JP2839223B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの組立
工程において、第１ボンディング点、例えば半導体チッ
プ上の電極（パッド）と、第２ボンディング点、例えば
リードフレームに配設された外部リードとをワイヤを用
いて接続するワイヤボンディング装置に関するものであ
る。
工程において、第１ボンディング点、例えば半導体チッ
プ上の電極（パッド）と、第２ボンディング点、例えば
リードフレームに配設された外部リードとをワイヤを用
いて接続するワイヤボンディング装置に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、金線又は銅、アルミニウムなどの
ワイヤを用いて第１ボンディング点となる半導体チップ
上の電極と、第２ボンディング点となるリードとを接続
するワイヤボンディング装置においては、先ずボンディ
ングツールとしてのキャピラリから突出したワイヤの先
端と放電電極（電気トーチ）との間に高電圧を印加する
ことにより放電を起こさせ、その放電エネルギーにより
ワイヤの先端部を溶融してキャピラリの先端にボールを
形成するようにしている。そしてキャピラリの先端に形
成されたボールを、ボンディング点に対して所定のボン
ディング荷重を加えつつ、超音波及び他の加熱手段を併
用して加熱を行い、第１ボンディング点に対してワイヤ
を接続するように成される。
ワイヤを用いて第１ボンディング点となる半導体チップ
上の電極と、第２ボンディング点となるリードとを接続
するワイヤボンディング装置においては、先ずボンディ
ングツールとしてのキャピラリから突出したワイヤの先
端と放電電極（電気トーチ）との間に高電圧を印加する
ことにより放電を起こさせ、その放電エネルギーにより
ワイヤの先端部を溶融してキャピラリの先端にボールを
形成するようにしている。そしてキャピラリの先端に形
成されたボールを、ボンディング点に対して所定のボン
ディング荷重を加えつつ、超音波及び他の加熱手段を併
用して加熱を行い、第１ボンディング点に対してワイヤ
を接続するように成される。
【０００３】そしてワイヤをキャピラリの先端から繰り
出しつつ、キャピラリを所定のループコントロールに従
って相対移動せしめ、キャピラリを第２ボンディング点
の直上に位置させる。さらにキャピラリをボンディング
点に対して所定のボンディング荷重を加えつつ第２ボン
ディング点に圧着し、超音波及び他の加熱手段を併用し
て加熱を行い、第２ボンディング点に対してワイヤを接
続するように成される。
出しつつ、キャピラリを所定のループコントロールに従
って相対移動せしめ、キャピラリを第２ボンディング点
の直上に位置させる。さらにキャピラリをボンディング
点に対して所定のボンディング荷重を加えつつ第２ボン
ディング点に圧着し、超音波及び他の加熱手段を併用し
て加熱を行い、第２ボンディング点に対してワイヤを接
続するように成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来のワ
イヤボンディング装置を用いて第１ボンディング点と第
２ボンディング点との間に掛け渡されるワイヤ形状は、
一定にする必要がある。図１は、そのようなワイヤ形状
を一定にするためのループコントロールが示されてい
る。
イヤボンディング装置を用いて第１ボンディング点と第
２ボンディング点との間に掛け渡されるワイヤ形状は、
一定にする必要がある。図１は、そのようなワイヤ形状
を一定にするためのループコントロールが示されてい
る。
【０００５】すなわち、図１は第１ボンディング点と第
２ボンディング点との間にワイヤを掛け渡す際に移動す
るキャピラリの移動軌跡を示したものであり、Ｅは半導
体チップ上の電極（パッド）である第１ボンディング点
を、Ｆはリードフレームに配設された外部リードである
第２ボンディング点を示している。図１において先ず、
キャピラリ（図示せず）は第１ボンディング点Ｅにワイ
ヤ（図示せず）を接続した後、第１のステップで垂直方
向へ所定量（第１リバース高さＤ）上昇され、第２のス
テップで水平方向へ所定量（第１リバース量Ｃ）移動さ
れる。続いて、第３のステップで垂直方向へ所定量（第
２リバース高さＢ）上昇され、第４のステップで水平方
向へ所定量（第２リバース量Ａ）移動される。そしてキ
ャピラリは第１ボンディング点Ｅから積算してＨ1 の高
さになるまで垂直方向に引き上げられ、続いて矢印Ｇ方
向に描くように駆動される。こうしてキャピラリが第２
ボンディング点Ｆの直上に達した後、キャピラリに所定
のボンディング荷重が加えられ、ワイヤが熱圧着され
る。
２ボンディング点との間にワイヤを掛け渡す際に移動す
るキャピラリの移動軌跡を示したものであり、Ｅは半導
体チップ上の電極（パッド）である第１ボンディング点
を、Ｆはリードフレームに配設された外部リードである
第２ボンディング点を示している。図１において先ず、
キャピラリ（図示せず）は第１ボンディング点Ｅにワイ
ヤ（図示せず）を接続した後、第１のステップで垂直方
向へ所定量（第１リバース高さＤ）上昇され、第２のス
テップで水平方向へ所定量（第１リバース量Ｃ）移動さ
れる。続いて、第３のステップで垂直方向へ所定量（第
２リバース高さＢ）上昇され、第４のステップで水平方
向へ所定量（第２リバース量Ａ）移動される。そしてキ
ャピラリは第１ボンディング点Ｅから積算してＨ1 の高
さになるまで垂直方向に引き上げられ、続いて矢印Ｇ方
向に描くように駆動される。こうしてキャピラリが第２
ボンディング点Ｆの直上に達した後、キャピラリに所定
のボンディング荷重が加えられ、ワイヤが熱圧着され
る。
【０００６】この様に第１ボンディング点Ｅと第２ボン
ディング点Ｆとの間にワイヤを掛け渡す際に、前記した
ようなループコントロールを実施することにより、第１
のステップ（第１リバース高さＤ）及び第２のステップ
（第１リバース量Ｃ）によりワイヤに対して折り曲げに
