JP2555606Y2 - ワイヤボンダの位置検出構造 - Google Patents

ワイヤボンダの位置検出構造

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Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、半導体部品にワイヤボ
ンディングを施すためのワイヤボンダにおける位置検出
構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ワイヤボンダにおいては、例えば
図４に示す位置検出構造を有するものがある。すなわち
ワイヤボンダは、固定部４１に摺動自在に支持された支
持部４２と、該支持部４２に支持されるともに、ワイヤ
である金線４３が挿通されたキャピラリ４４を有するボ
ンディングアーム４５と、ワイヤボンダの図示しない部
位に支持されかつ前記支持部４２と連動するワイヤクラ
ンプ４６とを有している。一方、前記固定部４１にはク
ランプセンサ４７、超音波発振センサ４８ａ，４８ｂ、
リセット・トーチセンサ４９が設けられ、また、前記支
持部４２には第１の断光板５０と第２の断光板５１とが
設けられている。図５に示すように、前記各センサ４
７，４８ａ，４８ｂ，４９は、それぞれ相対向する一対
の突出片を有するとともに、その一方を投光側とされ又
他方を受光側とされている。そして、双方の突出片間の
光線を断行板５０，５１により遮断されることにより検
知信号を発する、オン・オフスイッチとして機能するも
のである。
【０００３】そして、ボンディング作業時には、図６
（ａ〜ｋ）に示すように、ボンディング開始時（ａ）に
所定位置にあるキャピラリー４４が下降されるとクラン
プセンサ４７が第１の断行板５０を検知してワイヤクラ
ンプ４６が開作動される（ｂ）。キャピラリー４４がチ
ップ６１まで下降されると、第１の断光板５１を超音波
発振センサ４８ａが検知しファーストボンディングが行
われる（ｃ）。キャピラリー４４が上昇され（ｄ）、基
板６２側へ移動されたのち（ｅ）キャピラリー４４が再
度降下し、第１の断光板５０を超音波センサ４８ｂが検
知しセンカドボンディングが行われ（ｆ）、再びキャピ
ラリー４４が上昇して（ｇ）所定の位置に達し、一定の
テール長Ｌが確保されるとすると、第２の断光板５１を
クランプセンサ４９が検知してワイヤクランプ４６が閉
作動され金線４３が緊締される（ｈ）。そしてキャピラ
リー４４の上昇に伴い金線４３が切断され（ｉ）、第１
の断光板５０でリセット・トーチセンサ４７が検知状態
となるとトーチ６３が作動され（ｊ）、金線４３の先端
部が溶解されボール４３ａが形成される（ｋ）。
【０００４】以上のように、前述した位置検出構造にあ
っては、キャピラリー４４（ボンディングアーム４５）
の上下動に伴う断光板５０，５１の移動を、各センサ４
７，４８ａ，４８ｂ，４９により検知することによって
キャピラリー４４の位置を検出している。また、チップ
６１と基板６２との段差が異なるワークに使用する場合
には、セカンドボンディング終了後のテール長Ｌには一
定の長さが必要であるため、ワイヤクランプ４６が閉作
動されるタイミング（図６でｈ）を変更する必要があ
る。この場合には第１の断光板５０の長さ、またはクラ
ンプセンサ４７と超音波発振センサ４８ａ，４８ｂとの
離間距離を変化させることによって前記タイミングを変
更することが可能となっている。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の位置検出構造にあっては、ワイヤクランプ４
６が閉作動されるタイミングが変更可能であっても、チ
ップ６１と基板６２との段差が異なるワークに対してワ
イヤボンディングを施す際にはその都度、第１の断光板
５０の長さ、またはクランプセンサ４７と超音波発振セ
ンサ４８ａ，４８ｂとの離間距離を変更して対処しなけ
ればならず、しかも、その変更幅にも限界があった。
【０００６】また、ファーストボンディング時とセカン
ドボンディング時におけるキャピラリー４４の高さ、つ
まりチップ６１と基板６２との段差は一定でなければな
らないため、例えば同一のワークに対してステッチボン
ディング等の多点ボンディングを行う際、各ボンディン
