JPH0618222B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents
ワイヤボンディング装置Info
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- JPH0618222B2 JPH0618222B2 JP60191949A JP19194985A JPH0618222B2 JP H0618222 B2 JPH0618222 B2 JP H0618222B2 JP 60191949 A JP60191949 A JP 60191949A JP 19194985 A JP19194985 A JP 19194985A JP H0618222 B2 JPH0618222 B2 JP H0618222B2
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- Japan
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- bonding
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はワイヤボンディング装置に関し、特にデジタル
ボンディングヘッド方式のワイボンダ等において、ボン
ディング時の圧着力を好適に制御して良好なワイヤボン
ディングを行うようにしたワイヤボンディング装置に関
するものである。
ボンディングヘッド方式のワイボンダ等において、ボン
ディング時の圧着力を好適に制御して良好なワイヤボン
ディングを行うようにしたワイヤボンディング装置に関
するものである。
〔背景技術〕 近年における半導体装置の多様化に伴って、半導体装置
を組立てるワイヤボンダもこれに対応する機能を有する
ことが要求されてきており、このためワイヤボンダのデ
ジタルヘッド化およびそのマイコンによる制御化が進め
られてきている。例えば、特開昭５６−３２７３９号公
報、特開昭５８−３１５４７号公報、特開昭５８−１９
９５３５号公報には夫々ボンディングアームをマイコン
を用いてサーボ制御するデジタルヘッド方式のワイヤボ
ンダが開示されている。
を組立てるワイヤボンダもこれに対応する機能を有する
ことが要求されてきており、このためワイヤボンダのデ
ジタルヘッド化およびそのマイコンによる制御化が進め
られてきている。例えば、特開昭５６−３２７３９号公
報、特開昭５８−３１５４７号公報、特開昭５８−１９
９５３５号公報には夫々ボンディングアームをマイコン
を用いてサーボ制御するデジタルヘッド方式のワイヤボ
ンダが開示されている。
ところで、この種のサーボ方式のワイヤボンダにおいて
は、ボンディングツールが被加工物（半導体チップ等）
に対して作用するボンディング圧着力を次のようにして
発生させている。即ち、上下動作されるボンディングツ
ールの移動目的位置を被加工物のボンディング面よりも
幾分低い位置に設定しておき、ボンディングツールが下
動して被処理物に接触（着地）して停止した際に、目的
とするツール移動位置がそれよりも下方に設定されてい
ることから、サーボ機構はその差分を補正しようとボン
ディングツールの下向きの駆動力を増大させることにな
り、この際の駆動力をボンディング圧着力として利用し
ている。
は、ボンディングツールが被加工物（半導体チップ等）
に対して作用するボンディング圧着力を次のようにして
発生させている。即ち、上下動作されるボンディングツ
ールの移動目的位置を被加工物のボンディング面よりも
幾分低い位置に設定しておき、ボンディングツールが下
動して被処理物に接触（着地）して停止した際に、目的
とするツール移動位置がそれよりも下方に設定されてい
ることから、サーボ機構はその差分を補正しようとボン
ディングツールの下向きの駆動力を増大させることにな
り、この際の駆動力をボンディング圧着力として利用し
ている。
この方式では、前記差分の量と、駆動力の関係が安定し
ていれば、希望する過重に応じてこの差分、つまり目的
位置を変化制御すれば、好適なボンディングを行うこと
が可能になる。しかしながら、この関係は回路系の定数
のバラツキや着地検出のバラツキ等が原因して一定にす
るのは困難であり、実際には夫々のワイヤボンダ毎にバ
ラツキが発生している。このため、夫々のワイヤボンダ
のボンディング圧着力を所定の値に制御することは極め
て困難になり、圧着力が過度の場合には被加工物を破損
する恐れがあり、過少の場合には信頼性のあるボンディ
ングを行うことができない等、高品質のワイヤボンディ
ングを達成する障害となっている。
ていれば、希望する過重に応じてこの差分、つまり目的
位置を変化制御すれば、好適なボンディングを行うこと
が可能になる。しかしながら、この関係は回路系の定数
のバラツキや着地検出のバラツキ等が原因して一定にす