よる「くせ」を付加して図２に示すような所定のループ
高さＬＨを決め、第３のステップ（第２リバース高さ
Ｂ）及び第４のステップ（第２リバース量Ａ）により所
定のフラット部長さＦＬを決めて第１ボンディング点Ｅ
と第２ボンディング点Ｆとの間にワイヤＷによる台形状
のループが形成される。
ディング点Ｆとの間にワイヤを掛け渡す際に、前記した
ようなループコントロールを実施することにより、第１
のステップ（第１リバース高さＤ）及び第２のステップ
（第１リバース量Ｃ）によりワイヤに対して折り曲げに
よる「くせ」を付加して図２に示すような所定のループ
高さＬＨを決め、第３のステップ（第２リバース高さ
Ｂ）及び第４のステップ（第２リバース量Ａ）により所
定のフラット部長さＦＬを決めて第１ボンディング点Ｅ
と第２ボンディング点Ｆとの間にワイヤＷによる台形状
のループが形成される。
【０００７】ところで、図２に示すようなワイヤＷによ
る台形状のループを形成させるに際して、ボンディング
点に対するキャピラリの相対軌跡を前記図１に示すよう
なループコントロールによって駆動させる必要がある。
これには、第１のステップにおいて駆動される垂直方向
への相対移動量である第１リバース高さＤ、第２のステ
ップにおいて駆動される水平方向への相対移動量である
第１リバース量Ｃ、第３のステップで駆動される垂直方
向への相対移動量である第２リバース高さＢ、第４のス
テップで駆動される水平方向への相対移動量である第２
リバース量Ａをそれぞれ設定する必要があり、さらに第
１ボンディング点Ｅをツールの最上昇点との相対移動量
であるツール上昇量Ｈ1 、第１ボンディング点と第２ボ
ンディング点との水平距離（ワイヤ長）Ｌ1 、第１ボン
ディング点と第２ボンディング点との水平段差（チップ
段差）ＣＨ1 等の数値を予め設定する必要が生ずる。
る台形状のループを形成させるに際して、ボンディング
点に対するキャピラリの相対軌跡を前記図１に示すよう
なループコントロールによって駆動させる必要がある。
これには、第１のステップにおいて駆動される垂直方向
への相対移動量である第１リバース高さＤ、第２のステ
ップにおいて駆動される水平方向への相対移動量である
第１リバース量Ｃ、第３のステップで駆動される垂直方
向への相対移動量である第２リバース高さＢ、第４のス
テップで駆動される水平方向への相対移動量である第２
リバース量Ａをそれぞれ設定する必要があり、さらに第
１ボンディング点Ｅをツールの最上昇点との相対移動量
であるツール上昇量Ｈ1 、第１ボンディング点と第２ボ
ンディング点との水平距離（ワイヤ長）Ｌ1 、第１ボン
ディング点と第２ボンディング点との水平段差（チップ
段差）ＣＨ1 等の数値を予め設定する必要が生ずる。
【０００８】これら７つの変数はボンディング作業に際
して予めキーボードにそれぞれの数値を入力する必要が
生ずる。しかしながら、この様な入力作業は、前記した
７つの変数に関する組み合わせの作用を熟知したいわゆ
る熟練者でなければ扱うことができず、たとえ熟練者で
あっても品種毎に幾度もの測定作業の繰り返し及びそれ
ぞれの変数の調整作業を余儀なくされている。
して予めキーボードにそれぞれの数値を入力する必要が
生ずる。しかしながら、この様な入力作業は、前記した
７つの変数に関する組み合わせの作用を熟知したいわゆ
る熟練者でなければ扱うことができず、たとえ熟練者で
あっても品種毎に幾度もの測定作業の繰り返し及びそれ
ぞれの変数の調整作業を余儀なくされている。
【０００９】そこで、本発明は前記した従来の問題点に
鑑みて成されたものであり、第１のボンディング点と第
２のボンディング点との間に掛け渡される台形状のワイ
ヤループ形状における所定のループ高さＬＨ、及び所定
のフラット部長さＦＬに関する数値を入力することで、
前記した７つの変数に関する組み合わせの数値を演算
し、この演算結果に基づいてキャピラリを駆動し得るよ
うにしたワイヤボンディング装置を提供することを目的
とするものである。
鑑みて成されたものであり、第１のボンディング点と第
２のボンディング点との間に掛け渡される台形状のワイ
ヤループ形状における所定のループ高さＬＨ、及び所定
のフラット部長さＦＬに関する数値を入力することで、
前記した７つの変数に関する組み合わせの数値を演算
し、この演算結果に基づいてキャピラリを駆動し得るよ
うにしたワイヤボンディング装置を提供することを目的
とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によるワイヤボン
ディング装置は、第１ボンディング点にワイヤを接続
後、ボンディングツールを上昇させてワイヤループの形
成に必要な量のワイヤを繰り出して前記ボンディングツ
ールを第２ボンディング点上方に移動させてワイヤを第
２ボンディング点に接続するワイヤボンディング装置に
おいて、少なくとも、前記第１ボンディング点接続後の
前記ワイヤループの垂直方向のループ高さ及び前記垂直
方向のループ高さからの水平方向へのフラット部長さに
関する情報を入力する入力手段と、前記ボンディングツ
ールのツール上昇量に関する補正値を格納する第１のデ
ータテーブルと、ワイヤ長に対する第１リバース高さ及
び第１リバース量の関係を格納する第２のデータテーブ
ルと、ワイヤ長に対する仮の第２リバース量及び仮の第
２リバース高さの関係を格納する第３のデータテーブル
と、フラット部長さに対応して前記仮の第２リバース量
及び第２リバース高さに関する係数の関係を格納する第
４のデータテーブルとを有するデータテーブルと、前記
第１ボンディング点と第２ボンディング点間のワイヤ長
の演算、前記入力手段により入力されたループ高さ及び
前記第１のデータテーブルを参照して前記ボンディング
ツールのツール上昇量の演算、前記ループ高さ及び前記
ワイヤ長と前記第２のデータテーブルを参照して第１リ
バース量の演算、前記ループ高さ及び前記ワイヤ長と前
記第３のデータテーブルを参照して仮の第２リバース量
