JPH0412544A - 半導体組立装置 - Google Patents

半導体組立装置

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JPH0412544A
JPH0412544A JP2115102A JP11510290A JPH0412544A JP H0412544 A JPH0412544 A JP H0412544A JP 2115102 A JP2115102 A JP 2115102A JP 11510290 A JP11510290 A JP 11510290A JP H0412544 A JPH0412544 A JP H0412544A
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capillary
arm
bonding
clamp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は半導体集積回路(IC)や大規模集積回路(L
SI)の半導体部品の組立を行う半導体組立装置に関す
る。
[背景技術] 従来、この種の半導体組立装置としては第4図に示すよ
うな装置が知られている。
第4図において、超音波振動子50はX方向及びY方向
に移動可能なXYテーブル上に載置されるフレーム51
上にビン52を介して揺動可能に支持される。この超音
波振動子50の一端に取付けられているボンディングア
ーム53の先端にキャピラリー63が取付けられている
。また、超音波振動子50の他端にはレバー54が設け
られており、該レバー54の端部にはローラ55が設け
られている。これらの構成によりボンディングヘッドが
形成される。上記ローラ55はカム56と接触するよう
にバネ57により反時計方向のモーメントを受けるよう
に構成されており、パルスモータ等によりカム56が回
転されることにより該カム56の形状によりキャピラリ
ー63が昇降できるように構成されている。ワイヤ64
はリール58に巻回されている。クランプ60はワイヤ
64を握持して切断するものであり、59はボール68
を引上げてキャピラリー63の下端に接触させるための
ハーフクランプである。また、61はボールを形成する
ためのトーチであり、垂直軸の回りを回動できるように
構成されている。
上記装置を用いてボンディング作業を行う手順について
説明する。
キャピラリー63を用い、ワイヤ64の先端に形成され
たボール68をペレット66のパッド65にボンディン
グする場合について説明すると、 先ず、フレーム51をX、Y方向に移動させキャピラリ
ー63をトーチ61の上方に位置させてキャピラリー6
3の先端より所定の長さワイヤ64を伸長させ、このワ
イヤ64の先端にトーチ61によりボールを形成する。
次に、第5図(a)に示すようにキャピラリー63をパ
ッド65の直上の高さに移動させて位置させる。次に、
第5図(b)に示すようにキャピラリー63を下降させ
てボール68をパッド65に接触させてボール68を押
しつぶす。この押しつぶしと同時に超音波振動又は過熱
を与える。その後、キャピラリー63を上昇及び水平方
向に移動させ、ボンディングすべきリード67の上方に
位置させ、二点鎖線で示すようにキャピラリー63を下
降させて下端部によりワイヤ64の一部を押しつぶし、
扁平部を形成して超音波若しくは過熱を併用してリード
67に固定させ、ワイヤ64を弓いて扁平部の端から切
断し、その後キャピラリー63を上昇させ、て−回のボ
ンディングを終了する。その後ワイヤ64の先端にトー
チ61によりボール68を形成して第5図(a)の状態
に戻り、次のボンディングを行う。
ところで、上記のような装置を用いてワイヤ64をキャ
ピラリー63の先端より下方に送り出すワイヤフィード
作業を行うに当り、第5図(b)に示すリード67側の
2’ ndボンディング接続後の上がり時のボンディン
グタイミングによりクランプ60を閉じてワイヤ64を
握持し所定量のワイヤを引出してカットすることにより
ワイヤフィード量を決定している。即ち、キャピラリー
63の上昇過程でクランプを閉じるようにして所定の長
さのワイヤ64がキャピラリー63の先端より伸長する
ようにするが、所定の長さのワイヤが繰り出されていな
い場合にはトーチ61により形成されるボールが所定の
大きさに形成されなかったり、ボールが形成されない場
合にはワイヤ切れが発生する。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の半導体組立装置のワイヤフィード
量決定の機構構成では、ワイヤフィード量が長い若しく
は短いというバラツキが出てしまい、ボールが所望の大
