JP2523657B2 - ワイヤボンディング方法 - Google Patents

ワイヤボンディング方法

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体製造工程において利用されるワイヤボ
ンディング方法に関する。
従来の技術 一般にワイヤボンディング装置においては、第3図
(a)、(b)に示すように、内部にワイヤ31が挿通さ
れるとともに被ボンディング部にワイヤを圧接するボン
ディング位置とその上方の上昇位置との間で昇降してワ
イヤ31をボンディングするキャピラリ32と、上昇位置の
キャピラリ32から突出したワイヤの先端にスパークを生
じさせてワイヤ先端にボール31aを形成する電気トーチ3
3とを備えている。
そして、キャピラリ32が上昇位置にあってワイヤ31の
先端にボール31aを形成された状態から、キャピラリ32
を下降させて基板34上の半導体35に形成された被ボンデ
ィング部にワイヤの先端をボンディングして第1ボンデ
ィング部36を形成し、次いでキャピラリ32を上昇させて
基板34を相対移動させた後、再びキャピラリ32を下降さ
せて基板34上の被ボンディング部にワイヤをボンディン
グして第2ボンディング部37を形成し、その後第3図
(a)に示す如くキャピラリ32を適当距離上昇させた
後、ワイヤ31をクランパで挟んでキャピラリ32とともに
上昇させてワイヤを第2ボンディング部37で切断し、次
に第3図(b)に示す如くキャピラリ32を上昇位置まで
上昇させて、側方に待機していた電気トーチ33をキャピ
ラリ32の下方位置に移動させ、突出したワイヤ31の先端
と電気トーチ33との間でスパークを生じさせてワイヤ先
端にボール31aを形成するという一連の動作を繰り返す
ことにより順次ワイヤボンディングを行っている。
ところで、上記第2ボンディング部37を形成したとき
にワイヤ31が切れてしまうことがあり、その場合は、第
4図(a)に示すように、キャピラリ32を適当距離上昇
させてもワイヤ31の先端がキャピラリ32の先端から突出
しない。そのため、第4図(b)に示すように、キャピ
ラリ32をそのまま上昇位置まで上昇させてもワイヤ31の
先端と電気トーチ33との間でスパークは生じず、ボール
31aを形成することはできない。
このようなスパークエラーが発生すると、ワイヤボン
ディング装置は自動的に停止するように構成されてい
る。そこで、第5図(a)に示すように、作業者がワイ
ヤ31をピンセット等で挟んで繰り出し、キャピラリ332
の先端からワイヤ31を突出させてその先端31bを折り曲
げ、その状態でキャピラリ32を下降させて基板34の空き
空間に第2ボンディング部37に対応する捨てボンディン
グ部38を形成し、その後第5図(b)に示すように、キ
ャピラリ32を適当距離上昇させてワイヤ31を切断した
後、キャピラリ32を上昇位置まで上昇させ、ワイヤ31の
先端と電気トーチ33との間にスパークを生じさせてボー
ル31aを形成するという工程を経て通常のボンディング
動作に復帰している。
発明が解決しようとする問題点 このように、従来はスパークエラーが生じると、一旦
ワイヤボンディング装置が停止してしまい、作業者が手
作業を行って正常な動作に復帰させる必要があり、人手
作業を要するとともに復帰まで時間がかかって能率が悪
く、また夜間に無人作業を行っている場合にはワイヤボ
ンディング装置は停止したままになる等の問題があっ
た。
本発明は上記従来の問題点に鑑み、スパークエラーを
生じても、ワイヤボンディング装置を停止させずに自動
復帰できるワイヤボンディング方法を提供することを目
的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するため、ボンディング時
のワイヤ切れによりスパークエラーを生じた時、キャピ
ラリの上方に位置するクランパでワイヤをクランプした
状態でキャピラリを適当距離上昇させてワイヤ先端をキ
ャピラリより突出させる工程と、突出したワイヤ先端と
電気トーチの間隔が所定距離となるように電気トーチを
位置させる工程と、ワイヤ先端と電気トーチとの間でス
パークさせてワイヤ先端にボールを形成する工程と、前
記クランパによるワイヤのクランプを解除し、前記クラ
ンパとキャピラリと電気トーチの相対位置を所定位置に
