JP3370556B2 - ワイヤボンディング装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボンディングアー
ムが上下方向に移動可能に支持され、かつ弾性部材によ
り付勢されたワイヤボンディング装置及びその制御方法
に関する。
ムが上下方向に移動可能に支持され、かつ弾性部材によ
り付勢されたワイヤボンディング装置及びその制御方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ボンディングアームが上下方向に移動可
能に支持され、かつ弾性部材により付勢されたワイヤボ
ンディング装置は、図４に示すような構造となってい
る。一端にボンディングツール１を有するボンディング
アーム２は、支持フレーム３の一端に固定されている。
支持フレーム３は、十字状に組み付けられた板ばね４を
介して移動テーブル５に上下方向に揺動自在に取付けら
れ、移動テーブル５はＸＹテーブル６に搭載されてい
る。支持フレーム３の他端には、リニアモータ７のコイ
ル８が固定され、またリニアモータ７のマグネット９は
移動テーブル５に固定されている。支持フレーム３の後
端にはリニアスケール１０が固定されており、リニアス
ケール１０に対向して移動テーブル５には位置センサ１
１が固定されている。なお、１２はボンディングツール
１に挿通されたワイヤを示し、１３はワイヤ１２の先端
に形成されたボールを示す。この種のワイヤボンディン
グ装置として、例えば特開昭５８−１８４７３４号公
報、特開平６−２９３４３号公報、特公平６−８０６９
７号公報が挙げられる。
能に支持され、かつ弾性部材により付勢されたワイヤボ
ンディング装置は、図４に示すような構造となってい
る。一端にボンディングツール１を有するボンディング
アーム２は、支持フレーム３の一端に固定されている。
支持フレーム３は、十字状に組み付けられた板ばね４を
介して移動テーブル５に上下方向に揺動自在に取付けら
れ、移動テーブル５はＸＹテーブル６に搭載されてい
る。支持フレーム３の他端には、リニアモータ７のコイ
ル８が固定され、またリニアモータ７のマグネット９は
移動テーブル５に固定されている。支持フレーム３の後
端にはリニアスケール１０が固定されており、リニアス
ケール１０に対向して移動テーブル５には位置センサ１
１が固定されている。なお、１２はボンディングツール
１に挿通されたワイヤを示し、１３はワイヤ１２の先端
に形成されたボールを示す。この種のワイヤボンディン
グ装置として、例えば特開昭５８−１８４７３４号公
報、特開平６−２９３４３号公報、特公平６−８０６９
７号公報が挙げられる。
【０００３】従って、リニアモータ７の駆動によって支
持フレーム３及びボンディングアーム２が板ばね４の支
点４ａを中心として揺動し、ボンディングツール１が上
下移動する。またＸＹテーブル６の駆動によって移動テ
ーブル５、支持フレーム３、ボンディングアーム２及び
ボンディングツール１がＸＹ方向に移動する。このボン
ディングツール１の上下移動及びＸＹ方向の移動の組合
せによって、図示しないワーク上の第１ボンディング点
と第２ボンディング点間にボンディングツール１に挿通
されたワイヤ１２を接続する。ここで、第１ボンディン
グ点には、ワイヤ１２の先端に形成されたボール１３が
ボンディングされ、第２ボンディング点にはワイヤ１２
の他端がボンディングされる。第１ボンディング点及び
第２ボンディング点にボール１３及びワイヤ１２をボン
ディングする時、ボンディングツール１によってボール
１３又はワイヤ１２をワーク上のボンディング点に押し
付けて接続するために、リニアモータ７からボンディン
グ荷重が掛けられる。
持フレーム３及びボンディングアーム２が板ばね４の支
点４ａを中心として揺動し、ボンディングツール１が上
下移動する。またＸＹテーブル６の駆動によって移動テ
ーブル５、支持フレーム３、ボンディングアーム２及び
ボンディングツール１がＸＹ方向に移動する。このボン
ディングツール１の上下移動及びＸＹ方向の移動の組合
せによって、図示しないワーク上の第１ボンディング点
と第２ボンディング点間にボンディングツール１に挿通
されたワイヤ１２を接続する。ここで、第１ボンディン
グ点には、ワイヤ１２の先端に形成されたボール１３が
ボンディングされ、第２ボンディング点にはワイヤ１２
の他端がボンディングされる。第１ボンディング点及び
第２ボンディング点にボール１３及びワイヤ１２をボン
ディングする時、ボンディングツール１によってボール
１３又はワイヤ１２をワーク上のボンディング点に押し
付けて接続するために、リニアモータ７からボンディン
グ荷重が掛けられる。
【０００４】次に各ブロックの動作及びリニアモータ７
の制御の形態について説明する。外部入出力手段２０
は、コンピュータ２１に対して動作に必要な各種情報の
入出力を行う。コンピュータ２１は、制御回路２２、演
算回路２３、基準座標レジスタ２４及び高さ位置カウン
タ２６を有し、制御回路２２は、外部入出力手段２０、
演算回路２３、基準座標レジスタ２４及び高さ位置カウ
ンタ２６を制御する。
の制御の形態について説明する。外部入出力手段２０
は、コンピュータ２１に対して動作に必要な各種情報の
入出力を行う。コンピュータ２１は、制御回路２２、演
算回路２３、基準座標レジスタ２４及び高さ位置カウン
タ２６を有し、制御回路２２は、外部入出力手段２０、
演算回路２３、基準座標レジスタ２４及び高さ位置カウ
ンタ２６を制御する。
【０００５】基準座標レジスタ２４には、ボンディング
アーム２の高さ位置が格納される。この値は１つの位置
指令となり、位置制御回路３０に入力される。すると位
置制御回路３０は前回の位置指令と、新たな位置指令と