きさ等に形成されないか若しくはボールが形成されず、
その後ハーフクランプ59によりワイヤ64が引上げら
れた時にキャピラリ−63の先端部より巻き戻されてワ
イヤ切れが多く発生するという欠点がある。
上記のようなボンディング作業の際にワイヤ切れが発生
すると、作業者が装置を停止させてキャピラリ63にワ
イヤとうしの作業を行い、他のボンディング点と異なる
処に仮ボンディングを行いボール形成を行う。この仮ボ
ンディングは上記のようなワイヤ切れのあったとき又は
最初のボンディング時にボールが形成されていないとき
に本ボンディングを行うタイミング上板ボンディングに
よるボール形成を行うためである。この仮ボンディング
は正規のボンディングがなされるリード67とバッド6
5を用いることができないので、第6図に示すようにシ
ョート、導通等が発生しないリード67の端等で行われ
る。
しかしながら、上記のようなワイヤとうしの作業は作業
者の熟練を要すると共に、仮ボンディングを行いタイミ
ング等を合わせる作業及びワイヤ除去等が必要となるた
め作業時間が係り作業効率が低下する欠点がある。
そこで、本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされたも
ので、ワイヤ切れが発生した場合でも簡単にワイヤとお
しを行うことのできる半導体組立装置を提供することを
目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明は、先端にキャピラリが設けられたボンディング
アームと、該ボンディングアームを上下に揺動させる揺
動アームと、該揺動アーム上に設けられ該揺動アームと
の間に変位可能なワイヤクランプ手段と、該ワイヤクラ
ンプ手段を変位させる駆動手段と、前記ボンディングア
ームに設けられたキャピラリの下方に配置された電気−
放電発生手段と、該電気−放電発生手段とワイヤ間の電
圧を検出しこの電圧の変化によってワイヤ切れかどうか
の判定を行う制御手段とを備え、前記制御手段によりワ
イヤ切れがあると判定された場合には前記ワイヤクラン
プ手段を変位させてキャピラリに形成されている開口部
にワイヤを繰り出すように構成したものである。
また、本発明は、X方向及びY方向に移動可能なXYテ
ーブルと、先端にキャピラリが設けられたボンディング
アームと、該ボンディングアームを上下に揺動させる揺
動アームと、該揺動アーム上に設けられ該揺動アームと
の間に変位可能なワイヤクランプ手段と、該ワイヤクラ
ンプ手段を変位させる駆動手段と、前記ボンディングア
ームに設けられたキャピラリの下方に配置された電気−
放電発生手段と、該電気−放電発生手段とワイヤ間の電
圧を検出しこの電圧の変化によってワイヤ切れかどうか
の判定を行う制御手段とを備え、前記ボンディングアー
ムの移動に伴ってキャピラリの下面に前記電気−放電発
生手段が移動した後前記ワイヤクランプ手段を変位させ
てキャピラリに形成されている開口部にワイヤを繰り出
して前記電気−放電発生手段にワイヤを接触させてワイ
ヤのとおしを確認できるように構成したものである。
[実施例] 次に本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明す
る。
第1図は本発明に係る半導体組立装置の構成を示す図で
ある。
第1図において、超音波振動発生可能なボンディングア
ーム1と揺動アーム2はX方向及びY方向(ご移動可能
なボンディングヘッドのフレームに支持される軸3に回
転可能に支持されている。この揺動アーム2に配設され
たソレノイド4aと対向して電磁吸着片4bがボンディ
ングアーム1に配設されている。このソレノイド4aが
図示せぬ電源から通電されると電磁吸着片4bとの間に
吸着力が作用しボンディングアームlと揺動アーム2と
が固定される。このソレノイド4aの吸着力によりボン
ディングアーム1はソレノイド4a側に吸着されるが、
所定距離以上吸着されないように揺動アーム2にねじ等
で構成された調整可能なストッパ6が設けられている。
また、揺動アーム2に設けられたマグネット5aと対向
してボンディングアームlにコイル5bが配設されてお
り、このマグネット5aとコイル5bとの吸着力は、ボ
ンディング時にボンディングアームlの先端に設けられ
たキャピラリ7の先端を軸3を支点として下方向に付勢
するために発生される。揺動アーム2の先端には軸8を
介してクランプアーム9が第1図の上下方向に回動可能
に支持されており、このクランプアーム9の先端には図
示せぬ開閉機構によりワイヤ10を握持してカットする
ためのクランプ9aが設けられている。このクランプ9
aと軸8との間にはクランプアーム9を軸9を中心に上
下に回動させるリニアモータ11が配設されている。こ