及び仮の第２リバース高さの演算、前記仮の第２リバー
ス量及び仮の第２リバース高さと前記第４のデータテー
ブル及び前記入力されたフラット部長さとから求めた係
数により第２リバース量及び第２リバース高さの演算を
それぞれ行う演算手段と、前記演算手段の演算結果に基
づいて、前記第１ボンディング点と第２ボンディング点
との間のボンディングを行う場合に、前記ボンディング
ツールの垂直方向への駆動及び水平方向への駆動を行う
駆動手段とを備えたものである。また、本発明によるワ
イヤボンディング装置の前記入力手段はキーボードから
成り、該キーボードに対してワイヤループの垂直方向の
ループ高さ及びワイヤループの水平方向のフラット部長
さに関する数値を入力するものである。
ディング装置は、第１ボンディング点にワイヤを接続
後、ボンディングツールを上昇させてワイヤループの形
成に必要な量のワイヤを繰り出して前記ボンディングツ
ールを第２ボンディング点上方に移動させてワイヤを第
２ボンディング点に接続するワイヤボンディング装置に
おいて、少なくとも、前記第１ボンディング点接続後の
前記ワイヤループの垂直方向のループ高さ及び前記垂直
方向のループ高さからの水平方向へのフラット部長さに
関する情報を入力する入力手段と、前記ボンディングツ
ールのツール上昇量に関する補正値を格納する第１のデ
ータテーブルと、ワイヤ長に対する第１リバース高さ及
び第１リバース量の関係を格納する第２のデータテーブ
ルと、ワイヤ長に対する仮の第２リバース量及び仮の第
２リバース高さの関係を格納する第３のデータテーブル
と、フラット部長さに対応して前記仮の第２リバース量
及び第２リバース高さに関する係数の関係を格納する第
４のデータテーブルとを有するデータテーブルと、前記
第１ボンディング点と第２ボンディング点間のワイヤ長
の演算、前記入力手段により入力されたループ高さ及び
前記第１のデータテーブルを参照して前記ボンディング
ツールのツール上昇量の演算、前記ループ高さ及び前記
ワイヤ長と前記第２のデータテーブルを参照して第１リ
バース量の演算、前記ループ高さ及び前記ワイヤ長と前
記第３のデータテーブルを参照して仮の第２リバース量
及び仮の第２リバース高さの演算、前記仮の第２リバー
ス量及び仮の第２リバース高さと前記第４のデータテー
ブル及び前記入力されたフラット部長さとから求めた係
数により第２リバース量及び第２リバース高さの演算を
それぞれ行う演算手段と、前記演算手段の演算結果に基
づいて、前記第１ボンディング点と第２ボンディング点
との間のボンディングを行う場合に、前記ボンディング
ツールの垂直方向への駆動及び水平方向への駆動を行う
駆動手段とを備えたものである。また、本発明によるワ
イヤボンディング装置の前記入力手段はキーボードから
成り、該キーボードに対してワイヤループの垂直方向の
ループ高さ及びワイヤループの水平方向のフラット部長
さに関する数値を入力するものである。
【００１１】
【実施例】以下、本発明に係る実施例を図１乃至図１０
を用いて説明する。図３は、本発明に係るワイヤボンデ
ィング装置におけるヘッドユニットＨＵの構成を示すも
のである。
を用いて説明する。図３は、本発明に係るワイヤボンデ
ィング装置におけるヘッドユニットＨＵの構成を示すも
のである。
【００１２】図３において、駆動アーム１及びボンディ
ングアーム２は、軸３により独立して揺動自在に軸支さ
れている。このボンディングアーム２は先端にボンディ
ング接続を行うボンディングツールとしてのキャピラリ
４が取り付けられた超音波ホーン５を、支持部材５ａを
介して保持している。この超音波ホーン５の端部には超
音波を発生する超音波振動子６が取り付けられており、
この超音波振動子６によって発生する超音波は、前記超
音波ホーン５を介してキャピラリ４の先端に印加される
ように構成されている。
ングアーム２は、軸３により独立して揺動自在に軸支さ
れている。このボンディングアーム２は先端にボンディ
ング接続を行うボンディングツールとしてのキャピラリ
４が取り付けられた超音波ホーン５を、支持部材５ａを
介して保持している。この超音波ホーン５の端部には超
音波を発生する超音波振動子６が取り付けられており、
この超音波振動子６によって発生する超音波は、前記超
音波ホーン５を介してキャピラリ４の先端に印加される
ように構成されている。
【００１３】前記超音波振動子６の後端面近傍には接点
７及び７’が前記駆動アーム１とボンディングアーム２
に対向して設けられている。また、前記駆動アーム１と
ボンディングアーム２には一対のソレノイドユニット８
及び８’が対向して設けられ、このソレノイドユニット
８及び８’が図示せぬ制御回路の指令により励磁される
と互いに吸着され、ボンディングアーム２は軸３を支点
として図１の矢印ＺＺ’方向へ駆動される。しかしなが
ら、前記接点７及び７’とが当接してストッパとして作
用するため、駆動アーム１とボンディングアーム２との
位置関係を固定保持する構成となっている。
７及び７’が前記駆動アーム１とボンディングアーム２
に対向して設けられている。また、前記駆動アーム１と
ボンディングアーム２には一対のソレノイドユニット８
及び８’が対向して設けられ、このソレノイドユニット
８及び８’が図示せぬ制御回路の指令により励磁される
と互いに吸着され、ボンディングアーム２は軸３を支点
として図１の矢印ＺＺ’方向へ駆動される。しかしなが
ら、前記接点７及び７’とが当接してストッパとして作
用するため、駆動アーム１とボンディングアーム２との
位置関係を固定保持する構成となっている。
【００１４】また接点７及び７’とソレノイドユニット
８及び８’との間にはボンディング点に対してボンディ
ング荷重を加えるための電気機械変換手段を構成する加
圧コイル９及び磁気コア９’が駆動アーム１及びボンデ
ィングアーム２に対向して設けられ、また前記接点７及
び７’が分離すると同時に駆動アーム１とボンディング
アーム２の位置関係の変位を検出する検出器１０及び１
