JP3399679B2 - ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法 - Google Patents

ワイヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法

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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、チップとリードフレー
ムをワイヤで接続するワイヤボンディング装置およびワ
イヤボンディング方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ダイボンディング装置によりリードフレ
ームのような基板上にチップを搭載した後で、チップと
基板はワイヤボンディング装置により細いワイヤにて接
続される。このワイヤボンディング装置は、ホーンに保
持されたキャピラリツールの下端部からワイヤを導出
し、このホーンに超音波エネルギーを付与して、このホ
ーンを超音波(US)振動させながら、ワイヤをチップ
や基板にボンディングしてチップと基板をワイヤにより
接続するものである。以下、従来のワイヤボンディング
装置のUS発振装置について説明する。
【0003】図20は従来のワイヤボンディング装置の
ブロック図、図21は同ワイヤボンディング装置におけ
る超音波パワーの波形図である。図20において、1は
ボンディングツールであって、ホーン2と、ホーン2の
先端部に保持されたキャピラリツール3と、ホーン2の
後端部に結合された超音波振動子としての圧電素子4か
ら成っている。キャピラリツール3にはワイヤ5が挿通
されている。6はリードフレームであり、その上面にチ
ップ7が搭載されている。圧電素子4に超音波エネルギ
ーを付与してホーン2をUS振動させながら、ワイヤ5
をキャピラリツール3の下面でリードフレーム6やチッ
プ7の上面に押し付けてボンディングし、リードフレー
ム6とチップ7をワイヤ5で接続する。8はトーチであ
り、キャピラリツール3の下端部から下方へ導出するワ
イヤ5の下端部に接近し、電気的スパークを発生させる
ことにより、ワイヤ5の下端部にボール5aを形成す
る。9はワイヤ5をクランプするクランパである。
【0004】10はトランスであって、その2次側に上
記圧電素子4が接続されており、またその1次側に超音
波発振器11が接続されている。また2次側の一方の端
子は第1の実効値変換回路(以下、「RMS」という)
12に接続され、また他方の端子は第2の実効値変換回
路(RMS)13に接続されている。第1のRMS12
は電圧vを実効値電圧Vに変換し、また第2のRMS1
3は電流iを実効値電流Iに変換する。
【0005】第1のRMS12と第2のRMS13は積
算回路14に接続されており、積算回路14は超音波パ
ワー(エネルギー)P=V×Iを演算する。また積算回
路14は積分器15に接続され、積分器15は超音波発
振器11に接続されている。また判定部16は、積分器
15で演算された積分値Eを、判定値記憶部17に予め
記憶された判定値、Emin,Emaxと比較し、ボン
ディング状態の良否を判定する。判定部16は、フィー
ドバック信号FSを超音波発振器11にフィードバック
する。
【0006】次にこのUS発振装置の動作について説明
する。超音波発振器11で発生した超音波信号はトラン
ス10で昇圧されて圧電素子4に印加され、ボンディン
グツール1はUS振動する。またボンディングツール1
はUS振動しながら上下動作を行い、ワイヤ5をリード
フレーム6やチップ7に押し付けてボンディングし、リ
ードフレーム6とチップ7をワイヤ5で接続する。
【0007】一方、トランス10の2次側の電圧vと電
流iはそれぞれ第1のRMS12と第2のRMS13に
入力され、実効値電圧Vと実効値電流Iに変換される。
実効値電圧Vと実効値電流Iは積算回路14に入力され
て超音波パワー(エネルギー)PがV×Iとして演算さ
れ、超音波パワーはさらに積分器15に入力される。図
