JP2950724B2 - ワイヤボンディング装置および該装置を用いたワークタッチ検出方法 - Google Patents
ワイヤボンディング装置および該装置を用いたワークタッチ検出方法Info
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、被ボンディング部品と
してのワーク、すなわち半導体部品（ＩＣチップ）とリ
ードとの間などにワイヤを掛け渡してボンディング接続
を行うワイヤボンディング装置に関し、特にワイヤボン
ディングにおける被ボンディング部品であるワークへの
タッチ検出に関する。
してのワーク、すなわち半導体部品（ＩＣチップ）とリ
ードとの間などにワイヤを掛け渡してボンディング接続
を行うワイヤボンディング装置に関し、特にワイヤボン
ディングにおける被ボンディング部品であるワークへの
タッチ検出に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種のワイヤボンディング装置
を用いてＩＣチップのパッドとリードとの間でボンディ
ング接続を行うには、ボンディングアームの先端に設け
られたボンディングツールとしてのキャピラリにてワイ
ヤを保持し、対象となるパッド又はリードの表面に接触
させて該キャピラリを用いて先端にボールが形成された
ワイヤの一部を押しつぶして熱圧着して溶着される。こ
の時、同時にワイヤ先端部に超音波振動が印加される場
合もある。
を用いてＩＣチップのパッドとリードとの間でボンディ
ング接続を行うには、ボンディングアームの先端に設け
られたボンディングツールとしてのキャピラリにてワイ
ヤを保持し、対象となるパッド又はリードの表面に接触
させて該キャピラリを用いて先端にボールが形成された
ワイヤの一部を押しつぶして熱圧着して溶着される。こ
の時、同時にワイヤ先端部に超音波振動が印加される場
合もある。
【０００３】このワイヤボンディング装置の一例として
は、例えば図７および図８に示すものが知られている。
図７は、従来のワイヤボンディング装置並びにその一部
断面を示し、図８は、図７に関するＡ−Ａ断面図であ
る。
は、例えば図７および図８に示すものが知られている。
図７は、従来のワイヤボンディング装置並びにその一部
断面を示し、図８は、図７に関するＡ−Ａ断面図であ
る。
【０００４】このワイヤボンディング装置は、図７に示
すように保持枠１０１ａおよびホーン１０１ｂから成る
ボンディングアーム１０１が揺動アーム１０２と共に支
持シャフト１０３の軸中心の周りに揺動可能となってい
る。このボンディングアーム１０１は、支持シャフト１
０３に堅固に嵌着され、揺動アーム１０２は支持シャフ
ト１０３に揺動自在に嵌合されている。この支持シャフ
ト１０３は、図示せぬＸＹテーブル等に搭載されてい
る。なお、保持枠１０１ａ内には、ホーン１０１ｂを加
振するための超音波振動子（図示せず）が組み込まれて
いる。揺動アーム１０２および保持枠１０１ａには夫
々、ソレノイド１０４ａおよび電磁吸着片１０４ｂが互
いに対向して固設されており、ボンディングアーム１０
１を揺動させる際には、ソレノイド１０４ａに対して図
示せぬ電源から通電してこれと電磁吸着片１０４ｂとの
間に吸着力を生ぜしめることにより該ボンディングアー
ム１０１と揺動アーム１０２とを相互に固定状態にして
結合させるが、所定距離以上吸着されないように揺動ア
ーム１０２にねじ等で固定された調整可能なストッパ１
０６が設けられている。また、揺動アーム１０２および
保持枠１０１ａには、上記電磁吸着手段の前方位置に、
マグネット１０５ａおよびコイル１０５ｂが夫々取り付
けられている。これらマグネット１０５ａおよびコイル
１０５ｂは、ボンディング時にボンディングアーム１０
１の先端、すなわちボンディングツールとしてのキャピ
ラリ１０７を保持する部位を図７における下向きに付勢
するための吸着力を発生させる手段を構成している。
すように保持枠１０１ａおよびホーン１０１ｂから成る
ボンディングアーム１０１が揺動アーム１０２と共に支
持シャフト１０３の軸中心の周りに揺動可能となってい
る。このボンディングアーム１０１は、支持シャフト１
０３に堅固に嵌着され、揺動アーム１０２は支持シャフ
ト１０３に揺動自在に嵌合されている。この支持シャフ
ト１０３は、図示せぬＸＹテーブル等に搭載されてい
る。なお、保持枠１０１ａ内には、ホーン１０１ｂを加
振するための超音波振動子（図示せず）が組み込まれて
いる。揺動アーム１０２および保持枠１０１ａには夫
々、ソレノイド１０４ａおよび電磁吸着片１０４ｂが互
いに対向して固設されており、ボンディングアーム１０
１を揺動させる際には、ソレノイド１０４ａに対して図
示せぬ電源から通電してこれと電磁吸着片１０４ｂとの
間に吸着力を生ぜしめることにより該ボンディングアー
ム１０１と揺動アーム１０２とを相互に固定状態にして
結合させるが、所定距離以上吸着されないように揺動ア
ーム１０２にねじ等で固定された調整可能なストッパ１
０６が設けられている。また、揺動アーム１０２および
保持枠１０１ａには、上記電磁吸着手段の前方位置に、
マグネット１０５ａおよびコイル１０５ｂが夫々取り付
けられている。これらマグネット１０５ａおよびコイル
１０５ｂは、ボンディング時にボンディングアーム１０