０’も対向して設けられている。
８及び８’との間にはボンディング点に対してボンディ
ング荷重を加えるための電気機械変換手段を構成する加
圧コイル９及び磁気コア９’が駆動アーム１及びボンデ
ィングアーム２に対向して設けられ、また前記接点７及
び７’が分離すると同時に駆動アーム１とボンディング
アーム２の位置関係の変位を検出する検出器１０及び１
０’も対向して設けられている。
【００１５】なお駆動アーム１を矢印ＺＺ’方向に上下
に揺動させる上下揺動装置は後述するカム機構が用いら
れる。この上下揺動装置により駆動アーム１を矢印Ｚ
Ｚ’方向へ揺動運動させることによりボンディングアー
ム２も駆動アーム１に連動し、揺動運動を行うように構
成されている。
に揺動させる上下揺動装置は後述するカム機構が用いら
れる。この上下揺動装置により駆動アーム１を矢印Ｚ
Ｚ’方向へ揺動運動させることによりボンディングアー
ム２も駆動アーム１に連動し、揺動運動を行うように構
成されている。
【００１６】上記構成を有するヘッドユニットによるボ
ンディング作用について、図４を参照して以下に説明す
る。図４（ａ）は第１ボンディングを行うためのキャピ
ラリ４（１０１）による下降状態を示しており、ワイヤ
１０２の先端に形成されたボールＩＢは図示されていな
いテンション負荷装置によりキャピラリ４（１０１）側
に十分に引き戻され、且つキャピラリ４（１０１）の等
速円運動によりＩＣチップ１０３上に配設されたパッド
１０４に近接する。
ンディング作用について、図４を参照して以下に説明す
る。図４（ａ）は第１ボンディングを行うためのキャピ
ラリ４（１０１）による下降状態を示しており、ワイヤ
１０２の先端に形成されたボールＩＢは図示されていな
いテンション負荷装置によりキャピラリ４（１０１）側
に十分に引き戻され、且つキャピラリ４（１０１）の等
速円運動によりＩＣチップ１０３上に配設されたパッド
１０４に近接する。
【００１７】その後図４（ｂ）に示すようにボールＩＢ
とパッド１０４とが衝突してボールＩＢがキャピラリ４
（１０１）の持っている運動エネルギーにより多少の変
形が生じさせられる。この時、駆動アーム１は図示され
ていない上下揺動装置により、図３のＺ方向への円運動
が継続されるが、ボンディングアーム２がキャピラリ４
（１０１）と超音波ホーン５を介してパッド１０４の上
面に接触して停止状態にあるため、駆動アーム１のみが
図１のＺ方向に継続して回転することにより接点７及び
７’が離間し駆動アーム１とボンディングアーム２の位
置関係が変位する。
とパッド１０４とが衝突してボールＩＢがキャピラリ４
（１０１）の持っている運動エネルギーにより多少の変
形が生じさせられる。この時、駆動アーム１は図示され
ていない上下揺動装置により、図３のＺ方向への円運動
が継続されるが、ボンディングアーム２がキャピラリ４
（１０１）と超音波ホーン５を介してパッド１０４の上
面に接触して停止状態にあるため、駆動アーム１のみが
図１のＺ方向に継続して回転することにより接点７及び
７’が離間し駆動アーム１とボンディングアーム２の位
置関係が変位する。
【００１８】その変位を検出器１０により検出し、その
検出出力により図示せぬ制御回路の指示により上下揺動
装置を停止させる。この停止後、加圧手段である加圧コ
イル９を励磁させることにより図４（ｂ）に示す矢印方
向へのボンディング荷重を発生させる。このロ方向への
荷重は矢印イ方向への超音波印加と、矢印ロ方向の加圧
及び図示せぬ過熱手段とを併用して行い、これによって
パッド１０４に対してボールＩＢを図４（ｃ）に示すよ
うに所定の圧着径Ｄ、圧着厚ＷＤになる状態まで加圧接
続させて第１ボンディング点に対するボンディング作用
が成される。
検出出力により図示せぬ制御回路の指示により上下揺動
装置を停止させる。この停止後、加圧手段である加圧コ
イル９を励磁させることにより図４（ｂ）に示す矢印方
向へのボンディング荷重を発生させる。このロ方向への
荷重は矢印イ方向への超音波印加と、矢印ロ方向の加圧
及び図示せぬ過熱手段とを併用して行い、これによって
パッド１０４に対してボールＩＢを図４（ｃ）に示すよ
うに所定の圧着径Ｄ、圧着厚ＷＤになる状態まで加圧接
続させて第１ボンディング点に対するボンディング作用
が成される。
【００１９】そして前記図１に示すループコントロール
に従ってキャピラリ４（１０１）が垂直及び水平方向に
駆動され、キャピラリ４（１０１）は第２ボンディング
点の直上に位置される。そして図４（ｄ）に示すように
キャピラリ４（１０１）を下降させてキャピラリ４（１
０１）によりボンディング荷重を加えてワイヤ１０２の
一部を押しつぶし、扁平部を形成する。ここで再びキャ
ピラリ４（１０１）の先端に対して超音波を印加して、
ワイヤ１０２をリ−ド１０５に接続させる。
に従ってキャピラリ４（１０１）が垂直及び水平方向に
駆動され、キャピラリ４（１０１）は第２ボンディング
点の直上に位置される。そして図４（ｄ）に示すように
キャピラリ４（１０１）を下降させてキャピラリ４（１
０１）によりボンディング荷重を加えてワイヤ１０２の
一部を押しつぶし、扁平部を形成する。ここで再びキャ
ピラリ４（１０１）の先端に対して超音波を印加して、
ワイヤ１０２をリ−ド１０５に接続させる。
【００２０】図５は以上のようなループコントロールを
行うための制御装置の例をブロックダイヤグラムによっ
て示したものである。すなわち、図５において１１はキ
ーボードである、このキーボード１１の出力はマイクロ
プロセッサより成る演算回路１２に供給されるよう成さ
れている。演算回路１２にはデータテーブル１３が接続
されており、キーボード１１によって入力された入力値
に従ってデータテーブル１３からのデータが呼び出さ
れ、演算回路１２によって演算が成される。そしてその
演算結果に基づいてモータ駆動回路１４及びＸ−Ｙ駆動
回路１５に対して制御信号ｍ及びｎがそれぞれ供給され
る構成となっている。
行うための制御装置の例をブロックダイヤグラムによっ
