JPH0153505B2 - - Google Patents

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JPH0153505B2
JPH0153505B2 JP57082957A JP8295782A JPH0153505B2 JP H0153505 B2 JPH0153505 B2 JP H0153505B2 JP 57082957 A JP57082957 A JP 57082957A JP 8295782 A JP8295782 A JP 8295782A JP H0153505 B2 JPH0153505 B2 JP H0153505B2
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JP
Japan
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bonding
bonding arm
capillary
voice coil
speed
Prior art date
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JP57082957A
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JPS58199535A (ja
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Mikya Yamazaki
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Shinkawa Ltd
Original Assignee
Shinkawa Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0153505B2 publication Critical patent/JPH0153505B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体集積回路の製造工程で用いられ
るワイヤボンダにおけるボンデイングアームの上
下駆動装置に関する。
周知の如く、ワイヤボンダは、XY方向に移動
可能なボンデイングヘツドと、このボンデイング
ヘツドに上下動又は揺動可能に設けられたボンデ
イングアームと、このボンデイングアームの一端
に取付けられワイヤが挿通されたキヤピラリと、
前記ボンデイングヘツドをXY方向に駆動する
XY駆動部と、前記ボンデイングアームを上下動
又は揺動させるZ駆動部とを有している。
ところで、キヤピラリは第1図に示すようなサ
イクルで上下動させられる。即ち、キヤピラリは
位置aから第1ボンド面1の上方の位置bまで急
速に下降させられ、位置bから低速で第1ボンド
面1よりわずか下方の位置cまで下降させられ
る。そして、第1ボンド面1にキヤピラリでワイ
ヤが所定時間、適当な圧力で圧着されてボンデイ
ングされる。第1ボンド面1へのワイヤ接続後、
キヤピラリは位置dより位置fに急速に上昇させ
られ、再び位置gより第2ボンド面2の上方の位
置hまで急速に下降させられる。この工程d→f
→g→h間にXY駆動部によりボンデイングヘツ
ドがXY方向に移動させられ、キヤピラリは第2
ボンド面2の上方に位置させられる。位置hより
キヤピラリは第2ボンド面2のわずか下方の位置
iまで低速で下降させられ、第2ボンド面2にキ
ヤピラリでワイヤが所定時間、適当な圧力で圧着
されてボンデイングされる。第2ボンド面2への
ワイヤ接続後、キヤピラリは位置jから位置kま
で上昇させられ、kからlまで時間内にクランパ
が閉じてワイヤをクランプすると共に、クランパ
ーでワイヤを引張つてワイヤを第2ボンド面2へ
のワイヤボンド付け根部より切断する。次にキヤ
ピラリは位置lから位置mまで急速に上昇し、m
からnまでの時間にトーチが作動してキヤピラリ
の下端より延在するワイヤ先端にボールが形成さ
れる。このようなサイクルで順次ボンデイングが
行われる。
このように、キヤピラリには単なる上下運動で
はなく、複雑、微妙な動きが要求される。例えば
キヤピラリ下降の際はボンド点への過度な衝撃を
避けるため、ボンド面1,2の適当な高さ(位置
b,h)から一定の低速度に変速し、圧着時は所
定の時間、適当な圧力を保持しなければならな
