトランジスタＰＴ２によるエミッタ出力は、抵抗素子Ｒ７とコンデンサＣ１からなる積分回路を介してコンパレータＣＰ１に供給される。   When discharge is started in the discharge gap GAP due to the above-described action, a discharge current flows to the secondary side of the transformer T1 through the LED (L2), and the light output of the LED (L2) due to this flows through the optical fiber 16 to the photo The signal is transmitted to the transistor PT2. The emitter output from the phototransistor PT2 is supplied to the comparator CP1 through an integrating circuit including the resistor element R7 and the capacitor C1.

前記コンパレータＣＰ１に供給される電圧波形の様子を図４（ｄ）に示している。前記放電ギャップＧＡＰにおける放電開始直後においては、電流値が瞬時にして大幅に変化するノイズ成分が重畳された放電電流になるものの、前記積分回路はこれを除去し、図４（ｄ）に示した直流成分をコンパレータＣＰ１に供給するように作用する。これによりコンパレータＣＰ１は図４（ｄ）にＶｃｆで示した電圧レベルにおいて反転動作する。したがって、前記した積分回路を備えることにより、前記Ｖｃｆ付近でコンパレータＣＰ１が反転および非反転を繰り返すような不安定な動作を避けることができる。   The state of the voltage waveform supplied to the comparator CP1 is shown in FIG. Immediately after the start of the discharge in the discharge gap GAP, a noise component whose current value changes greatly instantaneously becomes a discharge current superimposed, but the integration circuit removes this, and is shown in FIG. The DC component is supplied to the comparator CP1. As a result, the comparator CP1 inverts at the voltage level indicated by Vcf in FIG. Therefore, by providing the integration circuit described above, it is possible to avoid an unstable operation in which the comparator CP1 repeats inversion and non-inversion in the vicinity of the Vcf.

前記コンパレータＣＰ１より得られる図４（ｅ）に示す信号波形の立上がり電圧を受けて、モノマルチ１２はリセットされ、またモノマルチ１３はセット状態になされる。これによりモノマルチ１２からの出力は断たれ、モノマルチ１３からの図４（ｆ）に示すセット出力が、第２のポテンションメータＶＲ２および加算回路１４を介して負帰還増幅器を構成するオペアンプＯＰ１の非反転入力端子に供給される。   In response to the rising voltage of the signal waveform shown in FIG. 4E obtained from the comparator CP1, the mono-multi 12 is reset and the mono-multi 13 is set. As a result, the output from the mono-multi 12 is cut off, and the set output shown in FIG. 4 (f) from the mono-multi 13 is an operational amplifier OP1 constituting a negative feedback amplifier via the second potentiometer VR2 and the adder circuit 14. To the non-inverting input terminal.

これにより、前記オペアンプＯＰ１の非反転入力端子には、前記ポテンションメータＶＲ２で設定したレベルの電圧値が供給されることになる。この時、前記した放電ギャップＧＡＰにおいて持続的に放電が開始されるので、トランスＴ１の二次側電圧は低下し、したがって、フォトトランジスタＰＴ１のエミッタに生ずる信号電圧は低下する。   As a result, the voltage value of the level set by the potentiometer VR2 is supplied to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OP1. At this time, since the discharge is continuously started in the above-described discharge gap GAP, the secondary side voltage of the transformer T1 is lowered, and thus the signal voltage generated at the emitter of the phototransistor PT1 is lowered.

これに代わって、フォトトランジスタＰＴ２のエミッタに生ずる信号電圧、すなわちトランスＴ１の二次側電流に対応した信号電圧が、負帰還抵抗Ｒ６を介して前記オペアンプＯＰ１に負帰還電圧として供給される。したがって、前記した負帰還ループは放電電流制御手段を構成することになり、この状態において放電ギャップＧＡＰに流れる電流は、ポテンションメータＶＲ２で設定した電圧値に依存して、定電流駆動されることになる。   Instead, a signal voltage generated at the emitter of the phototransistor PT2, that is, a signal voltage corresponding to the secondary current of the transformer T1, is supplied as a negative feedback voltage to the operational amplifier OP1 through the negative feedback resistor R6. Therefore, the negative feedback loop described above constitutes a discharge current control means, and the current flowing through the discharge gap GAP in this state is driven by a constant current depending on the voltage value set by the potentiometer VR2. become.

