JP3067563B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、キャピラリの傾きを容
易に調整できるようにした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】チップと、そのチップが搭載された基板
とを、ワイヤにより電気的に接続するワイヤボンディン
グ装置が広く用いられている。ここでワイヤボンディン
グ装置のキャピラリは、上下方向に揺動するボンディン
グアームの先端部に保持されており、ボンディングアー
ムが下向きに揺動してキャピラリがチップ又は基板の電
極に押し付けられることにより、ワイヤ又はその先端部
に形成されたボールがボンディングされる。ここで、キ
ャピラリはこの押し付けを行う際に水平面に対して均等
に押し付け力を作用させる必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、キャピラリ
は短周期で繰り返しこの押し付け動作を行うものであ
り、摩耗してしばしば交換される。この交換時に、新た
なキャピラリがボンディングアームに取付けられること
になるが、その際の取付角がわずかにずれただけでキャ
ピラリが片当りして上述のような均等な押し付け力が得
られないことが多い。
【０００４】従来この取付角の調整は、熟練した作業者
が経験、勘にたよって行っており、極めて面倒なもので
あった。
【０００５】そこで本発明は、容易かつ正確にキャピラ
リの傾きを調整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。
【０００６】
【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、基板を位置決めする位置決めステージと、
ワイヤが挿通されるキャピラリと、キャピラリを先端部
に保持し、上下方向揺動自在に支持されるボンディング
アームと、ボンディングアームを上下方向に揺動させる
ボンディングアーム駆動部とを備え、キャピラリによる
圧痕を観察するカメラと、ボンディングアーム駆動部の
位置決めステージに対する傾きを調整する傾き調整手段
とを有する。
【０００７】
【作用】上記構成により、カメラでキャピラリによる圧
痕を観察して傾き調整が行われる。ここで、キャピラリ
が傾いて片当りを起こしていると、キャピラリの圧痕の
片側が欠けて観察される。そこで圧痕が欠けている方向
へ、傾き調整手段を駆動してキャピラリの傾きを矯正
し、圧痕の欠けが無くなった時点でキャピラリの傾き調
整を完了するものである。ここで、この調整は、作業者
の伎倆如何にかかわらず、短時間にかつ正確に行うこと
ができる。
【０００８】
【実施例】次に図面を参照しながら本発明の実施例を説
明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例におけるワイヤボ
ンディング装置の斜視図、図２は本発明の一実施例にお
けるワイヤボンディング装置の側面図、図３は本発明の
一実施例におけるワイヤボンディング装置のブロック図
である。図１中、１はチップ３が搭載されたリードフレ
ームなどの基板２を水平に位置決めする位置決めステー
ジ、４はチップ３と基板２を電気的に接続するワイヤ、
５は位置決めステージ１に対してＸＹ方向に移動するＸ
Ｙテーブル、６はＸＹテーブル５上に水平に固定される
固定プレート、７は固定プレート６の下面角部に上向き
に固定される第１のモータであり、同様に固定プレート
６の他の角部には第２のモータ８、第３のモータ９、第
４のモータ１０が固定されている。
【００１０】また１１は第１のモータ７に軸着される垂
直な第１のボールネジであり、同様に第２、第３、第４
のモータ８，９，１０にもそれぞれ第２のボールネジ１
２、第３のボールネジ１３、第４のボールネジ１４が垂
直に軸着されている。１５は固定プレート６に対して傾
斜可能に支持された可動プレートであり、可動プレート
１５の４角には、それぞれ第１、第２、第３、第４のボ
ールネジ１１，１２，１３，１４に螺合する第１のナッ
ト１６、第２のナット１７、第３のナット１８、第４の
ナット１９が設けられている。したがって、第１、第
２、第３、第４のモータ１１，１２，１３，１４を独立
に駆動すると、可動プレート１５を水平な固定プレート
６に対して任意の傾きに傾斜させることができる。本実
施例の第１、第２、第３、第４のモータ７，８，９，１
０、第１、第２、第３、第４のボールネジ１１，１２，
１３，１４及び第１、第２、第３、第４のナット１６，
１７，１８，１９は傾き調整手段に対応する。
【００１１】２０は可動プレート１５上に固定され、図
２に示すように、内部においてボンディングアーム２１
の中程を上下方向揺動自在に支持すると共に、ボンディ
ングアーム２１を揺動させるボイスコイルモータ２２を
内蔵するボンディングアーム駆動部である。そして、ボ
ンディングアーム２１の先端部には、ワイヤ４が挿通さ
れるキャピラリ２３が取付けられる。また２４はボンデ
ィングアーム駆動部２０からキャピラリ２３の上部に向
けて延びるアーム、２５はアーム２４の先端部に固定さ
れ、下方を観察するカメラである。
