JP2815626B2 - ボンディング工具のアームへの取付誤差検知方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、ワイヤボンディングやペレットボンディン
グ等のボンディング装置における、ボンディング工具の
アームへの取付誤差検知方法に関する。

（従来の技術） 例えば、ペレットボンディング装置においては、ボン
ディング工具である吸着ノズルを上下動アームに保持さ
せ、アームの上下動によって、吸着ノズルに保持されて
なる半導体ペレットをリードフレームや基板等の所定位
置にボンディングするものである。またワイヤボンディ
ング装置にあっては、ボンディング工具であるキャピラ
リを上下動アームに保持させ、アームの上下動によっ
て、半導体ペレットの電極と外部リードとを、キャピラ
リに挿通されてなる導電性ワイヤを用いて電気的に接続
するものである。

さて、これらのボンディング装置において、動作中の
ボンディング工具の位置は、それが保持されたアームの
上下動位置によって一義的に決定されることとなる。こ
こでボンディング工具の位置制御としては、ペレットボ
ンディング装置においては、半導体ペレットをピックア
ップする時、リードフレームや基板にボンディングする
時のそれぞれにおける吸着ノズルの位置制御等があげら
れ、またワイヤボンディング装置においては、ワイヤ先
端にボールを形成する時、半導体ペレットの電極や外部
リードにワイヤを押付ける時のそれぞれにおけるキャピ
ラリの位置制御等があげられる。そしてこれらボンディ
ング工具の位置制御は、ボンディング装置が備える制御
部が、アームの上下動位置を制御することで行なわれ
る。

（発明が解決しようとする課題） ところで制御部によるアームの上下動位置の制御は、
アームが現在保持しているボンディング工具のアームに
対する取付位置に基づいて成される。すなわち制御量
は、ボンディング工具のアームに対する現在の突出量に
基づいて設定されている。従って、ボンディング工具の
摩耗等によりボンディング工具を交換した時には、交
換後におけるボンディング工具のアームに対する突出量
を、交換前の値と一致させる、または、交換後におけ
るボンディング工具のアームに対する突出量を交換前の
値と比較し、その差分だけアームの制御量を補正する、
ことが必要となる。そこで従来は、またはを達成す
るために、ボンディング工具の交換時、アームに対する
ボンディング工具の突出量を、オペレータが測定工具を
用いて測定していた。ところが、工具を用いたボンディ
ング工具の突出量測定が困難であるために、正確な測定
が行なえず、においては、交換前後におけるボンディ
ング工具の突出量を正確に一致させることは不可能であ
り、またの方法においては、突出量を完全に一致させ
る必要はないものの、制御量の正確な補正を行なうこと
ができなかった。

そこで本発明は、特に上記したの方法を実行する上
で、ワイヤボンディング装置においてはキャピラリ、ペ
レットボンディング装置においては吸着ノズルといった
ボンディング工具の、交換前に対する交換後のアームへ
の取付誤差を容易に検知できるようにすることを目的と
する。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 請求項１に記載の本発明においては、上下動アームに
ボンディング工具であるキャピラリを保持させるととも
に、このキャピラリの移動軌跡上にトーチ電極を配設
し、このトーチ電極と前記アームとを相対移動させてト
ーチ電極とキャピラリとを接触させるとともにこの接触
時を接触検出器で検出し、その接触位置、または接触ま
での相対移動量をキャピラリ交換前の第１の制御量とし
て記憶しておき、キャピラリの交換後において、前記第
１の制御量に相対する第２の制御量を求め、第１と第２
の制御量を比較することにより、キャピラリの、交換前
に対する交換後のアームへの取付誤差を検知することを
特徴とする。

また請求項２に記載の本発明においては、上下動アー
ムにボンディング工具である吸着ノズルを保持させると
ともに、この吸着ノズルの移動軌跡上に基準部材を配設
し、この基準部材と前記アームとを相対移動させて基準
部材と吸着ノズルとを接触させるとともにこの接触時を
接触検出器で検出し、その接触位置、または接触までの
相対移動量を吸着ノズル交換前の第１の制御量として記
憶しておき、吸着ノズルの交換後において、前記第１の
制御量に相対する第２の制御量を求め、第１と第２の制
御量を比較することにより、吸着ノズルの、交換前に対
する交換後のアームへの取付誤差を検知することを特徴
とする。

