JPH0693471B2 - ワイヤボンデイング装置 - Google Patents

ワイヤボンデイング装置

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JPH0693471B2
JPH0693471B2 JP60294058A JP29405885A JPH0693471B2 JP H0693471 B2 JPH0693471 B2 JP H0693471B2 JP 60294058 A JP60294058 A JP 60294058A JP 29405885 A JP29405885 A JP 29405885A JP H0693471 B2 JPH0693471 B2 JP H0693471B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造工程で使用されるワイヤボ
ンディング装置の改良に関する。
〔従来の技術〕
ワイヤボンディング装置は、一般に例えば第4図に示す
如く、先端部にキャピラリ1aを取着したツール1を揺動
機構2で支持するとともにこの揺動機構2をXYテーブル
3に搭載し、このXYテーブル3と上記揺動機構2との協
動によってツール1を三次元方向に移動させることによ
り、ボンディング対象である半導体ペレット4のパッド
4aおよびリードフレーム5に対してワイヤ6のボンディ
ングを行なうように構成されている。したがって、品質
の良いボンディングを行なうためには上記XYテーブル3
および揺動機構2をそれぞれ高精度に動作させる必要が
ある。
そこで従来では、上記揺動機構2の駆動系として例えば
デジタル直流サーボ系が使用されている。第5図はこの
種のサーボ系の回路構成の一例を示すものである。この
回路は速度指令パルスを発生する制御部11を有してお
り、この制御部11から発生された速度指令パルスと、位
置検出用のパルスジェネレータ17から出力された位置フ
ィードバックパルスとのパルス数の偏差を偏差カウンタ
12で求め、この偏差カウンタ12のカウント値をデジタル
・アナログ変換器(D/A)13によりアナログ電圧値に変
換して加算器14に導入する。そして、この加算器14でタ
コジェネレータ16からフィードバックされた直流モータ
2aの速度検出信号と加算し、その加算出力を駆動部15で
例えばパルス幅変調してそのパルス幅に対応する駆動電
流を直流モータ2に供給し、これにより前記揺動機構2
の直流モータ2aを駆動している。尚、16a,18はそれぞれ
速度フィードバックループのループゲインおよびサーボ
系のサーボゲインを設定するための抵抗である。
しかして、直流モータ2aは位置フィードバックループお
よび速度フィードバックループによってそれぞれ回転量
および回転速度が常に正確に制御されながら回転し、こ
れによりツール1は精度良く揺動動作する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、ワイヤボンディング装置はツール1の動作と
して、ボンディング点に対しキャピラリ1aを昇降させる
揺動動作と、この揺動動作によりボンディング点に接触
したキャピラリ1aにボンディングのための加圧力を印加
する加圧動作とをそれぞれ行なっている。これらの動作
は、前者はキャピラリ1aを高速に目的位置へ移動させる
ことが必要であり、一方後者は正確な加圧力をキャピラ
リ1aに印加する必要があるというように、その目的によ
り要求される動作形態が全く異なる。ところが、従来の
ワイヤボンディング装置に使用される直流サーボ系は、
一般にサーボゲインをキャピラリ1aの昇降動作に最適な
値に設定しているため、速度指令に対するモータ駆動電
流の変化量が大きく、この結果キャピラリへの加圧動作
を行なう場合には加圧力の最少設定間隔が大きくなり過
ぎて、加圧力を最適値に微調整することが難しかった。
このため、ボンディングボールの潰れや半導体ペレット
のクラック等の欠陥が発生し易く、半導体装置の歩留り
の低下を招いていた。
本発明はこの様な問題点を解決して、ボンディングボー
ルの潰れやクラック等の欠陥が発生し難く信頼性の高い
ボンディングを行ない得るワイヤボンディング装置を提
供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段と作用〕
本発明は上記問題点を解決するために、直流サーボ系
に、第1のサーボゲインを設定する第1のゲイン設定回
路と、上記第1のサーボゲインよりも小さい第2のサー
ボゲインを設定する第2のゲイン設定回路と、これら第
1および第2のゲイン設定回路を択一的にサーボ系に挿
入する切換回路と、サーボゲイン制御回路とを設け、こ
のサーボゲイン制御回路により上記切換回路を切換制御
して、ツールの揺動動作時には上記第1のゲイン設定回
