JP2828552B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱圧着方式のワイヤボ
ンディング装置に係り、特にヒータプレートの最大上昇
位置の設定方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】熱圧着方式のワイヤボンディング装置と
しては、従来、例えば図３に示すものが知られている。
図３において、リードフレーム３１にはＩＣチップ等が
設定される多数のアイランド（図中略菱形状図形）が一
定間隔で形成されているが、このリードフレーム３１が
リードフレーム供給マガジン４１から送出されると、リ
ードフレーム搬送装置３３により把持されガイドレール
３２に沿って搬送され、１つのアイランドがボンディン
グ点Ｐに到達すると、リードフレーム搬送装置３３はそ
の把持を解除してリードフレーム３１をガイドレール３
２に載置する。ボンディング基準面は、装置ごとに適宜
設定されるが、ガイドレール３２の載置面がボンディン
グ基準面となる場合がある。

【０００３】ボンディング点Ｐにおけるリードフレーム
３１の下面直下にはヒータプレート３５が設けられる。
このヒータプレート３５はヒータプレート上下案内３４
の上端に固定され、ヒータプレート上下案内３４の上向
動によりリードフレーム３１の下面に当接接触し加熱す
るようになっている。

【０００４】ワーク押え３７は、ボンディング点Ｐにお
いてリードフレーム３１に対し直交配置される。このワ
ーク押え３７は、一端がガイドレール３２の一側前方の
適宜位置に配置されるワーク押え上下案内３６の上端に
固定され、他端がリードフレーム３１の上面上方であっ
てヒータプレート３５の直上位置にまで延在し、ワーク
押え上下案内３６の下向動によりリードフレーム３１の
上面に当接接触するようになっている。つまり、リード
フレーム３１は、ボンディング点Ｐにおいて、ヒータプ
レート３５とワーク押え３７とにより挟持固定される。

【０００５】ボンディング点Ｐにおけるリードフレーム
３１の上方位置にはボンディングヘッド３８が設けられ
る。このボンディングヘッド３８は、リードフレーム３
１の面に平行な面（水平面）内でＸＹ方向に移動制御さ
れるが、ワーク押え３７の他端直上位置ではボンディン
グヘッド３８に設けられるＵ．Ｓホーンからキャピラリ
がリードフレーム３１に向かい垂下している。

【０００６】認識カメラ３９は、このキャピラリのリー
ドフレーム３１に対する設定位置（つまりボンディング
位置）を撮像するためボンディングヘッド３８に搭載さ
れているが、その撮像結果はリードフレーム認識装置４
０に伝達される。

【０００７】リードフレーム認識装置４０は、撮像結果
に基づきリードフレーム３１の送り位置やＩＣチップ等
のずれを検出し、その検出結果を制御装置４２に与え
る。

【０００８】制御装置４２は、入力された検出結果に基
づきリードフレーム搬送装置３３，ヒータプレート上下
案内３４，ヒータプレート３５，ワーク押え上下案内３
６，ボンディングヘッド３８等を制御し、キャピラリを
正しいボンティング位置に設定し、一定時間加熱後にワ
イヤボンディングを行う。

【０００９】さて、上述したヒータプレート３５とワー
ク押え３７の移動制御機構は、具体的には例えば図４に
示すようになっている。図４において、モータ４３は制
御装置４２により回転駆動されるが、そのモータ軸には
ヒータプレート上下カム４４とワーク押え上下カム４５
が固定される。ヒータプレート上下カム４４はカムフォ
ロア４４ａを介してヒータプレート上下案内３４と係合
し、ワーク押え上下カム４５はカムフォロア４５ａを介
してワーク押え上下案内３６と係合し、それぞれ、モー
タ軸の回転に伴い対応する上下案内、つまり、ヒータプ
レート３５とワーク押え３７の対応するものを上下動さ
せる。

【００１０】ここに、ヒータプレート上下カム４４とワ
ーク押え上下カム４５は、それぞれ、ヒータプレート３
５とワーク押え３７の移動タイミングに応じた外径加工
がなされており、ヒータプレート３５とワーク押え３７
の移動量は対応するカムの外径により決定される。即
ち、ヒータプレート３５の最大上昇位置はヒータプレー
ト上下カム４４の最大径がカムフォロア４４ａと接する
位置となり、これがボンディング位置である。また、ワ
ーク押え３７の最大下降位置はワーク押え上下カム４５
の最小径の範囲がカムフォロア４５ａと接する位置とな
り、これがボンディング位置である。