い。またキヤピラリが第1ボンド点から第2ボン
ド点へ移動する際は必要な高さを維持しなければ
ならない。更にキヤピラリの上下動にはワイヤク
ランパー、トーチ等の機構が連動することも必要
である。
ところで、初期の自動ワイヤボンダでは、キヤ
ピラリ(ボンデイングアーム)のZ(高さ)駆動
部はもつぱら一方向に一定速度で回転する軸に取
付けられたカムにより行われていた。しかしなが
ら、この機構はボンド面の高さやワイヤボンドの
接合性、ボンド点間の距離等の相違する試料に容
易に対応できないという欠点を有する。
そこで近年、特開昭54−154273号公報に示すよ
うに、キヤピラリの上下動の速度、変速点の位
置、移動中の高さ等が数値で自由に設定可能な、
いわゆるデジタルヘツドボンダと称するものが開
発されるに至つた。このデジタルヘツドボンダ
は、キヤピラリ(ボンデイングアーム)を上下駆
動する駆動源として、一般に回転エンコーダ付の
直流サーボモータが使用され、モータの回転はね
じ、クランク、その他の伝達機構を介してボンデ
イングアームに伝えられる。この場合、モータへ
の入力指令パルスによつて速度、回転方向、停止
位置が指定される。
しかしながら、キヤピラリの上下ストロークは
通常5〜6mmであるので、モータの回転角は1回
転に達しない小範囲であり、この小範囲間を正
転、逆転、変速等を繰返すことになり、モータに
とつて苛酷な使用条件となつている。またモータ
の回転運動をボンデイングアームの上下運動に変
換するための伝達手段が複雑で、またこのために
高速動作の妨げとなるという欠点を有する。
本発明は上記従来技術の欠点を除去したボンデ
イングアームの上下駆動装置を提供することを目
的とする。
以下、本発明を図示の実施例により説明する。
第2図は本発明になるボンデイングアームの上
下駆動装置の一実施例を示す。ボンデイングヘツ
ド10には支持ブロツク11が固定されており、
この支持ブロツク11にはボンデイングアーム1
2に固定された支軸13が回転自在に支承されて
いる。ボンデイングアーム12には、一端にワイ
ヤ14が挿通されたキヤピラリ15が固定され、
他端にボイスコイル16が固定されている。ボイ
スコイル16はボンデイングヘツド10に固定さ
れた永久磁石17の中央磁極部17aに遊嵌され
ている。永久磁石17は中央の磁極部17aの両
側に対向して磁極部17b,17cを有し、これ
ら磁極部17b,17cは中央の磁極部17aと
異極に形成されている。そして、ボイスコイル1
6と永久磁石17とでボイスコイル型リニアモー
タ18を構成している。またボンデイングアーム
12には原点位置検出用の差動型光電検出器19
のスリツト板19aが固定され、差動型光電検出
器19の本体19bはボンデイングヘツド10に
固定されている。そして、差動型光電検出器19
によつてキヤピラリ15の高さの原点位置及びキ
ヤピラリ15の上下方向が検出される。
そこで、ボイスコイル16に正方向又は逆方向
の電流を流すことによりボンデイングアーム12
を上下に駆動することができる。
第3図はボンデイングアームの上下駆動回路の
一実施例を示す。21は差動型光電検出器19に
接続された差動検出増巾器で、ボンデイングアー
ム12の特定の原点位置で出力が零となり、ボン
デイングアーム12の上下動に応じて第4図に示
すように正負の出力が得られるようになつてい
る。これにより原点位置を数μmの精度で検出で
きる。22はマイクロコンピユータで、このマイ
クロコンピユータ22内のキヤピラリ15の上下
位置を指定するデータアドレス(図示せず)は差
動光電増巾器21の原点位置信号によつて零にリ
セツトされるようになつている。23はD−Aコ
ンバータで、マイクロコンピユータ22からのデ
ジタル信号に応じてアナログ信号を発生する。2
4は入力切換スイツチで、差動光電増巾器21と
D−Aコンバータ23とを切換るようになつてい
る。25はモータ駆動用電力増巾器で、負入力側
は入力切換スイツチ24の可動接片に接続され、
出力側はボイスコイル16に接続されている。2
6は電流検出抵抗で、一端はボイスコイル16に
接続され、他端はアースされている。27は速度
成分生成回路で、負入力側はモータ駆動用電力増
巾器25の出力側に、正入力側はボイスコイル1
6と電流検出抵抗26間にそれぞれ接続されてい
る。また速度成分生成回路27の出力側はモータ
駆動用電力増巾器25の正入力側に接続されてい
る。