グ地点間毎の段差が異なる場合には対処することができ
なかった。
【０００７】本考案は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであり、ボンディング地点間における段差
が大きなワークや、異なる段差を有する複数のボンディ
ング地点を有するワークに対処可能なワイヤボンダの位
置検出構造を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本考案にあっては、ワイヤが挿通されたキャピラリー
を有するボンディングアームと、前記ワイヤが挿通され
るとともにボンディングアームに連動するワイヤクラン
プと、前記ボンディングアーム及び前記ワイヤクランプ
を作動させる作動機構とを備え、所定のボンディング時
に前記キャピラリーの移動位置に基づき、前記ワイヤク
ランプが前記ワイヤを緊締するよう閉作動されるワイヤ
ボンダにおいて、前記作動機構に連結された摺動自在な
第１のスライダと、該第１のスライダにこれと同一方向
へ摺動自在に支持される一方、前記ボンディングアーム
が支持された第２のスライダと、該第２のスライダに設
けられたストッパーと、前記第１のスライダに支持され
前記ストッパーを介して前記第２のスライダの一方向へ
の移動を規制する規制部と、該規制部と前記ストッパー
とが離間したことを検知する検知器と、ボンディング地
点に対する前記第１のスライダの他方向への相対的移動
量を測定するための移動量測定器とを備えている。
【０００９】
【作用】前記構成において、第１のスライダが作動機構
により下方向へ移動されると、第２のスライダはストッ
パーを介して規制部により下方向への移動を規制された
状態を維持されたまま第１のスライダとともに下方向へ
移動する。そして、第２のスライダに支持されたボンデ
ィングアームのキャピラリーがボンディング地点に着地
すると、第２のスライダの移動が停止され第１のスライ
ダに設けられた規制部と第２のスライダに設けられたス
トッパーとが離間する。これが検知器によって検知され
移動量測定器により測定が開始される。
【００１０】ここで、前記規制部と前記ストッパーとの
当接後においては、第１のスライダの上方向への相対的
移動量がキャピラリーからボンディング地点までの距離
と一致する。このため、ボンディング地点がキャピラリ
ーの移動方向へ増減した場合であっても、ボンディング
終了後におけるボンディング地点に対するキャピラリー
の位置は、前記検知器の検知作動後における移動量測定
器に測定された第１のスライダの前記相対的移動量と同
一となる。従って、移動量測定器によって測定された前
記相対的移動量が所定値になったとき前記ワイヤクラン
プを作動させることにより、キャピラリーに挿通されて
いるワイヤがボンディング地点から切断された際におけ
るワイヤのテール長を常に一定の長さにすることができ
る。
【００１１】
【実施例】以下、本考案の一実施例を図に従って説明す
る。図１〜３は本考案にかかる手動式のワイヤボンダの
要部を示したものである。図１に示すように、ワイヤボ
ンダ１はベース部２と該ベース部２に立設された支持壁
３と有している。ベース部２には、フランジ４と該フラ
ンジ４に貫通して回動自在に支持された操作レバー５、
及びその端部に設けられたリンク６により構成された作
動機構７が、支持壁３の一面側に配設されている。また
支持壁３の他面側には移動量測定器であるロータリーエ
ンコーダ８が配設されており、支持壁３の他面側やや上
方部位には回転軸９が突設され、回転軸９とロータリー
エンコーダ８との間にはタイミングベルト１０が張設さ
れている。なお、ロータリーエンコーダ８は相反する２
方向の作動変位が計測可能なものである。
【００１２】また支持壁３の一面側には、図２、図３に
示すように、その下端部を調整ねじ１１により支持され
た第１のスライダガイド１２が配設されている。第１の
スライダガイド１２には、第１のスライダ１３が上下方
向へ移動自在に設けられている。第１のスライダ１３
は、その下端部に設けられたアーム１４と支持壁３の上
方部に設けられたアーム１５との間に張設された第１の
スプリング１６によって下方向への移動を阻止されてい
る。さらに第１のスライダ１３はその下端部において前
記リンク６と連結されるとともに、連結板１７を介して
