JP2516806B2 - ワイヤボンデイング方法及びその装置 - Google Patents

ワイヤボンデイング方法及びその装置

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Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はワイヤボンデイング方法及びその装置に関す
る。
［従来の技術］ ワイヤボンデイングには、熱圧着と超音波とがある
が、近時は熱圧着の場合も超音波を併用しているのが殆
どである。従って、何れの場合もボンデイングアームは
超音波振動子及びホーンで構成されている。この超音波
ワイヤボンデイング方法は、周知の如く、ワイヤが挿通
されたツールを第１ボンデイング点（例えばペレット上
のパッド）と第２ボンデイング点（例えばリード上のリ
ードポスト）に導き、第１ボンデイング点と第２ボンデ
イング点にワイヤを接続するものである。
ところで、ボンデイング位置の下方には、ボンデイン
グすべき半導体部品を加熱するヒートブロックが配設さ
れている。その結果、ツールを一端に保持したホーンが
輻射熱によって加熱され、ホーンが熱膨張により伸び
る。また振動子に電圧が印加されると発熱するので、こ
れによってもホーンが加熱されて伸びる。このようにホ
ーンが伸びると、ツールが予め決められたボンデイング
座標に導かれず、ボンデイング位置ずれとなる。例え
ば、20℃より70℃に温度が上昇すると、ホーンは約30μ
ｍ伸びる。
そこで従来は、ホーンの温度上昇を下げるために、ホ
ーンに常時エアを吹き付けて空冷している。
［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術は、空冷によりホーンを冷していたが、
始動時の温度とボンデイング作業時の飽和温度との差が
縮まらないので、飽和温度に達した時に再度位置合わせ
作業をしなければならないという問題があった。
本発明の目的は、ホーンが飽和温度に達しても再度位
置合わせをする必要がないワイヤボンデイング方法及び
その装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、ワイヤボンデイング方法
は、ワイヤが挿通されたツールと、このツールを一端に
保持したホーンと、このホーンに取付けられた振動子
と、前記ホーンを上下動又は回動自在に支承したボンデ
イングヘッドと、このボンデイングヘッドをXY方向に駆
動するXYテーブルとを備えたワイヤボンデイング装置に
おいて、前記振動子の共振周波数の変化を前記ホーンの
伸縮量に変換し、この伸縮量を加算してボンデイング座
標を補正し、この補正されたボンデイング座標によって
前記XYテーブルを駆動して前記ツールを正規のボンデイ
ング点に導くようになっている。
また上記目的を達成するために、ワイヤボンデイング
装置は、ワイヤが挿通されたツールと、このツールを一
端に保持したホーンと、このホーンに取付けられた振動
子と、この振動子に電力を供給すると共に、該振動子の
共振周波数の変化によって生じる誤差電圧をフィードバ
ックしてホーンの共振周波数の変化に追尾する自動追尾
型超音波発振電源と、前記ホーンを上下動又は回動自在
に支承したボンデイングヘッドと、このボンデイングヘ
ッドをXY方向に駆動するXYテーブルと、前記自動追尾型
超音波発振電源の誤差電圧を座標誤差へ変換してボンデ
イング座標を補正する演算装置とを備え、この演算装置
によって補正されたボンデイング座標によって前記XYテ
ーブルを駆動して前記ツールを正規のボンデイング点に
導くように構成されている。
［作用］ 上記ワイヤボンデイング方法及び装置によれば、ホー
ンの温度変化を超音波の共振周波数の変化として捕え、
この共振周波数の変化をホーンの伸縮量に変換し、この
伸縮量によってボンデイング座標を補正する。これによ
り、ツールは常に正しいボンデイング位置に導かれるの
で、ボンデイング不良がなくなり、歩留りが向上する。
［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。ボ
ンデイングヘッド１にはホーン２が上下動又は回動自在
に設けられており、ホーン２は図示しない駆動手段で上
下動又は回動させられる。ホーン２の一端にはツール３
が取付けられており、ツール３にはワイヤ４が挿通され
ている。ホーン２の他端には振動子５が取付けられてお
り、振動子５は自動追尾型超音波発振電源６によって発
振させられる。またボンデイングヘッド１にはボンデイ
ング点を検出するカメラ７が取付けられている。前記ボ
ンデイングヘッド１はXY方向に駆動されるXYテーブル８
上に搭載されており、XYテーブル８はXYテーブル制御電
源９によって駆動される。
前記自動追尾型超音波発振電源６は、電圧制御可変周
波数発振器10を有し、この電圧制御可変周波数発振器10
の電力は電力増幅器11を介して前記振動子５に供給され