１の先端、すなわちボンディングツールとしてのキャピ
ラリ１０７を保持する部位を図７における下向きに付勢
するための吸着力を発生させる手段を構成している。
【０００５】また、揺動アーム１０２の先端にはクラン
プアーム１０８が設けられており、該クランプアーム１
０８の先端にはソレノイドおよびばね等で構成された図
示せぬ開閉機構によりワイヤ１０９を握持して後述する
方法にてカットするためのクランプ手段としてのクラン
プ１０８ａが設けられている。また、キャピラリ１０７
の下方には図示せぬ垂直軸にアクチュエータ等の作用に
より回動可能に電気トーチ１１０が配置されており、ボ
ンディングアーム１０１の移動に伴ってキャピラリ１０
７の周りに回動可能な構成となっている。この電気トー
チ１１０は所定の電圧を印加してワイヤ１０９の先端に
ボールを形成する。また、クランプ１０８ａの上方に
は、図示せぬフレームに固定支持され、ワイヤ１０９に
所定のテンションをかけて常にワイヤ１０９をボンディ
ングアーム１０１のキャピラリ１０７の先端まで真直ぐ
な状態になるように保持し図示せぬ開閉機構により開閉
可能なテンションクランプ１１１が配設され、このワイ
ヤ１０９は更にガイド１１２を介してスプール１３６に
より巻回されている。
プアーム１０８が設けられており、該クランプアーム１
０８の先端にはソレノイドおよびばね等で構成された図
示せぬ開閉機構によりワイヤ１０９を握持して後述する
方法にてカットするためのクランプ手段としてのクラン
プ１０８ａが設けられている。また、キャピラリ１０７
の下方には図示せぬ垂直軸にアクチュエータ等の作用に
より回動可能に電気トーチ１１０が配置されており、ボ
ンディングアーム１０１の移動に伴ってキャピラリ１０
７の周りに回動可能な構成となっている。この電気トー
チ１１０は所定の電圧を印加してワイヤ１０９の先端に
ボールを形成する。また、クランプ１０８ａの上方に
は、図示せぬフレームに固定支持され、ワイヤ１０９に
所定のテンションをかけて常にワイヤ１０９をボンディ
ングアーム１０１のキャピラリ１０７の先端まで真直ぐ
な状態になるように保持し図示せぬ開閉機構により開閉
可能なテンションクランプ１１１が配設され、このワイ
ヤ１０９は更にガイド１１２を介してスプール１３６に
より巻回されている。
【０００６】図８にも示すように、揺動アーム１０２の
後端側には支軸１１５ａが設けられており、アーム側カ
ムフォロア１１５と揺動ベース１１６ａとがこの支軸１
１５ａの周りに回転自在となっている。揺動ベース１１
６ａにはベアリングガイド１１６ｂがその一端にて固着
され、このベアリングガイド１１６ｂの他端部には予圧
アーム１１６ｄが支持ピン１１６ｃを介して回転自在に
取り付けられている。予圧アーム１１６ｄの自由端部に
は支軸１１７ａが設けられており、該支軸１１７ａにカ
ムフォロア１１７が回転自在に取り付けられている。そ
して、この予圧アーム１１６ｄの先端と揺動ベース１１
６ａの先端とには引張ばねである予圧ばね１１６ｅが掛
け渡されており、アーム側カムフォロア１１５およびカ
ムフォロア１１７は、略ハート形に形成されたカム１１
８の外周面であるカム面に圧接されている。なお、アー
ム側カムフォロア１１５およびカムフォロア１１７のカ
ム１１８に対する２つの接点は、カム１１８の回転中心
を挟んで位置している。
後端側には支軸１１５ａが設けられており、アーム側カ
ムフォロア１１５と揺動ベース１１６ａとがこの支軸１
１５ａの周りに回転自在となっている。揺動ベース１１
６ａにはベアリングガイド１１６ｂがその一端にて固着
され、このベアリングガイド１１６ｂの他端部には予圧
アーム１１６ｄが支持ピン１１６ｃを介して回転自在に
取り付けられている。予圧アーム１１６ｄの自由端部に
は支軸１１７ａが設けられており、該支軸１１７ａにカ
ムフォロア１１７が回転自在に取り付けられている。そ
して、この予圧アーム１１６ｄの先端と揺動ベース１１
６ａの先端とには引張ばねである予圧ばね１１６ｅが掛
け渡されており、アーム側カムフォロア１１５およびカ
ムフォロア１１７は、略ハート形に形成されたカム１１
８の外周面であるカム面に圧接されている。なお、アー
ム側カムフォロア１１５およびカムフォロア１１７のカ
ム１１８に対する２つの接点は、カム１１８の回転中心
を挟んで位置している。
【０００７】この揺動ベース１１６ａと、ベアリングガ
イド１１６ｂと、予圧アーム１１６ｄとによりフレーム
構造が形成されており、これを揺動フレーム１１６と総
称する。揺動フレーム１１６の構成部材としてのベアリ
ングガイド１１６ｂは、カム１１８が嵌着されたカム軸
１１９に取り付けられたラジアルベアリング１２０の外
輪に接している。なお、カム１１８は、モータ１２１よ
りカム軸１１９に付与されるトルクによって回転する。
また、ボンディングツールとしてのキャピラリ１０７の
高さ位置は支持シャフト１０３に連結された図示せぬロ
ータリエンコーダにより検出される構成となっている。
イド１１６ｂと、予圧アーム１１６ｄとによりフレーム
構造が形成されており、これを揺動フレーム１１６と総
称する。揺動フレーム１１６の構成部材としてのベアリ
ングガイド１１６ｂは、カム１１８が嵌着されたカム軸
