JP2789394B2 - ワイヤボンデイング方法及び装置 - Google Patents

ワイヤボンデイング方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンデイング方法
及び装置に係り、特にボンド面の高さ位置(レベル)を
検出し得るワイヤボンデイング方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、ボンド面のレベルを検出し得るワ
イヤボンデイング装置として、例えば特公昭64ー97
30号公報、特公平1ー31695号公報が知られてい
る。この構造は、キヤピラリを保持するツールアームが
アームホルダに取付けられ、アームホルダはリフタアー
ムに揺動可能に取付けられている。またリフタアームは
ボンデイングヘッドに上下動又は揺動可能に取付けられ
ている。そして、ギャップ検出用センサは前記リフタア
ームに前記ツールアームに対向して取付けられている。
【0003】そこで、リフタアームが下降又はリフタア
ームのキヤピラリ側が下降する方向にリフタアームが回
動させられると、キヤピラリが下降してボンド面に接触
しする。この状態よりリフタアームが更に下降又は回動
すると、ツールアームとギャップ検出用センサとのギャ
ップが変化するので、検出出力の値が初期値より一定量
変化した時点をキヤピラリがボンド面に接触した時点と
見なしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、検出
出力の値が初期値より一定量変化した時点、即ち検出出
力の絶対値の変化量でボンド面レベルとみなすので、リ
フタアーム及びアームホルダの微振動、特にキヤピラリ
がボンド面に接触する直前における微振動、またギャッ
プ検出用センサにノイズが入った場合等に正しいボンド
面でないにもかかわらずボンド面レベルと判断し、誤検
出するという問題点があった。
【0005】またギャップ検出用センサは、磁気センサ
よりなるので、センサのしき値に対する応答遅れがあ
る。このため、キヤピラリが実際にボンド面に接触して
から磁気センサがボンド面と判断するまでに時間がかか
り、その時間分キヤピラリがワイヤをボンド面に押し付
けてワイヤ又はボールを潰す量、いわゆる当業者で呼ば
れている沈み込みが多くなってしまう。
【0006】本発明の目的は、ボンド面レベルを高精度
に検出することが可能なワイヤボンデイング方法及び装
置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の第1の手段は、キヤピラリを保持したアーム
ホルダを上下動又は揺動させてキヤピラリに挿通された
ワイヤをボンド面に接続するワイヤボンデイング方法に
おいて、前記アームホルダの上下方向の変位をリニアセ
ンサで逐次検出し、この検出された一定読込回数範囲内
の出力データの変化が一定許容範囲内であるかどうかを
調べ、一定許容範囲内であるとボンド面レベルであると
判断することを特徴とする。
【0008】上記目的を達成するための本発明の第2の
手段は、キヤピラリを保持したアームホルダを上下動又
は揺動させてキヤピラリに挿通されたワイヤをボンド面
に接続するワイヤボンデイング方法において、前記アー
ムホルダの上下方向の変位をリニアセンサで逐次検出
し、この検出された一定読込回数範囲内の出力データの
平均又は総和を順次求め、その前の出力データの平均又
は総和と比較し、その差が一定許容範囲内である場合に
ボンド面レベルであると判断することを特徴とする。
【0009】上記目的を達成するための本発明の第3の
手段は、キヤピラリを保持したアームホルダを上下動又
は揺動させてキヤピラリに挿通されたワイヤをボンド面
に接続するワイヤボンデイング装置において、前記アー
ムホルダの上下方向の変位を検出するリニアセンサと、
このリニアセンサで逐次検出された一定読込回数範囲内
の出力データの変化が一定許容範囲内であるかどうかを
調べ、一定許容範囲内であるとボンド面レベルであると
判断する制御回路を備えたことを特徴とする。
【0010】上記目的を達成するための本発明の第4の