（作用） 請求項１に記載の本発明によれば、キャピラリ交換時
には、キャピラリをアームに保持させた後、トーチ電極
とアームとを相対移動させ、トーチ電極とキャピラリと
を接触させる、といったきわめて簡易な方法によってア
ームに対するキャピラリの取付誤差を検知することがき
る。

また請求項２に記載の本発明によれば、吸着ノズル交
換時には、吸着ノズルをアームに保持させた後、基準部
材とアームとを相対移動させ、基準部材と吸着ノズルと
を接触させる、といったきわめて簡易な方法によってア
ームに対する吸着ノズルの取付誤差を検知することがで
きる。

（実施例） 以下本発明の一実施例について、図面を用いて説明す
る。第１図は本発明を実施するために使用する一装置の
構成図、第２図は第１図における駆動部の構成を示す側
面図、第３図は第１図の動作を示す部分側面図であり、
以下ワイヤボンディング装置を例にとって説明する。

まず第１図において、21はXYテーブル、22はこのXYテ
ーブル21上に設けられたボンディングヘッドで、アーム
23を揺動自在に支持している。このアーム23は、第２図
に示すように、一端部に一対の平行板41を有し、モータ
24により回転させられる回転板42に突設されたピン43
が、この平行板41間に位置している。25はアーム23の他
端部に保持されたボンディング工具であるキャピラリ、
26はトーチ電極を示し、このトーチ電極26は図示省略の
ソレノイド等の駆動により、キャピラリ25の移動軌跡上
に進退可能とされる。27は位置検出器で、モータ24の回
転角度に基づき、原点位置に対するアーム23の位置を検
出する。28は接触検出器で、アーム23の揺動角度変化量
に基づき、キャピラリ25の下端がトーチ電極26に接触し
たことを検出する。29は制御部で、位置検出器27、接触
検出器28の出力信号が入力されるとともに、記憶部31と
演算部32を有する。なお、前述したモータ24は、コント
ローラ30を介してこの制御部29に接続される。

次に動作について説明する。まず制御部29の有する記
憶部31には、ワイヤボンディング動作をキャピラリ25に
行なわしめるためのアーム23の移動データが、アーム23
に対するキャピラリ25の突出量に基づき設定されてい
る。ここでアーム23の移動データとは、トーチ電極26に
よってワイヤ先端にボールを形成する時のキャピラリ25
の高さ、ワイヤを半導体ペレットの電極あるいは外部リ
ードにボンディングしている時のキャピラリ25の高さ、
半導体ペレットの電極あるいは外部リードにボンディン
グ後のキャピラリの上昇高さ等が最適となる、それぞれ
の時点におけるアーム23の揺動角度などがあげられる。

またボンディング動作を行なうに先立ち、次の作業を
行なう。すなわち、アーム23を原点位置に設定するとと
もに、トーチ電極26をキャピラリ25の移動軌跡上に進出
させる。そしてモータ24の駆動、あるいは手動によりア
ーム23を下動させ、キャピラリ25をトーチ電極26に接触
させる。なおこの接触時点は、接触検出器28によって検
出される。そして検出信号が制御部29に送られると、制
御部29は位置検出器27から送られる信号に基づき、アー
ム23の原点位置に対する、キャピラリ25がトーチ電極26
に接触するまでの移動量ａ（第３図参照）を演算部32に
て演算し、演算結果は記憶部31に記憶される。

そこでボンディング動作は、制御部29において、アー
ム23の移動データを逐次記憶部31から呼び出すととも
に、コントローラ30を介してモータ24を駆動制御し、こ
れによりワイヤ先端へのボール形成、半導体ペレットの
電極と外部リードとの接続等が行なわれる。説明は省略
するが、ボンディングに際して、XYテーブル21の駆動制
御、トーチ電極26の移動制御、図示省略のワイヤクラン
パの開閉制御等も行なわれる。

さて、次にキャピラリ25の交換時について説明する。
キャピラリ25の交換時には、図示省略の固定ボルトをゆ
るめ、今までのキャピラリ25を取りはずし、そして新し
いキャピラリ25をアーム23に固定する。この固定作業に
おいて、キャピラリ25の固定位置は、交換前と比べて当
然ずれを生じている。そこでキャピラリ交換後、アーム
23を原点位置に設定するとともに、その位置から下降さ
せ、キャピラリ25をトーチ電極26に接触させる。そして
既述したと同様にして、キャピラリ25がトーチ電極26に
接触するまでの移動量ｂ（第３図参照）を演算で求め
る。そして制御部29は、記憶部31に記憶されている移動
量ａからキャピラリ交換後における移動量ｂの差を演算
部32で演算する。そして、ここで求めた差に基づき、記
憶部31に記憶されているアーム23の移動データを補正す
る。これは、移動量ａ＞移動量ｂの場合には、例えばボ
ール形成時、原点位置を基準とするアーム23の下降量が
差分だけ少なくなるよう補正し、移動量ａ＜移動量ｂの
場合は、アーム23の下降量が差分だけ多くなるように補
正するといった具合である。