１１９に取り付けられたラジアルベアリング１２０の外
輪に接している。なお、カム１１８は、モータ１２１よ
りカム軸１１９に付与されるトルクによって回転する。
また、ボンディングツールとしてのキャピラリ１０７の
高さ位置は支持シャフト１０３に連結された図示せぬロ
ータリエンコーダにより検出される構成となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようなワイヤボンディング装置におけるワーク、すなわ
ちＩＣチップ１１８とリード１１９へのタッチ検出を行
うには図７に示すような高さ方向、すなわちＺ軸方向の
位置検出は上記したロータリエンコーダとは別の図示せ
ぬ近接センサー又は特公昭６２−４３３３６号公報に示
すような速度検出器を用いて行っていたが、このような
近接センサーや速度検出器を用いる場合には近接センサ
ー取付部品、速度検出器の取付コストや装置の小型化を
図ることができず、また取付けのための構造が別途必要
となるとともにワークタッチ面への調整が別途必要とな
ることからワークタッチ検出レベルの調整並びに変更が
困難であったという問題がある。しかも図７および図８
に示すようなワイヤボンディング装置ではボンディング
アーム１０１と揺動アーム１０２が別の機構で構成され
ているため高速ボンディングを行う場合に追従後れが発
生して高速化を図ることが難しいという問題があった。
ようなワイヤボンディング装置におけるワーク、すなわ
ちＩＣチップ１１８とリード１１９へのタッチ検出を行
うには図７に示すような高さ方向、すなわちＺ軸方向の
位置検出は上記したロータリエンコーダとは別の図示せ
ぬ近接センサー又は特公昭６２−４３３３６号公報に示
すような速度検出器を用いて行っていたが、このような
近接センサーや速度検出器を用いる場合には近接センサ
ー取付部品、速度検出器の取付コストや装置の小型化を
図ることができず、また取付けのための構造が別途必要
となるとともにワークタッチ面への調整が別途必要とな
ることからワークタッチ検出レベルの調整並びに変更が
困難であったという問題がある。しかも図７および図８
に示すようなワイヤボンディング装置ではボンディング
アーム１０１と揺動アーム１０２が別の機構で構成され
ているため高速ボンディングを行う場合に追従後れが発
生して高速化を図ることが難しいという問題があった。
【０００９】そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑
みてなされたもので、ワークタッチ検出をこのような近
接センサーや速度検出器等を用いることなくプログラミ
ング等のソフト的な対応によりワークタッチ検出を行う
ことができ、しかも高速化に対応させるためにボンディ
ングアームと揺動アームとを別の構成とすることなく、
しかも駆動モータとしてリニアモータを用いることによ
りワークタッチ検出を容易に行うことができるようにし
たワイヤボンディング装置および該装置を用いたワーク
タッチ検出方法を提供することを目的とする。
みてなされたもので、ワークタッチ検出をこのような近
接センサーや速度検出器等を用いることなくプログラミ
ング等のソフト的な対応によりワークタッチ検出を行う
ことができ、しかも高速化に対応させるためにボンディ
ングアームと揺動アームとを別の構成とすることなく、
しかも駆動モータとしてリニアモータを用いることによ
りワークタッチ検出を容易に行うことができるようにし
たワイヤボンディング装置および該装置を用いたワーク
タッチ検出方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング装置は、磁気回路と該磁気回路の空隙内を揺動可能
なコイルとからなるリニアモータにより駆動されるボン
ディングアームと、前記ボンディングアームの揺動角度
を検出して前記ボンディングアームの先端に取り付けら
れたキャピラリの位置を検出する位置検出手段と、該位
置検出手段からのデータに基づいて前記リニアモータへ
の指令を行う制御手段とを備え、前記位置検出手段が出
力する前記キャピラリの現在位置データと、前記制御手
段が前記リニアモータに出力する指令位置データと、任
意の値αとを次式｜現在位置−指令位置｜＋α＝Ｘによ
り演算して判定値Ｘを設定し、前記キャピラリの低速下
降動作時に前記位置検出手段が出力する現在位置データ
と、前記制御手段が前記リニアモータに出力する指令位
置データとを次式｜低速下降動作時の現在位置−指令位
置｜＝Ｙにより演算して絶対値Ｙを求め、前記判定値Ｘ
及び前記絶対値Ｙが次式Ｙ＞Ｘを満たすときにワークタ
ッチ検出と判定するものである。また、本発明のワイヤ
ボンディング装置におけるワークタッチ検出方法は、磁
気回路と該磁気回路の空隙内を揺動可能なコイルとから
なるリニアモータにより駆動されるボンディングアーム
の揺動角度を検出する位置検出手段が出力する前記ボン
ディングアームの先端に取り付けられたキャピラリの現
在位置データと、該位置検出手段からのデータに基づい
て制御手段が前記リニアモータに出力する指令位置デー
タと、任意の値αとを次式｜現在位置−指令位置｜＋α
＝Ｘにより演算して判定値Ｘを設定し、前記キャピラリ
の低速下降動作時に前記位置検出手段が出力する現在位
置データと、前記制御手段が前記リニアモータに出力す