手段は、キヤピラリを保持したアームホルダを上下動又
は揺動させてキヤピラリに挿通されたワイヤをボンド面
に接続するワイヤボンデイング装置において、前記アー
ムホルダの上下方向の変位を検出するリニアセンサと、
このリニアセンサで逐次検出された一定読込回数範囲内
の出力データの平均又は総和を順次求め、その前の出力
データの平均又は総和と比較し、その差が一定許容範囲
内である場合にボンド面レベルであると判断する制御回
路を備えたことを特徴とする。
【0011】
【作用】第1の手段及び第3の手段によれば、リニアセ
ンサで検出された一定読込回数範囲内の出力データの変
化が一定許容範囲内であるかどうかでボンド面レベルを
判断し、また第2の手段及び第4の手段によれば、リニ
アセンサで検出された一定読込回数範囲内の出力データ
の平均又は総和をその前の出力データの平均又は総和と
比較してボンド面レベルを判断するので、一定読込回数
範囲及び一定許容範囲をある一定大きさに設定すること
により、ノイズを無視することができ、正確なボンド面
レベルの検出が得られる。また上記各手段によれば、ギ
ャップ検出用センサはリニアセンサよりなるので、逐次
位置を読んでいくことができ、また応答遅れがないの
で、検出精度がより向上する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図4によ
り説明する。図1に示すように、XYテーブル1上に
は、ボンデイングヘッド2が搭載されている。ボンデイ
ングヘッド2には支軸3が回転自在に支承されており、
支軸3にはアームホルダ4が固定されている。アームホ
ルダ4にはツールアーム5が固定され、ツールアーム5
の先端部にはキヤピラリ6が固定されている。またボン
デイングヘッド2には正逆回転可能なモータ7が固定さ
れており、モータ7の出力軸にはカム軸8が固定され、
カム軸8にはカム9が固定されている。そして、アーム
ホルダ4に回転自在に設けられたローラよりなるカムフ
ォロア10がカム9に圧接するように、アームホルダ4
はばね11で付勢されている。またアームホルダ4に
は、支軸3を中心としてキヤピラリ6と反対側の下面に
検出板12がアームホルダ4の側面より突出するように
固定されており、この検出板12の上面に対向してボン
デイングヘッド2にはリニアセンサ13が固定されてい
る。
【0013】前記カム9はリニア又は偏心カムからな
り、図1の状態より矢印A方向に180度正回転する範
囲は下降プロフィルとなっている。従って、カム9は1
80度の範囲を正逆回転して用いる。即ち、カム9は、
正回転すると下降プロフィルとなり、逆回転すると上昇
プロフィルとなる。
【0014】従って、カム9が矢印A方向に正回転させ
られると、カム9の下降プロフィルによってアームホル
ダ4は支軸3を中心として矢印B方向に回動させられ、
キヤピラリ6は下降する。この場合、アームホルダ4の
回動量に従って検出板12とリニアセンサ13とのギャ
ップGは大きく変化し、リニアセンサ13からは図3に
示すようにギャップGに比例した電圧又は電流が出力さ
れる。
【0015】前記のようにキヤピラリ6が下降して試料
14に接触した後は、ギャップGは一定のギャップとな
って変化しなく、リニアセンサ13からは一定の電圧又
は電流が出力される。この一定の電流又は電圧の出力の
判断方法については後述するが、一定の出力がリニアセ
ンサ13より出力されると、この出力は後記する制御回
路によってボンド面レベルと判断され、検出点が制御回
路のメモリに記憶される。この検出点を基準としてモー
タ7は一定量回転させられ、カム9とカムフォロア10
の間に一定のギャップが生じ、キヤピラリ6にはばね1
1の付勢力によって一定の荷重が加えられ、いわゆる当
業者で言うキヤピラリ6の沈み込みが行なわれる。そし
て、キヤピラリ6に挿通された図示しないワイヤは試料
14にボンデイングされる。その後、モータ7は逆回転
させられ、カム9の上昇プロフィルによってキヤピラリ
6は上昇する。
【0016】図2は制御装置を示す。モータ7は、制御
回路20に予め記憶されたデータに基づいてパルス出力