21において、縦軸は超音波パワーP、横軸は時間であ
って、影線を付与した部分の面積である積分値が消費エ
ネルギーEとして積分器15により演算される。判定部
16は、積分値Eが最小判定値Eminと最大判定値E
maxの範囲内に達したかどうかを次式で判定する。
【0008】Emin≦E≦Emax (1) 積分値Eが式(1)を満足すれば、ワイヤボンディング
に必要なエネルギーが消費されたと判定し、フィードバ
ック信号FSを超音波発振器11へ入力して超音波発振
を停止させる。この最小判定値Eminと最大判定値E
maxは、予め実験的に求められて、判定値記憶部17
に記憶されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上記従来手段では、ボ
ンディングツール1に付与される電圧vと電流iの実効
値の積である超音波パワーP=V×Iの積分値Eが、ボ
ンディングツール1がワイヤ5のボンディングのために
消費したエネルギーに等しいものと見なし、そのフィー
ドバック信号FSを超音波発振器11にフィードバック
してボンディングツール1に振動を付与する時間や付与
する振動の大きさなどを制御していた。
【0010】しかしながら、上述するような方法でワイ
ヤボンディングを行ってもボンディングツール1が実際
にワイヤボンディングのために消費するエネルギーがば
らついてしまい、結果的にはボンディング不良が発生し
てしまうという問題があった。このエネルギーのばらつ
きの原因の代表的なものとしては、例えばホーン2とキ
ャピラリツール3の結合度のばらつきがある。すなわ
ち、キャピラリツール3がホーン2に完全に剛結されて
いれば、ホーン2とキャピラリツール3の結合部におい
てエネルギーロスは生じないが、キャピラリツール3が
ホーン2にしっかり剛結されておらず、両者の結合部に
がたがあれば、このがたのためにエネルギーロスが生じ
てホーン2の振動エネルギーは完全にキャピラリツール
3には伝達されず、実際にボンディングのために消費さ
れたエネルギーは上記積分値Eよりも小さなものとな
る。
【0011】またボンディングのために実際に消費され
るエネルギーは、上述したホーン2とキャピラリツール
3の結合度のばらつき以外にも、ホーン2の寸法や材質
のばらつき、キャピラリツール3をリードフレーム6や
チップ7の上面に押し付ける押し付け力のばらつき、ボ
ンディング時におけるリードフレーム6やチップ7のが
たつきなどの様々な機体差(そのワイヤボンディング装
置の個有誤差)によってもばらつく。この機体差は、ホ
ーン2やキャピラリツール3を含む装置のインピーダン
スのばらつきと言い換えることもできる。すなわち、超
音波パワーは次式によってもあらわすことができる。
【0012】P=V2 ÷Z (2) この式(2)から、インピーダンスZが変動すれば、超
音波パワーPも変動することが判る。図21において、
破線で示す超音波パワーPはインピーダンスZが大きい
場合であり、また鎖線で示す超音波パワーPはインピー
ダンスZが小さい場合である。
【0013】ところが上記従来手段は、このようなエネ
ルギーロスもしくはインピーダンスZの変動を考慮せず
に、トランス10の2次側の電圧vと電流iに基づいて
エネルギーを求め、このエネルギーが実際にボンディン
グのために消費されたエネルギーに等しいものとみなし
て超音波発振器11などの装置の制御を行っていたもの
である。このため従来手段では、エネルギー不足による
ボンディング不良が多発しやすいという問題点があっ
た。このような問題点は、ワイヤボンディング装置に限
らず、フィルムキャリヤのインナーリードやアウターリ
ードをチップや基板などのワークにボンディングするボ
ンディング装置でも同様に生じていた。
【0014】そこで本発明は、ボンディングのために実
際に消費されたエネルギーを求めながら装置の制御を行
うことにより、安定した良好なボンディングを行えるワ
イヤボンディング装置およびワイヤボンディング方法を
提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、ワ
イヤが挿通されたキャピラリツールを先端に保持したホ
