JP3024491B2 - Wire bonding equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、チップの電極と基板の
電極をワイヤで接続するワイヤボンディング装置に関す
るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding apparatus for connecting a chip electrode and a substrate electrode with wires.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ワイヤボンディング装置は、キャピラリ
ツールを保持するボンディングアームをＸＹテーブルに
より水平移動させながら、所定のボンディング位置で揺
動用の駆動部を駆動することによりボンディングアーム
を上下方向に揺動させ、キャピラリツールに挿通された
ワイヤでチップの電極とリードフレームなどの基板の電
極を接続するようになっている。2. Description of the Related Art In a wire bonding apparatus, a bonding arm that holds a capillary tool is horizontally moved by an XY table, and a swing driving unit is driven at a predetermined bonding position to swing the bonding arm vertically. The electrodes of the chip and the electrodes of a substrate such as a lead frame are connected by wires inserted through the capillary tool.
【０００３】ＸＹテーブルの駆動によるボンディングア
ームの水平方向への移動ストロークは短いものである
が、高速度で繰り返し水平移動することから、ストレッ
チング摩耗（短い移動ストロークで繰り返し移動するこ
とにより生じる局所的な摩耗）を生じやすい。The horizontal movement stroke of the bonding arm due to the driving of the XY table is short. However, since the horizontal movement is repeated at a high speed, stretching wear (a local movement caused by repeated movement with a short movement stroke) occurs. Wear).
【０００４】ストレッチング摩耗に対する対策として、
ボンディングアームやキャピラリツールなどから成る可
動部をエアスライダにより支持することが考えられる。
エアスライダによれば、可動部はその支持部と非接触で
水平移動するため、ストレッチング摩耗を解消できる。As a measure against stretching wear,
It is conceivable to support a movable portion including a bonding arm and a capillary tool with an air slider.
According to the air slider, since the movable portion moves horizontally without contacting the supporting portion, stretching wear can be eliminated.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら可動部の
支持構造としてエアスライダを用いた場合、可動部は支
持部から浮き上っているため、上下方向に振動しやすい
という新たな問題が生じる。すなわち、ボンディングア
ームを揺動させるための駆動部は、例えばボイスコイル
モータなどが用いられている。ボイスコイルモータは制
御部によって制御されたドライバから電流（電力）を受
けてボンディングアームを上下方向に揺動させるもので
あるが、エアスライダのために可動部が上下方向に振動
すると、この振動の加速度のためにボンディングアーム
を揺動させるトルクやキャピラリツールの速度等が狂っ
てしまい、その結果、ワイヤをチップや基板の電極に押
し付けてボンディングするための押圧力も狂い、ボンデ
ィング品質にばらつきを生じることとなる。However, when an air slider is used as a support structure for the movable portion, a new problem arises in that the movable portion is easily lifted up and down because the movable portion is raised from the support portion. That is, for example, a voice coil motor or the like is used as a driving unit for swinging the bonding arm. The voice coil motor receives current (power) from a driver controlled by the control unit and swings the bonding arm in the vertical direction. When the movable unit vibrates in the vertical direction due to the air slider, the vibration is reduced. Due to acceleration, the torque for swinging the bonding arm and the speed of the capillary tool are out of order, and as a result, the pressing force for pressing the wire against the chip or the electrode of the substrate for bonding is also out of order, causing variations in bonding quality. It will be.
【０００６】そこで本発明は、ボンディングアームやキ
ャピラリツールなどから成る可動部の支持構造としてエ
アスライダを採用し、しかもエアスライダの上下方向の
振動によるボンディング品質のばらつきを解消できるワ
イヤボンディング装置を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention provides a wire bonding apparatus which employs an air slider as a support structure for a movable portion including a bonding arm, a capillary tool, and the like, and which can eliminate variations in bonding quality due to vertical vibration of the air slider. The purpose is to:
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】このために本発明は、可
動部の上下方向の振動を検出するセンサを設け、このセ
ンサの出力をボンディングアームを上下方向に揺動させ
るための駆動部のドライバにフィードバックして、ボン
ディングアームを揺動させるためのトルク指令を補正す
るようにしたものである。SUMMARY OF THE INVENTION To this end, the present invention provides a sensor for detecting the vertical vibration of a movable part, and a driver for a driving part for oscillating the output of the sensor in the vertical direction of a bonding arm. And a torque command for swinging the bonding arm is corrected.