すなわち、前記したコンパレータＣＰ１およびモノマルチ１２および１３の組み合わせは、前記した放電開始電圧制御手段による制御動作から、前記した放電電流制御手段による制御動作に切り換える切り換え制御手段を構成することになる。   That is, the combination of the comparator CP1 and the mono-multi 12 and 13 constitutes a switching control means for switching from the control operation by the discharge start voltage control means to the control operation by the discharge current control means.

そして、モノマルチ１３において決められ時定数にしたがって、放電ギャップＧＡＰに流れる電流は定電流駆動され、この定電流駆動される電流値とモノマルチ１３において決められセット時間の積に対応した放電エネルギーにより、イニシャルボールが形成されることになる。   The current flowing through the discharge gap GAP is driven by a constant current according to the time constant determined in the monomulti 13 and is determined by the discharge energy corresponding to the product of the current value driven by the constant current and the set time determined in the monomulti 13. An initial ball is formed.

なお、前記した構成によると、例えば放電開始電圧の印加が開始される初期状態において、昇圧トランスの二次側に例えばショートなどの障害が生じた場合には、二次側に流れる電流情報が光ファイバー１６を介して帰還され、これがオペアンプＯＰ１の反転入力端子に供給される。したがって、二次側出力は初期段階の定電圧駆動の作用により無理に昇圧されることはなく、自動的に定電流駆動に切り換えられることになり、装置の安全性を確保することができる。   According to the above-described configuration, in the initial state where the application of the discharge start voltage is started, for example, when a failure such as a short circuit occurs on the secondary side of the step-up transformer, the current information flowing on the secondary side is changed to the optical fiber. 16 is fed back to the inverting input terminal of the operational amplifier OP1. Therefore, the secondary output is not forcibly boosted by the action of the constant voltage drive in the initial stage, but is automatically switched to the constant current drive, and the safety of the apparatus can be ensured.

そして、この発明に斯かるボール形成装置によると、昇圧トランスの二次側端子間の電圧情報および二次側に流れる電流情報を、それぞれ発光デバイス、光ファイバー、受光デバイスからなる信号伝達手段を利用して帰還するように構成されているので、ノイズの発生源である昇圧トランスの二次側からのアイソレーションを十分にとることができる。   According to the ball forming apparatus of the present invention, the voltage information between the secondary terminals of the step-up transformer and the current information flowing through the secondary side are respectively transmitted using the signal transmission means including the light emitting device, the optical fiber, and the light receiving device. Therefore, sufficient isolation can be obtained from the secondary side of the step-up transformer, which is the source of noise.

また前記した構成によると、例えば抵抗分割により二次側から帰還信号を得る必要もないので、抵抗分割による帰還信号を得るために基準電位点を二次側に設ける必要はなく、これにより高レベルのノイズの影響を相乗的に低減させることができるなど、前記した発明の効果の欄に記載した独自の作用効果をもたらすことができる。   In addition, according to the above-described configuration, it is not necessary to obtain a feedback signal from the secondary side by, for example, resistance division. Therefore, it is not necessary to provide a reference potential point on the secondary side in order to obtain a feedback signal by resistance division. The unique effects described in the column of the effect of the present invention can be brought about, for example, the influence of noise can be reduced synergistically.

ワイヤボンダーにおいてイニシャルボールを形成する様子を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed a mode that the initial ball was formed in a wire bonder. イニシャルボールが形成された後においてなされるボンディングステップの一部を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining a part of bonding step performed after an initial ball is formed. この発明にかかるボール形成装置の構成例を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structural example of the ball | bowl formation apparatus concerning this invention. 図３に示すボール形成装置における各部の信号波形を示したタイミング図である。FIG. 4 is a timing diagram showing signal waveforms at various parts in the ball forming apparatus shown in FIG. 3.