ーンを超音波振動子で超音波振動させながらワイヤをワ
ークにボンディングするワイヤボンディング装置であっ
て、超音波振動子の超音波波形を計測する超音波波形計
測手段と、ホーンを無負荷の状態で超音波振動させたと
きの超音波波形を記憶する基準波形記憶部と、計測手段
で計測された超音波波形と基準波形記憶部に記憶されて
いる超音波波形の差の積分値を算出する積分値演算手段
と、積分値と予め定められた値を比較して信号を出力す
る判定部と、判定部からの信号に従ってワイヤボンディ
ング装置を制御する主制御部とからワイヤボンディング
装置を構成したもである。
【0016】また本発明のワイヤボンディング方法は、
ワイヤをワークに押し付けた状態でホーンを超音波振動
させたときの超音波振動子の超音波波形を計測するステ
ップと、超音波波形と、ホーンを無負荷の状態で超音波
振動させたときの超音波振動子の超音波波形の差を求め
るステップと、差の積分値と、予め定められた値を比較
するステップとを含むものである。
【0017】
【作用】上記構成によれば、無負荷時の超音波波形デー
タと、ボンディング時に計測した超音波波形の差をとる
ことにより、ホーンやキャピラリツールを含む装置のイ
ンピーダンスのばらつきを排除し、この差の積分値によ
ってボンディングのために消費されたエネルギーまたは
このエネルギーに相当する値を求め、これに基づいて装
置を制御するので、安定した良好なボンディングを遂行
できる。
【0018】
【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の一実施例
を説明する。尚本発明でいう超音波波形とは、超音波振
動子へ印加される電流または電流と電圧より得られる波
形のことを意味するものである。超音波波形の具体的な
例として、本発明の第一実施例及び第二実施例では、こ
の電流と電圧の積で表わされる超音波パワー波形を、第
三実施例では電流波形を、第四実施例では電圧を電流で
除算して得られるインピーダンス波形を使用している。
【0019】(第一実施例)図1は本発明の第一実施例
のワイヤボンディング装置の側面図、図2は同ワイヤボ
ンディング装置の部分側面図、図3は同ワイヤボンディ
ング装置のブロック図、図4は同ワイヤボンディング装
置に備えられたボンディングツールの無負荷時の超音波
パワー波形図、図5は同ワイヤボンディングのために消
費された超音波エネルギー量算出の説明図、図6は同ワ
イヤボンディングのために消費された超音波エネルギー
量の説明図、図7は同ワイヤボンディング装置の主制御
部による動作のフローチャート、図8は同ワイヤボンデ
ィング装置の接合判定部の動作のフローチャート、図9
は同判定結果図である。
【0020】図1および図2において、図20に示す従
来と同一の部品には同一符号を付すことにより説明は省
略する。図1において、21はリードフレーム6が載置
された基台であり、その側面にはシリンダ22が設けら
れている。シリンダ22のロッド23はマスク24を保
持している。シリンダ22のロッド23が引き込むこと
により、マスク24でリードフレーム6を基台21に押
し付けて、キャピラリツール3をUS振動させながらワ
イヤボンディングを行う最中に、リードフレーム6がが
たつくのを防止する。
【0021】ホーン2の基端部はフレーム25に支持さ
れている。フレーム25の後端部にはカムフォロア2
6、27が軸着されており、カムフォロア26、27は
カム28を挾持している。モータ29に駆動されてカム
28が回転すると、フレーム25はピン30を中心に上
下方向に揺動し、ホーン2も同方向に揺動してキャピラ
リツール3はワイヤ5をチップ7の上面やリードフレー
ム6の上面に押し付けてボンディングする。31はテー
ブル装置であって、Xテーブル32とYテーブル33を
段積して構成されている。ピン30はYテーブル33上
の軸受36に支持されている。Xテーブル32の駆動用
モータ34とYテーブル33の駆動用モータ35が駆動
すると、フレーム25やフレーム25に保持されたホー
ン2はX方向やY方向に水平移動し、キャピラリツール
3を所定のボンディング位置に位置させる。