前記タイミングベルト１０に連結されている（図１）。
また第１のスライダ１３にはＬ字状に折曲形成された取
付部材１８が固着されている（図３）。
【００１３】取付部材１８の上部には上端部を前面側に
折曲形成された支柱１９が立設され、また取付部材１８
の前面部には第２のスライダガイド２０が取り付けられ
ている。第２のスライダガイド２０の中央部には第２の
スライダ２１が上下方向へ摺動自在に支持されるととも
に、第２のスライダガイド２０の下端部には一対の取付
片２２，２２が設けられており、双方の取付片２２，２
２間には規制部である支持部２３が架橋配置されてい
る。また第２のスライダ２１には前記支柱１９の上端部
より垂下したガイドロッド２４が挿通される一方、その
前面上部にはピン２５が突設されており、ピン２５と支
柱１９の上端部との間には第２のスプリング２６が張設
されている。なお、第２のスプリング２６のバネ力はボ
ンディング荷重を決定するものであって調整可能となっ
ている。
【００１４】また、前記第２のスライダ２１の下端部に
はストッパーであるストッパピン２７が設けられてお
り、ストッパピン２７が前記支持部２３と当接すること
により第２のスライダ２１は下方向への移動を阻止され
ている。支持部２３は検知器も兼用しており、ストッパ
ピン２７と支持部２３との当接状態および離間状態が検
出されるようになっている。さらに、第２のスライダ２
１の前面中央部にはボンディングアームである超音波ホ
ーン２８が設けられており、超音波ホーン２８の先端部
には金線２９が挿通されたキャピラリー３０が設けられ
ている。そして、キャピラリー３０の上方部には、ワイ
ヤボンダ１の図示しない部位より延出するアーム３１の
端部に設けられるとともに、金線２９を挿通されかつ開
閉作動されるワイヤクランプ３２が位置している（図
２）。
【００１５】以上の構成において、所定のボンディング
を行う際、例えばセカンドボンディング時（図６のｅ参
照）に操作レバー５の回動によって第１のスライダ１３
が下方向へ移動されると（図１，２の矢示イ）、第２の
スライダ２１は、ストッパピン２７を介して支持部２３
により下方向への移動を規制されたまま第１のスライダ
１３とともに下降する。また、このとき第１のスライダ
１３の移動に伴い連結板１７及びタイミングベルト１０
を介してロータリーエンコーダ８が作動される。やがて
超音波ホーン２８が有するキャピラリー３０がボンディ
ング地点に着地すると（図６でｆ）、第２のスライダ２
１の下降が停止される一方、第１のスライダ１３側に設
けられた支持部２３と、第２のスライダ２１側に設けら
れたストッパピン２７とが離間される。
【００１６】また、セカンドボンディングが終了したの
ち操作レバー５により第１のスライダ１３が上方向へ移
動されると、タイミングベルト１０を介してロータリー
エンコーダ８が前述と逆方向へ作動される。しかる後、
前記支持部２３と前記ストッパピン２７が再び当接する
と、これが検知される一方、第２のスライダ２１がスト
ッパピン２７により下方向への移動を再び規制されると
ともに上昇する。従って、キャピラリー３０はボンディ
ング地点から離間される（図６でｇ）。そして、第２の
スライダ２１の上昇時に、前記支持部２３と前記ストッ
パピン２７との当接状態が検出された後に、ロータリー
エンコーダ８によって測定された第１のスライダ１３の
ボンディング地点に対する上方向への相対的移動量が所
定値になるとワイヤクランプ３２が閉作動される（図６
でｈ）。このためキャピラリー３０に挿通されている金
線２９がボンディング地点から切断される（図６で
ｉ）。
【００１７】このとき、前記ロータリーエンコーダ８に
よって測定された第１のスライダ１３の上方向への前記
相対的移動量は、キャピラリー３０からボンディング地
点までの距離と一致する。このため、ボンディング地点
がキャピラリー３０の移動方向へ増減した場合、つまり
高さが異なる場合であっても、ワイヤクランプ３２を閉
作動させるべきキャピラリー３０の適正な移動位置が常
に検出される。よって、セカンドボンディング終了時に
切断された金線２９のテール長は常に一定の長さとな
り、その結果、チップと基板との段差が異なるワークに
対して、しかもチップと基板との段差の大小に拘わりな
くワイヤボンディングを施すことが可能となる。また同