を比較し、その差分から移動量を生成する。この移動量
は、ドライブ信号３３としてモータドライバ３１に伝達
される。
アーム２の高さ位置が格納される。この値は１つの位置
指令となり、位置制御回路３０に入力される。すると位
置制御回路３０は前回の位置指令と、新たな位置指令と
を比較し、その差分から移動量を生成する。この移動量
は、ドライブ信号３３としてモータドライバ３１に伝達
される。
【０００６】モータドライバ３１は、ドライブ信号３３
により、ボンディングツール１を指定した高さ位置に移
動させるための電力を生成する。なお、電力は、電圧及
び電流の積であるから、実際のリニアモータ７の制御
は、電圧又は電流のいずれか一方又は両方を制御すれば
良い。従って、以後はリニアモータ７に流すドライブ電
流３５を制御し、電圧は固定値とする制御方式について
説明する。このドライブ電流３５を制御する回路として
は、例えば特公平６−１８２２２号公報が挙げられる。
モータドライバ３１で生成されたドライブ電流３５がリ
ニアモータ７のコイル８に印加されると駆動力が発生す
る。この駆動力により、支持フレーム３、ボンディング
アーム２及びボンディングツール１が板ばね４の支点４
ａを中心として揺動する。
により、ボンディングツール１を指定した高さ位置に移
動させるための電力を生成する。なお、電力は、電圧及
び電流の積であるから、実際のリニアモータ７の制御
は、電圧又は電流のいずれか一方又は両方を制御すれば
良い。従って、以後はリニアモータ７に流すドライブ電
流３５を制御し、電圧は固定値とする制御方式について
説明する。このドライブ電流３５を制御する回路として
は、例えば特公平６−１８２２２号公報が挙げられる。
モータドライバ３１で生成されたドライブ電流３５がリ
ニアモータ７のコイル８に印加されると駆動力が発生す
る。この駆動力により、支持フレーム３、ボンディング
アーム２及びボンディングツール１が板ばね４の支点４
ａを中心として揺動する。
【０００７】高さ位置カウンタ２６は、位置センサ１１
からの信号をコンピュータ２１に入力するのに適した信
号形式に変換するエンコーダ３２からの信号を計数し
て、リニアスケール１０の実際の高さ位置を生成する。
コンピュータ２１には、予めリニアスケール１０の上下
方向の移動量に対する、ボンディングツール１の上下方
向の移動量との比率と位置センサ１１の量子化係数、即
ち移動量を電気信号に変換する係数が与えられているの
で、これを基にして、高さ位置カウンタ２６の示す値を
演算回路２３で演算することにより、ボンディングツー
ル１の実際の高さ位置が求まる。なお、ボンディングツ
ール１の高さ位置とは、ボンディングツール１が荷重を
印加すべき物体に接触している箇所の高さ位置のことを
言う。
からの信号をコンピュータ２１に入力するのに適した信
号形式に変換するエンコーダ３２からの信号を計数し
て、リニアスケール１０の実際の高さ位置を生成する。
コンピュータ２１には、予めリニアスケール１０の上下
方向の移動量に対する、ボンディングツール１の上下方
向の移動量との比率と位置センサ１１の量子化係数、即
ち移動量を電気信号に変換する係数が与えられているの
で、これを基にして、高さ位置カウンタ２６の示す値を
演算回路２３で演算することにより、ボンディングツー
ル１の実際の高さ位置が求まる。なお、ボンディングツ
ール１の高さ位置とは、ボンディングツール１が荷重を
印加すべき物体に接触している箇所の高さ位置のことを
言う。
【０００８】ところで、ボンディングアーム２及びボン
ディングツール１は板ばね４の支点４ａを中心として揺
動する。従って、ボンディング点にボンディングツール
１が接触した時にボンディングツール１が垂直、即ちボ
ンディングアーム２が水平状態であるのが好ましい。こ
のようにボンディングアーム２を水平に調整した状態
で、外部入出力手段２０によって、コンピュータ２１に
ボンディングアーム２を水平にするよう指示が与えられ
る。この指示により、制御回路２２は基準座標レジスタ
２４を通して位置制御回路３０に対し、そのための制御
情報を送出する。位置制御回路３０からは、ドライブ電
流３５を生成するためのドライブ信号３３がモータドラ
イバ３１に送られる。モータドライバ３１は、このドラ
イブ信号３３を基に、指定された極性及び電流量のドラ
イブ電流３５を生成し、コイル８に対し出力する。コン
ピュータ２１からのボンディングアーム２の移動に関す
る指示はこのように伝達される。
ディングツール１は板ばね４の支点４ａを中心として揺
動する。従って、ボンディング点にボンディングツール
１が接触した時にボンディングツール１が垂直、即ちボ
ンディングアーム２が水平状態であるのが好ましい。こ
のようにボンディングアーム２を水平に調整した状態
で、外部入出力手段２０によって、コンピュータ２１に
ボンディングアーム２を水平にするよう指示が与えられ
る。この指示により、制御回路２２は基準座標レジスタ
２４を通して位置制御回路３０に対し、そのための制御
情報を送出する。位置制御回路３０からは、ドライブ電
流３５を生成するためのドライブ信号３３がモータドラ
イバ３１に送られる。モータドライバ３１は、このドラ
イブ信号３３を基に、指定された極性及び電流量のドラ
イブ電流３５を生成し、コイル８に対し出力する。コン
ピュータ２１からのボンディングアーム２の移動に関す
る指示はこのように伝達される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】支持フレーム３を板ば
ね４で上下方向に揺動自在に支持した方式においては、
コイル８にドライブ電流３５が流れていない時、即ちリ
ニアモータ７に駆動力が発生していない時には、ボンデ