【0022】図2において、リードフレーム6は電極6
aを有している。またチップ7の上面には電極7aが形
成されている。この電極6aと電極7aは、ワイヤ5に
より接続される。
【0023】次に、図3を参照して超音波(US)発振
装置について説明する。40は接合判定部であり、次の
ように構成されている。トランス10の2次側に接続さ
れた第1のRMS12と第2のRMS13は積算回路1
4に接続されている。積算回路14は、第1のRMS1
2から出力される実効値電圧Vと第2のRMS13から
出力される実効値電流Iの積としての超音波パワーPを
演算する。積算回路14はラッチ回路41に接続されて
いる。ラッチ回路41は、微小時間Δt毎に、積算回路
14から出力された超音波パワーPの波形の値を超音波
パワーPの波形データとして読み取り、基準波形データ
記憶部42または演算部43に入力する。基準波形デー
タ記憶部42は、ボンディングツール1が無負荷時の超
音波パワー波形データP0 (t)(図4参照)を記憶し
ている。演算部43は、ラッチ回路41から出力される
超音波パワーP(t)の波形データと基準波形データ記
憶部42から読み出した無負荷時の超音波パワーP0
(t)の波形データの差ΔE(t)=P0 (t)−P
(t)を演算する。図5において、時間ta時における
差ΔE(ta)は斜線(ハッチング)で示すとおりであ
る。
【0024】演算部43で算出された差ΔE(t)は加
算部44に入力される。加算部44は、差ΔE(t)の
累積値(積分値)すなわちボンディングのために消費さ
れた消費エネルギーEを(数1)から算出する(図6も
参照)。
【0025】
【数1】
【0026】45は判定値記憶部であって、消費エネル
ギーEの最適条件を示す最小判定値Eminと最大判定
値Emaxを記憶している。この最小判定値Eminと
最大判定値Emaxは予め実験的に求められており、オ
ペレータがキーボード50を操作して入力する。加算部
44で算出された消費エネルギーEと判定値記憶部45
に記憶された最小判定値Eminと最大判定値Emax
は、判定部46に入力される。判定部46は、消費エネ
ルギーEが次式を満足するか否かを判定する。
【0027】Emin≦E≦Emax 消費エネルギーEがこの式を満足すれば、所望のエネル
ギーがボンディングに消費されており、ボンディング状
態は良(OK)と判定する。またこの式を満足しなけれ
ば、消費エネルギーEは過少あるいは過大であって、ボ
ンディング状態は不良(NG)と判定する。判定部46
は、良否判定結果をワイヤ毎に判定結果記憶部47に記
憶させる。図9は、判定結果記憶部47に記憶されるデ
ータを示している。
【0028】図3において、判定値記憶部45、判定部
46、判定結果記憶部47は主制御部48に接続されて
いる。この主制御部48は、ワイヤボンディング装置全
体の制御を行う。具体的には、例えば判定部46がNG
信号を出力すると、主制御部48はボンディング動作を
停止させると共に報知部49へNG発生を報知するよう
指令を送る。さらにキーボード50から入力された指令
に従って判定結果記憶部47に記憶された判定結果を読
み出して表示部(ディスプレイ)51で表示させ、また
判定結果記憶部47に最小判定値Eminや最大値Em
axを書き込む。またスタート信号bを出力すると、超
音波発振回路11および接合判定部40が作動する。ス
トップ信号cを出力すると、超音波発振回路11は停止
すると共に、接合判定部40の判定部46から出力され
たOK/NG信号aを受ける。52はモータ29を駆動
するモータ駆動回路、53はキャピラリツール3がチッ
プ7やリードフレーム6に着地したことを検出する着地
センサである。
【0029】このワイヤボンディング装置は上記のよう
に構成されており、次に図7および図8のフローチャー
トを参照しながら動作の説明を行う。まず図1および図
2において、キャピラリツール3から下方へ導出するワ
イヤ5の下端部にトーチ8を近づけ、トーチ8に高電圧
を印加してワイヤ5の下端部とトーチ8の間に電気的ス
パークを発生させ、ワイヤ5の下端部にボール5aを形
成する(図7のステップ1)。次にキャピラリツール3
