JPH05129360A - ワイヤボンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイヤボンダにおいて、製造上の歩留まりを
高める。 【構成】 円柱形状のスプール１の表面にこのスプール
１の軸方向に沿って連続して巻き回されたワイヤ２が、
バックテンションユニット５を通してボンディングツー
ル１０に供給されるワイヤボンダにおいて、前記スプー
ル１の回転を制御するスプール回転ユニット１１を設
け、前記スプール１及びスプール回転ユニット１１をス
プール１の軸方向Ａに移動するスプール移動ユニット１
２を設け、前記スプール１の回転数を検出する回転数検
出回路１３を設け、この回転数検出回路１３の検出信号
に基づき所定の回転数毎に前記スプール移動ユニット１
２を所定の移動量だけ移動させる移動ユニット駆動制御
回路１４を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ワイヤボンダに関し、
特に、スプールに回き巻されたワイヤがバックテンショ
ンユニットを通してボンディングツールに供給されるワ
イヤ供給機構を備えたワイヤボンダに適用して有効な技
術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤボンダ(ボンディング装置)は、ボ
ンディング前(未処理)の例えば樹脂封止型半導体装置
(被処理物)をボンディング部(処理部)に塔載し、この樹
脂封止型半導体装置の半導体ペレットの外部端子(ボン
ディングパッド)とリード配線（インナーリード）とを
ワイヤで電気的に接続する。ワイヤボンダは、例えば、
供給側先端部にボールを形成したワイヤを半導体ペレッ
トの外部端子に接続した後、所定長さの後端側のワイヤ
をリード配線に接続するように構成される。この種のボ
ンディング法は所謂ボールボンディング法と称されてい
る。

【０００３】前記ワイヤボンダは、ボンディングツール
(キャピラリ)にワイヤを連続的に供給するワイヤ供給機
構を備えている。ボンディングツールは樹脂封止型半導
体装置の各ボンディング部(外部端子、リード配線)にワ
イヤの接続を行う。このワイヤ供給機構は、スプールに
巻き回されたワイヤをワイヤ供給経路を通してボンディ
ングツールに供給する。

【０００４】前記スプールはスプール回転ユニットに塔
載される。スプールは、円柱形状で構成され、その表面
にスプールの軸方向(回転軸方向)に沿って連続的にワイ
ヤが巻き回される。つまり、ワイヤは幅を有するスプー
ルの一端側から他端側に向って巻き回されている。この
スプールの幅は、半導体ペレットに塔載される回路シス
テムの高集積化に伴う外部端子数の増加により長くなる
傾向にある。前記スプールに巻き回されたワイヤは、ス
プール回転ユニットでスプールから巻き出され(供給さ
れ)、ワイヤ供給経路を通してボンディングツールに供
給される。

【０００５】前記ワイヤ供給経路には、主に、ワイヤ供
給検出ユニット、バックテンションユニット、ローラガ
イド、ワイヤ案内部材、ワイヤクランパの夫々が順次配
置される。ワイヤ供給検出ユニットは、スプール回転ユ
ニットにスプールの回転を指示し、スプールからワイヤ
搬送経路にワイヤを供給させる。具体的には、外部端子
とリード配線とをワイヤで接続するボンディングの回数
が所定の回数行われると、ワイヤがワイヤ供給検出ユニ
ットのタッチ検出板に接触し、このワイヤ供給検出ユニ
ットからスプール回転ユニットに回転の指令(信号)が出
る。バックテンションユニットはワイヤにバックテンシ
ョンを掛ける。具体的には、バックテンションユニット
のエアーブロー板に位置するワイヤにエアーブローを施
し、ワイヤの供給側先端部に形成されたボールをボンデ
ィングツールの先端部に位置させる。ローラガイドは供
給されるワイヤをガイドする。ワイヤ案内部材はワイヤ
クランパの中心にワイヤを導く。ワイヤクランパは、ボ
ンディング終了後、ワイヤを挾持し切断する。

【０００６】なお、前記ワイヤボンダのワイヤ供給機構
については、例えば特公昭５０−５１６６９号公報に記
載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前述のワ
イヤボンダについて検討した結果、以下の問題点を見出
した。