制御回路21、サーボ制御回路22、モータ駆動回路2
3を介して駆動され、正回転量及び逆回転量が制御され
る。またこの場合におけるモータ7の回転位置は、制御
回路20及びサーボ制御回路22に読み込まれる。そし
て、前記したようにモータ7が回転してキヤピラリ6が
下降している時の検出板12とリニアセンサ13とのギ
ャップGによるリニアセンサ13の出力は、逐次センサ
アンプ24によって増幅され、A/D変換器25によっ
てデジタルデータに変換されて制御回路20に入力され
る。制御回路20には、図3に示すようにリニアセンサ
13の出力を順次読み込んだ出力データを一定回数読み
込む一定読込回数範囲Bと、その一定読込回数範囲B内
における出力変化C1 、C2 ・・・Cnと比較される一
定許容範囲Cが設定されている。
【0017】そこで、図3の場合には、第1回目の一定
読込回数範囲Bでは、出力変化はC1 であり、一定許容
範囲Cより大きいので、制御回路20はボンド面レベル
でないと判断する。第2回目、第3回目・・・も同様に
ボンド面レベルでないと判断する。そして、第n回目の
一定読込回数範囲Bでは、出力変化Cn(図3の場合は
Cnは零で変化はない)は一定許容範囲Cより小さいの
で、ボンド面レベルと判断する。このように、制御回路
20がボンド面レベルを判断すると、その時におけるリ
ニアセンサ13の出力データをボンド面レベルとして制
御回路20のメモリに記憶する。そして、前記ボンド面
レベル検出点を基準としてモータ7の回転量を制御して
キヤピラリ6の沈み込み及びボンデイング後におけるキ
ヤピラリ6の上昇量等を決定する。
【0018】ところで、リニアセンサ13の出力は図3
のように直線で表れることはなく、振動等によって図4
のようにノイズ30、31が表れる。この場合、図4
(a)のように一定読込回数範囲をB1 のように小さく
設定すると、出力変化C2 は一定許容範囲Cより小さい
ので、ノイズ30によって第2回目の比較でボンド面レ
ベルと判断して誤検出する。これは、図4(b)のよう
に一定読込回数範囲BをB2 のように設定することによ
りノイズ30があっても出力変化C2 は一定許容範囲C
より大きくなってノイズ30を無視できるので、ボンド
面レベルでないと判断し、誤検出はない。また図4
(a)のように、一定許容範囲Cを小さく設定すると、
第n回目の比較でボンド面レベルであるにもかかわら
ず、ノイズ31によって出力変化Cnが一定許容範囲C
より大きく、ボンド面レベルが検出できなくなる。これ
は、図4(b)のように、一定許容範囲Cをノイズ3
0、31より大きく取ることによりノイズ30、31を
無視でき、誤検出がなくなる。前記したノイズ30、3
1は、ボンデイング装置では、その大きさはある一定値
以下であるので、実験によって予めノイズ30、31の
出方を調べておき、これに基づいて一定読込回数範囲B
及び一定許容範囲Cを設定することが必要である。
【0019】なお、上記実施例は、各回目の一定読込回
数範囲Bの出力変化C1 、C2 ・・・Cnを一定許容範
囲Cと比較したが、各回目の一定読込回数範囲B内の出
力データの平均又は総和を求め、第2回目は第1回目
と、第3回目は第2回目と、第n回目は第nー1回目と
それぞれ比較し、その差が一定許容範囲C以内であれば
ボンド面レベルと判断するようにしてもよい。
【0020】また上記実施例は、リニアセンサ13を検
出板12の上面に対向させたが、図5に示すように、リ
ニアセンサ13を検出板12の下面に対向させてボンデ
イングヘッド2に固定してもよい。従って、本実施例の
場合には、キヤピラリ6が下降すると、図6に示すよう
にリニアセンサ13の出力は大きくなるように変化す
る。そして、キヤピラリ6が試料14に当接した後は一
定の出力となる。このような場合も前記実施例と同様に
検出することができる。また、上記各実施例において
は、アームホルダ4を支軸3を介してボンデイングヘッ
ド2に回転自在に取付けたが、アームホルダ4を板ばね
を介してボンデイングヘッド2に揺動可能に取付けても
よい。またアームホルダ4は揺動ではなく、上下に平行