る指令位置データとを次式｜低速下降動作時の現在位置
−指令位置｜＝Ｙにより演算して絶対値Ｙを求め、前記
判定値Ｘ及び前記絶対値Ｙが次式Ｙ＞Ｘを満たすときに
ワークタッチ検出と判定するものである。
ング装置は、磁気回路と該磁気回路の空隙内を揺動可能
なコイルとからなるリニアモータにより駆動されるボン
ディングアームと、前記ボンディングアームの揺動角度
を検出して前記ボンディングアームの先端に取り付けら
れたキャピラリの位置を検出する位置検出手段と、該位
置検出手段からのデータに基づいて前記リニアモータへ
の指令を行う制御手段とを備え、前記位置検出手段が出
力する前記キャピラリの現在位置データと、前記制御手
段が前記リニアモータに出力する指令位置データと、任
意の値αとを次式｜現在位置−指令位置｜＋α＝Ｘによ
り演算して判定値Ｘを設定し、前記キャピラリの低速下
降動作時に前記位置検出手段が出力する現在位置データ
と、前記制御手段が前記リニアモータに出力する指令位
置データとを次式｜低速下降動作時の現在位置−指令位
置｜＝Ｙにより演算して絶対値Ｙを求め、前記判定値Ｘ
及び前記絶対値Ｙが次式Ｙ＞Ｘを満たすときにワークタ
ッチ検出と判定するものである。また、本発明のワイヤ
ボンディング装置におけるワークタッチ検出方法は、磁
気回路と該磁気回路の空隙内を揺動可能なコイルとから
なるリニアモータにより駆動されるボンディングアーム
の揺動角度を検出する位置検出手段が出力する前記ボン
ディングアームの先端に取り付けられたキャピラリの現
在位置データと、該位置検出手段からのデータに基づい
て制御手段が前記リニアモータに出力する指令位置デー
タと、任意の値αとを次式｜現在位置−指令位置｜＋α
＝Ｘにより演算して判定値Ｘを設定し、前記キャピラリ
の低速下降動作時に前記位置検出手段が出力する現在位
置データと、前記制御手段が前記リニアモータに出力す
る指令位置データとを次式｜低速下降動作時の現在位置
−指令位置｜＝Ｙにより演算して絶対値Ｙを求め、前記
判定値Ｘ及び前記絶対値Ｙが次式Ｙ＞Ｘを満たすときに
ワークタッチ検出と判定するものである。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。なお、図１は、本発明に係るワイヤボン
ディング装置の一部断面を含む平面図であり、図２はそ
の正面図、図３は検出器としてのエンコーダ部分の部分
拡大図である。また、従来の構成並びに機能を有するも
のについては詳細な説明を省略する。
つつ説明する。なお、図１は、本発明に係るワイヤボン
ディング装置の一部断面を含む平面図であり、図２はそ
の正面図、図３は検出器としてのエンコーダ部分の部分
拡大図である。また、従来の構成並びに機能を有するも
のについては詳細な説明を省略する。
【００１２】図１および図２に示すように、本体１は図
示せぬ二次元方向に移動可能なＸＹテーブル上に載置さ
れており、この本体１には、回転軸２が取り付けられて
いる。この本体１の後端部には、図示せぬコネクタを介
して制御手段としての制御部３２等（図５に図示）との
接続が行われる。この本体１の側面、すなわち図１に示
すようにボンディングアーム２０の揺動の上限および下
限を示すスイッチが図２にて明らかなように本体１に設
けられている。このスイッチは上限リミットスイッチ
６、下限リミットスイッチ７とで構成されている。この
スイッチはボンディングアーム２０が上下に揺動するこ
とによってオン／オフを行うものであるが、他の手段に
よるセンサーを用いてもよい。また、ボンディングアー
ム２０の上部には図２に示すようにカットクランプ取付
アーム９が本体１に取り付けられている。このカットク
ランプ取付アーム９の先端にはカットクランプ１２が取
り付けられている。
示せぬ二次元方向に移動可能なＸＹテーブル上に載置さ
れており、この本体１には、回転軸２が取り付けられて
いる。この本体１の後端部には、図示せぬコネクタを介
して制御手段としての制御部３２等（図５に図示）との
接続が行われる。この本体１の側面、すなわち図１に示
すようにボンディングアーム２０の揺動の上限および下
限を示すスイッチが図２にて明らかなように本体１に設
けられている。このスイッチは上限リミットスイッチ
６、下限リミットスイッチ７とで構成されている。この
スイッチはボンディングアーム２０が上下に揺動するこ
とによってオン／オフを行うものであるが、他の手段に
よるセンサーを用いてもよい。また、ボンディングアー
ム２０の上部には図２に示すようにカットクランプ取付
アーム９が本体１に取り付けられている。このカットク
ランプ取付アーム９の先端にはカットクランプ１２が取
り付けられている。
【００１３】また、図１および図２に示すボンディング
アーム２０は回転軸２を中心として回動可能な構成とな
っており、このボンディングアーム２０は回転軸２を中
心として一方の先端にボンディング工具としてのキャピ
ラリ２３が取り付けられたホーン２１と、他方に超音波
振動をホーン２１を介して前記キャピラリに印加する振
動子（図示せず）とで構成されている。また、このボン
ディングアーム２０を回転軸２を中心として揺動させる
揺動手段としてのリニアモータを構成する駆動回路２４
が設けられている。この駆動回路２４は、扁平型コイル