をチップ7の電極7aの上方へ移動させ、そこでモータ
29を駆動してホーン2をピン30を中心に揺動させる
ことにより、キャピラリツール3を1stボンディング
位置(チップ7の電極7a)へ下降させる(ステップ
2)。キャピラリツール3が下降すると、ワイヤ5の下
端部のボール5aはチップ7の電極7aに着地するが、
着地したことは着地センサ53により検出される(ステ
ップ3)。
【0030】着地センサ53はこの着地を検出すると、
主制御部48にその旨制御する。すると主制御部48は
スタート信号bを出力し、超音波発振回路11や接合判
定部40は駆動を開始する(ステップ4)。そして、所
定のボンディング時間t1が経過したならば(ステップ
5)、主制御部48はストップ信号cを出力し、超音波
発振回路や接合判定部40は駆動を停止する。次に判定
部46はボンディング状態の良否を判定し、判定結果記
憶部47は判定結果を読み取って記憶する(ステップ
7,8)。
【0031】図8は、ステップ4〜8における接合判定
部40の詳細な動作を示すものである。次に、図8を参
照してその説明を行う。当初、接合判定部40は信号入
力待ちの状態にある(ステップ21)。図7のステップ
4において、スタート信号bが出力されると、接合判定
部40はこれを受信する(ステップ22)。
【0032】スタート信号bを受信すると、加算部44
はエネルギー値Eをイニシャライズし、E=0にする
(ステップ23)。これにより、加算部44に残ってい
た前回分のエネルギー値Eをキャンセルする。次にラッ
チ回路41は、積算回路14から出力された超音波パワ
ーP(t)を読み取る(ステップ24)。
【0033】次に演算部43は、無負荷時の超音波パワ
ーP0 (t)と現在の超音波パワーP(t)の差ΔE
(t)を演算し、加算部44はこれを加算し、累積した
消費エネルギーEを演算する(ステップ25,26)。
そして主制御部48から出されたストップ信号cを受信
したならば(ステップ27)、次に消費されたエネルギ
ーEが最小判定値Eminと最大判定値Emaxの範囲
内にあるか否かを求める(ステップ28)。そしてOK
であればOK信号を出力し(ステップ29)、またNG
であればNG信号を出力し(ステップ30)、判定結果
を判定結果記憶部47に記憶する(ステップ31)。
【0034】以上のようにして1stボンディングが終
了したならば、図7のステップ9において、キャピラリ
ツール3は上昇し、2ndボンディング位置へ移動す
る。次いでキャピラリツール3は2ndボンディング位
置へ下降し、ワイヤ5をリードフレーム6の電極6aに
ボンディングする(ステップ12)。ステップ13〜1
8の動作は、ステップ3〜8の動作と同じであり、その
説明は省略する。2ndボンディングが終了したなら
ば、キャピラリツール3は上昇する。そしてワイヤ5を
クランパ9でクランプして引き上げることにより、ワイ
ヤ5を2ndボンディング点において切断し(ステップ
19)、一連の作業はすべて終了する。
【0035】本発明の第一実施例によれば、無負荷時の
超音波パワー波形P0 (t)とボンディング時に計測し
た超音波パワー波形P(t)の差ΔE(t)を求め、こ
の差ΔEの積分値Eを求めるようにしているので、この
積分値Eからホーンやキャピラリツールを含む装置のイ
ンピーダンスのばらつきによる誤差やばらつきを排除し
て、ボンディングのために実際に消費された消費エネル
ギーEを正確に求めることができる。従ってボンディン
グの良否判定を精度よく行うことができる。
【0036】(第二実施例)次に本発明の第二実施例に
ついて説明する。図10は本発明の第二実施例のワイヤ
ボンディング装置に備えられたボンディングツールの無
負荷時のパワー波形図、図11および図12は同ワイヤ
ボンディング装置の判定部の動作説明図、図13は同ワ
イヤボンディング装置の判定結果の説明図、図14およ
び図15は同ワイヤボンディング装置の動作のフローチ
ャートである。第二実施例の超音波発振装置の回路構成
は、図3に示す第一実施例と同じである。但し、この第
二実施例においては、基準波形データ記憶部42は、図