路をサーボ系に挿入させ、かつキャピラリの加圧動作時
には上記第2のゲイン設定回路をサーボ系に挿入させる
ようにしたものである。
この結果、上記第1および第2のサーボゲインをそれぞ
れツールの揺動動作用およびキャピラリの加圧動作用と
して予め最適値に設定しておけば、ツールの揺動動作時
には高速度に位置制御が行なわれ、一方キャピラリの加
圧動作時には高精度の加圧力制御が行なわれることにな
り、これにより高速でかつ高精度のボンディングを行な
うことが可能となる。
〔実施例〕
第1図は、本発明の一実施例におけるワイヤボンディン
グ装置に使用されるデジタル直流サーボ系の構成を示す
ものである。尚、同図において前記第5図と同一部分に
は同一符号を付して詳しい説明は省略する。
デジタル・アナログ変換器13と加算器14との間には、第
1のサーボゲインを設定する第1の抵抗18aと、この第
1のサーボゲインよりも小さい第2のサーボゲインを設
定する第2の抵抗18bとがそれぞれ設けられており、ま
たこれら第1および第2の抵抗と加算器14との間には切
換回路19が設けられている。この切換回路19は、制御部
11から発生される切換制御信号SWにより動作するもの
で、切換制御信号SWが“L"レベルのときは第1の抵抗18
a側の接点19aが閉成し、一方“H"レベルのときは第2の
抵抗18b側の接点19bが閉成する。
このような構成であるから、XYテーブル3により第1ボ
ンディング点(半導体ペレット4のパッド4a)の垂直上
方にキャピラリ1aを移動させたのち、キャピラリ1aを降
下させるべく制御部11から速度指令パルスを出力する
と、この速度指令パルス12は偏差カウンタ12でパルスジ
ェネレータ17からの位置検出パルスと偏差カウントさ
れ、その偏差出力がデジタル・アナログ変換器13でアナ
ログ電圧に変換されたのち、加算器14でタコジェネレー
タ16からの速度検出信号と加算されて駆動部15に供給さ
れる。この結果、駆動部15から直流モータ2aに駆動電流
が供給されて直流モータ2aは回転し、これによりツール
1が第3図(a)のT1に示す如く揺動してキャピラリ1a
は降下する。ところで、このとき制御部11からは第3図
(c)に示す如く“L"レベルの切換信号SWが出力されて
おり、これにより切換回路19の接点19aが閉成して抵抗1
8aがサーボ系に挿入される。このため、サーボ系には値
の大きな第1のサーボゲインが設定されることになり、
この結果速度指令に対するモータ駆動電流の変化量は例
えば第2図Aに示す如く大きくなって、これによりツー
ル1は高速度で降下する。
さて、そうしてキャピラリ1aが第1ボンディング点に接
触する(第3図(a)のT2の状態)と、次に制御部11か
らはキャピラリ1aをボンディング点に押付けるための速
度指令パルスが出力される。そうするとツール1がさら
に所定量揺動動作して、これにより揺動機構2に設けて
あるスプリングによりキャピラリ1aに例えば第3図
(b)に示す如く所定の加圧力が印加され、これにより
ワイヤボンディングが行なわれる。ところで、このとき
制御部11からは第3図(c)に示す如く“H"レベルの切
換信号SWが発生される。このため、切換回路19は接点19
bが閉成してこれにより抵抗18bがサーボ系に挿入され、
この結果サーボ系には比較的小さな第2のサーボゲイン
が設定される。したがって、このときの速度指令に対す
るモータ駆動電流の変化特性は例えば第2図のBのよう
になり、この結果ツール1は精度良く揺動してこれによ
りボンディング点に対するキャピラリ1aの加圧力は正確
に最適値に制御される。このため、ボンディングボール
の潰れや半導体ペレットにクラックが発生するといった
不具合は大幅に低減される。
そうして第1ボンディング点に対するワイヤボンディン
グが終了すると、制御部11からはキャピラリ1aを上昇さ
せるための速度指令パルスが発生され、これにより直流
モータ2aは逆転動作してツール1は第3図(a)のT3に
示す如く上方に向かって移動し、この結果キャピラリ1a
は第1ボンディング点から離れる。このとき、制御部11
から出力される切換信号SWは前記降下時と同様に第3図
(c)に示す如く“L"レベルなので、サーボ系には抵抗
18aが挿入されて大きな第1のサーボゲインが設定され
る。このため、このキャピラリ1aの上昇動作も高速度に
行なわれる。以下同様に、第2ボンディング点(リード
フレーム5)に対するツール1の動作時にも、キャピラ
リ1aの昇降動作時には大きな第1のサーボゲインがサー
ボ系に設定され、また加圧力印加動作時には小さい第2
のサーボゲインがサーボ系に設定される。このため、キ
ャピラリ1aの昇降移動は高速度に行なわれ、また加圧力
の印加は高精度に行なわれる。
このように本実施例であれば、ボンディング点に対する
キャピラリ1aの昇降動作時には切換回路19により抵抗18