２５と永久磁石とヨークとで構成された磁気回路２６と
で構成されており、当該扁平型コイル２５はボンディン
グアーム２０の後端部に取り付けられており、磁気回路
２６は本体１に取り付けられている。
アーム２０は回転軸２を中心として回動可能な構成とな
っており、このボンディングアーム２０は回転軸２を中
心として一方の先端にボンディング工具としてのキャピ
ラリ２３が取り付けられたホーン２１と、他方に超音波
振動をホーン２１を介して前記キャピラリに印加する振
動子（図示せず）とで構成されている。また、このボン
ディングアーム２０を回転軸２を中心として揺動させる
揺動手段としてのリニアモータを構成する駆動回路２４
が設けられている。この駆動回路２４は、扁平型コイル
２５と永久磁石とヨークとで構成された磁気回路２６と
で構成されており、当該扁平型コイル２５はボンディン
グアーム２０の後端部に取り付けられており、磁気回路
２６は本体１に取り付けられている。
【００１４】また、図１および図３にも示すようにボン
ディングアーム２０の揺動位置を検出するエンコーダ３
５が設けられている。このエンコーダ３５は、ボンディ
ングアーム２０の回転軸に支持され、この揺動に伴って
揺動を行うスッリット板３５ａと、本体１の側面に取り
付けられた発光部３５ｂおよび受光部３５ｃとで構成さ
れている。このエンコーダ３５は光学的に検出されるも
のであって、発光部３５ｂは発光ダイオード等の発光体
が基板上に配置され、この発光体の発光した光がガラス
等で構成され、該ガラスに形成されたスリット板の細孔
等を通過することによって受光部３５ｃで光学的に位置
検出を行うものである。
ディングアーム２０の揺動位置を検出するエンコーダ３
５が設けられている。このエンコーダ３５は、ボンディ
ングアーム２０の回転軸に支持され、この揺動に伴って
揺動を行うスッリット板３５ａと、本体１の側面に取り
付けられた発光部３５ｂおよび受光部３５ｃとで構成さ
れている。このエンコーダ３５は光学的に検出されるも
のであって、発光部３５ｂは発光ダイオード等の発光体
が基板上に配置され、この発光体の発光した光がガラス
等で構成され、該ガラスに形成されたスリット板の細孔
等を通過することによって受光部３５ｃで光学的に位置
検出を行うものである。
【００１５】以上のような構成により本願発明に係るワ
イヤボンディング装置は構成されている。
イヤボンディング装置は構成されている。
【００１６】次に、本発明に係るワイヤボンディング装
置を用いて行うワークタッチ検出について説明する。
置を用いて行うワークタッチ検出について説明する。
【００１７】このワークタッチ検出は、エンコーダ３５
のみを用いて行う。すなわち、図２に示すキャピラリ２
３が図４に示すように予め設定されているツール高さＴ
ｈからサーチ動作開始点Ｓｈの高さ、すなわちａ点まで
高速で下降し、このサーチ動作点ａ点から低速に切り換
えられてキャピラリ２３がワークにタッチする点、すな
わちｂ点にあたるとキャピラリ２３の下降は停止する。
このキャピラリ２３の下降位置は図５に示すようにエン
コーダ３５からのパルス出力に基づいて該出力が制御部
３２に出力され、記憶部等を備えている演算部３３との
データのやり取りを行うことにより位置を演算し、制御
部３２は図４に示すａ点又はｂ点となるまで増幅器３１
を介して扁平型コイル２５および磁気回路２６とからな
るリニアモータとしての駆動回路２４を駆動制御する。
のみを用いて行う。すなわち、図２に示すキャピラリ２
３が図４に示すように予め設定されているツール高さＴ
ｈからサーチ動作開始点Ｓｈの高さ、すなわちａ点まで
高速で下降し、このサーチ動作点ａ点から低速に切り換
えられてキャピラリ２３がワークにタッチする点、すな
わちｂ点にあたるとキャピラリ２３の下降は停止する。
このキャピラリ２３の下降位置は図５に示すようにエン
コーダ３５からのパルス出力に基づいて該出力が制御部
３２に出力され、記憶部等を備えている演算部３３との
データのやり取りを行うことにより位置を演算し、制御
部３２は図４に示すａ点又はｂ点となるまで増幅器３１
を介して扁平型コイル２５および磁気回路２６とからな
るリニアモータとしての駆動回路２４を駆動制御する。
【００１８】ところが、キャピラリ２３のツール高さ、
すなわちＺ軸方向への移動に関する制御部３２からの指
令位置と現在位置との関係についてみると、図４に示す
ｂ点までは制御部３２からの指令に対してキャピラリ２
３も追従して下降移動を行う。しかしながら、ｂ点より
も下方向に対しては図４のｃ点に示すように制御部３２
からの下降指令は出ているにもかかわらず、キャピラリ
２３はワーク面０の位置で接触して停止しているため下
降を行うことができない状態となっている。したがっ
て、この状態では指令位置と現在位置との間で差が生じ
ることとなる。この指令位置と現在位置との差がある
値、すなわちパルス数が任意の値Ｘに達した場合には本
発明ではワークタッチ検出と判定し、キャピラリ２３の
Ｚ軸、すなわち下降動作を停止させる。このように位置
の情報のみでワークタッチ検出が可能なため位置情報の
ためのエンコーダ３５だけでワークタッチ検出が可能と
なる。
すなわちＺ軸方向への移動に関する制御部３２からの指