て示したものである。すなわち、図５において１１はキ
ーボードである、このキーボード１１の出力はマイクロ
プロセッサより成る演算回路１２に供給されるよう成さ
れている。演算回路１２にはデータテーブル１３が接続
されており、キーボード１１によって入力された入力値
に従ってデータテーブル１３からのデータが呼び出さ
れ、演算回路１２によって演算が成される。そしてその
演算結果に基づいてモータ駆動回路１４及びＸ−Ｙ駆動
回路１５に対して制御信号ｍ及びｎがそれぞれ供給され
る構成となっている。
【００２１】モータ駆動回路１４は制御信号ｍを受けて
モ−タ１６に対して駆動電流ｍｉを供給し、モータ１６
を回転駆動させる。モ−タ１６の回転によってカム１７
が駆動される構成となっており、モ−タ１６及びカム１
７によってカム機構ＣＵを構成している。このカム機構
ＣＵによって前記した図３に示す駆動ア−ム１を矢印Ｚ
Ｚ’方向に上下に揺動させるように構成されている。
モ−タ１６に対して駆動電流ｍｉを供給し、モータ１６
を回転駆動させる。モ−タ１６の回転によってカム１７
が駆動される構成となっており、モ−タ１６及びカム１
７によってカム機構ＣＵを構成している。このカム機構
ＣＵによって前記した図３に示す駆動ア−ム１を矢印Ｚ
Ｚ’方向に上下に揺動させるように構成されている。
【００２２】一方、Ｘ−Ｙ駆動回路１５は制御信号ｎを
受けてＸ−Ｙ駆動機構１８に対して駆動電流ｎｉを供給
し、Ｘ−Ｙ駆動機構１８上に搭載されたＸ−Ｙテーブル
１９を水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に駆動する。このＸ−Ｙ
テーブル１９上には図３に示すワイヤボンディング装置
におけるヘッドユニットＨＵ等が搭載されている。
受けてＸ−Ｙ駆動機構１８に対して駆動電流ｎｉを供給
し、Ｘ−Ｙ駆動機構１８上に搭載されたＸ−Ｙテーブル
１９を水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に駆動する。このＸ−Ｙ
テーブル１９上には図３に示すワイヤボンディング装置
におけるヘッドユニットＨＵ等が搭載されている。
【００２３】この結果、ヘッドユニットＨＵはＸ−Ｙ駆
動機構１８によって水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に駆動され
ると共に、ヘッドユニットＨＵにおけるキャピラリ４は
カム機構ＣＵによって垂直方向（Ｚ方向）に揺動され
る。従って、ボンディングツールとしてのキャピラリ４
は、Ｘ−Ｙ及びＺ方向の３次元の運動が成され、図１に
示すような第１ボンディング点から第２ボンディング点
に至る一連のループコントロール作用が成される。
動機構１８によって水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に駆動され
ると共に、ヘッドユニットＨＵにおけるキャピラリ４は
カム機構ＣＵによって垂直方向（Ｚ方向）に揺動され
る。従って、ボンディングツールとしてのキャピラリ４
は、Ｘ−Ｙ及びＺ方向の３次元の運動が成され、図１に
示すような第１ボンディング点から第２ボンディング点
に至る一連のループコントロール作用が成される。
【００２４】以下図５に示す制御装置の作用を、図６に
示すフローチャートに基づいて説明する。まずキーボー
ド１１において、第１のボンディング点と第２のボンデ
ィング点との間に接続されるワイヤＷのループ高さＬＨ
の数値を入力（ステップＳ１）し、続いてキーボード１
１において、第１のボンディング点と第２のボンディン
グ点との間に接続されるワイヤＷのフラット部長さＦＬ
の数値を入力（ステップＳ２）する。第１ボンディング
点及び第２ボンディング点のＸＹ座標よりワイヤ長Ｌ1
を演算（ステップＳ３）する。そして演算回路１２はス
テップＳ１で入力されたループ高さＬＨから、仮のツー
ル上昇量ｈ1 を演算（ステップＳ４）する。
示すフローチャートに基づいて説明する。まずキーボー
ド１１において、第１のボンディング点と第２のボンデ
ィング点との間に接続されるワイヤＷのループ高さＬＨ
の数値を入力（ステップＳ１）し、続いてキーボード１
１において、第１のボンディング点と第２のボンディン
グ点との間に接続されるワイヤＷのフラット部長さＦＬ
の数値を入力（ステップＳ２）する。第１ボンディング
点及び第２ボンディング点のＸＹ座標よりワイヤ長Ｌ1
を演算（ステップＳ３）する。そして演算回路１２はス
テップＳ１で入力されたループ高さＬＨから、仮のツー
ル上昇量ｈ1 を演算（ステップＳ４）する。
【００２５】演算回路１２は、前記ステップＳ４で演算
された仮のツール上昇量ｈ1 に基づき図５における第１
のデータテーブル１３−１を参照する。この第１のデー
タテーブル１３−１には、例えば図７にグラフとして示
したようにワイヤ長Ｌ1 に対する上昇量の補正値（±
ｄ）が格納されている。図７に示したものは一例として
ｙ＝ａn ｘ＋ｂn （ａn ，ｂn は変数）の式に基づき、
ワイヤＷのループ高さＬＨが２５０μｍであり、チップ
段差ＣＨ1 が５００μｍの場合における補正値を示して
いる。従って前記２つのパラメータの組み合わせに応じ
て第１のデータテーブル１３−１の中からそれぞれ最適
な補正特性が選択される。そして前記した仮のツール上
昇量に対して補正値（±ｄ）が加算され、ツール上昇量
Ｈ1 が演算（ステップＳ５）される。
された仮のツール上昇量ｈ1 に基づき図５における第１
のデータテーブル１３−１を参照する。この第１のデー
タテーブル１３−１には、例えば図７にグラフとして示
したようにワイヤ長Ｌ1 に対する上昇量の補正値（±
ｄ）が格納されている。図７に示したものは一例として
ｙ＝ａn ｘ＋ｂn （ａn ，ｂn は変数）の式に基づき、
ワイヤＷのループ高さＬＨが２５０μｍであり、チップ
段差ＣＨ1 が５００μｍの場合における補正値を示して
いる。従って前記２つのパラメータの組み合わせに応じ