ィングアーム２は、図５に示すように、板ばね４で支持
するボンディングツール１、ボンディングアーム２、支
持フレーム３、コイル８、リニアスケール１０等の重量
バランスと板ばね４の付勢力との均衡位置Ｂで静止す
る。板ばね４の付勢力は、ボンディングアーム２を均衡
位置Ｂに戻す方向に働く。即ち、ボンディングアーム２
が均衡位置Ｂより上方位置Ａにある時は、均衡位置Ｂへ
押し下げようとする付勢力が発生する。ボンディングア
ーム２が均衡位置Ｂより下方位置Ｃ及びＤにある時は、
均衡位置Ｂへ押し上げようとする付勢力が発生する。な
お、均衡位置Ｂはワイヤボンディング装置の機械的要因
により異なり、均衡位置Ｂにおけるボンディングアーム
２は、水平位置Ｃとは限らない。ここで、機械的要因と
は、ボンディングヘッド部を構成する部品の加工精度や
組立・調整等による機械的誤差をいう。
ね４で上下方向に揺動自在に支持した方式においては、
コイル８にドライブ電流３５が流れていない時、即ちリ
ニアモータ７に駆動力が発生していない時には、ボンデ
ィングアーム２は、図５に示すように、板ばね４で支持
するボンディングツール１、ボンディングアーム２、支
持フレーム３、コイル８、リニアスケール１０等の重量
バランスと板ばね４の付勢力との均衡位置Ｂで静止す
る。板ばね４の付勢力は、ボンディングアーム２を均衡
位置Ｂに戻す方向に働く。即ち、ボンディングアーム２
が均衡位置Ｂより上方位置Ａにある時は、均衡位置Ｂへ
押し下げようとする付勢力が発生する。ボンディングア
ーム２が均衡位置Ｂより下方位置Ｃ及びＤにある時は、
均衡位置Ｂへ押し上げようとする付勢力が発生する。な
お、均衡位置Ｂはワイヤボンディング装置の機械的要因
により異なり、均衡位置Ｂにおけるボンディングアーム
２は、水平位置Ｃとは限らない。ここで、機械的要因と
は、ボンディングヘッド部を構成する部品の加工精度や
組立・調整等による機械的誤差をいう。
【００１０】通常のモータの速度制御で、指令速度に出
力を追従させる場合などは、定常偏差（過渡状態を経て
出力が時間経過に対し一定の状態に達した後に生ずる指
令値と出力の偏差）が必ず発生するため、制御回路に積
分特性（Ｉ制御）を持たせ定常偏差をゼロにするという
制御が行われる。即ち、偏差を積分するため、偏差がゼ
ロになるまで累積された出力がでる。しかしながら、積
分器をループ内に持つということは、これにより遅れが
生じ制御系の安定性に影響を与えることになる。そこ
で、図４に示す制御では制御系の安定性を重視している
ため、制御回路内に積分器を設ける制御は行っていな
い。従って、外乱を受けた場合には目標となる高さ位置
を保持できず偏差（位置ずれ）が発生してしまう。な
お、Ｉ制御とは、指令値とフィードバックされた出力と
の偏差を積分したものを制御系の移動量とする制御のこ
とである。
力を追従させる場合などは、定常偏差（過渡状態を経て
出力が時間経過に対し一定の状態に達した後に生ずる指
令値と出力の偏差）が必ず発生するため、制御回路に積
分特性（Ｉ制御）を持たせ定常偏差をゼロにするという
制御が行われる。即ち、偏差を積分するため、偏差がゼ
ロになるまで累積された出力がでる。しかしながら、積
分器をループ内に持つということは、これにより遅れが
生じ制御系の安定性に影響を与えることになる。そこ
で、図４に示す制御では制御系の安定性を重視している
ため、制御回路内に積分器を設ける制御は行っていな
い。従って、外乱を受けた場合には目標となる高さ位置
を保持できず偏差（位置ずれ）が発生してしまう。な
お、Ｉ制御とは、指令値とフィードバックされた出力と
の偏差を積分したものを制御系の移動量とする制御のこ
とである。
【００１１】均衡位置Ｂより上方の上方位置Ａに変位す
るほど板ばね４により下方へ引き下げる付勢力が大きく
なり、また均衡位置Ｂより下方の下方位置Ｃ及びＤに変
位するほど均衡位置Ｂへ押し上げようとする付勢力が大
きくなる。この位置Ａ、Ｃ、Ｄによる板ばね４のばね力
の差を補正するに十分な位置補正のフィードバックを行
うと、即ち位置のフィードバックゲインのレベルを高く
すると、あるレベル以上でボンディングアーム２が振動
してしまうという問題があった。そこで、位置のフィー
ドバックゲインのレベルを振動しないレベルまで下げて
使用している。しかし、位置のフィードバックゲインの
レベルを下げると、高さ位置によって板ばね４の付勢力
を補正しきれずに位置ずれが発生する。
るほど板ばね４により下方へ引き下げる付勢力が大きく
なり、また均衡位置Ｂより下方の下方位置Ｃ及びＤに変
位するほど均衡位置Ｂへ押し上げようとする付勢力が大
きくなる。この位置Ａ、Ｃ、Ｄによる板ばね４のばね力
の差を補正するに十分な位置補正のフィードバックを行
うと、即ち位置のフィードバックゲインのレベルを高く
すると、あるレベル以上でボンディングアーム２が振動
してしまうという問題があった。そこで、位置のフィー
ドバックゲインのレベルを振動しないレベルまで下げて
使用している。しかし、位置のフィードバックゲインの
レベルを下げると、高さ位置によって板ばね４の付勢力
を補正しきれずに位置ずれが発生する。
【００１２】ボンディングツール１の現在の高さ位置の
認識は、前記したようにリニアスケール１０の上下方向
の移動量を位置センサ１１で検知し、エンコーダ３２よ
り出力する図６（ａ）に示すパルス信号３６を高さ位置
カウンタ２６で計数し、この計数結果を制御回路２２を
通して演算回路２３で処理することにより行っている。
なお、図６において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図５に示すボ
ンディングアーム２の高さ位置を示す。
認識は、前記したようにリニアスケール１０の上下方向
