JP3313568B2 - ワイヤボンディング装置およびその制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば半導体
装置の製造に用いられるワイヤボンディング装置および
その制御方法に関するもので、特に、半導体ペレットと
リードフレームの両電極間にボンディングワイヤを超音
波接合するワイヤボンダなどに使用されるものである。
装置の製造に用いられるワイヤボンディング装置および
その制御方法に関するもので、特に、半導体ペレットと
リードフレームの両電極間にボンディングワイヤを超音
波接合するワイヤボンダなどに使用されるものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、半導体ペレットの電極パッドとリ
ードフレームのリード電極との間にボンディングワイヤ
を接合するワイヤボンダにおいては、接合（ワイヤボン
ディング）時に超音波を付加する、いわゆる、ネイルヘ
ッド・ボンディング法（超音波併用熱圧着法）が主流と
なっている。
ードフレームのリード電極との間にボンディングワイヤ
を接合するワイヤボンダにおいては、接合（ワイヤボン
ディング）時に超音波を付加する、いわゆる、ネイルヘ
ッド・ボンディング法（超音波併用熱圧着法）が主流と
なっている。
【０００３】図４は、上記したワイヤボンダによる、接
合の手順を概略的に示すものである。たとえば、半導体
ペレット１がリードフレーム２のベット２ａ上に搭載さ
れ、そして、ワークステージ３上に移載される。
合の手順を概略的に示すものである。たとえば、半導体
ペレット１がリードフレーム２のベット２ａ上に搭載さ
れ、そして、ワークステージ３上に移載される。
【０００４】一方、超音波ホーン４の先端側に取り付け
られたキャピラリ５に通された金ワイヤ６の先端に、電
気トーチ（図示していない）などによりボール６ａが形
成される。
られたキャピラリ５に通された金ワイヤ６の先端に、電
気トーチ（図示していない）などによりボール６ａが形
成される。
【０００５】この状態において、カメラ７により検出さ
れた、半導体ペレット１上のある電極パッド１ａの位置
に、ホーン４とともにキャピラリ５が下降される。そし
て、ホーン４を介してキャピラリ５が超音波振動され、
また、所定の熱と荷重とが付加されることにより、金ワ
イヤ６の先端のボール６ａが半導体ペレット１上の所定
の位置の電極パッド１ａに接合される。
れた、半導体ペレット１上のある電極パッド１ａの位置
に、ホーン４とともにキャピラリ５が下降される。そし
て、ホーン４を介してキャピラリ５が超音波振動され、
また、所定の熱と荷重とが付加されることにより、金ワ
イヤ６の先端のボール６ａが半導体ペレット１上の所定
の位置の電極パッド１ａに接合される。
【０００６】この後、キャピラリ５は金ワイヤ６を少し
ずつ送り出しながら上昇され、カメラ７により検出され
た、リードフレーム２のあるリード２ｂの位置に移動さ
れる。そして、キャピラリ５を介して所定の熱と荷重と
が付加されることにより、金ワイヤ６が所定の位置のリ
ード２ｂのインナリード２ｂ´に圧着される。
ずつ送り出しながら上昇され、カメラ７により検出され
た、リードフレーム２のあるリード２ｂの位置に移動さ
れる。そして、キャピラリ５を介して所定の熱と荷重と
が付加されることにより、金ワイヤ６が所定の位置のリ
ード２ｂのインナリード２ｂ´に圧着される。
【０００７】この状態で、クランパ（図示していない）
を引き上げることにより金ワイヤ６は切断され、半導体
ペレット１の電極パッド１ａおよびリードフレーム２の
リード２ｂの間にループ状に金ワイヤ６が接合される。
を引き上げることにより金ワイヤ６は切断され、半導体
ペレット１の電極パッド１ａおよびリードフレーム２の
リード２ｂの間にループ状に金ワイヤ６が接合される。
【０００８】この後、新たにボール６ａの形成が行われ
て、次のパッド１ａへ金ワイヤ６を接合するためにキャ
ピラリ５の移動が制御され、接合の動作が繰返される。
図５は、上記したワイヤボンダにおける、接合時の動作
シーケンスを示すものである。なお、同図（ａ）はキャ
ピラリ５のＺ軸方向の動作タイミングであり、同図
（ｂ）はＺ（ワーク）面タッチ検出タイミングであり、
同図（ｃ）はＺ軸方向の制御方式切り換えタイミングで
あり、同図（ｄ）は超音波振動の発振タイミングであ
る。
て、次のパッド１ａへ金ワイヤ６を接合するためにキャ
ピラリ５の移動が制御され、接合の動作が繰返される。
図５は、上記したワイヤボンダにおける、接合時の動作
シーケンスを示すものである。なお、同図（ａ）はキャ
ピラリ５のＺ軸方向の動作タイミングであり、同図
（ｂ）はＺ（ワーク）面タッチ検出タイミングであり、
同図（ｃ）はＺ軸方向の制御方式切り換えタイミングで