【０００８】[0008]
【作用】上記構成によれば、可動部の上下方向の振動の
加速度あるいは変位を検出して、ドライバから駆動部に
出力される電流を補正することにより、ボンディングア
ームを常に制御部から指令されたトルクや速度で揺動さ
せ、安定したワイヤボンディングを行うことができる。According to the above arrangement, the bonding arm is always commanded by the control unit by detecting the acceleration or displacement of the vertical vibration of the movable unit and correcting the current output from the driver to the drive unit. By swinging with torque and speed, stable wire bonding can be performed.
【０００９】[0009]
【実施例】次に、本発明の実施例を図面を参照しながら
説明する。図１は本発明の一実施例のワイヤボンディン
グ装置の側面図、図２は同制御系のブロック図である。
図１において、１はボンディングアームであり、その先
端部にキャピラリツール２を保持している。３はキャピ
ラリツール２に挿通されたワイヤである。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view of a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of the control system.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a bonding arm, which holds a capillary tool 2 at its tip. Reference numeral 3 denotes a wire inserted into the capillary tool 2.
【００１０】４はＹテーブルであって、その上面に設け
られた軸受５の回転軸６にボンディングアーム１は上下
方向に揺動自在に軸着されている。ボンディングアーム
１の後端部にはコイル７が装着されている。またＹテー
ブル４上にはこのコイル７に装入されるコア８が設けら
れている。このコイル７とコア８はボイスコイルモータ
９を構成している。コイル７に通電すると磁気力が生
じ、この磁気力によりボンディングアーム１は上下方向
に揺動する。Ｙテーブル４には、Ｙテーブル４の上下方
向の振動を検出するための加速度センサ２３が設けられ
ている。この加速度センサ２３の作用については後で説
明する。Reference numeral 4 denotes a Y table, on which a bonding arm 1 is pivotally mounted on a rotating shaft 6 of a bearing 5 provided on the upper surface so as to be vertically swingable. A coil 7 is mounted on the rear end of the bonding arm 1. A core 8 to be inserted into the coil 7 is provided on the Y table 4. The coil 7 and the core 8 constitute a voice coil motor 9. When the coil 7 is energized, a magnetic force is generated, and the bonding force causes the bonding arm 1 to swing vertically. The Y table 4 is provided with an acceleration sensor 23 for detecting the vertical vibration of the Y table 4. The operation of the acceleration sensor 23 will be described later.
【００１１】Ｙテーブル４は台板１１上にＹ方向に移動
自在に設けられている。台板１１の下部にはＸテーブル
１２が設けられている。Ｘテーブル１２は基台１３上に
Ｘ方向に移動自在に設けられている。Ｘテーブル１２の
下部と基台１３の上部にはリニヤモータ１４が設けられ
ており、リニヤモータ１４が駆動することにより、Ｘテ
ーブル１２はＸ方向に水平移動する。１５は基台１３を
支持する台部である。基台１３の内部にはエアスライダ
を構成するエア孔１６が穿孔されている。コンプレッサ
１７から圧送されたエアはこのエア孔１６から吹き出
し、そのエア圧によりＸテーブル１２は基台１３からわ
ずかに（一般には数μｍ）浮上し、その状態でリニヤモ
ータ１４が駆動することにより、Ｘテーブル１２はＸ方
向へスライドする。The Y table 4 is provided on the base plate 11 so as to be movable in the Y direction. An X table 12 is provided below the base plate 11. The X table 12 is provided on a base 13 so as to be movable in the X direction. A linear motor 14 is provided below the X table 12 and above the base 13, and when the linear motor 14 is driven, the X table 12 moves horizontally in the X direction. Reference numeral 15 denotes a base for supporting the base 13. An air hole 16 constituting an air slider is formed in the base 13. The air sent from the compressor 17 is blown out from the air holes 16, and the X table 12 slightly floats (generally a few μm) from the base 13 by the air pressure, and the X motor 12 is driven by the linear motor 14 in this state. The table 12 slides in the X direction.