の移動量を位置センサ１１で検知し、エンコーダ３２よ
り出力する図６（ａ）に示すパルス信号３６を高さ位置
カウンタ２６で計数し、この計数結果を制御回路２２を
通して演算回路２３で処理することにより行っている。
なお、図６において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、図５に示すボ
ンディングアーム２の高さ位置を示す。
【００１３】しかし、前記したように板ばね４の付勢力
によってボンディングアーム２は、図６（ｂ）（ｃ）
（ｄ）に示すように▽印で示す位置に停止し、停止位置
がずれてしまう。なお、位置Ａ＋１は位置Ａより１ピッ
チ分だけ上方の位置を示し、位置Ａ−１は位置Ａより１
ピッチ分だけ下方の位置を示す。Ｂ＋１、Ｂ−１及びＣ
＋１、Ｃ−１も同様である。また停止ピッチは、位置Ｂ
の停止間ピッチＰ（Ｂ）を基準として、停止位置が上方
或いは下方に行くほど板ばね４の付勢力が大きくなるの
で、１ピッチの長さが小さくなって行く傾向があり、ま
たこれが累積されて、停止位置が上方にあるほど下方側
にずれ込む量が大きくなり、停止位置が下方にあるほど
上方側にずれ込む量が大きくなっていく。
によってボンディングアーム２は、図６（ｂ）（ｃ）
（ｄ）に示すように▽印で示す位置に停止し、停止位置
がずれてしまう。なお、位置Ａ＋１は位置Ａより１ピッ
チ分だけ上方の位置を示し、位置Ａ−１は位置Ａより１
ピッチ分だけ下方の位置を示す。Ｂ＋１、Ｂ−１及びＣ
＋１、Ｃ−１も同様である。また停止ピッチは、位置Ｂ
の停止間ピッチＰ（Ｂ）を基準として、停止位置が上方
或いは下方に行くほど板ばね４の付勢力が大きくなるの
で、１ピッチの長さが小さくなって行く傾向があり、ま
たこれが累積されて、停止位置が上方にあるほど下方側
にずれ込む量が大きくなり、停止位置が下方にあるほど
上方側にずれ込む量が大きくなっていく。
【００１４】即ち、停止間ピッチは数１及び数２のよう
になる。また位置Ａにおいては、図６（ｂ）に示すよう
に、板ばね４の付勢力はボンディングアーム２を下降さ
せる方向に働くので、停止位置は下方方向にずれる。位
置Ｂにおいては、図６（ｃ）に示すように、均衡位置で
あるので、パルス間の中央３７で停止する。位置Ｃにお
いては、図６（ｄ）に示すように、板ばね４の付勢力は
ボンディングアーム２を上昇させる方向に働くので、停
止位置は上方方向にずれる。
になる。また位置Ａにおいては、図６（ｂ）に示すよう
に、板ばね４の付勢力はボンディングアーム２を下降さ
せる方向に働くので、停止位置は下方方向にずれる。位
置Ｂにおいては、図６（ｃ）に示すように、均衡位置で
あるので、パルス間の中央３７で停止する。位置Ｃにお
いては、図６（ｄ）に示すように、板ばね４の付勢力は
ボンディングアーム２を上昇させる方向に働くので、停
止位置は上方方向にずれる。
【数１】Ｐ（Ｂ）＞Ｐ（Ｂ＋１）＞・・・Ｐ（Ａ−１）
＞Ｐ（Ａ）＞Ｐ（Ａ＋１）＞・・・
＞Ｐ（Ａ）＞Ｐ（Ａ＋１）＞・・・
【数２】Ｐ（Ｂ）＞Ｐ（Ｂ−１）＞・・・Ｐ（Ｃ＋１）
＞Ｐ（Ｃ）＞Ｐ（Ｃ−１）＞・・・
＞Ｐ（Ｃ）＞Ｐ（Ｃ−１）＞・・・
【００１５】通常、ボンディングアーム２、即ちボンデ
ィングツール１の高さ位置の停止制御は、エンコーダ３
２の出力するパルス信号３６のパルス間の中央３７で停
止させる。しかし、前記したように板ばね４の付勢力に
よってボンディングアーム２は▽印で示す位置に停止
し、停止位置がずれてしまう。一方、ボンディングツー
ル１の高さ位置の認識精度は、位置センサ１１からの信
号をエンコーダ３２により変換して高さ位置カウンタ２
６で計数する時に、どの位まで精細に計数できるか、即
ち分解能で決まり、その分解能はワイヤボンディング装
置を構成する部品や回路構成等により様々である。従っ
て、コンピュータ２１上で認識した位置は正確であって
も、高さ位置によってパルス間の位置ずれが生じるとい
う問題があった。
ィングツール１の高さ位置の停止制御は、エンコーダ３
２の出力するパルス信号３６のパルス間の中央３７で停
止させる。しかし、前記したように板ばね４の付勢力に
よってボンディングアーム２は▽印で示す位置に停止
し、停止位置がずれてしまう。一方、ボンディングツー
ル１の高さ位置の認識精度は、位置センサ１１からの信
号をエンコーダ３２により変換して高さ位置カウンタ２
６で計数する時に、どの位まで精細に計数できるか、即
ち分解能で決まり、その分解能はワイヤボンディング装
置を構成する部品や回路構成等により様々である。従っ
て、コンピュータ２１上で認識した位置は正確であって
も、高さ位置によってパルス間の位置ずれが生じるとい
う問題があった。
【００１６】本発明の課題は、ボンディングアームの高
さ位置による付勢力が異なっても、高さ位置を位置決め
するパルス信号間の一定位置に停止して停止位置ピッチ
が一定になり、位置ずれを補正することができるボンデ
ィング装置及びその制御方法を提供することにある。
さ位置による付勢力が異なっても、高さ位置を位置決め
するパルス信号間の一定位置に停止して停止位置ピッチ
が一定になり、位置ずれを補正することができるボンデ
ィング装置及びその制御方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の装置は、一端部にボンディングツールを有し
弾性部材により付勢された支持フレームに支持されて上
下方向に移動可能なボンディングアームと、このボンデ
ィングアームを上下駆動するリニアモータと、前記ボン
ディングアームの高さ位置を検知して電気信号に変換す
る位置検知部と、この位置検知部からの信号を処理して
ボンディングツールの高さ位置を算出するコンピュータ
と、前記ボンディングツールの高さ位置の維持及び移動