あり、同図（ｄ）は超音波振動の発振タイミングであ
る。
【０００９】すなわち、従来のボンディング動作は、ま
ず、ボール６ａを形成した後、キャピラリ５を所定の電
極パッド１ａの上方に移動する。そして、その位置から
キャピラリ５を高速下降動作させる（Ａ）。
ず、ボール６ａを形成した後、キャピラリ５を所定の電
極パッド１ａの上方に移動する。そして、その位置から
キャピラリ５を高速下降動作させる（Ａ）。
【００１０】キャピラリ５の下降が所定のサーチ高さに
達すると、その位置からキャピラリ５を等速下降動作
（サーチ部）させる（Ｂ）。そして、ボール６ａの電極
パッド１ａへの接触を検出する、ワーク面タッチ検出の
タイミングにおいて、キャピラリ５のＺ軸方向の制御
を、それまでの位置制御から荷重制御に切り換える。ま
た、ワーク面タッチ検出後の設定時間内、つまり、超音
波振動の発振タイミングにしたがって超音波振動を発生
させる。これにより、半導体ペレット１上の所定の電極
パッド１ａへの金ワイヤ６の接合が行われる（Ｃ）。
達すると、その位置からキャピラリ５を等速下降動作
（サーチ部）させる（Ｂ）。そして、ボール６ａの電極
パッド１ａへの接触を検出する、ワーク面タッチ検出の
タイミングにおいて、キャピラリ５のＺ軸方向の制御
を、それまでの位置制御から荷重制御に切り換える。ま
た、ワーク面タッチ検出後の設定時間内、つまり、超音
波振動の発振タイミングにしたがって超音波振動を発生
させる。これにより、半導体ペレット１上の所定の電極
パッド１ａへの金ワイヤ６の接合が行われる（Ｃ）。
【００１１】電極パッド１ａへの金ワイヤ６のボンディ
ングが終了すると、キャピラリ５のＺ軸方向の制御を、
荷重制御から位置制御に切り換えて、Ｘ軸方向およびＹ
軸方向の動作とともにキャピラリ５をＺ軸方向に移動さ
せ、ループの形成を行う（Ｄ）。
ングが終了すると、キャピラリ５のＺ軸方向の制御を、
荷重制御から位置制御に切り換えて、Ｘ軸方向およびＹ
軸方向の動作とともにキャピラリ５をＺ軸方向に移動さ
せ、ループの形成を行う（Ｄ）。
【００１２】そして、ループの形成にともなうキャピラ
リ５の下降が、リード２ｂ上の所定のサーチ高さに達す
ると、その位置からキャピラリ５を等速下降動作（サー
チ部）させる（Ｅ）。
リ５の下降が、リード２ｂ上の所定のサーチ高さに達す
ると、その位置からキャピラリ５を等速下降動作（サー
チ部）させる（Ｅ）。
【００１３】同様にして、金ワイヤ６のリード２ｂへの
接触を検出する、ワーク面タッチ検出のタイミングにお
いて、キャピラリ６のＺ軸方向の制御を、それまでの位
置制御から荷重制御に切り換える。また、ワーク面タッ
チ検出後の設定時間内、つまり、超音波振動の発振タイ
ミングにしたがって超音波振動を発生させる。これによ
り、リードフレーム２上の所定のリード２ｂへの金ワイ
ヤ６の接合が行われる（Ｆ）。
接触を検出する、ワーク面タッチ検出のタイミングにお
いて、キャピラリ６のＺ軸方向の制御を、それまでの位
置制御から荷重制御に切り換える。また、ワーク面タッ
チ検出後の設定時間内、つまり、超音波振動の発振タイ
ミングにしたがって超音波振動を発生させる。これによ
り、リードフレーム２上の所定のリード２ｂへの金ワイ
ヤ６の接合が行われる（Ｆ）。
【００１４】リード２ｂへの金ワイヤ６のボンディング
が終了すると、キャピラリ５のＺ軸方向の制御を、荷重
制御から位置制御に切り換えてキャピラリ５を上昇さ
せ、金ワイヤ６を切断する（Ｇ）。
が終了すると、キャピラリ５のＺ軸方向の制御を、荷重
制御から位置制御に切り換えてキャピラリ５を上昇さ
せ、金ワイヤ６を切断する（Ｇ）。
【００１５】そして、さらにキャピラリ５を上昇させる
とともに、その際にボール６ａの形成を行い（Ｈ）、ま
た、次の電極パッド１ａの上方へキャピラリ５を移動さ
せることにより（Ｉ）、ワイヤボンディングの１シーケ
ンスが終了する。
とともに、その際にボール６ａの形成を行い（Ｈ）、ま
た、次の電極パッド１ａの上方へキャピラリ５を移動さ
せることにより（Ｉ）、ワイヤボンディングの１シーケ
ンスが終了する。
【００１６】このように、従来においては、ワーク面
（半導体ペレット１およびリードフレーム２）の高さの
ばらつきを考慮してサーチ高さを設定し、高速下降動作
の後、キャピラリ５の等速下降動作を行って、ワーク面
に対する衝突時の衝撃（接合時のインパクト荷重）が一
定となるように制御している。
（半導体ペレット１およびリードフレーム２）の高さの
ばらつきを考慮してサーチ高さを設定し、高速下降動作
の後、キャピラリ５の等速下降動作を行って、ワーク面
に対する衝突時の衝撃（接合時のインパクト荷重）が一
定となるように制御している。
【００１７】インパクト荷重は、良好な接合を行う上で
重要なファクタ（接合条件の一つ）となっており、接合
の条件にあわせて変更されるようになっている。しかし