【００１１】そして、ボンディング時では、ヒータプレ
ート３５とワーク押え３７によりリードフレーム３１を
挟持固定するが、この保持力を得るためばね４６が設け
られる。即ち、このばね４６は、一端がワーク押え上下
案内３６の側面に固定され、他端が図外の基台に固定さ
れ、ワーク押え３７を常時下向きに付勢しこれによりボ
ンディング時における上記保持力を形成するようにして
いる。

【００１２】なお、ワーク押え３７は、その他端下面は
リードフレーム３１がない状態でヒータプレート３５の
上面に密着することが必要である。そのため、図４に示
すように、ワーク押え上下案内３６の上端面に高さ調整
軸４７を立設しこれにワーク押え３７の一端（基端）を
上下動可能に支持させ、高さ調整後にワーク押え３７の
一端を高さ調整ねじ４８で高さ調整軸４７に移動不能に
ロックできるようにしている。この高さ位置調節は、ヒ
ータプレート３５の最大上昇位置の調整後に行われる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のワイヤ
ボンディング装置には、次のような各種の問題がある。
まず、ヒータプレートの最大上昇位置はその上面が装置
のボンディング基準面と高い精度で一致するように設定
される。これは、ボンティングヘッドの先端から垂下す
るキャピラリがボンディング基準面に垂直となる、即
ち、キャピラリの先端面をボンディング基準面に平行に
するためである。しかし、通常、加工誤差や組み立て時
の誤差によりボンディングヘッドとヒータプレート上面
間の距離に若干の狂いが生ずる。そこで、従来では、こ
れを補正するためヒータプレートの最大上昇位置を調整
することが行われる。即ち、例えば図４に示すように、
カムフォロア４４ａに偏心ピン４９を設けカムフォロア
４４ａの上下位置を調整できるようにしている。この調
整作業は手作業であるので、非常に繁雑であるという問
題がある。

【００１４】一方、上述の様に、偏心ピン４９によりヒ
ータプレートの上面位置をボンディング基準面に調節設
定しても実際のボンディング面はリードフレームの上
面、具体的にはリードフレームにマウントされているＩ
Ｃチップ等の上面となる。従って、ボンディングヘッド
と実際のボンディング面との間の距離がキャピラリの長
さよりも短くなる場合が生じ、ボンディングヘッドを水
平面内で移動制御してキャピラリをボンディング位置に
位置決めしてもキャピラリはそのボンディング位置でボ
ンディング面に直立できず、キャピラリの先端部はその
ボンディング位置で片当りの状態となる。これはボンデ
ィング不良の発生要因の１つとなる。そのため、ヒータ
プレートの上面位置調整を現物合せで行うのであるが、
ワーク押えの高さ調整も同時に行う必要があり、ボンデ
ィング試料の品種交換ごとに行うとなると、非常に繁雑
な作業となるという問題がある。

【００１５】また、ボンディングヘッドに搭載される認
識カメラはリードフレームの搬送位置やＩＣチップ等の
ずれの検出に役立っているが、この認識カメラのレンズ
は固定倍率である。つまり、ボンディングヘッドは上下
動せず水平面内での移動であり、またヒータプレートの
上昇位置は一定であるので、レンズの焦点距離に対しリ
ードフレームの高さ位置は一定である。従って、第１ボ
ンド位置と第２ボンド位置の段差がレンズの焦点深度を
越えるようなもので、しかも、その第１ボンド位置と第
２ボンド位置の両者を認識しなければならないようなボ
ンディング試料では、影像がぼやけてしまい確実な認識
が行えないという問題がある。

【００１６】この問題を解決するため、オートフォー
カス機能を持ったレンズを用いる、レンズ自体をカメ
ラと共に上下動させる、図５に示すようにレンズ５１
と被写体５２との間に所定厚さのガラス５３を設け一時
的に焦点距離を変化させる、等の方策が採用されている
が、何れもボディングヘッドに追加搭載されるので、ボ
ンディングヘッド周辺の機構が複雑化し組み立て作業性
を低下させ、また重量増加はボンディングヘッドのＸＹ
移動の際に振動を発生させボンディング性を低下させる
という問題がある。

【００１７】また、ガラスにより焦点距離を可変する方
式では、１枚のガラスでは１種類の焦点距離の変化にし
か対応できず汎用性に欠ける一方、複数枚の種類が異な
るガラスを配設すると機構が複雑化し重量が増加し上述
した問題を生ずる。

【００１８】なお、レンズ自体をカメラと共に上下動さ
せる措置は、ボンディング試料の品種交換により高さ調
節をする必要の有る場合にも実行されるが、手作業であ
るので、作業性が悪いという問題もある。