るのは困難であり、実際には夫々のワイヤボンダ毎にバ
ラツキが発生している。このため、夫々のワイヤボンダ
のボンディング圧着力を所定の値に制御することは極め
て困難になり、圧着力が過度の場合には被加工物を破損
する恐れがあり、過少の場合には信頼性のあるボンディ
ングを行うことができない等、高品質のワイヤボンディ
ングを達成する障害となっている。
本発明の目的は、所望のボンディング圧着力を高精度に
得ることができ、これにより高品質のワイヤボンディン
グを行うことのできるワイヤボンダつまりワイヤボンデ
ィング装置を提供することにある。
得ることができ、これにより高品質のワイヤボンディン
グを行うことのできるワイヤボンダつまりワイヤボンデ
ィング装置を提供することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
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。
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
即ち、ワイヤボンダのボンディングツール等の加工部を
動作させるサーボ機構の回路に駆動用モータに供給する
最大電流を制限する制限回路部を設け、かつこの制限回
路は加工部が被加工物に接触する直前の位置まで接近し
たときに制限値が変更できるように構成することによ
り、常に所定のボンディング圧着力を発生させ、これに
より高品質のワイヤボンディングを行うことができる。
そして、加工部つまりツールが被加工部に着地したとき
には、ツールの目標位置を増大させて制限された最大電
流値に短時間で到達させるようにしたので、迅速にボン
ディングを行なうことができる。
動作させるサーボ機構の回路に駆動用モータに供給する
最大電流を制限する制限回路部を設け、かつこの制限回
路は加工部が被加工物に接触する直前の位置まで接近し
たときに制限値が変更できるように構成することによ
り、常に所定のボンディング圧着力を発生させ、これに
より高品質のワイヤボンディングを行うことができる。
そして、加工部つまりツールが被加工部に着地したとき
には、ツールの目標位置を増大させて制限された最大電
流値に短時間で到達させるようにしたので、迅速にボン
ディングを行なうことができる。
第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示しており、
特にボンディングツールの駆動源にボイスコイル型リニ
アモータ（以下、ボイスコイルモータと称する）を用い
たワイヤボンダに本発明を適用した例を示している。
特にボンディングツールの駆動源にボイスコイル型リニ
アモータ（以下、ボイスコイルモータと称する）を用い
たワイヤボンダに本発明を適用した例を示している。
第１図のように、このワイヤボンダ１は、平面ＸＹ方向
に移動可能なボンディングヘッド２上に支点３を中心に
上下方向に揺動可能なボンディングアーム４を有し、こ
のボンディングアーム４の先端にボンディングツール５
を固着している。このボンディングツール５の下方位置
には、被加工物である半導体構体６がボンディングステ
ージ７上に載置されることは言うまでもない。前記ボン
ディングアーム４の基端には、ボイスコイルモータ８の
可動ボイスコイル８ａを取着し、これに対応する磁石８
ｂを前記ボンディングヘッド２上に固着しており、前記
可動ボイスコイル８ａに通電することによって前記ボン
ディングアーム４を揺動させ、かつその電流量に応じて
その揺動力、つまり駆動力を変化できる。また、前記ボ
ンディングアーム４の他部には公知の着地検出ユニット
９を取着し、ボンディングツール５が半導体構体６に着
地、つまり接触した時のボンディングアーム４の揺動停
止を検出できる。更に、前記ボイスコイルモータ８の近
傍には、ボンディングツール５の上下位置を検出する位
置検出ユニット１０と速度検出ユニット１４を付設して
いる。
に移動可能なボンディングヘッド２上に支点３を中心に
上下方向に揺動可能なボンディングアーム４を有し、こ
のボンディングアーム４の先端にボンディングツール５
を固着している。このボンディングツール５の下方位置
には、被加工物である半導体構体６がボンディングステ
ージ７上に載置されることは言うまでもない。前記ボン
ディングアーム４の基端には、ボイスコイルモータ８の
可動ボイスコイル８ａを取着し、これに対応する磁石８
ｂを前記ボンディングヘッド２上に固着しており、前記
可動ボイスコイル８ａに通電することによって前記ボン
ディングアーム４を揺動させ、かつその電流量に応じて
その揺動力、つまり駆動力を変化できる。また、前記ボ
ンディングアーム４の他部には公知の着地検出ユニット
９を取着し、ボンディングツール５が半導体構体６に着