る。前記電力増幅器11から振動子５への供給線12には、
周知のPLL（Phase Locked Loop）回路13によって共振検
出器14が接続され、この共振検出器14の誤差電圧14aは
前記電圧制御可変周波数発振器10にフィードバックされ
るようになっている。また誤差電圧14aは、ツール３が
導かれるボンデイング座標を記憶した演算装置15に供給
され、この演算装置15によって誤差電圧14aは座標誤差
に変換され、ボンデイング座標が補正されるようになっ
ている。
次に作用について説明する。種々実験の結果、温度が
上昇してホーン２が伸びると、振動子５の共振周波数が
ずれてくることが判明した。即ち、共振周波数はホーン
２の伸び量にほぼ比例して低くなる。
通常は、周知のように、演算装置15に記憶されたボン
デイング座標のデータ信号によってXYテーブル制御電源
９を介してXYテーブル８が駆動され、ツール３は正規の
ボンデイング点に導かれ、また図示しない上下駆動手段
でホーン２が上下駆動及び振動子５に電圧制御可変周波
数発振器10より電力が加えられ、第１ボンデイング点と
第２ボンデイング点にワイヤ４が接続される。
このようなワイヤボンデイング動作において、ホーン
２の温度が上昇してホーン２が伸び、振動子５の共振周
波数がずれてくると、第２図に示すように、電圧Ｖに対
する電流Ｉが２点鎖線又は１点鎖線のようにずれる。こ
の電圧Ｖ及び電流ＩはPLL回路13により取り出され、共
振検出器14によって電圧Ｖと電流Ｉとの位相のずれが検
知され、誤差電圧14aが出力される。この誤差電圧14aは
電圧制御可変周波数発振器10にフィードバックされ、電
圧制御可変周波数発振器10はホーン２の共振周波数の変
化に追尾し、ホーン２の共振周波数を一定に保つ電力を
出力する。
また前記誤差電圧14aが演算装置15に入力されると、
演算装置15は誤差電圧14aを座標誤差へ変換し、演算装
置15に予め記憶されたボンデイング座標を補正する。
今、ホーン２の軸線方向をＹ方向とすると、演算装置15
においては、誤差電圧14aに相当するＹ座標誤差を算出
し、ツール３の移動座標（ボンデイング座標）のＹ座標
が補正される。この補正された座標に基づき、XYテーブ
ル制御電源９を介してXYテーブル８はXY方向に駆動さ
れ、ツール３はボンデイング点の上方に導かれる。その
後は従来と同様の動作でワイヤボンデイングご行われ
る。
［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ホ
ーンが温度上昇によって伸びても、自動的にその伸縮量
は補正されるので、再度位置合わせをする必要がない。
またツールは常に正しいボンデイング位置に導かれるの
で、ワイヤボンデイング不良がなくなり、歩留りが向上
する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
電圧と電流の関係を示す説明図である。 1:ボンデイングヘッド、2:ホーン、3:ツール、4:ワイ
ヤ、5:振動子、6:自動追尾型超音波発振電源、8:XYテー
ブル、9:XYテーブル制御電源、15:演算装置。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ワイヤが挿通されたツールと、このツール
    を一端に保持したホーンと、このホーンに取付けられた
    振動子と、前記ホーンを上下動又は回動自在に支承した
    ボンデイングヘッドと、このボンデイングヘッドをXY方
    向に駆動するXYテーブルとを備えたワイヤボンデイング
    装置において、前記振動子の共振周波数の変化を前記ホ
    ーンの伸縮量に変換し、この伸縮量を加算してボンデイ
    ング座標を補正し、この補正されたボンデイング座標に
    よって前記XYテーブルを駆動して前記ツールを正規のボ
    ンデイング点に導くことを特徴とするワイヤボンデイン
    グ方法。
  2. 【請求項２】ワイヤが挿通されたツールと、このツール
    を一端に保持したホーンと、このホーンに取付けられた
    振動子と、この振動子に電力を供給すると共に、該振動
    子の共振周波数の変化によって生じる誤差電圧をフィー
    ドバックしてホーンの共振周波数の変化に追尾する自動
    追尾型超音波発振電源と、前記ホーンを上下動又は回動
    自在に支承したボンデイングヘッドと、このボンデイン
    グヘッドをXY方向に駆動するXYテーブルと、前記自動追
    尾型超音波発振電源の誤差電圧を座標誤差へ変換してボ
    ンデイング座標を補正する演算装置とを備え、この演算
    装置によって補正されたボンデイング座標によって前記
    XYテーブルを駆動して前記ツールを正規のボンデイング
    点に導くことを特徴とするワイヤボンデイング装置。
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