のリニアモータ11はり一うンブアーム9の上方の支持
部に設けられたコイルllaと揺動アーム2の上方の支
持部に設けられたマグネットllbとで構成され、図示
せぬ制御手段により位置決め及び移動速度を制御できる
ように構成されている。このクランプアーム9は、上方
への揺動が可能なようにコイル11aとマグネットll
b間が制御されている。
また、キャピラリ7の下方には図示せぬ垂直軸にアクチ
ュエータ等の作用により回動可能に電気トーチ12(l
i気トーチ12は放電電極を含み電気−放電発生手段と
も称する。)が配置されておリボンディングアーム1の
移動によってキャピラリ7の下面に回動移動するように
構成されている。この電気トーチ12は所定の電圧が印
加されてワイヤ10の先端にボールが形成される化ワイ
ヤlOがタッチしたかどうかを通電検知できるように構
成されている。すなわち、電気トーチ12とワイヤ間の
電圧を検出しこの電圧の変化によってワイヤ切れかどう
かを図示せぬ制御回路により判定すると共に、ワイヤ切
れの場合にはキャピラリ7の孔7aをとおしてワイヤl
Oが繰り出され電気トーチ12にワイヤ端を接触させる
ことによってキャピラリ7の孔7aをワイヤ10がと・
おったことを確認できるように構成されている。
このキャピラリ7の孔7aの上面にはワイヤ1oをとお
し易いようにテーパ面が形成されている。また、クラン
プ9aの上方にはワイヤ10を図示せぬフレームに固定
支持され、ワイヤ10に所定のテンションをかけて常に
ワイヤ10をボンディングアーム1のキャピラリ7の先
端まで真直ぐな状態になるように保持し図示せぬ開閉機
構により開閉可能なテンションクランプ13が配設され
、このワイヤ10は更にガイド14を介して図示せぬリ
ールにより巻回されている。
次に、揺動アーム2を上下動させる機構について説明す
る。
アーム側カムフォロア15は揺動アーム2の軸15aに
回転可能に支持されており、このアーム側カムフォロア
15と揺動フレーム16の揺動ベース16aとは揺動ア
ーム2と独立して相互に回転可能に支持されている。こ
の揺動ベース16aにはベアリングガイド16bが固定
されており、また、予圧アームピン16cにはカムフォ
ロア17が支持されている予圧アーム16’dが回転可
能に設けられており、この予圧アーム16dの先端部と
揺動ベース16aの先端部との間には引張り力を有する
予圧バネ16eが掛は渡されている。また、カム18の
周縁はアーム側カム2オロア15とカムフォロア17に
より圧接され、アーム側カムフォロア15及びカムフォ
ロア17とカム18との各接点はカム18の回転中心を
挟むように構成されている。また、ベアリングガイド1
6bは、カム軸19に設けられたラジアルベアリング2
0の外面に接するように設けられている。駆動モータ2
1の駆動力はカム軸19を介してカム18に伝達され、
このカム18の回転により変化する量と該回転角度の変
化量とが比例するように形成されており、このカム18
の回転量は図示せぬ制御手段により制御されるように構
成されている。このカム18の制御によりボンディング
アーム1の上下の移動量の制御が可能な構成となってい
る。前記揺動アーム2はカム18の運動に基づいて軸3
を支点として往復回転運動がなされ、ソレノイド4aと
電磁吸着片4bとで揺動アーム2に固定されたボンディ
ングアーム1に往復回転運動をさせる。
次に上記構成よりなる装置の作用について説明する。
まず、第2図(b)に示すようにキャピラリ7の下方に
位置する電気トーチ12とキャピラリ7の先端よりワイ
ヤlOが所定距離送り出されている時、そのワイヤ端と
電気トーチ12との間に規定のギャップ長が必要である
。したがって、第2図(a)及び(c)に示すように規
定のギャップ長でない場合にはワイヤ先端に所定の大き
さのボールが形成されなかったり、ボールが全くできな
い等によりワイヤ切れが発生する。
このワイヤ切れが発生した場合にキャピラリ7の孔にワ
イヤ10をとおす作業工程を第3図を用いて説明すると
、 先ず、ボンディングアーム1の移動によりキャピラリ7
の下面に電気トーチ12が回動移動させる。そして、第
3図■に示すようにワイヤ10がようにクランプ9aを
開としりニアモータのコイルllaを励磁させて所定量
クランプアーム9をテンションクランプ13側に回動さ
せてクランプする(第3図■■)。そして、第3図■に
示すようにリニアモータのコイルllaを励磁させて所
定量クランプアーム9を上記とは逆方向に回動させてク
ランプ9aを下方に移動させてワイヤ10を繰り出す。
そして、上記第3図■乃至■の工程を繰返してワイヤ1
0の先端が電気トーチ12に通電検知されるまでワイヤ
lOを繰り出す。更に、ワイヤlOがキャピラリ7の孔