地、つまり接触した時のボンディングアーム４の揺動停
止を検出できる。更に、前記ボイスコイルモータ８の近
傍には、ボンディングツール５の上下位置を検出する位
置検出ユニット１０と速度検出ユニット１４を付設して
いる。
前記ボイスコイルモータ８は、第２図のように、マイコ
ン１１に比較器１２および増幅器１３を介して接続し、
前記位置検出ユニット１０および速度検出ユニット１４
とでサーボ回路を構成している。また、この増幅器１３
には、Ｄ／Ａ変換器１５を介して前記マイコン１１に接
続した電流制限回路１６を接続し、増幅器１３がボイス
コイルモータ８に通流させる最大電流を制限することが
できる。更に、前記着地検出ユニット９は、着地検出回
路１７を介してマイコン１１に接続している。
ン１１に比較器１２および増幅器１３を介して接続し、
前記位置検出ユニット１０および速度検出ユニット１４
とでサーボ回路を構成している。また、この増幅器１３
には、Ｄ／Ａ変換器１５を介して前記マイコン１１に接
続した電流制限回路１６を接続し、増幅器１３がボイス
コイルモータ８に通流させる最大電流を制限することが
できる。更に、前記着地検出ユニット９は、着地検出回
路１７を介してマイコン１１に接続している。
前記電流制限回路１６は、第３図のように、マイコン１
１およびＤ／Ａ変換器１５に接続される演算増幅器Ｏ
Ｐ、トランジスタＴＲ、ホトカプラＰＣおよび電界効果
トランジスタＦＥＴとを備え、マイコン１１の出力に基
づいて演算増幅器ＯＰおよびトランジスタＴＲが電界効
果トランジスタＦＥＴのゲート電圧ＶＧを制限し、この
電界効果トランジスタＦＥＴによって作動される増幅器
１３の増幅率を制御してボイスコイルモータ８への最大
電流を制限する。
１およびＤ／Ａ変換器１５に接続される演算増幅器Ｏ
Ｐ、トランジスタＴＲ、ホトカプラＰＣおよび電界効果
トランジスタＦＥＴとを備え、マイコン１１の出力に基
づいて演算増幅器ＯＰおよびトランジスタＴＲが電界効
果トランジスタＦＥＴのゲート電圧ＶＧを制限し、この
電界効果トランジスタＦＥＴによって作動される増幅器
１３の増幅率を制御してボイスコイルモータ８への最大
電流を制限する。
この構成によれば、マイコン１１では被加工物の種類に
応じて予め半導体構体６のワイヤボンディングに好適な
ボンディングツール荷重を設定しておき、この荷重を越
えることのないようにボイスコイルモータ８に印加する
電流値を演算しておく。そして、ボンディングアーム４
の上下動作に同期させて電流制限回路１６を制御させ
（通常着地直前又は着地時以外は、ツールの上下動作の
制御性を高めるため、電流制御は最大にしておく）、ツ
ール５が半導体構体６に着地する時点に前後して、好ま
しくは着地の直前にこの電流制限回路１６が動作するよ
うにプログラムを構成しておく。
応じて予め半導体構体６のワイヤボンディングに好適な
ボンディングツール荷重を設定しておき、この荷重を越
えることのないようにボイスコイルモータ８に印加する
電流値を演算しておく。そして、ボンディングアーム４
の上下動作に同期させて電流制限回路１６を制御させ
（通常着地直前又は着地時以外は、ツールの上下動作の
制御性を高めるため、電流制御は最大にしておく）、ツ
ール５が半導体構体６に着地する時点に前後して、好ま
しくは着地の直前にこの電流制限回路１６が動作するよ
うにプログラムを構成しておく。
このため、第４図にツールの上下位置と時間との関係を
示すように、ツールはこれまでと同様に比較的高速で下
降し、着地前にその速度が低下されるように制御された
後、着地の直前に電流制限回路１６が増幅器１３の飽和
電流の制限値を設定し、着地後ボイスコイルモータ８に
生ずる最大トルクを制限する。このため、位置検出ユニ
ット１０を始めとするサーボ機構が、ツール５の目的位
置と、停止位置との差分に基づいて荷重を生じさせて
も、最大トルクが制限されているために、過度の荷重が
発生することはなく、設定された範囲の荷重でボンディ
ングが行われる。これにより、半導体構体６の破損を防
止でき、かつこの限定された範囲の最大荷重においてボ
ンディングを行うことにより、信頼性の高いボンディン
グを実現できる。第４図において着地高さと飽和高さの
差分ΔＨは設定された最大荷重がツールに加えられるた
めに必要なツール５の目的位置と実際の位置の差を示
す。
示すように、ツールはこれまでと同様に比較的高速で下
降し、着地前にその速度が低下されるように制御された
後、着地の直前に電流制限回路１６が増幅器１３の飽和
電流の制限値を設定し、着地後ボイスコイルモータ８に
生ずる最大トルクを制限する。このため、位置検出ユニ
ット１０を始めとするサーボ機構が、ツール５の目的位
置と、停止位置との差分に基づいて荷重を生じさせて
も、最大トルクが制限されているために、過度の荷重が
発生することはなく、設定された範囲の荷重でボンディ