符号の説明Explanation of symbols

１ キャピラリ
２ ワイヤ
２Ｂ イニシャルボール
３ トーチロッド（放電電極）
６ ボンディングテーブル
７ ボンディングリード
８ 半導体チップ
９ ボンディングパッド
１１ 入力端子
１２，１３ モノマルチ（第１、第２スイッチング手段）
１４ 加算回路
１５，１６ 光ファイバー
ＣＰ１ コンパレータ
ＧＡＰ 放電ギャップ
Ｌ１，Ｌ２ ＬＥＤ（発光デバイス）
ＯＰ１ オペアンプ（負帰還増幅器）
ＰＴ１，ＰＴ２ フォトトランジスタ（受光デバイス）
Ｔ１ パルストランス（昇圧トランス）
ＶＲ１，ＶＲ２ ポテンションメータ 1 Capillary 2 Wire 2B Initial ball 3 Torch rod (discharge electrode)
6 Bonding table 7 Bonding lead 8 Semiconductor chip 9 Bonding pad 11 Input terminal 12, 13 Mono-multi (first and second switching means)
14 Adder circuit 15, 16 Optical fiber CP1 Comparator GAP Discharge gap L1, L2 LED (light emitting device)
OP1 operational amplifier (negative feedback amplifier)
PT1, PT2 Phototransistor (light receiving device)
T1 pulse transformer (step-up transformer)
VR1, VR2 Potentiometer

Claims (5)