【００１９】本発明の目的は、ヒータプレートの上面位
置を自動的に任意の位置に設定できる機構を備えたワイ
ヤボンディング装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のワイヤボンディング装置は次の如き構成を
有する。即ち、本発明のワイヤボンディング装置は、リ
ードフレームをワーク押えとヒータプレートとで挟持し
て所要のボンディングを行うワイヤボンディング装置に
おいて； 矩形状のユニット部とこのユニット部をその
一側外面に摺接・係合し上下動可能に支持する駆動部
と； を設け、前記ユニット部は、前記駆動部の一側外
面に摺接・係合すべき支持側壁と対向する側壁がわに配
設した第１のモータと； 前記支持側壁がわに向かい延
在する前記第１のモータの回転軸に固定したヒータプレ
ートカム及びワーク押えカムと； 前記第１のモータの
回転軸に直交する方向の前記ユニット部の両側の側壁の
それぞれに上下動自在に支持され前記ヒータプレートカ
ム及びワーク押えカムのそれぞれと係合して上下動付勢
され、前記ヒータプレートカムと当接せしめるプレート
上下案内及び前記ワーク押えと当接せしめる上下案内
と； を備え、前記駆動部は、速度や回転角度等を任意
に設定可能な第２のモータと； 前記第２のモータの回
転軸に固定され前記ユニット部の前記支持側壁に設けた
カムフォロアと係合しユニット部を上下動付勢するカム
であってその勾配が等速移動するカムと； を備えるこ
とを特徴とするものである。

【００２１】

【作用】次に、前記の如く構成される本発明のワイヤボ
ンディング装置の作用を説明する。本発明では、ワーク
押えが固定されるワーク押え上下案内とヒータプレート
が固定されるヒータプレート上下案内とを連動して上下
動させるようにしたユニット部を上下動させる駆動部
に、勾配が等速移動するカムと速度や回転角度を任意に
設定できるカム駆動モータ（第２のモータ）を設け、ユ
ニット部にて一度ヒータプレートの最大上昇位置を設定
しこれに伴いワーク押えの高さ位置を設定すれば、その
後は駆動部にてカムの勾配からカム駆動モータの回転角
度を設定することでユニット部を上下動させヒータプレ
ートの上面位置を任意に設定できるようにしてある。

【００２２】従って、ヒータプレートの最大上昇位置や
ワーク押えの高さ位置の手作業による繁雑な調整を不要
にできるだけでなく、焦点距離に応じて各認識点の高さ
を適宜設定することが可能となるので、第１ボンド位置
と第２ボンド位置で相当の段差があっても良好な認識画
像を取得できる。また、品種交換時にレンズの高さ調節
を要せずにボンディングできるので、作業性が一段と向
上する。なお、ヒータプレートとワーク押えは従来と同
様に同時に上下動するので、試料は移動時に位置ずれを
生ずることはなく、従来と同様に良好なボンディングが
できる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１と図２は、本発明のワイヤボンディング装置
に備えるユニット部及び駆動部を示す。図において、ユ
ニット部１は、矩形状をなし、図１中上下方向と左右方
向にそれぞれ対向する側壁を有する。

【００２４】上下方向の両側壁では、一方（上側）の側
壁にヒータプレート上下案内１１が上下動自在に設けら
れ、他方（下側）の側壁にワーク押え上下案内１２が上
下動自在に設けられる。そして、図２に示すように、ヒ
ータプレート上下案内１１の上段面にはヒータプレート
３５が（図示例ではアームを介して）固定される。ま
た、ワーク押え上下案内１２の上端には高さ調整軸４７
が立設され、これにワーク押え３７の一端（基端）が上
下動可能に支持され、高さ調整ねじ４８により両者を移
動不能にロックされている。なお、ワーク押え上下案内
１２の側面とユニット部１の基台との間にはばね４６が
従来と同様に設けられる。

【００２５】次いで、左右方向の両側壁では、一方（右
側）の側壁に（第１の）モータ１３が固定され、その回
転軸は先端が他方（左側）の側壁まで延在し途中が適宜
に軸支される。この回転軸にはヒータプレート上下カム
１４とワーク押え上下カム１５が固定されている。これ
らのカムとヒータプレート及びワーク押え各上下案内と
の係合は従来と同様にカムフォロアを介して行われる
が、ヒータプレート上下カム１４と係合するカムフォロ
アには従来のような偏心ピン４９は設けていない。ま
た、これらのカムの形状も従来と同様である。

【００２６】つまり、ヒータプレート３５の最大上昇位
置はヒータプレート上下カム１４により規定され、ワー
ク押え３７の最大下降位置はワーク押え上下カム１５に
より規定される点は従来と同様であるが、ヒータプレー
ト３５の上昇位置調節は不要でワーク押え３７の高さ位
置調節のみ行えば良い点が従来と異なる。