ングが行われる。これにより、半導体構体６の破損を防
止でき、かつこの限定された範囲の最大荷重においてボ
ンディングを行うことにより、信頼性の高いボンディン
グを実現できる。第４図において着地高さと飽和高さの
差分ΔＨは設定された最大荷重がツールに加えられるた
めに必要なツール５の目的位置と実際の位置の差を示
す。
なお、この場合、着地検出後比較器１２における指令値
を上げておけば、第４図に実線で示すように、着地後の
ツール速度（実際にはツールは移動されないので、これ
は仮想の速度であり、換言すればツールに生じる荷重の
変化率となる）を高速化し、ツールを迅速に飽和状態に
されることができる。このようにすれば、飽和に至るま
での時間Ｔ１を同図の破線に示すように速度を変化させ
ない場合の時間Ｔ２に比較して短縮でき、高速処理を実
現できる。勿論、第５図に示すように、指令値を段階状
に変化させることも有効な手段である。したがって、マ
イコン１１は、比較器１２に対して指令値を上げてツー
ル５の移動目標位置を増大させて制限された最大電流値
に短時間で到達させる指令値増加手段を形成している。
を上げておけば、第４図に実線で示すように、着地後の
ツール速度（実際にはツールは移動されないので、これ
は仮想の速度であり、換言すればツールに生じる荷重の
変化率となる）を高速化し、ツールを迅速に飽和状態に
されることができる。このようにすれば、飽和に至るま
での時間Ｔ１を同図の破線に示すように速度を変化させ
ない場合の時間Ｔ２に比較して短縮でき、高速処理を実
現できる。勿論、第５図に示すように、指令値を段階状
に変化させることも有効な手段である。したがって、マ
イコン１１は、比較器１２に対して指令値を上げてツー
ル５の移動目標位置を増大させて制限された最大電流値
に短時間で到達させる指令値増加手段を形成している。
この結果、ボンディングツール５の圧着力の最大値を制
限して半導体構体６の破損を防止し、かつ一方では充分
な圧着力を得てボンディングの信頼性を向上したワイヤ
ボンディングを迅速に行うことができる。
限して半導体構体６の破損を防止し、かつ一方では充分
な圧着力を得てボンディングの信頼性を向上したワイヤ
ボンディングを迅速に行うことができる。
（１）ボンディングツールを上下動作させるサーボ機構
の回路に駆動用モータに供給する電流を制限する制限回
路部を設け、かつこの制限回路がツールが被加工物に着
地する時点に前後して制限値が変更されるように構成し
ているので、ボンディングツールの圧着力を常に所定の
値に高精度に制御でき、被加工物への過度の荷重を防止
してその破損を防止する一方、必要かつ充分な荷重を得
て信頼性の高いボンディングを実現できる。
の回路に駆動用モータに供給する電流を制限する制限回
路部を設け、かつこの制限回路がツールが被加工物に着
地する時点に前後して制限値が変更されるように構成し
ているので、ボンディングツールの圧着力を常に所定の
値に高精度に制御でき、被加工物への過度の荷重を防止
してその破損を防止する一方、必要かつ充分な荷重を得
て信頼性の高いボンディングを実現できる。
（２）既存の装置に電流を制限する回路を付設するだけ
でよいので、簡単に構成できる。
でよいので、簡単に構成できる。
（３）着地検出後、ツールの移動目的位置又は指令速度
の指示値を上げることにより、ツールが着地してから飽
和するまでの時間を短縮でき、ボンディング時間の迅速
化を達成できる。
の指示値を上げることにより、ツールが着地してから飽
和するまでの時間を短縮でき、ボンディング時間の迅速
化を達成できる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上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で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、電流制限回路
の回路構成は任意に変更できる。
具体的に説明したが、本発明は上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で種々変更可
能であることはいうまでもない。例えば、電流制限回路
の回路構成は任意に変更できる。
第１図は本発明の一実施例の全体構成図、 第２図はその回路構成図、 第３図は電流制限回路の回路図、 第４図はツールの時間特性図、 第５図は他の実施例であるツールの時間特性図である。 １……ワイヤボンダ、２……ボンディングヘッド、４…
…ボンディングアーム、５……ボンディングツール、６
……半導体構体、８……ボイスコイルモータ、９……着
地検出ユニット、１０……位置検出ユニット、１１……
マイコン、１２……比較器、１３……増幅器、１４……
速度検出ユニット、１５……Ｄ／Ａ変換器、１６……電