10に示すように、実際のボンディング時間よりも長い
時間t2超音波振動させたときの波形データを記憶して
いる。また判定値記憶部45は、ボンディングに必要な
目標エネルギーErを記憶している。また判定部46
は、加算部44で加算された消費エネルギーEの値が目
標エネルギーEr以上になったか否かを判定する。すな
わち第一実施例では、Emin≦E≦Emaxで良否を
判定していたのに対し、第二実施例ではE≧Er、すな
わち消費エネルギーEが目標エネルギーErに達したか
否かを判定する。また判定結果記憶部47は、判定部4
6がボンディング完了信号を主制御部48に出力した時
のボンディング時間tbをワイヤ毎に記憶する。
【0037】次に、図14および図15を参照して動作
を説明する。図14は、主制御部48の動作を示すもの
である。図14のステップ31〜34は、図7のステッ
プ1〜4と同じであるので説明は省略する。ステップ3
4でスタート信号bを出力すると、接合判定部40は図
15のフローチャートの動作を行う。図15において、
ステップ51〜56は第一実施例の図8のステップ21
〜26と同じである。ステップ57で消費エネルギーE
が目標エネルギーErに到達したかどうかを判定する。
例えば図11に示すように、消費エネルギーEがまだ目
標エネルギーErに到達していないときは、ステップ5
4へ戻って超音波振動を継続する。一方、図12に示す
ようにE≧Erとなれば、もうこれ以上超音波エネルギ
ーをワイヤ5へ印加する必要がないので、判定部46は
主制御部48へボンディング完了信号を出力する(ステ
ップ57)。そして、スタート信号bを受信してからこ
のボンディング完了信号を出力するまでに要した時間、
すなわちボンディング時間tbを判定結果記憶部47へ
記憶する。
【0038】第一実施例(図7)では、ステップ5でボ
ンディング時間t1が経過したかどうかを判定し、Ye
sならばストップ信号cを出力し(ステップ6)、判定
結果を読み取っていたが(ステップ7)、図14ではス
テップ35で主制御部48が判定部46からボンディン
グ完了信号を受信したか否かを判定し、Yesならば主
制御部48は超音波発振回路11や接合判定部40にス
トップ信号cを出力する。
【0039】次に図14のステップ37へ移行し、ステ
ップ38〜43によって2ndボンディングが行われ
る。
【0040】本発明の第二実施例によれば、消費エネル
ギーEが目標エネルギーに到達するまでボンディング動
作を継続するので、ボンディング毎に消費エネルギーの
ばらつきをなくして品質の高い安定したボンディングが
できる。
【0041】(第三実施例)次に本発明の第三実施例を
説明する。図16は本発明の第三実施例のワイヤボンデ
ィング装置のブロック図、図17は同ワイヤボンディン
グ装置の電流波形図である。この第三実施例では、トラ
ンス10の2次側から出力される電流iのみによって良
否判定を行うものである。したがって図16のブロック
図に示す接合判定部40aは、図3のブロック図に記載
された第一実施例が有する電圧vの実効値変換回路12
や積算回路14は備えていない。そしてラッチ回路41
は、微小時間Δt毎に、実効値変換回路13から出され
た実効値電流Iの値を読み取り、基準波形データ記憶部
42に入力する。この基準波形データ記憶部42は、ボ
ンディングツール1が無負荷時の実効値電流I0 の波形
データ(図17)を記憶している。
【0042】演算部43は、この実効値電流I0 (t)
とラッチ回路41から出力された実効値電流I(t)の
差をΔF(t)=I0 (t)−I(t)として演算し、
加算部44に入力する。加算部44はその積分値Fを
(数2)で算出する。
【0043】
【数2】
【0044】全体の動作は、図7および図8に示す第一
実施例と同じである。但し、第一実施例では、ステップ
28において、判定部46はEmin≦E≦Emaxで
良否判定をしていたが、第三実施例では、Fmin≦F
≦Fmaxで良否判定をする。すなわち第三実施例で
は、積分値Fを第一、第二実施例の積分値(消費エネル
ギー)Eの代用値として使用している。この第三実施例
によれば、本発明の第一及び第二実施例よりも比較的簡