位置させる工程とを経て正常のボンディング工程に復帰
することを特徴とする。
作用 本発明のワイヤボンディング方法によれば、上記構成
を有するので、スパークエラーを生じたときに所定のプ
ログラムに沿ってキャピラリ及びクランパが動作して、
キャピラリ先端からワイヤを繰り出し、その先端と電気
トーチとの間でスパークを発生させてボールを形成する
ことができ、自動的に正常のボンディング工程に復帰し
て連続運転することができる。
実施例 以下、本発明の一実施例を第1図及び第2図を参照し
ながら説明する。
まず、第2図に基づいて本発明方法を実施するための
ワイヤボンディング装置の構成を説明すると、1は、水
平面上で互いに直交するX方向とY方向に位置決め可能
なX−Yテーブルであり、ワイヤボンディングすべき半
導体等を装着された基板2を固定支持するように構成さ
れている。3はワイヤで、ガイド4、上部クランパ5及
び下部クランパ6を介してキャピラリ7に挿通されてい
る。前記キャピラリ7は超音波ンホーン8の先端部に装
着されており、この超音波ホーン8の後端部は、支持軸
9回りに上下揺動可能に支持された揺動腕10にて、前記
支持軸9と同一軸心回りに揺動可能に支持されている。
又、前記超音波ホーン8の後端からは操作杆11が延出さ
れ、その遊端部と前記揺動腕10との間に、前記超音波ホ
ーン8の先端部を下方に向かって付勢するためのリニア
モータ12が介装されている。尚、前記超音波ホーン8の
後端部の側面には前記揺動腕10に係合して超音波ホーン
8の先端部の下方揺動端を規制するストッパ13が突設さ
れている。さらに、前記リニアモータ12は前記超音波ホ
ーン8を上方に揺動させ、前記キャピラリ7を下部クラ
ンパ6に対して相対的に上昇させ得るように収縮も可能
に構成され、かつ前記揺動腕10には前記ストッパ13が係
合して前記超音波ホーン8の上方への揺動端を規制する
係合片14が突設されている。前記下部クランパ6は前記
揺動腕10から超音波ホーン10の先端部に向かって延出さ
れた延長腕15に装着されている。前記揺動腕10は、後端
部に取り付けられたカムローラ16がACサーボモータ18に
て回転駆動可能なリニアモーションカム17に係合してお
り、ACサーボモータ18の回転角に比例して上下揺動する
ように構成されている。19は前記ワイヤ3の先端との間
でスパークを生じさせる電気トーチであり、前記キャピ
ラリ7の直下位置と側方の待機位置との間で往復移動可
能なトーチ支持体20に装着されている。又、このトーチ
支持体20は昇降駆動シリンダ21にて上方位置と下方位置
の2位置間で切換え可能に構成されている。22は、前記
昇降駆動シリンダ21のピストン位置を検出して電気トー
チ19の位置を検出するリードスイッチである。
以上の構成のワイヤボンディング装置を用いた正常な
ワイヤボンディング工程は従来例で説明した通りであ
り、説明は省略する。
尚、基板2を固定設置するX−Yテーブル1は、基板
2に装着されたボンディングすべき各半導体上の被ボン
ディング部及びそれに対応する基板2上の各被ボンディ
ング部をキャピラリ7の動作と連動して順次キャピラリ
7の直下位置に位置決めするように、予め制御部に移動
行程が教示されている。また、キャピラリ7及び下部ク
ランパ6は揺動腕10が上下揺動することによって一体的
に昇降し、キャピラリ7が被ボンディング部に当接した
後はキャピラリ7はリニアモータ12の付勢力にて被ボン
ディング部に押圧される。
次に、スパークエラー時の自動復帰工程について第1
図を参照しながら説明する。第2ボンディング部の形成
時にワイヤ切れが生じた状態でキャピラリ7が上昇位置
に上昇し、スパークが発生しなかった場合、スパークが
発生しなかったことが検出されると、下部クランパ6を
(イ)の如く開いた状態から(ロ)の如く閉じ、続いて
(ハ)の如くリニアモータ12を収縮動作させて下部クラ
ンパ6に対してキャピラリ7を上昇させ、キャピラリ7
の先端からワイヤ3を突出させる。次に、ACサーボモー
タ18を回転させて揺動腕10を下方に揺動させて、ワイヤ
3をクランプした下部クランパ6とキャピラリ7を一体
的に下方に移動させ、(ニ)の如くキャピラリ7の先端
からワイヤ3を突出させた状態でキャピラリ7を所定位
置に復帰させる。その後、(ホ)の如く電気トーチ19を