【００１２】上記台板１１の内部にもエアスライダを構
成するエア孔１８が穿孔されており、コンプレッサ１７
からエアが圧送される。エア孔１８から吹き出すエアの
エア圧により、Ｙテーブル４は台板１１からわずかに浮
上し、リニヤモータ（図示せず）が駆動することによ
り、Ｙテーブル４はＹ方向に水平移動する。このように
Ｙテーブル４やＸテーブル１２が駆動することにより、
ボンディングアーム１、キャピラリツール２、ボイスコ
イルモータ９などから成る可動部１０はＸ方向やＹ方向
に水平移動する。An air hole 18 forming an air slider is also formed in the inside of the base plate 11, and a compressor 17 is provided.
Is supplied with air. The Y table 4 slightly floats from the base plate 11 due to the air pressure of the air blown out from the air holes 18, and the linear motor (not shown) drives the Y table 4 to move horizontally in the Y direction. By driving the Y table 4 and the X table 12 in this manner,
A movable part 10 including a bonding arm 1, a capillary tool 2, a voice coil motor 9, and the like moves horizontally in the X direction and the Y direction.
【００１３】２０はテーブルであって、その上面に基板
２１が載置されている。基板２１上にはチップ２２が搭
載されており、チップ２２の電極と基板２１の電極をワ
イヤで接続する。基板２１としては、リードフレームや
プリント基板が多用されている。Reference numeral 20 denotes a table on which a substrate 21 is placed. A chip 22 is mounted on the substrate 21, and the electrodes of the chip 22 and the electrodes of the substrate 21 are connected by wires. As the board 21, a lead frame or a printed board is frequently used.
【００１４】次に制御系について説明する。図２におい
て、３０は制御部、３１は演算部、３２は電流アンプ、
３４はエンコーダ、３５はＡ／Ｄ変換器、９は上記ボイ
スコイルモータ、２３は上記加速度センサである。演算
部３１と電流アンプ３２はボイスコイルモータ９のドラ
イバ３３を構成している。制御部３０は演算部３１に所
定の速度パターンに基づく位置指令やキャピラリツール
２によるワイヤ３を押し付ける加圧指令を出力する。演
算部３１はこの位置指令や加圧指令をもとにトルク値を
演算し、電流アンプ３２にトルク値Ｔを出力する。電流
アンプ３２はトルク値に応じた電流を増幅しボイスコイ
ルモータ９のコイル７に通電する。エンコーダ３４はボ
イスコイルモータ９の出力を検出して演算部３１にフィ
ードバックする。加速度センサ２３は可動部１０の上下
方向の振動の加速度を検出する。加速度はＡ／Ｄ変換器
３５でデジタル信号に換えられ、演算部３１にフィード
バックされる。Ａ／Ｄ変換器３５でデジタル化すること
で、演算部３１の演算が容易となる。Next, the control system will be described. In FIG. 2, 30 is a control unit, 31 is a calculation unit, 32 is a current amplifier,
34 is an encoder, 35 is an A / D converter, 9 is the voice coil motor, and 23 is the acceleration sensor. The calculation unit 31 and the current amplifier 32 constitute a driver 33 of the voice coil motor 9. The control unit 30 outputs a position command based on a predetermined speed pattern and a pressurization command for pressing the wire 3 by the capillary tool 2 to the calculation unit 31. The calculation unit 31 calculates a torque value based on the position command and the pressurization command, and outputs a torque value T to the current amplifier 32. The current amplifier 32 amplifies the current corresponding to the torque value and supplies the current to the coil 7 of the voice coil motor 9. The encoder 34 detects the output of the voice coil motor 9 and feeds it back to the calculation unit 31. The acceleration sensor 23 detects the acceleration of the vertical vibration of the movable unit 10. The acceleration is converted into a digital signal by the A / D converter 35 and fed back to the arithmetic unit 31. The digitalization by the A / D converter 35 facilitates the operation of the operation unit 31.