【０００８】前記ワイヤボンダは、スプールに巻き回さ
れたワイヤを、このスプールでのワイヤ供給位置（ワイ
ヤ回き出し位置）からワイヤ搬送経路のバックテンショ
ンユニットを通してボンディングツールに供給してい
る。このスプールのワイヤ供給位置は、スプールの軸方
向に沿ってワイヤが連続的に巻き回されているので、ス
プールの所定の回転数毎にその軸方向に沿って移動す
る。このため、スプールのワイヤ供給位置がバックテン
ションユニットの位置に対して角度を生じ、スプールか
ら巻き出されたワイヤにバックテンションユニットで折
れ曲がりの癖が生じる。また、ワイヤの表面に絶縁体を
被覆した被覆ワイヤを使用する場合、被覆ワイヤの絶縁
体がバックテンションユニットに干渉し、被覆ワイヤが
損傷する。このワイヤの折れ曲がった癖及び被覆ワイヤ
の損傷は、樹脂封止型半導体装置（被処理物）の隣接す
るワイヤ同志の短絡若しくは半導体ペレットの端部とワ
イヤとの短絡を生じ、ボンディング不良が発生する。こ
の結果、ワイヤボンダでの製造上の歩留まりが低下す
る。

【０００９】本発明の目的は、ワイヤボンダにおいて、
製造上の歩留まりを高めることが可能な技術を提供する
ことにある。

【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。

【００１２】円柱形状のスプールの表面にこのスプール
の軸方向に沿って連続して巻き回されたワイヤが、バッ
クテンションユニットを通してボンディングツールに供
給されるワイヤボンダにおいて、前記スプールの回転を
制御するスプール回転ユニットを設け、前記スプール及
びスプール回転ユニットをスプールの軸方向に沿って移
動するスプール移動ユニットを設け、前記スプールの回
転数を検出する回転数検出回路を設け、この回転数検出
回路の検出信号に基づき所定回転数毎に前記スプール移
動ユニットを所定の移動量だけ移動させる移動ユニット
駆動制御回路を設ける。

【００１３】

【作用】上述した手段によれば、スプールでのワイヤ供
給位置がスプールの所定の回転数毎にその軸方向に沿っ
て移動する分、この移動方向と反対(逆く)の方向にスプ
ール移動ユニットでスプールを移動し、スプールでのワ
イヤ供給位置がバックテンションユニットの位置に対し
て角度を生じないので、スプールから巻き出されたワイ
ヤに折れ曲がりの癖が生じるのを防止できる。また、被
覆ワイヤを使用する場合、被覆ワイヤの絶縁体がバック
テンションユニットに干渉しないので、被覆ワイヤの損
傷を防止できる。

【００１４】この結果、ワイヤの折れ曲がりの癖及び被
覆ワイヤの損傷によるボンディング不良を防止できの
で、ワイヤボンダでの製造上の歩留まりを向上できる。

【００１５】以下、本発明の構成について、ワイヤボン
ダ(ボンディング装置)に本発明を適用した一実施例とと
もに説明する。

【００１６】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例であるワイヤボンダの概略
構成を図２(ブロック図)で示す。

【００１８】図２に示すように、ワイヤボンダ(ボンデ
ィング装置)は、主に、Ｘ−Ｙ軸移動テーブル部、ボ
ンディングヘッド部、ボンディング部(処理部)、ス
プールユニット部、操作ユニット部等で構成され
る。

【００１９】前記Ｘ−Ｙ軸移動テーブル部は、Ｘ方
向、Ｙ方向の夫々の方向にボンディングヘッド部を移
動させる。このボンディングヘッド部にはホーン９の
一端側が固定され、ホーン９の他端側にはボンディング
ツール１０が固定される。つまり、ボンディングツール
１０は、Ｘ−Ｙ軸移動テーブル部でＸ方向、Ｙ方向の
夫々の方向に移動する。前記ボンディング部は未処理
の例えば樹脂封止型半導体装置（被処理物）にボンディ
ングツール１０でワイヤボンディングの処理を施す。こ
のボンディング部は、図示していないがローダ部とア
ンローダ部との間に配置される。前記スプールユニット
部はボンディング部上に配置される。このスプール
ユニット部は、ワイヤ２が巻き回されたスプール１を
塔載し、このスプール１からボンディングツール１０に
ワイヤ２を供給する。前記操作ボックス部はワイヤボ
ンダの操作を行う。前記Ｘ−Ｙ軸移動テーブル部、ボ
ンディング部、スプールユニット部及び操作ボック
ス部等は、本体フレーム３０に支持される。このよう
に構成されるワイヤボンダは、ボンディングツール１０
にワイヤ２を連続的に供給するワイヤ供給機構を備えて
いる。

【００２０】前記ワイヤボンダのワイヤ供給機構は、図
２(概略構成図)に示すように、スプール１に回き巻され
たワイヤ２をワイヤ供給経路３を通してボンディングツ
ール１０に供給する。

【００２１】前記スプールユニット部はスプール回転
ユニット１１及びスプール移動ユニット１２で構成され
る。スプール回転ユニット１１は、Ｌ字型のホルダ１５
に駆動モータ１６を固定している。駆動モータ１６の回
転軸はスプール回転軸１７と一体に構成され、このスプ
ール回転軸１７にはスプール１がスプール固定板１ａに
より固定される。つまり、スプール１は駆動モータ１６
の回転力で回転するように構成される。