流制限回路、１７……着地検出回路、１８……比較器、
ＯＰ……演算増幅器、ＴＲ……トランジスタ、ＰＣ……
ホトカプラ、ＦＥＴ……電界効果トランジスタ。
…ボンディングアーム、５……ボンディングツール、６
……半導体構体、８……ボイスコイルモータ、９……着
地検出ユニット、１０……位置検出ユニット、１１……
マイコン、１２……比較器、１３……増幅器、１４……
速度検出ユニット、１５……Ｄ／Ａ変換器、１６……電
流制限回路、１７……着地検出回路、１８……比較器、
ＯＰ……演算増幅器、ＴＲ……トランジスタ、ＰＣ……
ホトカプラ、ＦＥＴ……電界効果トランジスタ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日高 秀樹 東京都青梅市藤橋３丁目３番地の２ 日立 東京エレクトロニクス株式会社内 (56)参考文献 実開 昭59−39931（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】先端にツールを有し、ボンディングヘッド
に揺動可能に設けられたボンディングアームと、前記ボ
ンディングアームを揺動させる駆動用モータと、前記ツ
ールの半導体構体に対する位置を検出する位置検出手段
と、該位置検出手段からの検出値と指令値とを比較して
前記駆動用モータに駆動信号を送る比較手段と、前記ツ
ールが前記半導体構体に着地したことを検出する着地検
出手段と、前記ツールが前記半導体構体に着地する直前
の位置まで接近したことが前記位置検出手段により検出
されたときには、前記駆動用モータに供給される最大電
流値を制限して前記駆動用モータの最大トルクを制限す
る電流制限手段と、前記ツールが前記半導体構体に着地
したことが前記着地検出手段により検出されたときに
は、前記比較手段に対して前記指令値を上げて前記ツー
ルの移動目標位置を増大させて前記制限された最大電流
値に短時間で到達させる指令値増加手段とを有すること
を特徴とするワイヤボンディング装置。 - 【請求項２】前記駆動用モータは、ワイヤボンダのボン
ディングアームを上下動させるボイスコイルモータであ
る特許請求の範囲第１項記載のワイヤボンディング装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60191949A JPH0618222B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | ワイヤボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60191949A JPH0618222B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | ワイヤボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6252938A JPS6252938A (ja) | 1987-03-07 |
| JPH0618222B2 true JPH0618222B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=16283135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60191949A Expired - Lifetime JPH0618222B2 (ja) | 1985-09-02 | 1985-09-02 | ワイヤボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618222B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2558689B2 (ja) * | 1987-04-16 | 1996-11-27 | 株式会社東芝 | ボンディング装置 |
| JP2736914B2 (ja) * | 1989-03-06 | 1998-04-08 | 株式会社新川 | ワイヤボンデイング方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5939931U (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-14 | 日本電気株式会社 | ワイヤボンデイング装置 |
-
1985
- 1985-09-02 JP JP60191949A patent/JPH0618222B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6252938A (ja) | 1987-03-07 |
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