【００１５】このワイヤボンディング装置は上記のよう
な構成より成り、次に動作を説明する。図１において、
Ｘテーブル１２とＹテーブル４が駆動することにより、
可動部１０はＸ方向やＹ方向へ水平移動し、キャピラリ
ツール２を所定のボンディング位置に位置させる。そこ
でボイスコイルモータ９が駆動することによりボンディ
ングアーム１は上下方向へ揺動し、キャピラリツール２
の下端部から導出されたワイヤ３をチップ２２や基板２
１の電極に押し付けてボンディングする。This wire bonding apparatus is constructed as described above, and the operation will be described next. In FIG.
By driving the X table 12 and the Y table 4,
The movable part 10 moves horizontally in the X direction and the Y direction, and positions the capillary tool 2 at a predetermined bonding position. When the voice coil motor 9 is driven, the bonding arm 1 swings up and down, and the capillary tool 2
The wire 3 led out from the lower end of the chip 2 or the substrate 2
Pressing and bonding to one electrode.
【００１６】Ｘテーブル１２やＹテーブル４は、エア孔
１６，１８から圧送されるエア圧により、台板１１上や
基台１３上をわずかに浮上し、リニヤモータ１４の推力
によりＸ方向やＹ方向に短い移動ストロークで繰り返し
移動するが、この場合、ボンディングアーム１などの可
動部１０は、エアスライダで支持されているためわずか
に上下方向に振動する。上述したように、この振動は、
ボンディング品質のばらつきの原因となる。The X table 12 and the Y table 4 slightly float on the base plate 11 and the base 13 by the air pressure fed from the air holes 16 and 18, and are moved in the X and Y directions by the thrust of the linear motor 14. In this case, the movable portion 10 such as the bonding arm 1 slightly vibrates in the vertical direction because it is supported by the air slider. As mentioned above, this vibration
This causes variation in bonding quality.
【００１７】そこで図２において、加速度センサ２３は
可動部１０の振動の加速度を検出し、検出値をＡ／Ｄ変
換器３５に出力する。Ａ／Ｄ変換器３５はその信号を演
算部３１に出力する。この演算部３１は、制御部３０か
らの位置指令に基づいて電流アンプ３２へトルク値Ｔを
出力するものであるが、Ａ／Ｄ変換器３５から信号が入
力されると、この入力に基づいてトルク値Ｔの補正を行
い、補正されたトルク値Ｔ−αを出力する。ここでα
は、加速度センサ２３により検出された加速度に基づく
トルク補正量である。このようにトルク値ＴをＴからＴ
−αに補正することにより、ボイスコイルモータ９へ供
給される出力電流の大きさが補正され常に所定のトルク
でボンディングアーム１を揺動させてワイヤボンディン
グを行う。In FIG. 2, the acceleration sensor 23 detects the acceleration of the vibration of the movable unit 10 and outputs the detected value to the A / D converter 35. A / D converter 35 outputs the signal to arithmetic unit 31. The arithmetic unit 31 outputs a torque value T to the current amplifier 32 based on a position command from the control unit 30. The torque value T is corrected, and the corrected torque value T-α is output. Where α
Is a torque correction amount based on the acceleration detected by the acceleration sensor 23. Thus, the torque value T is changed from T to T
By correcting to -α, the magnitude of the output current supplied to the voice coil motor 9 is corrected, and the wire bonding is performed by always swinging the bonding arm 1 with a predetermined torque.
【００１８】本発明は上記実施例に限定されないのであ
って、例えば上記実施例ではセンサとして加速度センサ
２３を用いてボンディングアーム１を含む可動部１０の
加速度を検出しているが、加速度センサ２３に替えて変
位センサを用い、この変位センサにより可動部１０の上
下方向の変位を検出し、これに基づいてトルク値Ｔを補
正するようにしてもよい。またボンディングアーム１を
揺動させるための駆動部としてしは、ボイスコイルモー
タ９以外にも、サーボモータとカムを組合せた機構でも
よい。The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, in the above-described embodiment, the acceleration of the movable portion 10 including the bonding arm 1 is detected using the acceleration sensor 23 as a sensor. Alternatively, a displacement sensor may be used, and the displacement sensor may detect the displacement of the movable unit 10 in the vertical direction, and correct the torque value T based on the displacement. As a drive unit for swinging the bonding arm 1, a mechanism combining a servo motor and a cam may be used in addition to the voice coil motor 9.