て第１のデータテーブル１３−１の中からそれぞれ最適
な補正特性が選択される。そして前記した仮のツール上
昇量に対して補正値（±ｄ）が加算され、ツール上昇量
Ｈ1 が演算（ステップＳ５）される。
【００２６】続いて演算回路１２はステップＳ１におい
て入力されたループ高さＬＨとステップＳ３において演
算されたワイヤ長Ｌ1 から第１リバース高さＤを演算
（ステップＳ６）する。この後演算回路１２はステップ
Ｓ１において入力されたループ高さＬＨとステップＳ３
において演算されたワイヤ長Ｌ1 から第２のデータテー
ブル１３−２を参照する。この第２のデータテーブル１
３−２には、例えば図８にグラフとして示したようにワ
イヤ長Ｌ1 に対する第１リバース量Ｃの最適な関係が格
納されている。図８に示したものは一例としてｙ＝Ｃn
ｘ＋Ｄn （Ｃn ，Ｄn は変数）の式に基づき、ワイヤＷ
のループ高さＬＨが２５０μｍであり、チップ段差ＣＨ
1 が５００μｍの場合における最適な第１リバース量Ｃ
の関係が示されており、これにより第１リバース量Ｃが
演算（ステップＳ７）されることに成る。
て入力されたループ高さＬＨとステップＳ３において演
算されたワイヤ長Ｌ1 から第１リバース高さＤを演算
（ステップＳ６）する。この後演算回路１２はステップ
Ｓ１において入力されたループ高さＬＨとステップＳ３
において演算されたワイヤ長Ｌ1 から第２のデータテー
ブル１３−２を参照する。この第２のデータテーブル１
３−２には、例えば図８にグラフとして示したようにワ
イヤ長Ｌ1 に対する第１リバース量Ｃの最適な関係が格
納されている。図８に示したものは一例としてｙ＝Ｃn
ｘ＋Ｄn （Ｃn ，Ｄn は変数）の式に基づき、ワイヤＷ
のループ高さＬＨが２５０μｍであり、チップ段差ＣＨ
1 が５００μｍの場合における最適な第１リバース量Ｃ
の関係が示されており、これにより第１リバース量Ｃが
演算（ステップＳ７）されることに成る。
【００２７】次に演算回路１２はステップＳ１において
入力されたループ高さＬＨ、及びステップＳ３において
演算されたワイヤ長Ｌ1 から第３のデータテーブル１３
−３を参照する。この第３のデータテーブル１３−３に
は、例えば図９にグラフとして示したようにワイヤ長Ｌ
1 に対する仮の第２リバース量ａ及び仮の第２リバース
高さｂの関係が格納されている。図９に示したものは一
例としてｙ＝Ｅn ｘ＋Ｆn （Ｅn ，Ｆn は変数）の式に
基づき、ワイヤＷのループ高ＬＨが２５０μｍであり、
チップ段差ＣＨ1 が５００μｍ及びフラット部長さＦＬ
が５２０μｍの場合における第２リバース量と第２リバ
ース高さの関係が示されており、これにより仮の第２リ
バース量ａ及び仮の第２リバース高さｂが演算（ステッ
プＳ８）されることになる。さらに演算回路１２はステ
ップＳ９において、第４のデータテーブル１３−４を参
照し、ステップＳ２において入力されたフラット部長さ
ＦＬから係数Ｋ１を求める。第４のデータテーブル１３
−４は図１０に示すようにフラット部長さＦＬに対応し
て第２リバース量ａ及び第２リバース高さｂに対する係
数Ｋ１の関係データ（ｙ＝Ｇｘ＋Ｈ，Ｇ，Ｈは変数）が
格納されており、演算回路１２は次のステップにおい
て、求めた係数Ｋ１を用い、前記仮の第２リバース量ａ
及び仮の第２リバース高さｂに対して係数Ｋ１を乗算
し、最適な第２リバース量Ａ及び第２リバース高さＢを
演算（ステップＳ１０）する。
入力されたループ高さＬＨ、及びステップＳ３において
演算されたワイヤ長Ｌ1 から第３のデータテーブル１３
−３を参照する。この第３のデータテーブル１３−３に
は、例えば図９にグラフとして示したようにワイヤ長Ｌ
1 に対する仮の第２リバース量ａ及び仮の第２リバース
高さｂの関係が格納されている。図９に示したものは一
例としてｙ＝Ｅn ｘ＋Ｆn （Ｅn ，Ｆn は変数）の式に
基づき、ワイヤＷのループ高ＬＨが２５０μｍであり、
チップ段差ＣＨ1 が５００μｍ及びフラット部長さＦＬ
が５２０μｍの場合における第２リバース量と第２リバ
ース高さの関係が示されており、これにより仮の第２リ
バース量ａ及び仮の第２リバース高さｂが演算（ステッ
プＳ８）されることになる。さらに演算回路１２はステ
ップＳ９において、第４のデータテーブル１３−４を参
照し、ステップＳ２において入力されたフラット部長さ
ＦＬから係数Ｋ１を求める。第４のデータテーブル１３
−４は図１０に示すようにフラット部長さＦＬに対応し
て第２リバース量ａ及び第２リバース高さｂに対する係
数Ｋ１の関係データ（ｙ＝Ｇｘ＋Ｈ，Ｇ，Ｈは変数）が
格納されており、演算回路１２は次のステップにおい
て、求めた係数Ｋ１を用い、前記仮の第２リバース量ａ
及び仮の第２リバース高さｂに対して係数Ｋ１を乗算
し、最適な第２リバース量Ａ及び第２リバース高さＢを
演算（ステップＳ１０）する。
【００２８】前記ステップＳ１乃至Ｓ１０のフローによ
って演算された各データのうち第１リバース高さＤ、第
２リバース高さＢ、ツール上昇Ｈ1 に関するデータは、
図５におけるモータ駆動回路１４に対して後述するプロ
グラム順序に従って制御信号ｍとして順次供給される
（ステップＳ１１）。また演算された第１リバース量
Ｃ、第２リバース量Ａ、ワイヤ長Ｌ1 に関するデータ
は、図５におけるＸ−Ｙ駆動回路１５に対して後述する
プログラム順序に従って制御信号ｎとして順次供給され
る（ステップＳ１１）。
って演算された各データのうち第１リバース高さＤ、第
２リバース高さＢ、ツール上昇Ｈ1 に関するデータは、
図５におけるモータ駆動回路１４に対して後述するプロ
グラム順序に従って制御信号ｍとして順次供給される
（ステップＳ１１）。また演算された第１リバース量
Ｃ、第２リバース量Ａ、ワイヤ長Ｌ1 に関するデータ
は、図５におけるＸ−Ｙ駆動回路１５に対して後述する
プログラム順序に従って制御信号ｎとして順次供給され
る（ステップＳ１１）。
【００２９】前記演算回路１２にはデータ送出プログラ
ムが格納されており、データ送出プログラムの第１ステ