の制御を行う位置制御部とを備えたワイヤボンディング
装置において、前記コンピュータのメモリには、前記ボ
ンディングツールの高さ位置における停止位置ずれを補
正して前記位置制御部を制御する位置ずれ補正値が記憶
されていることを特徴とする。
の本発明の装置は、一端部にボンディングツールを有し
弾性部材により付勢された支持フレームに支持されて上
下方向に移動可能なボンディングアームと、このボンデ
ィングアームを上下駆動するリニアモータと、前記ボン
ディングアームの高さ位置を検知して電気信号に変換す
る位置検知部と、この位置検知部からの信号を処理して
ボンディングツールの高さ位置を算出するコンピュータ
と、前記ボンディングツールの高さ位置の維持及び移動
の制御を行う位置制御部とを備えたワイヤボンディング
装置において、前記コンピュータのメモリには、前記ボ
ンディングツールの高さ位置における停止位置ずれを補
正して前記位置制御部を制御する位置ずれ補正値が記憶
されていることを特徴とする。
【００１８】上記課題を解決するための本発明の方法
は、一端部にボンディングツールを有し弾性部材により
付勢された支持フレームに支持されて上下方向に移動可
能なボンディングアームと、このボンディングアームを
上下駆動するリニアモータと、前記ボンディングアーム
の高さ位置を検知して電気信号に変換する位置検知部
と、この位置検知部からの信号を処理してボンディング
ツールの高さ位置を算出するコンピュータと、前記ボン
ディングツールの高さ位置の維持及び移動の制御を行う
位置制御部とを備えたワイヤボンディング装置におい
て、前記コンピュータのメモリに前記ボンディングツー
ルの高さ位置における停止位置ずれを補正する位置ずれ
補正値を記憶させ、この位置ずれ補正値により位置制御
部を制御し、前記ボンディングツールの高さ位置におけ
る停止位置ずれを補正することを特徴とする。
は、一端部にボンディングツールを有し弾性部材により
付勢された支持フレームに支持されて上下方向に移動可
能なボンディングアームと、このボンディングアームを
上下駆動するリニアモータと、前記ボンディングアーム
の高さ位置を検知して電気信号に変換する位置検知部
と、この位置検知部からの信号を処理してボンディング
ツールの高さ位置を算出するコンピュータと、前記ボン
ディングツールの高さ位置の維持及び移動の制御を行う
位置制御部とを備えたワイヤボンディング装置におい
て、前記コンピュータのメモリに前記ボンディングツー
ルの高さ位置における停止位置ずれを補正する位置ずれ
補正値を記憶させ、この位置ずれ補正値により位置制御
部を制御し、前記ボンディングツールの高さ位置におけ
る停止位置ずれを補正することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１乃至図
３により説明する。なお、図４乃至図６と同じ又は相当
部材には、同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
図１に示すように、コンピュータ２１には、基準座標レ
ジスタ２４で指示された単位以下の移動量を格納する位
置ずれ補正量レジスタ４０を設けた。コンピュータ２１
の指令によりリニアモータ７を制御する位置制御部４１
には、基準座標レジスタ２４の出力値をＤ／Ａ変換する
基準座標発生器４２と、位置ずれ補正量レジスタ４０の
出力値をＤ／Ａ変換する位置ずれ補正量発生器４３と、
基準座標発生器４２と位置ずれ補正量発生器４３との出
力値を加算して位置制御回路３０に出力する加算器４４
とを設けた。ここで、基準座標発生器４２及び位置ずれ
補正量発生器４３は、それぞれ基準座標レジスタ２４及
び位置ずれ補正量レジスタ４０の出力値を、実際に加算
器４４で加算できる形式に変換する。そこで、加算器４
４により基準座標発生器４２の出力値に位置ずれ補正量
発生器４３の出力値を加えて位置制御回路３０に対して
制御情報を送出する。
３により説明する。なお、図４乃至図６と同じ又は相当
部材には、同一符号を付しその詳細な説明は省略する。
図１に示すように、コンピュータ２１には、基準座標レ
ジスタ２４で指示された単位以下の移動量を格納する位
置ずれ補正量レジスタ４０を設けた。コンピュータ２１
の指令によりリニアモータ７を制御する位置制御部４１
には、基準座標レジスタ２４の出力値をＤ／Ａ変換する
基準座標発生器４２と、位置ずれ補正量レジスタ４０の
出力値をＤ／Ａ変換する位置ずれ補正量発生器４３と、
基準座標発生器４２と位置ずれ補正量発生器４３との出
力値を加算して位置制御回路３０に出力する加算器４４
とを設けた。ここで、基準座標発生器４２及び位置ずれ
補正量発生器４３は、それぞれ基準座標レジスタ２４及
び位置ずれ補正量レジスタ４０の出力値を、実際に加算
器４４で加算できる形式に変換する。そこで、加算器４
４により基準座標発生器４２の出力値に位置ずれ補正量
発生器４３の出力値を加えて位置制御回路３０に対して
制御情報を送出する。
【００２０】位置センサ１１及びエンコーダ３２よりな
る位置検知部４５のエンコーダ３２は、位置センサ１１
からの信号を図２（ａ）に示すパルス信号３６及び図２
（ｂ）に示す位置信号４６に変換するようになってお
り、この位置信号４６は信号変換回路４７によりコンピ
ュータ２１の制御回路２２で読める形式に変換され、か
つ十分な精度で制御回路２２に入力される。またエンコ
ーダ３２の位置信号４６は加算器４４に入力されるよう
になっている。位置信号４６を図２（ｂ）に示すように
電圧で表現した時、パルスの立ち上がりから次のパルス
の立ち上がりまでを±Ｖで表し、中央３７を０Ｖとして
いる。例えば、現在停止している状態で位置信号４６が