このように上記実施例においては、キャピラリ25の交
換時、キャピラリ25をアーム23に装着後、アーム23を下
降させてキャピラリ25をトーチ電極26へ接触させるとい
った簡易な方法で、キャピラリ25の、交換前に対する交
換後のアーム23への取付誤差を検知することができる。
また上記実施例において、キャピラリ25とトーチ電極26
との接触を、接触検出器28で検知するようにしたので、
測定誤差を生じることなく、正確な接触検知を行なうこ
とが可能となる。

なお上記実施例においては、キャピラリ25がトーチ電
極26に接触するまでの移動量を求める時に、アーム23を
まず原点位置に設定するようにしたが、キャピラリ25の
交換前後において求める移動量が対応するものであれば
よく、従って原点位置に必ずしも設定する必要はない。

また上記実施例においては、アーム23を下降させるこ
とによって、キャピラリ25をトーチ電極26に接触させる
ようにした。しかしながら、アーム23を固定状態とし、
トーチ電極26の方を上昇させるようにしてもよい。この
場合、トーチ電極26に上下動機構を設け、さらに、トー
チ電極26の移動量を検知する検出器を設ければよいこと
となる。

また、実施例においては、ボンディング工具であるキ
ャピラリ25が、基準部材であるトーチ電極26に接触する
までの移動量に基づいて、アーム23に対するキャピラリ
25の取付誤差と検知するようにしたが、ボンディング工
具と基準部材とが接触した位置に基づいて検知するよう
にしてもかまわない。

さらに以上の説明は、本発明をワイヤボンディング装
置に適用した例であったが、ペレットボンディング装置
において、ボンディング工具である吸着ノズルの交換時
におけるアームへの取付誤差を検出する時にも適用でき
るものである。

［発明の効果］ 本発明によれば、ワイヤボンディング装置においては
キャピラリ、ペレットボンディング装置においては吸着
ノズルといったボンディング工具の、交換前に対する交
換後のアームへの取付誤差を容易に検知することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するために使用する一装置の構成
図、第２図は第１図における駆動部の構成を示す側面
図、第３図は第１図の動作を示す部分側面図を各々示
す。 23……アーム、24……モータ、25……キャピラリ（ボン
ディング工具）、26……トーチ電極（基準部材）、27…
…位置検出器、28……接触検出器、29……制御部、31…
…記憶部、32……演算部。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下動アームにボンディング工具であるキ
   ャピラリを保持させるとともに、このキャピラリの移動
   軌跡上にトーチ電極を配設し、このトーチ電極と前記ア
   ームとを相対移動させてトーチ電極とキャピラリとを接
   触させるとともにこの接触時を接触検出器で検出し、そ
   の接触位置、または接触までの相対移動量をキャピラリ
   交換前の第１の制御量として記憶しておき、キャピラリ
   の交換後において、前記第１の制御量に相対する第２の
   制御量を求め、第１と第２の制御量を比較することによ
   り、キャピラリの、交換前に対する交換後のアームへの
   取付誤差を検知することを特徴とするボンディング工具
   のアームへの取付誤差検知方法。
2. 【請求項２】上下動アームにボンディング工具である吸
   着ノズルを保持させるとともに、この吸着ノズルの移動
   軌跡上に基準部材を配設し、この基準部材と前記アーム
   とを相対移動させて基準部材と吸着ノズルとを接触させ
   るとともにこの接触時を接触検出器で検出し、その接触
   位置、または接触までの相対移動量を吸着ノズル交換前
   の第１の制御量として記憶しておき、吸着ノズルの交換
   後において、前記第１の制御量に相対する第２の制御量
   を求め、第１と第２の制御量を比較することにより、吸
   着ノズルの、交換前に対する交換後のアームへの取付誤
   差を検知することを特徴とするボンディング工具のアー
   ムへの取付誤差検知方法。