ながら、接合の条件に応じたインパクト荷重の変更は、
等速下降動作の際の速度を変えることで実現されるもの
であるため、設定される速度によって等速下降動作の時
間が変化し、ワイヤボンディングのインデックス（１シ
ーケンスに要する時間）に影響するという問題があっ
た。
重要なファクタ（接合条件の一つ）となっており、接合
の条件にあわせて変更されるようになっている。しかし
ながら、接合の条件に応じたインパクト荷重の変更は、
等速下降動作の際の速度を変えることで実現されるもの
であるため、設定される速度によって等速下降動作の時
間が変化し、ワイヤボンディングのインデックス（１シ
ーケンスに要する時間）に影響するという問題があっ
た。
【００１８】特に、低衝撃が要求される場合には、等速
下降動作の速度を遅くする必要があるため、キャピラリ
５の下降動作時間が全体的に長くなる。また、従来にお
いては、ワーク面タッチ検出のタイミングにより、キャ
ピラリ５のＺ軸方向の制御を位置制御から荷重制御に切
り換えるようにしている。このため、実際に金ワイヤ６
がワーク面に当接してから荷重が加えられるまでの間に
多少の時間差があり、その分、インデックスが長くなっ
ていた。
下降動作の速度を遅くする必要があるため、キャピラリ
５の下降動作時間が全体的に長くなる。また、従来にお
いては、ワーク面タッチ検出のタイミングにより、キャ
ピラリ５のＺ軸方向の制御を位置制御から荷重制御に切
り換えるようにしている。このため、実際に金ワイヤ６
がワーク面に当接してから荷重が加えられるまでの間に
多少の時間差があり、その分、インデックスが長くなっ
ていた。
【００１９】さらに、超音波振動についても、ワーク面
タッチ検出後に発振するようにしているため、実際に金
ワイヤ６がワーク面に当接してから超音波振動が加えら
れるまでの時間の遅れ分だけ、インデックスが長くなっ
ていた。
タッチ検出後に発振するようにしているため、実際に金
ワイヤ６がワーク面に当接してから超音波振動が加えら
れるまでの時間の遅れ分だけ、インデックスが長くなっ
ていた。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、ワイヤボンディングのインデックスが長い
という問題があった。そこで、この発明は、ワイヤボン
ディングのインデックスを短縮することが可能なワイヤ
ボンディング装置およびその制御方法を提供することを
目的としている。
においては、ワイヤボンディングのインデックスが長い
という問題があった。そこで、この発明は、ワイヤボン
ディングのインデックスを短縮することが可能なワイヤ
ボンディング装置およびその制御方法を提供することを
目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明のワイヤボンディング装置にあっては、
加工点に金属細線を接合するためのツールと、このツー
ルの、前記加工点における接合面からの高さを検出する
検出手段と、この検出手段の検出値をもとに、前記ツー
ルによる接合動作のための動作シーケンスを決定する演
算手段と、この演算手段で決定された前記動作シーケン
スにしたがって、前記ツールを前記接合面に高速下降動
作させる駆動手段と、この駆動手段による前記ツールの
高速下降動作の終了にともなって、前記ツールのＺ軸方
向の制御方式を位置制御から荷重制御へ切り換えるのと
同時に、前記ツールの超音波振動をスタートさせる振動
機構とを具備したことを特徴とする。
めに、この発明のワイヤボンディング装置にあっては、
加工点に金属細線を接合するためのツールと、このツー
ルの、前記加工点における接合面からの高さを検出する
検出手段と、この検出手段の検出値をもとに、前記ツー
ルによる接合動作のための動作シーケンスを決定する演
算手段と、この演算手段で決定された前記動作シーケン
スにしたがって、前記ツールを前記接合面に高速下降動
作させる駆動手段と、この駆動手段による前記ツールの
高速下降動作の終了にともなって、前記ツールのＺ軸方
向の制御方式を位置制御から荷重制御へ切り換えるのと
同時に、前記ツールの超音波振動をスタートさせる振動
機構とを具備したことを特徴とする。
【００２２】
【００２３】さらに、この発明のワイヤボンディング装
置の制御方法にあっては、加工点に金属細線を接合する
ためのツールの、前記加工点における接合面からの高さ
を検出手段により検出し、前記検出手段の検出値をもと
に、前記ツールによる接合動作のための動作シーケンス
を演算手段で決定し、前記演算手段で決定された前記動
作シーケンスにしたがって、前記ツールを駆動手段によ
り前記接合面に高速下降動作させ、前記駆動手段による
前記ツールの高速下降動作の終了にともなって、前記ツ
ールのＺ軸方向の制御方式を位置制御から荷重制御へ切