に移動させられるものにも適用できる。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、ノイズの影響を受けな
いでボンド面レベルが検出できるので、高精度の検出が
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したボンデイング装置の一実施例
を示す側面図である。
【図2】図1のボンデイング装置に用いる駆動装置のブ
ロック図である。
【図3】本発明のボンデイング方法の一実施例を示すリ
ニアセンサの出力図である。
【図4】(a)及び(b)はノイズが発生している場合
における本発明のボンデイング方法の一実施例を示すリ
ニアセンサの出力図である。
【図5】本発明を適用したボンデイング装置の他の実施
例を示す側面図である。
【図6】図5の場合におけるリニアセンサの出力図であ
る。
【符号の説明】
4 アームホルダ 6 キヤピラリ 13 リニアセンサ B 一定読込回数範囲 C 一定許容範囲 C1 、C2 ・・・Cn 出力変化
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−332145(JP,A) 特開 平2−122638(JP,A) 特開 昭61−290730(JP,A) 特開 平2−125438(JP,A) 特開 昭63−258032(JP,A) 特開 昭55−24403(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/60 301

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キヤピラリを保持したアームホルダを上
    下動又は揺動させてキヤピラリに挿通されたワイヤをボ
    ンド面に接続するワイヤボンデイング方法において、前
    記アームホルダの上下方向の変位をリニアセンサで逐次
    検出し、この検出された一定読込回数範囲内の出力デー
    タの変化が一定許容範囲内であるかどうかを調べ、一定
    許容範囲内であるとボンド面レベルであると判断するこ
    とを特徴とするワイヤボンデイング方法。
  2. 【請求項2】 キヤピラリを保持したアームホルダを上
    下動又は揺動させてキヤピラリに挿通されたワイヤをボ
    ンド面に接続するワイヤボンデイング方法において、前
    記アームホルダの上下方向の変位をリニアセンサで逐次
    検出し、この検出された一定読込回数範囲内の出力デー
    タの平均又は総和を順次求め、その前の出力データの平
    均又は総和と比較し、その差が一定許容範囲内である場
    合にボンド面レベルであると判断することを特徴とする
    ワイヤボンデイング方法。
  3. 【請求項3】 キヤピラリを保持したアームホルダを上
    下動又は揺動させてキヤピラリに挿通されたワイヤをボ
    ンド面に接続するワイヤボンデイング装置において、前
    記アームホルダの上下方向の変位を検出するリニアセン
    サと、このリニアセンサで逐次検出された一定読込回数
    範囲内の出力データの変化が一定許容範囲内であるかど
    うかを調べ、一定許容範囲内であるとボンド面レベルで
    あると判断する制御回路を備えたことを特徴とするワイ
    ヤボンデイング装置。
  4. 【請求項4】 キヤピラリを保持したアームホルダを上
    下動又は揺動させてキヤピラリに挿通されたワイヤをボ
    ンド面に接続するワイヤボンデイング装置において、前
    記アームホルダの上下方向の変位を検出するリニアセン
    サと、このリニアセンサで逐次検出された一定読込回数
    範囲内の出力データの平均又は総和を順次求め、その前
    の出力データの平均又は総和と比較し、その差が一定許
    容範囲内である場合にボンド面レベルであると判断する
    制御回路を備えたことを特徴とするワイヤボンデイング
    装置。
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