０Ｖであったとして動作させた時、動作後停止位置が０
Ｖの位置でなかった場合には、その分の電圧が加算器４
４へフィードバックされ、位置信号４６が０Ｖの位置に
戻るように加算器４４の出力を位置ずれ補正量レジスタ
４０の補正情報によって補正して一定位置に停止させ
る。
る位置検知部４５のエンコーダ３２は、位置センサ１１
からの信号を図２（ａ）に示すパルス信号３６及び図２
（ｂ）に示す位置信号４６に変換するようになってお
り、この位置信号４６は信号変換回路４７によりコンピ
ュータ２１の制御回路２２で読める形式に変換され、か
つ十分な精度で制御回路２２に入力される。またエンコ
ーダ３２の位置信号４６は加算器４４に入力されるよう
になっている。位置信号４６を図２（ｂ）に示すように
電圧で表現した時、パルスの立ち上がりから次のパルス
の立ち上がりまでを±Ｖで表し、中央３７を０Ｖとして
いる。例えば、現在停止している状態で位置信号４６が
０Ｖであったとして動作させた時、動作後停止位置が０
Ｖの位置でなかった場合には、その分の電圧が加算器４
４へフィードバックされ、位置信号４６が０Ｖの位置に
戻るように加算器４４の出力を位置ずれ補正量レジスタ
４０の補正情報によって補正して一定位置に停止させ
る。
【００２１】そこで、ボンディングアーム２、即ちボン
ディングツール１の停止位置の制御は次のように行われ
る。位置制御を行っている停止状態で、エンコーダ３２
の出力の位置信号４６を信号変換回路４７を通して制御
回路２２が読み込む。その結果、位置ずれが発生してい
ることを検知したら（位置信号４６が０Ｖでなけれ
ば）、制御回路２２は位置ずれ補正量レジスタ４０を制
御し、位置信号４６が０Ｖになるように位置ずれ補正量
レジスタ４０より位置ずれ補正情報を出し、位置ずれ補
正量発生器４３を通して加算器４４に内容を加算する。
この時の位置ずれ補正量レジスタ４０の内容をコンピュ
ータ２１のメモリ５０の位置ずれ補正値５１に記憶し、
以後、リニアモータ７の動作時には、制御回路２２はボ
ンディングツール１の高さ位置に応じた位置ずれ補正値
５１を位置ずれ補正量レジスタ４０に出力する。なお、
この位置ずれ補正値５１は、例えば位置ＡにおいてはＰ
（Ａ）−Ｐ（Ｂ）＝ΔＰ（Ａ）を、位置ＤにおいてはＰ
（Ｄ）−Ｐ（Ｂ）＝ΔＰ（Ｄ）を格納する。
ディングツール１の停止位置の制御は次のように行われ
る。位置制御を行っている停止状態で、エンコーダ３２
の出力の位置信号４６を信号変換回路４７を通して制御
回路２２が読み込む。その結果、位置ずれが発生してい
ることを検知したら（位置信号４６が０Ｖでなけれ
ば）、制御回路２２は位置ずれ補正量レジスタ４０を制
御し、位置信号４６が０Ｖになるように位置ずれ補正量
レジスタ４０より位置ずれ補正情報を出し、位置ずれ補
正量発生器４３を通して加算器４４に内容を加算する。
この時の位置ずれ補正量レジスタ４０の内容をコンピュ
ータ２１のメモリ５０の位置ずれ補正値５１に記憶し、
以後、リニアモータ７の動作時には、制御回路２２はボ
ンディングツール１の高さ位置に応じた位置ずれ補正値
５１を位置ずれ補正量レジスタ４０に出力する。なお、
この位置ずれ補正値５１は、例えば位置ＡにおいてはＰ
（Ａ）−Ｐ（Ｂ）＝ΔＰ（Ａ）を、位置ＤにおいてはＰ
（Ｄ）−Ｐ（Ｂ）＝ΔＰ（Ｄ）を格納する。
【００２２】このように、上記操作をリニアモータ７の
動作毎又は一定期間毎に行うことにより、図３（ｂ）
（ｃ）（ｄ）に示すように、パルス間の中央３７で停止
させることができ、停止位置の変動をなくすることがで
きる。また位置Ａ乃至Ｄ付近の停止位置ピッチは、均衡
位置Ｂの停止位置間ピッチＰ（Ｂ）と等しくなり、各位
置Ａ乃至Ｄにおける停止位置ピッチの位置ずれがなくな
る。
動作毎又は一定期間毎に行うことにより、図３（ｂ）
（ｃ）（ｄ）に示すように、パルス間の中央３７で停止
させることができ、停止位置の変動をなくすることがで
きる。また位置Ａ乃至Ｄ付近の停止位置ピッチは、均衡
位置Ｂの停止位置間ピッチＰ（Ｂ）と等しくなり、各位
置Ａ乃至Ｄにおける停止位置ピッチの位置ずれがなくな
る。
【００２３】図１に示すコンピュータ２１のメモリ５０
には、ボンディングツール１の各位置Ａ・・Ｂ・・Ｃ・
・Ｄに応じて、前記した位置ずれ補正値５１と、板ばね
４の付勢力の変化を補正するために必要な補正電流値５
２と、その他の情報５３（前記リニアスケール１０とボ
ンディングツール１の上下方向の移動量との比率と、位
置センサ１１の量子化係数と、リニアモータ７の駆動電
圧等）とが格納されている。
には、ボンディングツール１の各位置Ａ・・Ｂ・・Ｃ・
・Ｄに応じて、前記した位置ずれ補正値５１と、板ばね
４の付勢力の変化を補正するために必要な補正電流値５
２と、その他の情報５３（前記リニアスケール１０とボ
ンディングツール１の上下方向の移動量との比率と、位
置センサ１１の量子化係数と、リニアモータ７の駆動電
圧等）とが格納されている。
【００２４】なお、上記実施の形態においては、板ばね
４で支持フレーム３を上下方向に揺動自在に支持した構
造に適用した場合について説明した。しかし、本発明は
かかる構造に限定されるものではない。例えば特開平４
−３５２３３６号公報のように、ツールアーム（ボンデ
ィングアーム）がアームホルダ（支持フレーム）に固定
され、アームホルダ（支持フレーム）が支軸を支点とし
て上下動し、ばねでアームホルダ（支持フレーム）を付
勢した構造において、ボンディングヘッド（移動テーブ
ル）に固定されたモータをリニアモータに代えた場合に
も適用できる。即ち、アームホルダ（支持フレーム）に
リニアモータのコイルを固定し、ボンディングヘッド
（移動テーブル）にマグネットを固定した場合において
も、ばねの付勢力でツールアーム（ボンディングアー