令位置と現在位置との関係についてみると、図４に示す
ｂ点までは制御部３２からの指令に対してキャピラリ２
３も追従して下降移動を行う。しかしながら、ｂ点より
も下方向に対しては図４のｃ点に示すように制御部３２
からの下降指令は出ているにもかかわらず、キャピラリ
２３はワーク面０の位置で接触して停止しているため下
降を行うことができない状態となっている。したがっ
て、この状態では指令位置と現在位置との間で差が生じ
ることとなる。この指令位置と現在位置との差がある
値、すなわちパルス数が任意の値Ｘに達した場合には本
発明ではワークタッチ検出と判定し、キャピラリ２３の
Ｚ軸、すなわち下降動作を停止させる。このように位置
の情報のみでワークタッチ検出が可能なため位置情報の
ためのエンコーダ３５だけでワークタッチ検出が可能と
なる。
【００１９】次に、このワークタッチ検出を行うための
判定値Ｘの設定方法並びに検出動作について図６のフロ
ーチャートを用いて説明する。
判定値Ｘの設定方法並びに検出動作について図６のフロ
ーチャートを用いて説明する。
【００２０】図５に示す制御部３２に図示せぬキーボー
ド等からの指令がなされるとサーチ動作ステップＳ1 が
開始される。このサーチ動作が開始されるとステップＳ
2 ではワークタッチ判定値Ｘを図５に示す演算部３３で
演算する。この判定値Ｘは予め設定して演算部３３内に
記憶させておくようにしてもよい。この判定値Ｘは例え
ば｜現在位置−指令位置｜＋α＝Ｘとする。ここでαの
値は任意に変更可能である。現在位置と指令位置とが等
しい場合には、制御部３２からの指令とキャピラリ２３
の現在位置とが一致しているのであるから、ワークタッ
チを確実に判定するために任意の値であるαを加えた値
をＸとする。このキャピラリ２３の位置データ、例えば
サーチ動作開始点ａ点からキャピラリ２３がタッチする
ｂ点までは任意の座標データに基づいて算出される。こ
の座標データは演算部３３の記憶部内に記憶されてい
る。したがって、エンコーダ３５から低速下降動作時の
キャピラリ２３の現在位置をステップＳ3 により読み込
み、低速下降動作時の現在位置と指令位置との差、すな
わち｜低速下降動作時の現在位置−指令位置｜である絶
対値Ｙを求める。この求められたＹとＸとをステップＳ
4 でＹ−Ｘ＞０を演算してワークタッチ検出かどうかを
判定する。すなわちＹ＞Ｘである場合にはステップＳ5
によりワークタッチ検出したものと判定する。Ｙ＞Ｘで
ない場合にはステップＳ6 でワークタッチ検出していな
いものとしてＺ軸方向にサンプリングして一定量づつ低
速下降動作を行いステップＳ3 に戻り同様の動作を繰り
返す。なお、Ｙ＝Ｘの場合にはワークタッチ検出とはし
ていない。これは確実に検出を行うためである。また、
キャピラリ２３の下降動作は図５に示すように直線状に
下降を行うのではなく厳密には階段状のデジタル制御が
なされており、また判定値Ｘは一定値ではなくパルス制
御であるから例えばＸ1 からＸn まで任意に設定するこ
とができる。
ド等からの指令がなされるとサーチ動作ステップＳ1 が
開始される。このサーチ動作が開始されるとステップＳ
2 ではワークタッチ判定値Ｘを図５に示す演算部３３で
演算する。この判定値Ｘは予め設定して演算部３３内に
記憶させておくようにしてもよい。この判定値Ｘは例え
ば｜現在位置−指令位置｜＋α＝Ｘとする。ここでαの
値は任意に変更可能である。現在位置と指令位置とが等
しい場合には、制御部３２からの指令とキャピラリ２３
の現在位置とが一致しているのであるから、ワークタッ
チを確実に判定するために任意の値であるαを加えた値
をＸとする。このキャピラリ２３の位置データ、例えば
サーチ動作開始点ａ点からキャピラリ２３がタッチする
ｂ点までは任意の座標データに基づいて算出される。こ
の座標データは演算部３３の記憶部内に記憶されてい
る。したがって、エンコーダ３５から低速下降動作時の
キャピラリ２３の現在位置をステップＳ3 により読み込
み、低速下降動作時の現在位置と指令位置との差、すな
わち｜低速下降動作時の現在位置−指令位置｜である絶
対値Ｙを求める。この求められたＹとＸとをステップＳ
4 でＹ−Ｘ＞０を演算してワークタッチ検出かどうかを
判定する。すなわちＹ＞Ｘである場合にはステップＳ5
によりワークタッチ検出したものと判定する。Ｙ＞Ｘで
ない場合にはステップＳ6 でワークタッチ検出していな
いものとしてＺ軸方向にサンプリングして一定量づつ低
速下降動作を行いステップＳ3 に戻り同様の動作を繰り
返す。なお、Ｙ＝Ｘの場合にはワークタッチ検出とはし
ていない。これは確実に検出を行うためである。また、
キャピラリ２３の下降動作は図５に示すように直線状に
下降を行うのではなく厳密には階段状のデジタル制御が
なされており、また判定値Ｘは一定値ではなくパルス制
御であるから例えばＸ1 からＸn まで任意に設定するこ
とができる。
【００２１】なお、任意に予め設定されている移動量若
しくは一定時間下降してもワークタッチ検出しない場合
にはエラーと判定して停止する。このようにワークタッ
チ検出を本発明ではエンコーダ３５からの出力のみに基
づいて行うことができると共にその判定のための値Ｘを
プログラミングにより容易に設定することができる。ま
た、図６に示すように本発明に係るワークタッチ検出に