【００２２】前記スプール移動ユニット１２は、ホルダ
１７に駆動モータ１８を固定している。駆動モータ１８
の回転軸にはカップリング１９によりボールネジ２０が
連結される。このボールネジ２０にはハウンジング２１
が噛み合っており、ハウジング２１には連結部材２２を
介在して前記ホルダ１５が固定される。つまり、スプー
ル回転ユニット(ホルダ１５)１１は、スプール移動ユニ
ット１２の駆動モータの回転力によりボールネジ２０の
軸方向に摺動する。なお、前記ホルダ１７は本体フレー
ム３０に支持される。

【００２３】前記スプール１は、円柱形状で構成され、
その表面にスプール１の軸方向（回転軸方向）に沿って
連続的にワイヤ２が巻き回されている。つまり、ワイヤ
２は幅Ｌを有するスプール１の一端側から他端側に向っ
て巻き回されている。スプールの幅Ｌは２０〔ｍｍ〕の
寸法で構成される。スプール１に巻き回されたワイヤ２
は、スプール回転ユニット１１でスプール１から巻き出
され、このスプール１でのワイヤ供給位置Ｒからワイヤ
供給経路３を通してボンディングツール１０に供給され
る。ワイヤ２は例えばＡｕワイヤで構成される。

【００２４】前記ワイヤ供給経路３には、主に、ワイヤ
供給検出ユニット４、バックテンションユニット５、ロ
ーラガイド６、ワイヤ案内部材７、ワイヤクランパ８、
ホーン９の夫々が順次配置される。ワイヤ供給検出ユニ
ット４は、スプール回転ユニット１１の駆動モータ１６
に回転の信号を出し、スプール１からワイヤ供給経路３
にワイヤ２を供給させる。具体的には、樹脂封止型半導
体装置の半導体ペレット３１とリード配線３２とをワイ
ヤ２で接続するボンディングの回数が所定の回数行われ
ると、ワイヤ２がワイヤ供給検出ユニット４のタッチ検
出板に接触し、このワイヤ供給検出ユニット４から駆動
モータ１６に回転の指示が出る。このワイヤ供給ユニッ
ト４は図示していないが本体フレーム３０に支持され
る。

【００２５】前記バックテンションユニット５はワイヤ
２にバックテンションを掛ける。具体的には、バックテ
ンションユニット５のエアーブロー板に位置するワイヤ
２にエアーブローを施し、ワイヤ２の供給側先端部に形
成されたボール２Ａをボンディングツール１０の先端部
に位置させる。このバックテンションユニット５は図示
していないが本体フレーム３０に支持される。前記ロー
ラガイド６は供給されるワイヤ２をガイドする。このロ
ーラガイド６は図示していないが本体フレーム３０に支
持される。前記ワイヤ案内部材７はワイヤクランパ８の
中心にワイヤ２を導く。このワイヤ案内部材７は支持部
材７ａを介在してワイヤクランパ８に支持される。前記
ワイヤクランパ８は、ボンディング終了後、ワイヤ２を
支持し切断する。このワイヤクランパ８は図示していな
いがボンディングヘッド部に支持される。前記ホーン
９はボンディングツール１０を支持している。このホー
ン９は前述のようにボンディングヘッド部に支持され
る。

【００２６】このように構成されるワイヤボンダには、
スプール１の回転数を検出する回転数検出回路１３及び
この回転数検出回路１３の検出信号に基づき所定の回転
数毎に前記スプール移動ユニット１２を所定の移動量だ
け移動させる移動ユニット制御回路１４が設けられる。

【００２７】次に、前記ワイヤボンダのワイヤ供給機構
の動作について簡単に説明する。

【００２８】まず、ボンディングツール１０により樹脂
封止型半導体装置の半導体ペレット３１とリード配線３
２とをワイヤ２で接続するボンディングを開始する。ボ
ンディングが所定の回数行われると、ワイヤ供給検出ユ
ニット４のタッチ検出板にワイヤ２が接触し、ワイヤ供
給検出ユニット４からスプール回転ユニット１１に信号
が送られる。この信号に基づきスプール回転ユニット１
１の駆動モータ１６が回転し、スプール１を回転させ
て、スプール１でのワイヤ供給位置Ｒからワイヤ供給経
路３にワイヤ２を供給する。ワイヤ供給位置Ｒはスプー
ル１の回転数に伴いＡ１方向に移動する。このワイヤ供
給位置Ｒの移動量は例えばスプール１が５回転するとＡ
１方向に１〔ｍｍ〕移動する。