ム）の停止位置がずれるので、このような構造にも適用
できる。
４で支持フレーム３を上下方向に揺動自在に支持した構
造に適用した場合について説明した。しかし、本発明は
かかる構造に限定されるものではない。例えば特開平４
−３５２３３６号公報のように、ツールアーム（ボンデ
ィングアーム）がアームホルダ（支持フレーム）に固定
され、アームホルダ（支持フレーム）が支軸を支点とし
て上下動し、ばねでアームホルダ（支持フレーム）を付
勢した構造において、ボンディングヘッド（移動テーブ
ル）に固定されたモータをリニアモータに代えた場合に
も適用できる。即ち、アームホルダ（支持フレーム）に
リニアモータのコイルを固定し、ボンディングヘッド
（移動テーブル）にマグネットを固定した場合において
も、ばねの付勢力でツールアーム（ボンディングアー
ム）の停止位置がずれるので、このような構造にも適用
できる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、位置信号によりボンデ
ィングツールの高さ位置における停止位置ずれを補正す
るので、ボンディングアームの高さ位置による付勢力が
異なっても、高さ位置を位置決めするパルス信号間の一
定位置に停止して停止位置ピッチが一定になり、位置ず
れを補正することができる。
ィングツールの高さ位置における停止位置ずれを補正す
るので、ボンディングアームの高さ位置による付勢力が
異なっても、高さ位置を位置決めするパルス信号間の一
定位置に停止して停止位置ピッチが一定になり、位置ず
れを補正することができる。
【図１】本発明のワイヤボンディング装置の一実施の形
態を示す説明図である。
態を示す説明図である。
【図２】エンコーダの出力を示し、（ａ）はパルス信号
の説明図、（ｂ）は位置信号の説明図である。
の説明図、（ｂ）は位置信号の説明図である。
【図３】ボンディングアームの各位置におけるパルス信
号を示し、（ａ）は移動パルス列の説明図、（ｂ）乃至
（ｄ）はそれぞれ位置Ａ，Ｂ，Ｃの付近のパルスの拡大
説明図である。
号を示し、（ａ）は移動パルス列の説明図、（ｂ）乃至
（ｄ）はそれぞれ位置Ａ，Ｂ，Ｃの付近のパルスの拡大
説明図である。
【図４】従来のワイヤボンディング装置の説明図であ
る。
る。
【図５】ボンディングアームの各位置の説明図である。
【図６】ボンディングアームの各位置におけるパルス信
号を示し、（ａ）は移動パルス列の説明図、（ｂ）乃至
（ｄ）はそれぞれ位置Ａ，Ｂ，Ｃの付近のパルスの拡大
説明図である。
号を示し、（ａ）は移動パルス列の説明図、（ｂ）乃至
（ｄ）はそれぞれ位置Ａ，Ｂ，Ｃの付近のパルスの拡大
説明図である。
１ ボンディングツール
２ ボンディングアーム
４ 板ばね
７ リニアモータ
２１ コンピュータ
３５ ドライブ電流
３６ パルス信号
４０ 位置ずれ補正量レジスタ
４１ 位置制御部
４５ 位置検知部
４６ 位置信号
５０ メモリ
５１ 位置ずれ補正値
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/60
Claims (2)
- 【請求項１】 一端部にボンディングツールを有し弾性
部材により付勢された支持フレームに支持されて上下方
向に移動可能なボンディングアームと、このボンディン
グアームを上下駆動するリニアモータと、前記ボンディ
ングアームの高さ位置を検知して電気信号に変換する位
置検知部と、この位置検知部からの信号を処理してボン
ディングツールの高さ位置を算出するコンピュータと、
前記ボンディングツールの高さ位置の維持及び移動の制
御を行う位置制御部とを備えたワイヤボンディング装置
において、前記コンピュータのメモリには、前記ボンデ
ィングツールの高さ位置における停止位置ずれを補正し
て前記位置制御部を制御する位置ずれ補正値が記憶され
ていることを特徴とするワイヤボンディング装置。 - 【請求項２】 一端部にボンディングツールを有し弾性
部材により付勢された支持フレームに支持されて上下方
向に移動可能なボンディングアームと、このボンディン
グアームを上下駆動するリニアモータと、前記ボンディ
ングアームの高さ位置を検知して電気信号に変換する位
置検知部と、この位置検知部からの信号を処理してボン
ディングツールの高さ位置を算出するコンピュータと、
前記ボンディングツールの高さ位置の維持及び移動の制
御を行う位置制御部とを備えたワイヤボンディング装置
において、前記コンピュータのメモリに前記ボンディン
グツールの高さ位置における停止位置ずれを補正する位
置ずれ補正値を記憶させ、この位置ずれ補正値により位
置制御部を制御し、前記ボンディングツールの高さ位置
における停止位置ずれを補正することを特徴とするワイ
ヤボンディング装置の制御方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13934297A JP3370556B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | ワイヤボンディング装置及びその制御方法 |
| TW089221227U TW559336U (en) | 1997-05-14 | 1998-04-24 | Wire connection apparatus |
| KR1019980016755A KR100295248B1 (ko) | 1997-05-14 | 1998-05-11 | 와이어본딩장치및그제어방법 |
| US09/079,215 US6070778A (en) | 1997-05-14 | 1998-05-14 | Wire bonding apparatus and control method thereof |