様に、所定のボンディング終了時における金線２９のテ
ール長が一定の長さになることから、異なる段差を有す
る複数のボンディング地点を有するワークに対して、ス
テッチボンディング等を行うことも可能となる。
【００１８】なお、本実施例においては、第１のスライ
ダのボンディング地点に対する上方向への相対的移動量
を測定する移動量測定器としてロータリーエンコーダ８
を用いたものを示したが、これに限らず移動量測定器に
他のもの、例えばリニアエンコーダ等を用いても構わな
い。
【００１９】
【考案の効果】以上説明したように本考案は、キャピラ
リーを有するボンディングアームと、ボンディングアー
ムに連動するワイヤクランプとを備えたワイヤボンダに
おいて、ボンディングアームを支持する一方、作動機構
に連結された摺動自在な第１のスライダに、これと同一
方向へ摺動自在に支持された第２のスライダを設け、第
１のスライダが一方向へ摺動されたボンディング終了後
に、キャピラリーとボンディング地点とが離間したこと
を検出器によって検知し、これ以後の前記第１のスライ
ダにおける、ボンディング地点に対する他方向への相対
的移動量を移動量測定器によって測定することにより、
前記キャピラリーの移動位置を検出する構造とした。
【００２０】このため、ボンディング地点がキャピラリ
ーの移動方向へ増減した場合であっても、ボンディング
終了後における、前記ワイヤクランプを作動させるべ
き、キャピラリーの適正な移動位置を常に検出すること
ができる。よって、キャピラリーの移動位置に基づきワ
イヤクランプが作動された後においては、キャピラリー
から切断されたワイヤの端部までの距離、つまりテール
長が常に一定の長さとなり、その結果、チップと基板と
の段差が異なるワークに対して、しかもチップと基板と
の段差の大小に拘わりなくワイヤボンディングを施すこ
とが可能となる。また同様に、所定のボンディング終了
時におけるワイヤのテール長が一定の長さになることか
ら、異なる段差を有する複数のボンディング地点を有す
るワークに対して、ステッチボンディング等を行うこと
も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の一実施例を示す要部正面図である。
【図２】同実施例の要部側面図である。
【図３】同実施例を示す要部平面図である。
【図４】従来例を示す図である。
【図５】従来例を示す図４の要部斜視図である。
【図６】ワイヤボンダのボンディング工程説明図であ
る。
【符号の説明】
５ 操作レバー ６ リンク ７ 作動機構 ８ ロータリーエンコーダ（移動量測定器） １３ 第１のスライダ ２１ 第２のスライダ ２３ 支持部（規制部、検知器） ２７ ストッパピン（ストッパー） ２８ 超音波ホーン（ボンディングアーム） ２９ 金線（ワイヤ） ３０ キャピラリー ３２ ワイヤクランプ

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワイヤが挿通されたキャピラリーを有す
    るボンディングアームと、前記ワイヤが挿通されるとと
    もにボンディングアームに連動するワイヤクランプと、
    前記ボンディングアーム及び前記ワイヤクランプを作動
    させる作動機構とを備え、所定のボンディング時に前記
    キャピラリーの移動位置に基づき、前記ワイヤクランプ
    が前記ワイヤを緊締するよう閉作動されるワイヤボンダ
    において、前記作動機構に連結された摺動自在な第１の
    スライダと、該第１のスライダにこれと同一方向へ摺動
    自在に支持される一方、前記ボンディングアームが支持
    された第２のスライダと、該第２のスライダに設けられ
    たストッパーと、前記第１のスライダに支持され前記ス
    トッパーを介して前記第２のスライダの一方向への移動
    を規制する規制部と、該規制部と前記ストッパーとが離
    間したことを検知する検知器と、ボンディング地点に対
    する前記第１のスライダの他方向への相対的移動量を測
    定するための移動量測定器とを備えたことを特徴とする
    ワイヤボンダの位置検出構造。
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