【００１９】[0019]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ボンディ
ングアームを含む可動部の上下方向の振動を検出するセ
ンサを設け、このセンサをボンディングアームを上下方
向に揺動させるための駆動部のドライバにフィードバッ
クして、ボンディングアームを揺動させるための出力電
流を補正するようにしているので、エアスライダのため
に上下方向の振動が生じても、ボンディングアームの揺
動のトルクを常に一定に保持し、常に所定の押圧力でワ
イヤをチップや基板の電極に押し付けてワイヤボンディ
ングを行うことができる。As described above, according to the present invention, there is provided a sensor for detecting the vertical vibration of a movable portion including a bonding arm, and a driver for a driving portion for swinging the sensor in the vertical direction. Feedback to correct the output current for swinging the bonding arm, so that the swinging torque of the bonding arm is always kept constant even if the air slider causes vertical vibration. However, the wire bonding can be performed by always pressing the wire against the chip or the electrode of the substrate with a predetermined pressing force.
【図１】本発明の一実施例のワイヤボンディング装置の
側面図FIG. 1 is a side view of a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の一実施例のワイヤボンディング装置の
制御系のブロック図FIG. 2 is a block diagram of a control system of the wire bonding apparatus according to one embodiment of the present invention.
１ ボンディングアーム ２ キャピラリツール ３ ワイヤ ４ Ｙテーブル ９ ボイスコイルモータ １０ 可動部 １２ Ｘテーブル １６，１８ エア孔 １７ コンプレッサ ２３ 加速度センサ ３１ 演算部 ３２ 電流アンプ ３３ ドライバ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Bonding arm 2 Capillary tool 3 Wire 4 Y table 9 Voice coil motor 10 Movable part 12 X table 16, 18 Air hole 17 Compressor 23 Acceleration sensor 31 Operation part 32 Current amplifier 33 Driver
Claims (1)
アームと、このボンディングアームを上下方向に揺動さ
せる駆動部とから成る可動部と、この可動部を水平方向
に移動させる移動手段と、この可動部を水平方向に移動
自在に支持するエアスライダと、この可動部の上下方向
の振動を検出するセンサとを備え、このセンサの出力を
前記駆動部のドライバにフィードバックして、前記ボン
ディングアームを揺動させるための出力電流を補正する
ことを特徴とするワイヤボンディング装置。1. A movable part comprising a bonding arm for holding a capillary tool, a drive part for swinging the bonding arm in a vertical direction, a moving means for moving the movable part in a horizontal direction, and a movable part. An air slider movably supported in a horizontal direction; and a sensor for detecting vertical vibration of the movable portion. An output of the sensor is fed back to a driver of the driving portion to swing the bonding arm. Wire bonding apparatus for correcting an output current for use.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6253428A JP3024491B2 (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Wire bonding equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6253428A JP3024491B2 (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Wire bonding equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08124961A JPH08124961A (en) | 1996-05-17 |
| JP3024491B2 true JP3024491B2 (en) | 2000-03-21 |
Family
ID=17251265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6253428A Expired - Fee Related JP3024491B2 (en) | 1994-10-19 | 1994-10-19 | Wire bonding equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3024491B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3370556B2 (en) * | 1997-05-14 | 2003-01-27 | 株式会社新川 | Wire bonding apparatus and control method thereof |
| JP4538942B2 (en) * | 2000-10-30 | 2010-09-08 | 日本電気株式会社 | Wire bonding equipment |
-
1994
- 1994-10-19 JP JP6253428A patent/JP3024491B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08124961A (en) | 1996-05-17 |
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