キャピラリ7の下方位置に位置させた後、(ヘ)の如く
スパークを発生させてワイヤ3の先端にボール3aを形成
する。次に、(ト)の如く下部クランパ6を開いた後、
(チ)の如くACサーボモータ18を逆回転させて揺動腕10
を上方に揺動させ、下部クランパ6とキャピラリ7を一
体的に上昇させて下部クランパ6を所定位置に復帰位置
させ、最後にリニアモータ12を伸張状態に復帰させるこ
とによってキャピラリ7を下部クランパ6に対して相対
的に下降させ、(リ)の如くキャピラリ7を所定位置に
再び復帰させる。こうして、ワイヤ3の先端にボール3a
が形成されるとともに下部クランパ6及びキャピラリ7
が所定位置に位置した状態となり、正常なボンディング
行程に復帰することができる。
なお、上記実施例では、行程(ニ)でキャピラリ7及
び下部クランパ6を下降させた後、ボール3a形成する例
を示したが、行程(ハ)でワイヤ先端を突出させた後、
電気トーチ19を上昇させ、ワイヤ先端に対して所定の距
離に電気トーチ19を位置させてボール3aを形成し、その
後下部クランパ6によるワイヤ3のクランプを解除し、
キャピラリ7を下降させ、電気トーチ19を下降させるこ
とによってそれぞれ所定の位置に復帰させてもよい。
さらに、上記実施例では揺動腕10の上下揺動によって
下部クランパ6とキャピラリ7が一体的に昇降するとと
もに、リニアモータ12にてキャピラリ7を下部クランパ
6に対して相対的に上昇及び復帰させるようにしたが、
下部クランパ6とキャピラリ7を各別に昇降できるよう
に構成してもよい。
発明の効果 本発明のワイヤボンディング方法によれば、スパーク
エラーを生じたときに、自動的にキャピラリ先端からワ
イヤを繰り出し、その先端と電気トーチとの間でスパー
クを発生させてボールを形成して正常のボンディング工
程に復帰することができるため、ワイヤボンディング装
置を一旦停止することなく連続運転することができると
ともに、人手による作業も不要となり、そのため夜間の
無人作業においてもワイヤ切れによってワイヤボンディ
ング装置が停止したままとなることはない。従って、ワ
イヤボンディング作業の生産性を著しく向上できるとい
う効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は本発明の一実施例を示し、第1図は
スパークエラーを生じた時の正常なボンディング行程に
自動復帰するまでの動作説明図、第2図はワイヤボンデ
ィング装置の要部の概略構成を示す斜視図、第3図
(a)、(b)は正常なボンディング工程の動作説明
図、第4図(a)、(b)はワイヤ切れによるスパーク
エラー発生時の動作説明図、第5図(a)、(b)は正
常なボンディング工程に復帰するための従来の工程の説
明図である。 3……ワイヤ 3a……ボール 6……下部クランパ 7……キャピラリ 10……揺動腕 12……リニアモータ 18……ACサーボモータ 19……電気トーチ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松村 信弥 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−7442(JP,A) 特開 昭62−179733(JP,A) 実開 昭60−187537(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボンディング時のワイヤ切れによりスパー
    クエラーを生じた時、キャピラリの上方に位置するクラ
    ンパでワイヤをクランプした状態でキャピラリを適当距
    離上昇させてワイヤ先端をキャピラリより突出させる工
    程と、突出したワイヤ先端と電気トーチの間隔が所定距
    離となるように電気トーチを位置させる工程と、ワイヤ
    先端と電気トーチとの間でスパークさせてワイヤ先端に
    ボールを形成する工程と、前記クランパによるワイヤの
    クランプを解除し、前記クランパとキャピラリと電気ト
    ーチの相対位置を所定位置に位置させる工程とを経て正
    常のボンディング工程に復帰することを特徴とするワイ
    ヤボンディング方法。
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