7aの上面より抜は出ていない場合にも上記工程を行う
ことにより容易にワイヤを繰り出すことが可能となる。
以上のような工程により容易にワイヤ10をキャピラリ
7の孔7aに通すことが可能となる。
なお、キャピラリ7の孔7aの上面はワイヤ10をとお
し易いようにテーパ面が形成されているが、ワイヤ10
の先端が真直でなく曲がっているような場合等にはワイ
ヤ10を孔7aに容易に挿入させ易いようにボンディン
グアーム1に軽い超音波を発生させてキャピラリ7に超
音波振動を印加するようにすれば容易にワイヤ通しを行
うことが可能となる。
また、本実施例におけるリニアモータの代わりにクラン
プアーム9とボンディングアーム1との間にカム機構を
設けてこのカム機構の回転量によりクランプアーム9を
回動制御するようにしてもよい。
その信奉発明の趣旨の範囲内で適宜変更することができ
る。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、ワイヤ切れが発生
した場合であっても装置を停止させることなく簡単にワ
イヤとおしの作業を自動的に行うことができる。したが
って、本発明によればワイヤとおしを容易に行うことが
できるので作業効率が向上する効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る半導体組立装置を示す説明図、第
2図(a)、(b)及び(c)は本発明に係る半導体組
立装置のワイヤ長さのバラツキ等の調整を説明する図、
第3図は本発明に係るワイヤとおしの作業工程を説明す
る説明図、第4図は従来の半導体組立装置を示す図、第
5図(a)及び(b)はボンディング工程を説明する図
、第6図は従来の仮ボンディングを説明する図である。 l・・・ボンディングアーム、2・・・揺動アーム、3
・・・軸、4a・・・ソレノイド、4b・・・電磁吸着
片、5a・・・マグネット、5b・・・コイル、6・・
・ストッパ、7.・、キャピラリ、8・・・軸、9・・
・クランプアーム、9a・・・クランプ、10・・・ワ
イヤ、11・・リニアモータ、12・・・電気トーチ、
13・・・テンションクランプ、14・・・ガイド、1
6・・・揺動フレーム、17・・・カムフォロア、18
・・・カム。 特許出願人  海上電機株式会社 代理人 弁理士 羽 切 正 治 〒 第 図 第4図 第 図 印

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)先端にキャピラリが設けられたボンディングアー
    ムと、該ボンディングアームを上下に揺動させる揺動ア
    ームと、該揺動アーム上に設けられ該揺動アームとの間
    に変位可能なワイヤクランプ手段と、該ワイヤクランプ
    手段を変位させる駆動手段と、前記ボンディングアーム
    に設けられたキャピラリの下方に配置された電気−放電
    発生手段と、該電気−放電発生手段とワイヤ間の電圧を
    検出しこの電圧の変化によってワイヤ切れかどうかの判
    定を行う制御手段とを備え、前記制御手段によりワイヤ
    切れがあると判定された場合には前記ワイヤクランプ手
    段を変位させてキャピラリに形成されている開口部にワ
    イヤを繰り出すようにしたことを特徴とする半導体組立
    装置。
  2. (2)X方向及びY方向に移動可能なXYテーブルと、
    先端にキャピラリが設けられたボンディングアームと、
    該ボンディングアームを上下に揺動させる揺動アームと
    、該揺動アーム上に設けられ該揺動アームとの間に変位
    可能なワイヤクランプ手段と、該ワイヤクランプ手段を
    変位させる駆動手段と、前記ボンディングアームに設け
    られたキャピラリの下方に配置された電気−放電発生手
    段と、該電気−放電発生手段とワイヤ間の電圧を検出し
    この電圧の変化によってワイヤ切れかどうかの判定を行
    う制御手段とを備え、前記ボンディングアームの移動に
    伴ってキャピラリの下面に前記電気−放電発生手段が移
    動した後前記ワイヤクランプ手段を変位させてキャピラ
    リに形成されている開口部にワイヤを繰り出して前記電
    気−放電発生手段にワイヤを接触させてワイヤのとおし
    を確認できるようにしたことを特徴とする半導体組立装
    置。
  3. (3)前記キャピラリに形成された開口部にワイヤを繰
    り出す際に前記ボンディングアームに設けられたキャピ
    ラリに超音波振動を印加するようにしたことを特徴とす
    る請求項1又は請求項2記載の半導体組立装置。
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