ップとして、第１ボンディング点Ｅへのボンディング終
了後、演算された第１リバース高さＤに関する制御信号
ｍをモータ駆動回路１４に供給する。これにより、キャ
ピラリ４（１０１）は垂直方向に第１リバース高さＤに
対応する分、上昇駆動される。次にデータ送出プログラ
ムの第２ステップとして、演算された第１リバース量Ｃ
に関する制御信号ｎをＸ−Ｙ駆動回路１５に供給する。
これにより、キャピラリ４（１０１）は水平方向に第２
リバース量Ｃに対応する分、移動される。同じくデータ
送出プログラムは第３ステップとして、演算された第２
リバース高さＢに関する制御信号ｍをモータ駆動回路１
４に供給し、キャピラリ４（１０１）は垂直方向に第２
リバース高さＢに対応する分、上昇駆動される。更に同
様にデータ送出プログラムは第４ステップとして、演算
された第２リバース量Ａに関する制御信号ｎをＸ−Ｙ駆
動回路１５に供給し、キャピラリ４（１０１）は水平方
向に第２リバース量Ａに対応する分、移動される。
ムが格納されており、データ送出プログラムの第１ステ
ップとして、第１ボンディング点Ｅへのボンディング終
了後、演算された第１リバース高さＤに関する制御信号
ｍをモータ駆動回路１４に供給する。これにより、キャ
ピラリ４（１０１）は垂直方向に第１リバース高さＤに
対応する分、上昇駆動される。次にデータ送出プログラ
ムの第２ステップとして、演算された第１リバース量Ｃ
に関する制御信号ｎをＸ−Ｙ駆動回路１５に供給する。
これにより、キャピラリ４（１０１）は水平方向に第２
リバース量Ｃに対応する分、移動される。同じくデータ
送出プログラムは第３ステップとして、演算された第２
リバース高さＢに関する制御信号ｍをモータ駆動回路１
４に供給し、キャピラリ４（１０１）は垂直方向に第２
リバース高さＢに対応する分、上昇駆動される。更に同
様にデータ送出プログラムは第４ステップとして、演算
された第２リバース量Ａに関する制御信号ｎをＸ−Ｙ駆
動回路１５に供給し、キャピラリ４（１０１）は水平方
向に第２リバース量Ａに対応する分、移動される。
【００３０】そしてデータ送出プログラムは第５ステッ
プとして、演算されたツール上昇量Ｈ1 に関する制御信
号ｍをモータ駆動回路１４に供給し、キャピラリ４（１
０１）を最上点まで上昇させる。さらにモータ送出プロ
グラムは第６ステップとして、演算されたワイヤ長Ｌ1
に関するデータ及びツール上昇量Ｈ1 に関するデータに
基づき、制御信号ｎをＸ−Ｙ駆動回路１５に、また制御
信号ｍをモータ駆動回路１４に同時に供給し、キャピラ
リ４（１０１）を図１に示す矢印Ｇの円弧に沿った軌道
で駆動し、第２ボンディング点Ｆの直上に位置させるよ
うに制御する。
プとして、演算されたツール上昇量Ｈ1 に関する制御信
号ｍをモータ駆動回路１４に供給し、キャピラリ４（１
０１）を最上点まで上昇させる。さらにモータ送出プロ
グラムは第６ステップとして、演算されたワイヤ長Ｌ1
に関するデータ及びツール上昇量Ｈ1 に関するデータに
基づき、制御信号ｎをＸ−Ｙ駆動回路１５に、また制御
信号ｍをモータ駆動回路１４に同時に供給し、キャピラ
リ４（１０１）を図１に示す矢印Ｇの円弧に沿った軌道
で駆動し、第２ボンディング点Ｆの直上に位置させるよ
うに制御する。
【００３１】以上のようにして第２ボンディング点Ｆの
直上に位置したキャピラリ４（１０１）は、所定のルー
プコントロールに従って第２ボンディング点Ｆに対して
ワイヤボンディングを施すことになる。
直上に位置したキャピラリ４（１０１）は、所定のルー
プコントロールに従って第２ボンディング点Ｆに対して
ワイヤボンディングを施すことになる。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
ワイヤボンディング装置によると、キーボードに対し
て、ワイヤループの垂直方向のループ高さ及びワイヤル
ープの水平方向のフラット部の長さに関する情報が入力
されると、このキーボードからの入力情報に基づいて、
キャピラリとボンディング点との間の相対的な垂直方向
及び水平方向の移動量に関する変数をマイクロプロセッ
サより成る演算回路によって演算する。そしてこの演算
結果に基づいて、キャピラリとボンディング点との間の
相対的な垂直方向への軌道及び水平方向の軌道が成され
る。従って、従来のようにワイヤループを形成するにあ
たり、幾つものループコントロールに関する複雑な変数
を経験によって設定する必要をなくすことが可能であ
り、よって誰でも容易にループコントロールの設定を成
すことができる。
ワイヤボンディング装置によると、キーボードに対し
て、ワイヤループの垂直方向のループ高さ及びワイヤル
ープの水平方向のフラット部の長さに関する情報が入力
されると、このキーボードからの入力情報に基づいて、
キャピラリとボンディング点との間の相対的な垂直方向
及び水平方向の移動量に関する変数をマイクロプロセッ
サより成る演算回路によって演算する。そしてこの演算
結果に基づいて、キャピラリとボンディング点との間の
相対的な垂直方向への軌道及び水平方向の軌道が成され
る。従って、従来のようにワイヤループを形成するにあ
たり、幾つものループコントロールに関する複雑な変数
を経験によって設定する必要をなくすことが可能であ
り、よって誰でも容易にループコントロールの設定を成
すことができる。
【図１】図１は、本発明に係るワイヤボンディング装置
におけるボンディングツール移動軌跡を示した特性図で
ある。
におけるボンディングツール移動軌跡を示した特性図で
ある。
【図２】図２は、本発明に係るワイヤボンディング装置
によって成されるループ高さ、ワイヤ長を含むワイヤル
ープを示す側面図である。
によって成されるループ高さ、ワイヤ長を含むワイヤル
ープを示す側面図である。
【図３】図３は、本発明に係るワイヤボンディング装置
に利用されるボンディングヘッドの一例を示す断面図で
ある。
に利用されるボンディングヘッドの一例を示す断面図で
