JP4401655B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はワイヤボンディング装置、詳しくは、キャピラリィを駆動させるボンディングアーム、認識レンズに温度センサを設け、この温度センサの検知出力に基づき熱膨張による位置の変化を制御するワイヤボンディング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ワイヤボンディング装置においては、周知のように、ヒータプレート上にリードフレームとチップ等を載置して加熱し、ボンディングアームのキャピラリィをリニアモータ等により上下(Z軸方向)に駆動してワイヤボンディングを行う。その際、ボンディングの位置を認識レンズにて記憶してボンディングを行う。すなわち、認識レンズとキャピラリィとの位置関係(CTD距離)を設定して、認識レンズにてボンディング位置を覚え込ませ、キャピラリィにてボンディングを行う。
【0003】
ところが、上述したワイヤボンディング装置にあっては、認識レンズとキャピラリィとの位置(CTD距離)を予め設定するために、ボンディング中に、ヒータユニットやボンディングアーム駆動の為のリニアモータの加熱により、ボンディングアーム、認識レンズが熱膨張をおこし、予め設定した認識レンズとキャピラリィとの位置がずれを起こす。よってボンディング位置にもずれが起こってしまう。
【0004】
そこで、従来のワイヤボンディング装置にあっては、図1に示す様な超音波ホーン1とヒータユニット4の間にエアーを吹き付けるブローパイプ11を取り付けることや、遮熱板を設け、熱膨張を抑えることが行われている。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−4118号公報
【0006】
【特許文献2】
特開平6−37155号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のワイヤボンディング装置にあっては、エアーブローパイプへ供給するエアーの使用流量が多くなり装置コストが高くなる、又、エアーブローパイプへ供給するエアーの温度制御が複雑になり、完全には熱膨張による変化を抑えきれず、上述した不都合を完全に解消することが困難であった。
この発明は、上記事情に鑑みてされたもので、ボンディングの際のキャピラリィ、認識レンズとのズレを検出し補正できるワイヤボンディング装置を提供し、温度変化による位置ズレ等の不具合を解消することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、
X方向とY方向とに動くXYテーブルに、先端部にキャピラリィを備え上下方向に駆動するボンディングアームと、ボンディング位置を認識する認識レンズとを備えるとともに、予め前記認識レンズと前記キャピラリィとの位置関係が設定され、半導体チップに対してワイヤボンディングを施すワイヤボンディング装置において、前記ボンディングアーム前記認識レンズとにそれぞれ温度センサを設け、かつ前記各温度センサが検知した温度の差を計測する温度差計測回路と、前記温度差計測回路により計測された温度差を予めデータ化している温度差データに当てはめて補正距離を導く補正回路とを設け、前記補正回路から出力された補正距離により予め設定された認識レンズとキャピラリィとの位置関係を補正して前記XYテーブルをその位置に移動させるように構成した。
【0009】
この発明にかかるワイヤボンディング装置は、ヒータユニット等の加熱により、ボンディングアーム、認識レンズが加熱され、熱膨張をおこす。このときの温度上昇を前記ボンディングアーム、前記認識レンズに取り付けた温度センサによって検出される。予め、機械に設定されているCTD距離が前記ボンディングアーム、前記認識レンズの熱膨張によって変化する。そのとき前記温度センサによって検出された値からCTD距離を補正する。この際、機械に応じて温度上昇と熱膨張との関係を予め計測しておく必要がある。このために実際の前記キャピラリィと前記認識レンズとの距離とCTD距離のデータのズレを無くすことができ、熱膨張による位置ズレ等の不具合を解消できる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図2は、この発明の実施の形態にかかるワイヤボンディング装置を示し、ボンディングアーム、認識レンズ両方に温度センサを設けた状態の正面図である。
【0011】