り換えると同時に、振動機構による前記ツールの超音波
振動をスタートして、前記加工点への金属細線の接合を
行うようになっている。
置の制御方法にあっては、加工点に金属細線を接合する
ためのツールの、前記加工点における接合面からの高さ
を検出手段により検出し、前記検出手段の検出値をもと
に、前記ツールによる接合動作のための動作シーケンス
を演算手段で決定し、前記演算手段で決定された前記動
作シーケンスにしたがって、前記ツールを駆動手段によ
り前記接合面に高速下降動作させ、前記駆動手段による
前記ツールの高速下降動作の終了にともなって、前記ツ
ールのＺ軸方向の制御方式を位置制御から荷重制御へ切
り換えると同時に、振動機構による前記ツールの超音波
振動をスタートして、前記加工点への金属細線の接合を
行うようになっている。
【００２４】この発明のワイヤボンディング装置および
その制御方法によれば、等速下降動作を行うことなく、
ツールを接合面へ移動できるようになる。また、ツール
が接合面に達した時点で、ツールのＺ軸方向の制御方式
の切り換えと超音波振動の発振とを行うようにしてい
る。これにより、無駄な時間を省くことができ、その
分、ボンディング動作を高速化することが可能となるも
のである。
その制御方法によれば、等速下降動作を行うことなく、
ツールを接合面へ移動できるようになる。また、ツール
が接合面に達した時点で、ツールのＺ軸方向の制御方式
の切り換えと超音波振動の発振とを行うようにしてい
る。これにより、無駄な時間を省くことができ、その
分、ボンディング動作を高速化することが可能となるも
のである。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
一形態にかかる、ワイヤボンダの概略構成を示すもので
ある。
いて図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の
一形態にかかる、ワイヤボンダの概略構成を示すもので
ある。
【００２６】すなわち、このワイヤボンダは、たとえ
ば、半導体ペレットが搭載されたリードフレーム（以
下、基板という）の供給を行うローダ部１０、基板の搬
送を行うフィーダ部２０、基板の収納を行うアンローダ
部３０、および、基板上の加工点、つまり、半導体ペレ
ットの電極パッドとリードフレームのリード電極との間
に金属細線としてのボンディング用の金ワイヤを接合
（ボンディング）するための、ボンディング・ヘッド部
４０などから構成されている。
ば、半導体ペレットが搭載されたリードフレーム（以
下、基板という）の供給を行うローダ部１０、基板の搬
送を行うフィーダ部２０、基板の収納を行うアンローダ
部３０、および、基板上の加工点、つまり、半導体ペレ
ットの電極パッドとリードフレームのリード電極との間
に金属細線としてのボンディング用の金ワイヤを接合
（ボンディング）するための、ボンディング・ヘッド部
４０などから構成されている。
【００２７】上記フィーダ部２０には、ワークステージ
（図示していない）が設けられている。上記ボンディン
グ・ヘッド部４０はＸ−Ｙテーブル５０上に設けられ、
Ｘ軸方向およびＹ軸方向への動作が、それぞれＸ軸モー
タ５１，Ｙ軸モータ５２により制御されるようになって
いる。
（図示していない）が設けられている。上記ボンディン
グ・ヘッド部４０はＸ−Ｙテーブル５０上に設けられ、
Ｘ軸方向およびＹ軸方向への動作が、それぞれＸ軸モー
タ５１，Ｙ軸モータ５２により制御されるようになって
いる。
【００２８】上記ボンディング・ヘッド部４０は、たと
えば、スプールから引き出された金ワイヤが挿入され
る、ワイヤ切れ自動復帰機構を有するエアーテンション
機構４１、このエアーテンション機構４１内を通された
金ワイヤをクランプするクランパ４２、このクランパ４
２を経た金ワイヤが供給されるボンディング用ツールと
してのキャピラリ４３、このキャピラリ４３を支持し、
接合の際に超音波振動させる超音波ホーン４４、この超
音波ホーン４４ごと、上記キャピラリ４３をＺ軸方向に
昇降動作させるためのＺ軸モータ４５、上記基板上の加
工点におけるワーク面（接合面）までの高さを検出する
ための、オートフォーカス機能付きのカメラ４６、およ
び、そのカメラ像を表示するためのモニタ４７などを備
えて構成されている。
えば、スプールから引き出された金ワイヤが挿入され
る、ワイヤ切れ自動復帰機構を有するエアーテンション
機構４１、このエアーテンション機構４１内を通された
金ワイヤをクランプするクランパ４２、このクランパ４
２を経た金ワイヤが供給されるボンディング用ツールと
してのキャピラリ４３、このキャピラリ４３を支持し、
接合の際に超音波振動させる超音波ホーン４４、この超
音波ホーン４４ごと、上記キャピラリ４３をＺ軸方向に
昇降動作させるためのＺ軸モータ４５、上記基板上の加