【００２７】そして、他方（左側）の側壁の外面は、ユ
ニット上下案内１６により駆動部２と連結される。図示
例では、ユニット上下案内１６は、ユニット部１の左側
壁の外側面に突設した凸部が駆動部２のベース２１の一
側壁に形成した凹部に上下動可能に摺接・嵌合し支持さ
れる構造となっている。またこの、ユニット部１の他方
（左側）の側壁外面には、カムフォロア１７が設けられ
る。

【００２８】次に、駆動部２では、（第２の）モータ２
２がベース２１の他側壁に固定され、その回転軸は先端
が前記一側壁まで延在し途中が適宜に軸支される。この
回転軸にはユニット上下カム２３が固定され、前記カム
フォロア１７と係合するようになっている。ユニット上
下カム２３の回転に伴いユニット部１が上下動するので
ある。

【００２９】ここに、ユニット上下カム２３はその勾配
が等速にて移動するもので、このカムを回転駆動するモ
ータ２２はその速度や回転角度等を任意に設定可能な例
えばパルスモータ等である。

【００３０】従って、ユニット上下カム２３の勾配から
モータ２２の回転角度を設定することにより、ユニット
部１全体の上下量、つまり、ヒータプレート３５の上面
の高さ位置を任意に自動的に調節制御できることとな
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のワイヤボ
ンディング装置によれば、ワーク押えが固定されるワー
ク押え上下案内とヒータプレートが固定されるヒータプ
レート上下案内とを連動して上下動させるようにしたユ
ニット部を上下動させる駆動部に、勾配が等速移動する
カムと速度や回転角度を任意に設定できるカム駆動モー
タ（第２のモータ）を設け、ユニット部にて一度ヒータ
プレートの最大上昇位置を設定しこれに伴いワーク押え
の高さ位置を設定すれば、その後は駆動部にてカムの勾
配からカム駆動モータの回転角度を設定することでユニ
ット部を上下動させヒータプレートの上面位置を任意に
設定できるようにしてある。

【００３２】従って、ヒータプレートの最大上昇位置や
ワーク押えの高さ位置の手作業による繁雑な調整を不要
にできるだけでなく、焦点距離に応じて各認識点の高さ
を適宜設定することが可能となるので、第１ボンド位置
と第２ボンド位置で相当の段差があっても良好な認識画
像を取得できる。また、品種交換時にレンズの高さ調節
を要せずにボンディングできるので、作業性が一段と向
上する。なお、ヒータプレートとワーク押えは従来と同
様に同時に上下動するので、試料は移動時に位置ずれを
生ずることはなく、従来と同様に良好なボンディングが
できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のワイヤボンディング装置で用いるユニ
ット部と駆動部の上面概略断面図である。

【図２】（ａ）は本発明のワイヤボンディング装置で用
いるユニット部と駆動部の側面図、（ｂ）はユニット部
の側面図である。

【図３】従来のワイヤボンディング装置の全体構成図で
ある。

【図４】ヒータプレートとワーク押えの従来の移動機構
の説明図である。

【図５】固定倍率のレンズの焦点距離を変化させる一態
様の説明図である。

【符号の説明】

１ ユニット部 ２ 駆動部 １１ ヒータプレート上下案内 １２ ワーク押え上下案内 １３ モータ １４ ヒータプレート上下カム １５ ワーク押え上下カム １６ ユニット上下案内 １７ カムフォロア ２１ ベース ２２ モータ ２３ ユニット上下カム

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リードフレームをワーク押えとヒータプ
   レートとで挟持して所要のボンディングを行うワイヤボ
   ンディング装置において； 矩形状のユニット部とこの
   ユニット部をその一側外面に摺接・係合し上下動可能に
   支持する駆動部と； を設け、前記ユニット部は、前記
   駆動部の一側外面に摺接・係合すべき支持側壁と対向す
   る側壁がわに配設した第１のモータと； 前記支持側壁
   がわに向かい延在する前記第１のモータの回転軸に固定
   したヒータプレートカム及びワーク押えカムと； 前記
   第１のモータの回転軸に直交する方向の前記ユニット部
   の両側の側壁のそれぞれに上下動自在に支持され前記ヒ
   ータプレートカム及びワーク押えカムのそれぞれと係合
   して上下動付勢され、前記ヒータプレートカムと当接せ
   しめるプレート上下案内及び前記ワーク押えと当接せし
   める上下案内と； を備え、前記駆動部は、速度や回転
   角度等を任意に設定可能な第２のモータと； 前記第２
   のモータの回転軸に固定され前記ユニット部の前記支持
   側壁に設けたカムフォロアと係合しユニット部を上下動
   付勢するカムであってその勾配が等速移動するカムと；
   を備えることを特徴とするワイヤボンディング装置。