図2において、12はボンディングヘッド、10は認識レンズ,20はヒータユニットを示し、ボンディングヘッド12、認識レンズ10は、図示しないXYテーブル上に、ヒータユニット20は、図示しないZテーブル上に搭載される。ボンディングヘッド12は、支軸14に揺動自在にボンディングアーム13を支持し、このボンディングアーム13の一端に超音波ホーン1を介してキャピラリィ8が取り付けられ、またボンディングアーム13の他端がリニアモータ15に連結する。リニアモータ15は、ボンディングアーム13を支軸14周りに揺動駆動してキャピラリィ8を上下(Z軸方向)に駆動する。
【0012】
ヒータユニット20は、ヒータブロック4上にヒータプレート21を取り付けてなり、ヒータブロック4が図示しない取付台上にボルト等で固定される。ヒータプレート21上面には、図示しない走行駆動機構により走行駆動されるリードフレーム2が載置され、また、ICチップ(半導体チップ)3が図示しないロボットにより載置される。
【0013】
図2ではボンディングアーム13、認識レンズ10に温度センサ30が取付られている。温度センサ30は、熱電対等が用いられ、ボンディングアーム13と認識レンズ10との温度を検知する。温度差計測回路23によって検知した温度の差を計測する。そしてヒータユニット20の加熱やリニアモータ15の駆動による発熱等により温度差が生じ、その温度差から予めデータ化してある温度差23データーから補正距離25を導き、予め設定してある認識レンズ10の中心とキャピラリィ8の中心までの距離であるCTD距離をこの補正距離25の値で補正したCTD距離26だけXYテーブルを移動させてボンディングを行う。
【0014】
この実施の形態にあたっては、ヒータプレート21上にICチップ3と、リードフレーム2を載置して図示しないカートリッジヒータにより加熱し、ICチップ3もしくは、リードフレーム2上のボンディング目標位置を認識レンズ10にて装置に記憶させ、予め設定されているCTD距離(認識レンズ10の中心からキャピラリィ8の中心までの距離)を移動してボンディングを行う。そしてCTD距離26がボンディングヘッド12、認識レンズ10の熱膨張の影響で変化した場合、その変化量がボンディング時の位置精度に影響してくるので、上記のような構成を採用した
【0015】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、ボンディングアーム13認識レンズ10と両方の温度を監視して温度に応じてCTD距離26を補正し、実際の前記キャピラリィ8と前記認識レンズ10との距離とCTD距離26のデータのズレを無くすことができ、熱膨張による位置ズレ等の不具合を解消でき、ボンディング位置精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のワイヤボンディング装置の構成を示す斜視図である。
【図2】本発明のボンディングアーム、認識レンズ両方に温度センサを設けた場合の正面図である。
【符号の説明】
1 超音波ホーン
2 リードフレーム(回路基板)
3 ICチップ(半導体チップ)
4 ヒーターブロック
5 金線(金ワイヤー)
8 キャピラリィ
10 認識レンズ
11 ブローパイプ
12 ボンディングヘッド
13 ボンディングアーム
14 支軸
15 リニアモータ
20 ヒーターユニット
21 ヒータープレート
23 温度差計測回路
25 補正回路
26 CTD距離
30 温度センサ

Claims (1)

  1. X方向とY方向とに動くXYテーブルに、先端部にキャピラリィを備え上下方向に駆動するボンディングアームと、ボンディング位置を認識する認識レンズとを備えるとともに、予め前記認識レンズと前記キャピラリィとの位置関係が設定され、半導体チップに対してワイヤボンディングを施すワイヤボンディング装置において、前記ボンディングアーム前記認識レンズとにそれぞれ温度センサを設け、かつ前記各温度センサが検知した温度の差を計測する温度差計測回路と、前記温度差計測回路により計測された温度差を予めデータ化している温度差データに当てはめて補正距離を導く補正回路とを設け、前記補正回路から出力された補正距離により予め設定された認識レンズとキャピラリィとの位置関係を補正して前記XYテーブルをその位置に移動させるように構成したことを特徴とするワイヤボンディング装置。
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