aを選択してサーボ系に大きな第1のサーボゲインを設
定し、一方キャピラリ1aへの加圧力印加時には抵抗18b
を選択して小さな第2のサーボゲインを設定したので、
キャピラリ1aの昇降動作および加圧動作毎に各々最適な
サーボゲインを設定することができる。したがって、キ
ャピラリ1aの昇降は高速度に、また加圧力の印加は高精
度に行なうことができ、これにより能率良く、しかもボ
ンディングボールの潰れやペレットでのクラックの発生
を低減して信頼性の高いワイヤボンディングを行なうこ
とができる。これにより、判導体装置の歩留りを一層向
上させることができる。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例
えば、第1および第2のゲイン設定回路は、FET等の可
変インピーダンス素子を用いてその制御電圧を可変設定
することによりキャピラリの昇降時および加圧動作時で
それぞれ最適な値を設定するものであってもよい。その
他、各ゲイン設定回路のサーボ系への挿入位置やサーボ
ゲインの可変制御手段等についても、本発明の要旨を逸
脱しない範囲で種々変形して実施できる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように本発明によれば、直流サーボ系に、
第1のサーボゲインを設定する第1のゲイン設定回路
と、上記第1のサーボゲインよりも小さい第2のサーボ
ゲインを設定する第2のゲイン設定回路と、これら第1
および第2のゲイン設定回路を択一的にサーボ系に挿入
する切換回路と、サーボゲイン制御回路とを設け、この
サーボゲイン制御回路により上記切換回路を切換制御し
て、ツールの揺動動作時には上記第1のゲイン設定回路
をサーボ系に挿入させ、かつキャピラリの加圧動作時に
は上記第2のゲイン設定回路をサーボ系に挿入させるよ
うにしたことによって、ボンディングボールの潰れやク
ラック等の欠陥が発生し難く信頼性の高いボンディング
を行ない得るワイヤボンディング装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第3図(a)〜(c)は本発明の一実施例に
おけるワイヤボンディング装置を説明するためのもの
で、第1図は同装置のデジタル直流サーボ系の回路ブロ
ック図、第2図は第1および第2のサーボゲインを説明
するための速度指令に対するモータ駆動電流の変化特性
図、第3図(a)〜(c)はそれぞれ動作説明に使用す
るタイミング図、第4図はワイヤボンディング装置の外
観の構成例を示す斜視図、第5図は従来のワイヤボンデ
ィング装置のデジタル直流サーボ系の回路ブロック図で
ある。 1……ツール、1a……キャピラリ、2……揺動機構、2a
……直流モータ、3……XYテーブル、4……半導体ペレ
ット、4a……パッド、5……リードフレーム、6……ボ
ンディングワイヤ、11……制御部、12……偏差カウン
タ、13……デジタル・アナログ変換器、14……加算器、
15……駆動部、16……タコジェネレータ、17……パルス
ジェネレータ、18a……第1のサーボゲインを設定する
ための抵抗、18b……第2のサーボゲインを設定するた
めの抵抗、19……切換回路、SW……切換信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】直流サーボ系を備え、このサーボ系により
    キャピラリが取着されたツールの揺動動作およびボンデ
    ィング点に対するキャピラリの加圧動作をそれぞれ制御
    してワイヤボンディングを行なうワイヤボンディング装
    置において、前記直流サーボ系に、第1のサーボゲイン
    を設定する第1のゲイン設定回路と、上記第1のサーボ
    ゲインよりも小さい第2のサーボゲインを設定する第2
    のゲイン設定回路と、これら第1および第2のゲイン設
    定回路を択一的にサーボ系に挿入する切換回路と、この
    切換回路を制御して前記ツールの揺動動作時には前記第
    1のゲイン設定回路をサーボ系に挿入させかつ前記キャ
    ピラリの加圧動作時には前記第2のゲイン設定回路をサ
    ーボ系に挿入させるサーボゲイン制御手段とを設けたこ
    とを特徴とするワイヤボンディング装置。
JP60294058A 1985-12-27 1985-12-27 ワイヤボンデイング装置 Expired - Fee Related JPH0693471B2 (ja)

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JPS62154747A JPS62154747A (ja) 1987-07-09
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