【００２９】スプール１の回転数は回転数検出回路１３
で検出される。スプール１が例えば５回転した場合、回
転数検出回路１３から移動ユニット駆動制御回路１４に
信号が送られる。この信号に基づき移動ユニット駆動制
御回路１４は、スプール移動ユニット１２の駆動モータ
１８を回転させ、スプール回転ユニット１１をワイヤ供
給位置Ｒの移動方向とは反対(逆く)の方向のＡ２方向に
１〔ｍｍ〕移動させる。つまり、ワイヤ供給位置Ｒの移
動量はスプール回転ユニット１１の移動量で相殺され、
実質的にワイヤ供給位置Ｒは移動しない。これにより、
スプール１でのワイヤ供給位置Ｒは、バックテンション
ユニット５の位置と角度が生じないので、ワイヤ２に折
れ曲がりの癖が生じるのを防止できる。また、ワイヤの
表面に絶縁膜体を被覆した被覆ワイヤを使用した場合、
被覆ワイヤがバックテンションユニット５に干渉しない
ので、被覆ワイヤの損傷を防止できる。

【００３０】移動ユニット駆動制御回路１４によりスプ
ール回転ユニット１１の移動は、スプール１の幅Ｌ寸法
の２０〔ｍｍ〕まで繰り返される。なお、スプール１に
巻き回されるワイヤ２が多重巻になっている場合、移動
ユニット駆動制御回路１４によりスプール回転ユニット
１１をＡ１方向に移動する。

【００３１】このように、円柱形状のスプール１の表面
にこのスプール１の軸方向に沿って連続して巻き回され
たワイヤ２が、バックテンションユニット５を通してボ
ンディングツール１０に供給されるワイヤボンダにおい
て、前記スプール１の回転を制御するスプール回転ユニ
ット１１を設け、前記スプール１及びスプール回転ユニ
ット１１をスプール１の軸方向に移動するスプール移動
ユニット１２を設け、前記スプール１の回転数を検出す
る回転数検出回路を１３を設け、この回転数検出回路１
３の検出信号に基づき所定回転数毎に前記スプール移動
ユニット１２を所定の移動量だけ移動させる移動ユニッ
ト駆動制御回路１４を設ける。この構成により、スプー
ル１でのワイヤ供給位置Ｒがスプール１の所定の回転数
毎にその軸方向(Ａ１方向)に沿って移動する分、この移
動方向と反対(逆く)の方向（Ａ２方向）にスプール移動
ユニット１２でスプール１及びスプール回転ユニット１
１を移動し、スプール１でのワイヤ供給位置Ｒがバック
テンションユニット５の位置に対して角度を生じないの
で、スプール１から巻き出されたワイヤ２に折れ曲がり
の癖が生じるのを防止できる。また、被覆ワイヤ２を使
用する場合、被覆ワイヤ２の損傷を防止できる。 この
結果、ワイヤ２の折れ曲がりの癖及び被覆ワイヤ２の損
傷による樹脂封止型半導体装置の隣接するワイヤ同志の
短絡或は半導体ペレット３１の端部とワイヤ２との短絡
を防止でき、ワイヤボンダでの製造上の歩留まりを向上
できる。

【００３２】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前
記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。

【００３３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。

【００３４】ワイヤボンダにおいて、製造上の歩留まり
を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例であるワイヤボンダのワイ
ヤ供給機構の概略構成を示す概略構成図。

【図２】 前記ワイヤボンダの概略構成を示すブロック
図。

【符号の説明】 …ボンディング部(処理部)、…Ｘ−Ｙ軸移動テーブ
ル部、…ボンディングヘッド部、…スプールユニッ
ト部、…操作ボックス部、１…スプール、２２…ワイ
ヤ、３…ワイヤ搬送経路、４…ワイヤ供給検出ユニッ
ト、５…バックテンションユニット、６…ローラガイ
ド、７…ワイヤ案内部材、８…ワイヤクランパ、９…ホ
ーン、１０…ボンディングツール(キャピラリ)、１１…
スプール回転ユニット、１２…スプール移動ユニット、
１３…回転数検出回路、１４…移動ユニット駆動制御回
路１４。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱形状のスプールの表面にこのスプー
   ルの軸方向に沿って連続して巻き回されたワイヤが、バ
   ックテンションユニットを通してボンディングツールに
   供給されるワイヤボンダにおいて、前記スプールの回転
   を制御するスプール回転ユニットを設け、前記スプール
   及びスプール回転ユニットをスプールの軸方向に移動す
   るスプール移動ユニットを設け、前記スプールの回転数
   を検出する回転数検出回路を設け、この回転数検出回路
   の検出信号に基づき所定回転数毎に前記スプール移動ユ
   ニットを所定の移動量だけ移動させる移動ユニット駆動
   制御回路を設けたことを特徴とするワイヤボンダ。