単な構成で本発明を実現できる。
【0045】次に本発明の第四実施例を説明する。図1
8は本発明の第四実施例のワイヤボンディング装置のブ
ロック図、図19は同ワイヤボンディング装置のインピ
ーダンスの波形図である。この第四実施例では、インピ
ーダンスを基に良否判定を行うものであり、したがって
接合判定部40bは、第一実施例の積算回路14に替え
て、Z=V÷Iを演算する除算回路14aが設けられて
いる。また基準波形データ部42は無負荷時のインピー
ダンスZ0 の波形を記憶している(図19)。また演算
部43はインピーダンスの差ΔG(t)=Z(t)−Z
0 (t)を演算し、また加算部44はその積分値を(数
3)で演算する。
【0046】
【数3】
【0047】この第四実施例の動作は、図7および図8
に示す動作と基本的に同じである。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ボ
ンディングのために実際に消費されたエネルギーを求め
ながら、これに基づいて装置を制御するので、安定した
良好なボンディングを遂行できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一実施例のワイヤボンディング装置
の側面図
【図2】本発明の第一実施例のワイヤボンディング装置
の部分側面図
【図3】本発明の第一実施例のワイヤボンディング装置
のブロック図
【図4】本発明の第一実施例のワイヤボンディング装置
に備えられたボンディングツールの無負荷時の超音波パ
ワー波形図
【図5】本発明の第一実施例のワイヤボンディングのた
めに消費された超音波エネルギー量算出の説明図
【図6】本発明の第一実施例のワイヤボンディングのた
めに消費された超音波エネルギー量の説明図
【図7】本発明の第一実施例のワイヤボンディング装置
の主制御部による動作のフローチャート
【図8】本発明の第一実施例のワイヤボンディング装置
の接合判定部の動作のフローチャート
【図9】本発明の第一実施例の判定結果図
【図10】本発明の第二実施例のワイヤボンディング装
置に備えられたボンディングツールの無負荷時のパワー
波形図
【図11】本発明の第二実施例のワイヤボンディング装
置の判定部の動作説明図
【図12】本発明の第二実施例のワイヤボンディング装
置の判定部の動作説明図
【図13】本発明の第二実施例のワイヤボンディング装
置の判定結果の説明図
【図14】本発明の第二実施例のワイヤボンディング装
置の動作のフローチャート
【図15】本発明の第二実施例のワイヤボンディング装
置の動作のフローチャート
【図16】本発明の第三実施例のワイヤボンディング装
置のブロック図
【図17】本発明の第三実施例のワイヤボンディング装
置の電流波形図
【図18】本発明の第四実施例のワイヤボンディング装
置のブロック図
【図19】本発明の第四実施例のワイヤボンディング装
置のインピーダンスの波形図
【図20】従来のワイヤボンディング装置のブロック図
【図21】従来のワイヤボンディング装置における超音
波パワーの波形図
【符号の説明】
1 ボンディングツール 2 ホーン 3 キャピラリツール 4 圧電素子 5 ワイヤ 6 リードフレーム 7 チップ 11 超音波発振回路 40,40a,40b 接合判定部 42 基準波形データ記憶部 43 演算部 45 判定値記憶部 46 判定部 47 判定結果記憶部 48 主制御部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−76731(JP,A) 特開 平1−283940(JP,A) 特開 平5−41413(JP,A) 特開 平2−206143(JP,A)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワイヤが挿通されたキャピラリツールを先
    端部に保持するホーンを超音波振動子で超音波振動させ
    ながらワイヤをワークにボンディングするワイヤボンデ
    ィング装置であって、前記超音波振動子の超音波波形を
    計測する超音波波形計測手段と、前記ホーンを無負荷の