工点におけるワーク面（接合面）までの高さを検出する
ための、オートフォーカス機能付きのカメラ４６、およ
び、そのカメラ像を表示するためのモニタ４７などを備
えて構成されている。
【００２９】超音波ホーン４４は、たとえば、超音波発
振器からの超音波領域の高周波電圧の圧電体部への印加
により、その圧電体部で発生する超音波振動を増幅およ
び伝播するもので、これら超音波発振器および圧電体部
を含んで振動機構が構成されている。
振器からの超音波領域の高周波電圧の圧電体部への印加
により、その圧電体部で発生する超音波振動を増幅およ
び伝播するもので、これら超音波発振器および圧電体部
を含んで振動機構が構成されている。
【００３０】なお、このワイヤボンダにおける接合の手
順に関しては、前述の図４を参照して説明した通りであ
り、ここでの詳細な説明は割愛する。図２は、上記した
ワイヤボンダの、制御系の主要部の構成を概略的に示す
ものである。
順に関しては、前述の図４を参照して説明した通りであ
り、ここでの詳細な説明は割愛する。図２は、上記した
ワイヤボンダの、制御系の主要部の構成を概略的に示す
ものである。
【００３１】この制御系は、たとえば、ワイヤボンダ全
体の制御を司る主制御部６１に、上記ローダ部１０、上
記フィーダ部２０、上記アンローダ部３０の各制御部
（図示していない）の他、上記Ｘ軸モータ５１を駆動す
るＸ軸ドライバ６２、上記Ｙ軸モータ５２を駆動するＹ
軸ドライバ６３、位置／荷重制御切換部６４を介して上
記Ｚ軸モータ４５を駆動するＺ軸ドライバ６５、上記超
音波ホーン４４により増幅および伝播される超音波振動
を発生する圧電体部６６に、超音波領域の高周波電圧を
印加する超音波発振器６７などが、それぞれ接続されて
なる構成とされている。
体の制御を司る主制御部６１に、上記ローダ部１０、上
記フィーダ部２０、上記アンローダ部３０の各制御部
（図示していない）の他、上記Ｘ軸モータ５１を駆動す
るＸ軸ドライバ６２、上記Ｙ軸モータ５２を駆動するＹ
軸ドライバ６３、位置／荷重制御切換部６４を介して上
記Ｚ軸モータ４５を駆動するＺ軸ドライバ６５、上記超
音波ホーン４４により増幅および伝播される超音波振動
を発生する圧電体部６６に、超音波領域の高周波電圧を
印加する超音波発振器６７などが、それぞれ接続されて
なる構成とされている。
【００３２】また、上記主制御部６１には、オートフォ
ーカス機能付きのカメラ４６によって撮影されたカメラ
像より、加工点におけるワーク面までの高さデータ（検
出値）を算出する高さ演算部６８が、その高さ演算部６
８からの高さデータをもとに、ボンディング動作時の動
作シーケンスを決定するシーケンス演算部６９を介して
接続されている。
ーカス機能付きのカメラ４６によって撮影されたカメラ
像より、加工点におけるワーク面までの高さデータ（検
出値）を算出する高さ演算部６８が、その高さ演算部６
８からの高さデータをもとに、ボンディング動作時の動
作シーケンスを決定するシーケンス演算部６９を介して
接続されている。
【００３３】すなわち、この制御系においては、たとえ
ば、加工点におけるワーク面（半導体ペレットの電極パ
ッドおよびリードフレームのリード電極）を上記カメラ
４６によって撮像し、そのカメラ像より上記高さ演算部
６８によって高さデータを算出し、この高さデータをも
とに上記シーケンス演算部６９によってボンディング動
作の際の動作シーケンスを決定する。
ば、加工点におけるワーク面（半導体ペレットの電極パ
ッドおよびリードフレームのリード電極）を上記カメラ
４６によって撮像し、そのカメラ像より上記高さ演算部
６８によって高さデータを算出し、この高さデータをも
とに上記シーケンス演算部６９によってボンディング動
作の際の動作シーケンスを決定する。
【００３４】そして、その動作シーケンスにしたがっ
て、上記主制御部６１が、上記ボンディング・ヘッド部
４０のＸ軸方向およびＹ軸方向の動作を制御するととも
に、上記位置／荷重制御切換部６４によってＺ軸方向の
制御方式を切り換えて、上記キャピラリ４３のＺ軸方向
の動作を制御するようになっている。
て、上記主制御部６１が、上記ボンディング・ヘッド部
４０のＸ軸方向およびＹ軸方向の動作を制御するととも
に、上記位置／荷重制御切換部６４によってＺ軸方向の
制御方式を切り換えて、上記キャピラリ４３のＺ軸方向
の動作を制御するようになっている。
【００３５】また、上記主制御部６１は、Ｚ軸方向の制
御方式の切り換えと同時に、つまり、金ワイヤの先端が
ワーク面に達するタイミングでキャピラリ４３が振動し
始めるように、上記超音波発振器６７の動作を制御する
ようになっている。
御方式の切り換えと同時に、つまり、金ワイヤの先端が
ワーク面に達するタイミングでキャピラリ４３が振動し
始めるように、上記超音波発振器６７の動作を制御する