キャピラリから突出したワイヤの先端と放電電極との間に形成された放電ギャップに高電圧を印加することにより放電を起こし、放電エネルギーにより前記ワイヤの先端部分にボールを形成するワイヤボンダーにおけるボール形成装置であって、
前記放電ギャップに加わる出力電圧を生成する昇圧トランスの二次側端子間に直列接続された抵抗素子と発光デバイス、前記発光デバイスによる光出力を伝達する光ファイバー、当該光ファイバーによる光信号を受ける受光デバイスからなる二次側電圧情報の伝達手段と、
前記昇圧トランスの二次側端子間に前記放電ギャップを含むようにして直列接続された発光デバイス、前記発光デバイスによる光出力を伝達する光ファイバー、当該光ファイバーによる光信号を受ける受光デバイスからなる二次側電流情報の伝達手段と、
前記二次側電圧情報の伝達手段を構成する受光デバイスの出力および前記二次側電流情報の伝達手段を構成する受光デバイスの出力をそれぞれ負帰還信号として利用して、前記昇圧トランスの一次側に加えるパルス電流値を制御する負帰還増幅器と、
が具備されていることを特徴とするワイヤボンダーにおけるボール形成装置。 A ball forming apparatus in a wire bonder that causes a discharge by applying a high voltage to a discharge gap formed between a tip of a wire protruding from a capillary and a discharge electrode, and forms a ball on the tip of the wire by discharge energy Because
A resistor element and a light emitting device connected in series between secondary terminals of a step-up transformer that generates an output voltage applied to the discharge gap, an optical fiber that transmits light output from the light emitting device, and a light receiving device that receives an optical signal from the optical fiber Secondary voltage information transmission means
Secondary-side current information including a light-emitting device connected in series so as to include the discharge gap between the secondary-side terminals of the step-up transformer, an optical fiber that transmits light output from the light-emitting device, and a light-receiving device that receives an optical signal from the optical fiber A means of communication,
The output of the light receiving device constituting the secondary voltage information transmission means and the output of the light receiving device constituting the secondary current information transmission means are respectively used as negative feedback signals to the primary side of the step-up transformer. A negative feedback amplifier for controlling the applied pulse current value;
A ball forming apparatus for a wire bonder, comprising: 前記二次側電圧情報の伝達手段を前記負帰還増幅器の負帰還ループとして利用することで、放電開始電圧制御手段を構成すると共に、前記二次側電流情報の伝達手段を前記負帰還増幅器の負帰還ループとして利用することで、放電電流制御手段を構成し、
前記放電開始電圧制御手段の動作に基づいて、前記放電ギャップに所定値以上の放電電流が流れたことを、前記二次側電流情報の伝達手段を介して検出した場合に、前記放電開始電圧制御手段による制御動作から前記放電電流制御手段による制御動作に切り換える切り換え制御手段が具備されていることを特徴とする請求項１に記載されたワイヤボンダーにおけるボール形成装置。 The secondary voltage information transmission means is used as a negative feedback loop of the negative feedback amplifier to constitute a discharge start voltage control means, and the secondary current information transmission means is used as a negative feedback loop of the negative feedback amplifier. By using it as a feedback loop, it constitutes a discharge current control means,
Based on the operation of the discharge start voltage control means, the discharge start voltage control is performed when it is detected via the secondary side current information transmission means that a discharge current of a predetermined value or more has flowed in the discharge gap. 2. The ball forming apparatus for a wire bonder according to claim 1, further comprising switching control means for switching from a control operation by the means to a control operation by the discharge current control means. 前記切り換え制御手段には、前記二次側電流情報の伝達手段を構成する受光デバイスの出力を受ける積分回路と、当該積分回路からの出力レベルと所定の電圧値とを比較するコンパレータが具備され、前記コンパレータの反転出力により、前記切り換え制御手段における切り換え動作が実行されるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載されたワイヤボンダーにおけるボール形成装置。   The switching control means includes an integration circuit that receives the output of the light receiving device that constitutes the secondary-side current information transmission means, and a comparator that compares the output level from the integration circuit with a predetermined voltage value. 3. The ball forming apparatus for a wire bonder according to claim 2, wherein a switching operation in the switching control means is executed by an inverted output of the comparator. 前記切り換え制御手段には、前記昇圧トランスの二次側に高電圧を発生させる動作がなされる第１スイッチング手段および前記昇圧トランスの二次側に定電流を供給する動作がなされる第２スイッチング手段がさらに具備され、
スタート信号を受けて第１状態から第２状態に変化する前記第１スイッチング手段の出力が前記負帰還増幅器の入力端子に与えられることで、前記放電開始電圧制御手段が動作し、前記コンパレータの反転出力を受けて、前記第１スイッチング手段が第２状態から第１状態に復帰すると共に、第２スイッチング手段が第１状態から第２状態に変化するように構成され、前記第２スイッチング手段の第２状態の出力が前記負帰還増幅器の入力端子に与えられることで、前記放電電流制御手段が動作することを特徴とする請求項３に記載されたワイヤボンダーにおけるボール形成装置。 The switching control means includes a first switching means for generating a high voltage on the secondary side of the step-up transformer and a second switching means for supplying a constant current to the secondary side of the step-up transformer. Is further provided,
When the output of the first switching means that changes from the first state to the second state in response to the start signal is applied to the input terminal of the negative feedback amplifier, the discharge start voltage control means operates, and the inversion of the comparator In response to the output, the first switching means returns from the second state to the first state, and the second switching means changes from the first state to the second state. 4. The ball forming apparatus for a wire bonder according to claim 3, wherein the discharge current control means operates when a two-state output is applied to an input terminal of the negative feedback amplifier. 前記第１スイッチング手段の第２状態における出力レベルを調整して前記負帰還増幅器の入力端子に与える第１ポテンションメータと、前記第２スイッチング手段の第２状態における出力レベルを調整して前記負帰還増幅器の入力端子に与える第２ポテンションメータとが具備されていることを特徴とする請求項４に記載されたワイヤボンダーにおけるボール形成装置。   A first potentiometer that adjusts an output level in the second state of the first switching means and applies it to the input terminal of the negative feedback amplifier; and an output level in the second state of the second switching means to adjust the negative level. The ball forming apparatus for a wire bonder according to claim 4, further comprising a second potentiometer to be provided to an input terminal of the feedback amplifier.
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