    状態で超音波振動させたときの超音波波形を記憶する基
    準波形記憶部と、前記計測手段で計測された超音波波形
    と前記基準波形記憶部に記憶されている超音波波形の差
    の積分値を算出する積分値演算手段と、前記積分値と予
    め定められた値を比較して信号を出力する判定部と、前
    記判定部からの信号に従ってワイヤボンディング装置を
    制御する主制御部とを備えたことを特徴とするワイヤボ
    ンディング装置。
  2. 【請求項2】前記判定部は、前記積分値が所定の範囲に
    あるか否かを判断してボンディング状態の良否を判定す
    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。
  3. 【請求項3】前記判定部は、前記積分値が予め定められ
    た値に達したことを判定し、前記主制御部に対してボン
    ディング完了信号を出力す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。
  4. 【請求項4】前記超音波波形は、超音波振動子へ印加さ
    れる電流または電流と電圧より得られる波形であること
    を特徴とする請求項1記載のワイヤボンディング装置。
  5. 【請求項5】前記超音波波形が超音波振動子へ印加され
    る電流と電圧の積より得られる超音波パワー波形である
    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。
  6. 【請求項6】前記超音波波形が超音波振動子へ印加され
    る電流の波形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。
  7. 【請求項7】前記超音波波形が超音波振動子へ印加され
    る電圧と電流で除算して得られるインピーダンス波形で
    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。
  8. 【請求項8】ワイヤが挿通されたキャピラリツールを先
    端部に保持するホーンを超音波振動子で超音波振動させ
    ながら、ワイヤをワークにボンディングするワイヤボン
    ディング方法であって、 ワイヤをワークに押し付けた状態で前記ホーンを超音波
    振動させたときの前記超音波振動子の超音波波形を計測
    するステップと、 前記超音波波形と、前記ホーンを無負荷の状態で超音波
    振動させたときの前記超音波振動子の超音波波形の差を
    求めるステップと、 前記差の積分値と、予め定められた値を比較するステッ
    プと、 を含むことを特徴とするワイヤボンディング方法。
  9. 【請求項9】前記積分値と前記予め定められた値を比較
    して、ボンディング状態の良否を判定することを特徴と
    する請求項8記載のワイヤボンディング方法。
  10. 【請求項10】前記積分値が前記予め定められた値に達
    したら前記超音波振動子による超音波振動を停止するこ
    とを特徴とする請求項8記載のワイヤボンディング方
    法。
  11. 【請求項11】前記超音波波形は、超音波振動子へ印加
    される電流または電流と電圧より得られる波形であるこ
    とを特徴とする請求項8記載のワイヤボンディング方
    法。
  12. 【請求項12】前記超音波波形が超音波振動子へ印加さ
    れる電流と電圧の積より得られる超音波パワー波形であ
    ることを特徴とする請求項8記載のワイヤボンディング
    方法。
  13. 【請求項13】前記超音波波形が超音波振動子へ印加さ
    れる電流の波形であることを特徴とする請求項8記載の
    ワイヤボンディング方法。
  14. 【請求項14】前記超音波波形が超音波振動子へ印加さ
    れる電圧と電流で除算して得られるインピーダンス波形
    であることを特徴とする請求項8記載のワイヤボンディ
    ング方法。
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