ようになっている。
【００３６】図３は、上記したシーケンス演算部６９に
より決定される、接合時の動作シーケンスを示すもので
ある。なお、同図（ａ）はキャピラリ４３のＺ軸方向の
動作タイミングであり、同図（ｂ）はＺ軸方向の制御方
式切り換えタイミングであり、同図（ｃ）は超音波振動
の発振タイミングである。
より決定される、接合時の動作シーケンスを示すもので
ある。なお、同図（ａ）はキャピラリ４３のＺ軸方向の
動作タイミングであり、同図（ｂ）はＺ軸方向の制御方
式切り換えタイミングであり、同図（ｃ）は超音波振動
の発振タイミングである。
【００３７】すなわち、本形態におけるボンディング動
作は、まず、金ワイヤの先端にボールを形成した後、上
記Ｘ軸ドライバ６２および上記Ｙ軸ドライバ６３を制御
して、上記Ｘ−Ｙテーブル５０の動作によりキャピラリ
４３を所定の電極パッドの上方に移動する。そして、上
記Ｚ軸ドライバ６５を制御して、その位置からキャピラ
リ４３を高速下降動作させる（Ａ）。
作は、まず、金ワイヤの先端にボールを形成した後、上
記Ｘ軸ドライバ６２および上記Ｙ軸ドライバ６３を制御
して、上記Ｘ−Ｙテーブル５０の動作によりキャピラリ
４３を所定の電極パッドの上方に移動する。そして、上
記Ｚ軸ドライバ６５を制御して、その位置からキャピラ
リ４３を高速下降動作させる（Ａ）。
【００３８】キャピラリ４３の下降が、あらかじめ上記
高さ演算部６８により算出された高さデータの高さに達
すると、そのタイミングにおいて、上記位置／荷重制御
切換部６４を制御して、キャピラリ４３のＺ軸方向の制
御を、それまでの位置制御から荷重制御に切り換える。
高さ演算部６８により算出された高さデータの高さに達
すると、そのタイミングにおいて、上記位置／荷重制御
切換部６４を制御して、キャピラリ４３のＺ軸方向の制
御を、それまでの位置制御から荷重制御に切り換える。
【００３９】また、その切り換えと同時に、上記超音波
発振器６７を制御して、上記超音波ホーン４４に対する
超音波振動の発振をスタートさせる。これにより、キャ
ピラリ４３に所定の荷重および超音波振動が付加され、
半導体ペレット上の所定の位置の電極パッドへの金ワイ
ヤの接合が行われる（Ｂ）。
発振器６７を制御して、上記超音波ホーン４４に対する
超音波振動の発振をスタートさせる。これにより、キャ
ピラリ４３に所定の荷重および超音波振動が付加され、
半導体ペレット上の所定の位置の電極パッドへの金ワイ
ヤの接合が行われる（Ｂ）。
【００４０】電極パッドへの金ワイヤのボンディングが
終了すると、超音波振動の発振が停止されるとともに、
キャピラリ４３のＺ軸方向の制御を荷重制御から位置制
御に切り換え、上記Ｘ−Ｙテーブル５０の動作とともに
キャピラリ４３を所定のリードの上方に移動させて、ル
ープの形成を行う（Ｃ）。
終了すると、超音波振動の発振が停止されるとともに、
キャピラリ４３のＺ軸方向の制御を荷重制御から位置制
御に切り換え、上記Ｘ−Ｙテーブル５０の動作とともに
キャピラリ４３を所定のリードの上方に移動させて、ル
ープの形成を行う（Ｃ）。
【００４１】そして、ループの形成にともなうキャピラ
リ４３の下降が、あらかじめ上記高さ演算部６８により
算出された高さデータの高さに達すると、そのタイミン
グにおいて、キャピラリ４３のＺ軸方向の制御を、それ
までの位置制御から荷重制御に切り換える。
リ４３の下降が、あらかじめ上記高さ演算部６８により
算出された高さデータの高さに達すると、そのタイミン
グにおいて、キャピラリ４３のＺ軸方向の制御を、それ
までの位置制御から荷重制御に切り換える。
【００４２】また、その切り換えに合わせて、超音波振
動の発振をスタートさせる。これにより、キャピラリ４
３に所定の荷重および超音波振動が付加され、リードフ
レーム上の所定の位置のリードへの金ワイヤの接合が行
われる（Ｄ）。
動の発振をスタートさせる。これにより、キャピラリ４
３に所定の荷重および超音波振動が付加され、リードフ
レーム上の所定の位置のリードへの金ワイヤの接合が行
われる（Ｄ）。
【００４３】リードへの金ワイヤのボンディングが終了
すると、超音波振動の発振が停止されるとともに、キャ
ピラリ４３のＺ軸方向の制御を、荷重制御から位置制御
に切り換えてキャピラリ４３を上昇させ、金ワイヤを切
断する（Ｅ）。
すると、超音波振動の発振が停止されるとともに、キャ
ピラリ４３のＺ軸方向の制御を、荷重制御から位置制御
に切り換えてキャピラリ４３を上昇させ、金ワイヤを切
断する（Ｅ）。
【００４４】そして、さらにキャピラリ４３を上昇させ
るとともに、その際にボールの形成を行い（Ｆ）、ま
た、次の電極パッドの上方へキャピラリ４３を移動させ
ることにより（Ｇ）、ワイヤボンディングの１シーケン
スが終了する。
るとともに、その際にボールの形成を行い（Ｆ）、ま