よればプログラム上で制御を行うことができるのでワー
ク判定値Ｘ、判定を行うタイミング、判定を行う回数等
をプログラムの変更のみで行うことが可能となり、エン
コーダ以外に別の検出機構等を必要としないなど安価で
あり、機構上の調整等が不要である。
しくは一定時間下降してもワークタッチ検出しない場合
にはエラーと判定して停止する。このようにワークタッ
チ検出を本発明ではエンコーダ３５からの出力のみに基
づいて行うことができると共にその判定のための値Ｘを
プログラミングにより容易に設定することができる。ま
た、図６に示すように本発明に係るワークタッチ検出に
よればプログラム上で制御を行うことができるのでワー
ク判定値Ｘ、判定を行うタイミング、判定を行う回数等
をプログラムの変更のみで行うことが可能となり、エン
コーダ以外に別の検出機構等を必要としないなど安価で
あり、機構上の調整等が不要である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は以下に示
すような効果がある。すなわち、本発明によれば、一端
にキャピラリを有し、他端に磁気回路の空隙内を揺動可
能なコイルとで構成されたリニアモータで構成されたボ
ンディングアームと、前記ボンディングアームの揺動角
度を検出して前記キャピラリの位置を検出する位置検出
手段と、該位置検出手段からのデータに基づいて前記リ
ニアモータへの指令を行う制御手段とを備え、前記位置
検出手段により検出された前記キャピラリの現在位置と
前記制御手段からの指令位置との比較判定を行うことに
よりワークへのタッチ検出を行うことができるようにし
たので、ワークタッチ検出を近接センサーや速度検出器
等を用いることなくプログラミング等のソフト的な対応
によりワークタッチ検出を行うことができ、しかも高速
化に対応させるためにボンディングアームと揺動アーム
とを別の構成とすることなく、しかも駆動モータとして
リニアモータを用いることによりワークタッチ検出を容
易に行うことができる効果がある。また、本発明によれ
ば、キャピラリのツール高さから所定の距離までは高速
で移動し、該距離から前記ワークに達するまでは低速移
動を行い、前記キャピラリが前記ワーク面に達した現在
位置と、前記制御手段からの制御指令位置とを比較し
て、予め定めた任意の判定値であるものと判定した場合
にはワークタッチ検出と判定するようにしたので、プロ
グラム上で制御を行うことができ、ワーク判定値、判定
を行うタイミング、判定を行う回数等をプログラムの変
更のみで行うことが可能となり、エンコーダ以外に別の
検出機構等を必要としないなど安価であり、機構上の調
整等が不要であるという効果がある。
すような効果がある。すなわち、本発明によれば、一端
にキャピラリを有し、他端に磁気回路の空隙内を揺動可
能なコイルとで構成されたリニアモータで構成されたボ
ンディングアームと、前記ボンディングアームの揺動角
度を検出して前記キャピラリの位置を検出する位置検出
手段と、該位置検出手段からのデータに基づいて前記リ
ニアモータへの指令を行う制御手段とを備え、前記位置
検出手段により検出された前記キャピラリの現在位置と
前記制御手段からの指令位置との比較判定を行うことに
よりワークへのタッチ検出を行うことができるようにし
たので、ワークタッチ検出を近接センサーや速度検出器
等を用いることなくプログラミング等のソフト的な対応
によりワークタッチ検出を行うことができ、しかも高速
化に対応させるためにボンディングアームと揺動アーム
とを別の構成とすることなく、しかも駆動モータとして
リニアモータを用いることによりワークタッチ検出を容
易に行うことができる効果がある。また、本発明によれ
ば、キャピラリのツール高さから所定の距離までは高速
で移動し、該距離から前記ワークに達するまでは低速移
動を行い、前記キャピラリが前記ワーク面に達した現在
位置と、前記制御手段からの制御指令位置とを比較し
て、予め定めた任意の判定値であるものと判定した場合
にはワークタッチ検出と判定するようにしたので、プロ
グラム上で制御を行うことができ、ワーク判定値、判定
を行うタイミング、判定を行う回数等をプログラムの変
更のみで行うことが可能となり、エンコーダ以外に別の
検出機構等を必要としないなど安価であり、機構上の調
整等が不要であるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るワイヤボンディング装置
の一部断面を含む平面図である。
の一部断面を含む平面図である。
【図２】図２は、図１の正面図である。
【図３】図３は、検出器としてのエンコーダ部分の部分
拡大図である。
拡大図である。
【図４】図４は、ツール高さと時間との関係をあらわす
図である。
図である。
【図５】図５は、本発明に係る制御回路の構成を説明す
る図である。
る図である。
【図６】図６は、フローチャートである。
【図７】図７は、従来のワイヤボンディング装置並びに
その一部断面である。
その一部断面である。
【図８】図８は、図７に関するＡ−Ａ断面図である。