【００１２】図３において、２６は全体を制御するＣＰ
Ｕなどからなる制御部であり、制御部２６は第１、第
２、第３、第４のモータ７，８，９，１０をドライブす
る駆動回路２７、ボイスコイルモータ２２をドライブす
るモータドライバ２８、ＸＹテーブル５をドライブする
ＸＹテーブル駆動回路２９のそれぞれへ、制御信号を出
力する。またカメラ２５で得られた圧痕の画像は、傾き
判定部３０で画像処理されて、制御部２６へ傾き情報が
出力されるようになっている。そして本実施例のワイヤ
ボンディング装置では、キャピラリ２３の取付直後に少
なくとも１回、基板２あるいは観察しやすいように柔ら
かい材料を用い、水平なダミー基板に、キャピラリ２３
を押し付けてその画像をカメラ２５で取込む。
【００１３】図４（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施例
における圧痕と傾き調整の関係を示す説明図である。図
４（ａ）は理想的な圧痕とそのときのキャピラリ２３の
姿勢を示している。図４において、Ｖはカメラ２５の視
野、Ｓは圧痕の画像である。図４（ａ）に示すように、
理想的な取付角となっているときは、圧痕は完全なドー
ナツ形となり全く欠けを生じない。さて本実施例の傾き
判定部３０では、視野Ｖ中にＬ１〜Ｌ８の８等分角線
（４５度おき）を考え、画像Ｓのうち８等分角線Ｌ１〜
Ｌ８における濃淡を数値で表現する。ここで、図４
（ａ）のように理想的な圧痕が得られたならば、全ての
８等分角線Ｌ１〜Ｌ８上の数値は、ほぼ一致するので傾
き補正は不要と判定する。
【００１４】一方、図４（ｂ）に示すように、圧痕の下
半分が欠けているときは、８等分角線Ｌ３が最大で８等
分角線Ｌ８が最小の数値となり矢印Ｎ１で示すように、
第３のモータ、第４のモータ１０を駆動してこれらのモ
ータ９，１０に軸着された第３のボールネジ１３、第４
のボールネジ１４を伸ばして傾きの矯正を行う。同様
に、図４（ｃ）〜（ｅ）に示すように、キャピラリ２３
が様々な傾きを持つ場合が考えられるが、この際には上
記各数値に応じて矢印Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４で示すような傾
き調整が行われる。なお本実施例では８等分角線Ｌ１〜
Ｌ８上の数値をそれぞれ評価するものであるから、キャ
ピラリ２３が任意の向きに傾いていても正しく矯正する
ことができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明のワイヤボンディング装置は、基
板を位置決めする位置決めステージと、ワイヤが挿通さ
れるキャピラリと、キャピラリを先端部に保持し、上下
方向揺動自在に支持されるボンディングアームと、ボン
ディングアームを上下方向に揺動させるボンディングア
ーム駆動部とを備え、キャピラリによる圧痕を観察する
カメラと、ボンディングアーム駆動部の位置決めステー
ジに対する傾きを調整する傾き調整手段とを有するの
で、キャピラリ取付時の面倒な人的作業を省略して、短
時間でかつ正確にキャピラリの傾きを矯正でき、ボンデ
ィング品質を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例におけるワイヤボンディング
装置の斜視図
【図２】本発明の一実施例におけるワイヤボンディング
装置の側面図
【図３】本発明の一実施例におけるワイヤボンディング
装置のブロック図
【図４】（ａ）本発明の一実施例における圧痕と傾き調
整の関係を示す説明図 （ｂ）本発明の一実施例における圧痕と傾き調整の関係
を示す説明図 （ｃ）本発明の一実施例における圧痕と傾き調整の関係
を示す説明図 （ｄ）本発明の一実施例における圧痕と傾き調整の関係
を示す説明図 （ｅ）本発明の一実施例における圧痕と傾き調整の関係
を示す説明図
【符号の説明】
１ 位置決めステージ ２ 基板 ４ ワイヤ ７ 第１のモータ ８ 第２のモータ ９ 第３のモータ １０ 第４のモータ ２０ ボンディングアーム駆動部 ２１ ボンディングアーム ２３ キャピラリ ２５ カメラ

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】基板を位置決めする位置決めステージと、
    ワイヤが挿通されるキャピラリと、前記キャピラリを先
    端部に保持し、上下方向揺動自在に支持されるボンディ
    ングアームと、前記ボンディングアームを上下方向に揺
    動させるボンディングアーム駆動部とを備え、 前記キャピラリによる圧痕を観察するカメラと、前記ボ
    ンディングアーム駆動部の前記位置決めステージに対す
    る傾きを調整する傾き調整手段とを有することを特徴と
    するワイヤボンディング装置。
  2. 【請求項２】前記ボンディングアーム駆動部は、前記位
    置決めステージに対して傾斜可能に支持された可動プレ
    ート上に載置され、前記傾き調整手段は、前記可動プレ
    ートの傾きを調整するものであ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。
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