た、次の電極パッドの上方へキャピラリ４３を移動させ
ることにより（Ｇ）、ワイヤボンディングの１シーケン
スが終了する。
【００４５】このようにして、加工点におけるワーク面
までの高さデータにしたがってキャピラリ４３を高速下
降動作させるようにしているため、等速下降動作（サー
チ部）が不要になる分、ボンディング動作の高速化が可
能となる。
までの高さデータにしたがってキャピラリ４３を高速下
降動作させるようにしているため、等速下降動作（サー
チ部）が不要になる分、ボンディング動作の高速化が可
能となる。
【００４６】同様に、キャピラリ４３がワーク面に達す
るタイミングで、キャピラリ４３のＺ軸方向の制御を切
り換えるとともに、その切り換えと同時に、超音波振動
の発振をスタートさせるようにしている。したがって、
実際に金ワイヤがワーク面に当接してから荷重が加えら
れるまでの時間の遅れ分、および、実際に金ワイヤがワ
ーク面に当接してから超音波振動が加えられるまでの時
間の遅れ分だけ、インデックスを短くできる。
るタイミングで、キャピラリ４３のＺ軸方向の制御を切
り換えるとともに、その切り換えと同時に、超音波振動
の発振をスタートさせるようにしている。したがって、
実際に金ワイヤがワーク面に当接してから荷重が加えら
れるまでの時間の遅れ分、および、実際に金ワイヤがワ
ーク面に当接してから超音波振動が加えられるまでの時
間の遅れ分だけ、インデックスを短くできる。
【００４７】上記したように、ワーク面までの高さデー
タを検出してキャピラリの高速下降動作を制御するよう
にしている。これにより、等速下降動作を行うことな
く、キャピラリをワーク面へ移動できるようになるた
め、等速下降動作にかかる無駄な時間を省くことが可能
となる。
タを検出してキャピラリの高速下降動作を制御するよう
にしている。これにより、等速下降動作を行うことな
く、キャピラリをワーク面へ移動できるようになるた
め、等速下降動作にかかる無駄な時間を省くことが可能
となる。
【００４８】また、キャピラリがワーク面に達するタイ
ミングで、キャピラリのＺ軸方向の制御方式の切り換え
と超音波振動の発振とを制御するようにしている。これ
により、キャピラリのワーク面への到達の検出にともな
う、無駄な時間を省くことが可能となる。
ミングで、キャピラリのＺ軸方向の制御方式の切り換え
と超音波振動の発振とを制御するようにしている。これ
により、キャピラリのワーク面への到達の検出にともな
う、無駄な時間を省くことが可能となる。
【００４９】したがって、省ける無駄な時間の分だけ、
ボンディング動作の高速化が可能となり、ワイヤボンデ
ィングのインデックスを短縮できるようになるものであ
る。なお、この発明は上記した実施の形態に限定される
ものではなく、発明の要旨を変えない範囲において、種
々変形実施可能なことは勿論である。
ボンディング動作の高速化が可能となり、ワイヤボンデ
ィングのインデックスを短縮できるようになるものであ
る。なお、この発明は上記した実施の形態に限定される
ものではなく、発明の要旨を変えない範囲において、種
々変形実施可能なことは勿論である。
【００５０】
【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、ワイヤボンディングのインデックスを短縮すること
が可能なワイヤボンディング装置およびその制御方法を
提供できる。
ば、ワイヤボンディングのインデックスを短縮すること
が可能なワイヤボンディング装置およびその制御方法を
提供できる。
【図１】この発明の実施の一形態にかかる、ワイヤボン
ダの概略構成を示す斜視図。
ダの概略構成を示す斜視図。
【図２】同じく、ワイヤボンダにおける制御系の主要部
の構成を概略的に示すブロック図。
の構成を概略的に示すブロック図。
【図３】同じく、ワイヤボンダにおける接合時の動作シ
ーケンスを説明するために示す概略図。
ーケンスを説明するために示す概略図。
【図４】従来技術とその問題点を説明するために、ワイ
ヤボンダによる接合の手順を概略的に示す斜視図。
ヤボンダによる接合の手順を概略的に示す斜視図。
【図５】同じく、従来のワイヤボンダにおける接合時の
動作シーケンスを説明するために示す概略図。
動作シーケンスを説明するために示す概略図。
１０…ローダ部、２０…フィーダ部、３０…アンローダ
部、４０…ボンディング・ヘッド部、４１…エアーテン
ション機構、４２…クランパ、４３…キャピラリ、４４
…超音波ホーン、４５…Ｚ軸モータ、４６…カメラ、４
７…モニタ、５０…Ｘ−Ｙテーブル、５１…Ｘ軸モー
タ、５２…Ｙ軸モータ、６１…主制御部、６２…Ｘ軸ド
ライバ、６３…Ｙ軸ドライバ、６４…位置／荷重制御切
換部、６５…Ｚ軸ドライバ、６６…圧電体部、６７…超
音波発振器、６８…高さ演算部、６９…シーケンス演算
部。