第5図はボイスコイル16の等価回路を示す。
Esは移動に伴つてボイスコイル16に生じた逆
起電力で、これはボイスコイル16の移動速度、
即ちキヤピラリ15の移動速度に比例する。Ro
はボイスコイル16の抵抗分である。
電流検出抵抗26での電圧降下はボイスコイル
16の抵抗分Roにおける電圧降下に比例するの
で、速度成分生成回路27への入力回路の定数を
適当に定め、抵抗分Ro内の電圧降下を打消すこ
とにより速度成分生成回路27の出力として前記
逆起電力に比例した電圧A Es(Aは比例定数)
を得ることができる。前記の如く、逆起電力Es
はボイスコイル16の移動速度に比例するので、
速度成分生成回路27の出力A Esもボイスコ
イル16の移動速度に比例することになる。従つ
て、増巾器25には常に速度帰還がかけられてお
り、モータ18の安定な動作を保証している。
ボンデイング開始前は、入力切換スイツチ24
は差動光電増巾器21側に接続されている。この
場合は原点を中心とする位置の帰還回路が構成さ
れ、ボンデイングアーム12は原点位置に固定さ
れる。この時、差動光電増巾器21よりの信号に
よつてマイクロコンピユータ22内のキヤピラリ
15の位置を指定するデータアドレスは零にリセ
ツトされている。
ボンデイング開始により入力切換スイツチ24
がD−Aコンバータ23に接続されると、マイク
ロコンピユータ22ではキヤピラリ15が第1図
に示す所望の軌跡の運動を生ずるのに必要な速度
に相当するデジタル信号を一定周期、例えば
100μs毎に出力する。
このマイクロコンピユータ22より速度信号を
出力する動作を第1図により説明する。まず始動
に先立ち、キヤピラリ15の特定の位置h0を原点
位置、即ちh0=0とし、その後の等間隔の周期
(例えば100μs)毎のt1,t2…に対するZ位置座標
h1,h2…を求め、これをマイクロコンピユータ2
2の連続したメモリのアドレスに書き込んでお
く。マイクロコンピユータ22より速度信号を出
力する時は、t1においては(h1−h0)、t2では(h2
−h1)…txでは〔tx−t(x-1)〕のように1周期前の
座標を減算し、このデジタル信号をD−Aコンバ
ータ23に順次伝える。このD−Aコンバータ2
3によりアナログ信号に変換され、これがモータ
駆動用電力増巾器25に印加される。そして、ボ
イスコイル16は速度信号が前記増巾器25に印
加された電圧と等しくなるような速度で駆動され
る。これによりボンデイングアーム12は上下動
し、キヤピラリ15は第1図に示す曲線の軌跡に
従つて移動する。
ところで、ボイスコイル16の上下位置は速度
を積分したものに等しいので、この方式も間接的
ながらボンデイングアーム12の位置制御をして
いることになる。しかし、何サイクルにも亘つて
精度を維持するのはこの間接的位置制御方式では
難しい。そこで、ボンデイングアーム12が上下
して差動光電検出器19の原点を通過する毎にマ
イクロコンピユータ22内のデータアドレスが校
正されるようになつている。即ち、第1図におい
て、to0においてキヤピラリ15は再び原点を通
過するが、差動光電検出器19の原点信号が速度
誤差のため、前後にずれてto0±△(但し、△は
誤差)の時点でマイクロコンピユータ22に入力
された場合、マイクロコンピユータ22の速度計
算プログラムをto0のシーケンスに戻し或は進め、
位置誤差が半サイクル以上にわたつて累積される
ことを防止している。
半導体集積回路1個分のボンデイングが終了す
ると、入力切換スイツチ24は差動光電増巾器2
1側へ接続され、ボンデイングアーム12は再び
原点に固定される。
なお、上記実施例においては、速度検出のため
にボイスコイルに生ずる逆起電力を使用したが、
ボイスコイルとは別にピツクアツプコイルをボイ
スコイルと一緒に設け、このピツクアツプコイル
で速度を検出するようにしてもよい。
以上の説明から明らかな如く、本発明はボンデ
イングアームの上下駆動をボイスコイル型リニア
モータによつて行うので、構造が簡単になり、伝
達機構に起因する振動を避けることができ、高速
化を達成することができる。またキヤピラリの上
下速度信号を出力する速度信号出力手段でボイス
コイル型リニアモータを駆動するので、ボンデイ
ングアームの速度等を容易に制御できる。またボ
イスコイル型リニアモータを駆動するモータ駆動
用電力増巾器にボイスコイル型リニアモータに生
じた逆起電力に比例した電圧を出力する速度成分