| US09/164,331 US6206266B1 (en) | 1997-05-14 | 1998-10-01 | Control method for wire bonding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13934297A JP3370556B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | ワイヤボンディング装置及びその制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10321663A JPH10321663A (ja) | 1998-12-04 |
| JP3370556B2 true JP3370556B2 (ja) | 2003-01-27 |
Family
ID=15243105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13934297A Expired - Fee Related JP3370556B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-05-14 | ワイヤボンディング装置及びその制御方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6070778A (ja) |
| JP (1) | JP3370556B2 (ja) |
| KR (1) | KR100295248B1 (ja) |
| TW (1) | TW559336U (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11191568A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Shinkawa Ltd | ワイヤボンディング方法及び装置 |
| US6237833B1 (en) * | 1998-06-15 | 2001-05-29 | Rohm Co., Ltd. | Method of checking wirebond condition |
| JP3328878B2 (ja) * | 1998-10-26 | 2002-09-30 | 澁谷工業株式会社 | ボンディング装置 |
| US6513696B1 (en) * | 2000-08-28 | 2003-02-04 | Asm Assembly Automation Ltd. | Wedge bonding head |
| JP4538942B2 (ja) * | 2000-10-30 | 2010-09-08 | 日本電気株式会社 | ワイヤボンディング装置 |
| KR100896828B1 (ko) * | 2001-10-26 | 2009-05-12 | 외르리콘 어셈블리 이큅먼트 아게, 슈타인하우젠 | 와이어 본더를 보정하는 방법 |
| JP4106008B2 (ja) * | 2003-09-22 | 2008-06-25 | 株式会社新川 | ワイヤボンディング方法及び装置 |
| JP2005251919A (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Shinkawa Ltd | バンプボンディング装置及びバンプ不着検出方法 |
| JP4547330B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2010-09-22 | 株式会社新川 | ワイヤボンディング装置、ボンディング制御プログラム及びボンディング方法 |
| JP4530984B2 (ja) * | 2005-12-28 | 2010-08-25 | 株式会社新川 | ワイヤボンディング装置、ボンディング制御プログラム及びボンディング方法 |
| US7810698B2 (en) * | 2008-11-20 | 2010-10-12 | Asm Assembly Automation Ltd. | Vision system for positioning a bonding tool |
| TWI587416B (zh) * | 2013-01-25 | 2017-06-11 | 先進科技新加坡有限公司 | 導線鍵合機和校準導線鍵合機的方法 |
| CN111316410A (zh) * | 2018-02-06 | 2020-06-19 | 株式会社新川 | 打线接合装置 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58184734A (ja) * | 1982-04-22 | 1983-10-28 | Toshiba Corp | ワイヤボンデイング装置 |
| US4597519A (en) * | 1984-02-27 | 1986-07-01 | Fairchild Camera & Instrument Corporation | Lead wire bonding with increased bonding surface area |
| JPS62150838A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Hitachi Ltd | 検出方法および装置 |
| JP2506958B2 (ja) * | 1988-07-22 | 1996-06-12 | 松下電器産業株式会社 | ワイヤボンディング装置 |
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