部、４０…ボンディング・ヘッド部、４１…エアーテン
ション機構、４２…クランパ、４３…キャピラリ、４４
…超音波ホーン、４５…Ｚ軸モータ、４６…カメラ、４
７…モニタ、５０…Ｘ−Ｙテーブル、５１…Ｘ軸モー
タ、５２…Ｙ軸モータ、６１…主制御部、６２…Ｘ軸ド
ライバ、６３…Ｙ軸ドライバ、６４…位置／荷重制御切
換部、６５…Ｚ軸ドライバ、６６…圧電体部、６７…超
音波発振器、６８…高さ演算部、６９…シーケンス演算
部。
Claims (3)
- 【請求項１】 加工点に金属細線を接合するためのツー
ルと、 このツールの、前記加工点における接合面からの高さを
検出する検出手段と、 この検出手段の検出値をもとに、前記ツールによる接合
動作のための動作シーケンスを決定する演算手段と、 この演算手段で決定された前記動作シーケンスにしたが
って、前記ツールを前記接合面に高速下降動作させる駆
動手段と、 この駆動手段による前記ツールの高速下降動作の終了に
ともなって、前記ツールのＺ軸方向の制御方式を位置制
御から荷重制御へ切り換えるのと同時に、前記ツールの
超音波振動をスタートさせる振動機構とを具備したこと
を特徴とするワイヤボンディング装置。 - 【請求項２】 加工点に金属細線を接合するためのツー
ルの、前記加工点における接合面からの高さを検出手段
により検出し、 前記検出手段の検出値をもとに、前記ツールによる接合
動作のための動作シーケンスを演算手段で決定し、 前記演算手段で決定された前記動作シーケンスにしたが
って、前記ツールを駆動手段により前記接合面に高速下
降動作させ、 前記駆動手段による前記ツールの高速下降動作の終了に
ともなって、前記ツールのＺ軸方向の制御方式を位置制
御から荷重制御へ切り換えると同時に、振動機構による
前記ツールの超音波振動をスタートして、前記加工点へ
の金属細線の接合を行うようにしたことを特徴とするワ
イヤボンディング装置の制御方法。 - 【請求項３】 前記検出手段は、オートフォーカス機能
付きのカメラを用いて、前記加工点における接合面まで
の高さを検出するものであることを特徴とする請求項２
に記載のワイヤボンディング装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6832796A JP3313568B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | ワイヤボンディング装置およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6832796A JP3313568B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | ワイヤボンディング装置およびその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260415A JPH09260415A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3313568B2 true JP3313568B2 (ja) | 2002-08-12 |
Family
ID=13370632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6832796A Expired - Fee Related JP3313568B2 (ja) | 1996-03-25 | 1996-03-25 | ワイヤボンディング装置およびその制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3313568B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| TWI649816B (zh) * | 2016-08-23 | 2019-02-01 | 日商新川股份有限公司 | 打線方法與打線裝置 |
| JP7316796B2 (ja) * | 2019-01-23 | 2023-07-28 | 三菱電機株式会社 | ワイヤボンディング装置、ワイヤボンディング方法および半導体装置の製造方法 |
| CN117984001A (zh) * | 2024-04-03 | 2024-05-07 | 宁波尚进自动化科技有限公司 | 焊接方法、装置、焊接设备、电子设备及存储介质 |
-
1996
- 1996-03-25 JP JP6832796A patent/JP3313568B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH09260415A (ja) | 1997-10-03 |
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