生成回路を設けてなるので、前記増巾器には常に
速度帰還がかけられており、ボイスコイル型リニ
アモータは安定した動作を行う。またボンデイン
グアームの原点位置を検出する差動型光電検出器
を設け、ボンデイングアームの原点位置を保持さ
せると共に、ボンデイングアームが上下して差動
型光電検出器の原点を通過する毎に上下速度信号
を出力する速度信号手段のデータ、アドレスが校
正されるようになるので、誤差が累積されること
がない。
【図面の簡単な説明】
第1図はキヤピラリの上下サイクルを示す線
図、第2図は本発明になるボンデイングアームの
上下駆動装置の一実施例を示す概略斜視図、第3
図はボンデイングアームの上下駆動回路の一実施
例を示す回路図、第4図は差動型光電検出器の出
力電圧図、第5図はボイスコイルの等価回路図で
ある。 10……ボンデイングヘツド、12……ボンデ
イングアーム、13……支軸、15……キヤピラ
リ、16……ボイスコイル、17……永久磁石、
18……ボイスコイル型リニアモータ、19……
差動型光電検出器、21……差動検出増巾器、2
2……マイクロコンピユータ、23……D−Aコ
ンバータ、25……モータ駆動用電力増巾器、2
7……速度成分生成回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一端にキヤピラリを保持したボンデイングア
    ームをボンデイングヘツドに上下動可能に設けた
    ワイヤボンダにおいて、前記ボンデイングアーム
    を上下駆動するボイスコイル型リニアモータと、
    このモータを駆動するモータ駆動用電力増巾器
    と、この増巾器に接続され前記ボイスコイル型リ
    ニアモータのボイスコイルに生じたコイル移動速
    度に比例した電圧を出力する速度成分生成回路と
    を設けたボンデイングアームの上下駆動装置。 2 一端にキヤピラリを保持したボンデイングア
    ームをボンデイングヘツドに上下動可能に設けた
    ワイヤボンダにおいて、前記ボンデイングアーム
    を上下駆動するボイスコイル型リニアモータと、
    このモータを駆動するモータ駆動用電力増巾器
    と、この増巾器に接続されキヤピラリの上下速度
    信号を出力する速度信号出力手段と、前記増巾器
    及び前記速度信号出力手段に出力しボンデイング
    アームの原点位置の保持及び速度信号出力手段の
    累積誤差を防止するために前記ボンデイングアー
    ムの原点位置を検出する差動型光電検出器を設け
    たボンデイングアームの上下駆動装置。
JP57082957A 1982-05-17 1982-05-17 ボンデイングア−ムの上下駆動装置 Granted JPS58199535A (ja)

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JP57082957A JPS58199535A (ja) 1982-05-17 1982-05-17 ボンデイングア−ムの上下駆動装置

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JPS58199535A JPS58199535A (ja) 1983-11-19
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ID=13788698

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS62150838A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Hitachi Ltd 検出方法および装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5630735A (en) * 1979-08-21 1981-03-27 Nec Corp Wire-bonding device

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JPS5630735A (en) * 1979-08-21 1981-03-27 Nec Corp Wire-bonding device

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