ある。
【図４】図４（ａ）乃至図４（ｄ）はワイヤボンディン
グの工程を説明する断面図である。
グの工程を説明する断面図である。
【図５】図５は、本発明に係るワイヤボンディング装置
の制御装置の例を示すブロック図である。
の制御装置の例を示すブロック図である。
【図６】図６は、図５の演算回路によって成される演算
処理の流れを示すフローチャートである。
処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、図５に示す制御装置における第１のデ
ータテーブルのデータ格納状況をグラフとして示す特性
図である。
ータテーブルのデータ格納状況をグラフとして示す特性
図である。
【図８】図８は、図５に示す制御装置における第２のデ
ータテーブルのデータ格納状況をグラフとして示した特
性図である。
ータテーブルのデータ格納状況をグラフとして示した特
性図である。
【図９】図９は、図５に示す制御装置における第３のデ
ータテーブルのデータ格納状況をグラフとして示す特性
図である。
ータテーブルのデータ格納状況をグラフとして示す特性
図である。
【図１０】図１０は、図５に示した制御装置における第
４のデータテーブルのデータ格納状況をグラフとして示
した特性図である。
４のデータテーブルのデータ格納状況をグラフとして示
した特性図である。
１ 駆動アーム ２ ボンディングアーム ３ 軸 ４ キャピラリ ５ 超音波ホーン ６ 超音波振動子 ７、７’ 接点 ８、８’ ソノレイドユニット ９ 磁気コア ９’ 加圧コイル １０、１０’ 検出器 １１ キーボード １２ 演算回路 １３ データテーブル １４ モータ駆動回路 １５ Ｘ−Ｙ駆動回路 １６ モータ １７ カム １８ Ｘ−Ｙ駆動機構 １９ Ｘ−Ｙテーブル ＣＵ カム機構 ＨＵ ヘッドユニット
Claims (2)
- 【請求項１】 第１ボンディング点にワイヤを接続後、
ボンディングツールを上昇させてワイヤループの形成に
必要な量のワイヤを繰り出して前記ボンディングツール
を第２ボンディング点上方に移動させてワイヤを第２ボ
ンディング点に接続するワイヤボンディング装置におい
て、 少なくとも、 前記第１ボンディング点接続後の前記ワイヤループの垂
直方向のループ高さ及び前記垂直方向のループ高さから
の水平方向へのフラット部長さに関する情報を入力する
入力手段と、 前記ボンディングツールのツール上昇量に関する補正値
を格納する第１のデータテーブルと、ワイヤ長に対する
第１リバース高さ及び第１リバース量の関係を格納する
第２のデータテーブルと、ワイヤ長に対する仮の第２リ
バース量及び仮の第２リバース高さの関係を格納する第
３のデータテーブルと、フラット部長さに対応して前記
仮の第２リバース量及び第２リバース高さに関する係数
の関係を格納する第４のデータテーブルとを有するデー
タテーブルと、 前記第１ボンディング点と第２ボンディング点間のワイ
ヤ長の演算、前記入力手段により入力されたループ高さ
及び前記第１のデータテーブルを参照して前記ボンディ
ングツールのツール上昇量の演算、前記ループ高さ及び
前記ワイヤ長と前記第２のデータテーブルを参照して第
１リバース量の演算、前記ループ高さ及び前記ワイヤ長
と前記第３のデータテーブルを参照して仮の第２リバー
ス量及び仮の第２リバース高さの演算、前記仮の第２リ
バース量及び仮の第２リバース高さと前記第４のデータ
テーブル及び前記入力されたフラット部長さとから求め
た係数により第２リバース量及び第２リバース高さの演
算をそれぞれ行う演算手段と、 前記演算手段の演算結果に基づいて、前記第１ボンディ
ング点と第２ボンディング点との間のボンディングを行
う場合に、前記ボンディングツールの垂直方向への駆動
及び水平方向への駆動を行う駆動手段とを備えたこと を
特徴とするワイヤボンディング装置。 - 【請求項２】 前記入力手段はキーボードから成り、該
キーボードに対して ワイヤループの垂直方向のループ高
さ及びワイヤループの水平方向のフラット部長さに関す
る数値を入力することを特徴とする請求項１記載のワイ
ヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5135109A JP2839223B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ワイヤボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5135109A JP2839223B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ワイヤボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06326147A JPH06326147A (ja) | 1994-11-25 |
| JP2839223B2 true JP2839223B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=15144051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5135109A Expired - Lifetime JP2839223B2 (ja) | 1993-05-14 | 1993-05-14 | ワイヤボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2839223B2 (ja) |
-
1993
- 1993-05-14 JP JP5135109A patent/JP2839223B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06326147A (ja) | 1994-11-25 |
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