１ 本体 ２ 回転軸 ６ 上限リミットスイッチ ７ 下限リミットスイッチ ９ カットクランプ取付アーム １２ カットクランプ ２０ ボンディングアーム ２１ ホーン ２３ キャピラリ ２４ 駆動回路（リニアモータ） ２５ 扁平型コイル ２６ 磁気回路 ３１ 増幅器 ３２ 制御部 ３３ 演算部 ３５ エンコーダ ３５ａ スリット板 ３５ｂ 発光部 ３５ｃ 受光部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−29944（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−302641（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−52937（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−163648（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−30341（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−161752（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/60 301
Claims (2)
- 【請求項１】 磁気回路と該磁気回路の空隙内を揺動可
能なコイルとからなるリニアモータにより駆動されるボ
ンディングアームと、前記ボンディングアームの揺動角
度を検出して前記ボンディングアームの先端に取り付け
られたキャピラリの位置を検出する位置検出手段と、該
位置検出手段からのデータに基づいて前記リニアモータ
への指令を行う制御手段とを備え、前記位置検出手段が出力する前記キャピラリの現在位置
データと、前記制御手段が前記リニアモータに出力する
指令位置データと、任意の値αとを次式 ｜現在位置−指令位置｜＋α＝Ｘ により演算して判定値Ｘを設定し、 前記キャピラリの低速下降動作時に前記位置検出手段が
出力する現在位置データと、前記制御手段が前記リニア
モータに出力する指令位置データとを次式 ｜低速下降動作時の現在位置−指令位置｜＝Ｙ により演算して絶対値Ｙを求め、前記判定値Ｘ及び前記
絶対値Ｙが次式 Ｙ＞Ｘ を満たすときにワークタッチ検出
と判定すること を特徴とするワイヤボンディング装置。 - 【請求項２】 磁気回路と該磁気回路の空隙内を揺動可
能なコイルとからなるリニアモータにより駆動されるボ
ンディングアームの揺動角度を検出する位置検出手段が
出力する前記ボンディングアームの先端に取り付けられ
たキャピラリの現在位置データと、該位置検出手段から
のデータに基づいて制御手段が前記リニアモータに出力
する指令位置データと、任意の値αとを次式 ｜現在位置−指令位置｜＋α＝Ｘ により演算して判定値Ｘを設定し、 前記キャピラリの低速下降動作時に前記位置検出手段が
出力する現在位置データと、前記制御手段が前記リニア
モータに出力する指令位置データとを次式 ｜低速下降動作時の現在位置−指令位置｜＝Ｙ により演算して絶対値Ｙを求め、前記判定値Ｘ及び前記
絶対値Ｙが次式 Ｙ＞Ｘ を満たすときにワークタッチ検出と判定すること を特徴
とするワイヤボンディング装置におけるワークタッチ検
出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074312A JP2950724B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | ワイヤボンディング装置および該装置を用いたワークタッチ検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6074312A JP2950724B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | ワイヤボンディング装置および該装置を用いたワークタッチ検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07263479A JPH07263479A (ja) | 1995-10-13 |
| JP2950724B2 true JP2950724B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=13543487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6074312A Expired - Lifetime JP2950724B2 (ja) | 1994-03-18 | 1994-03-18 | ワイヤボンディング装置および該装置を用いたワークタッチ検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2950724B2 (ja) |
-
1994
- 1994-03-18 JP JP6074312A patent/JP2950724B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07263479A (ja) | 1995-10-13 |
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