JPH07105413B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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JPH07105413B2
JPH07105413B2 JP5189734A JP18973493A JPH07105413B2 JP H07105413 B2 JPH07105413 B2 JP H07105413B2 JP 5189734 A JP5189734 A JP 5189734A JP 18973493 A JP18973493 A JP 18973493A JP H07105413 B2 JPH07105413 B2 JP H07105413B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明はワイヤボンディングに
おいて、ワイヤの接合状態の良否を判定することができ
るワイヤボンディング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造においては、ワークス
テージに載置されたリードフレームと、このリードフレ
ームに設けられた半導体ペレットとを金線やアルミニウ
ム線などのワイヤで接続するワイヤボンディング工程が
ある。ワイヤを上記リードフレームやペレットにボンデ
ィングする手段としては、熱圧着法,超音波溶接法ある
いはこれら両者を併用した方法などが知られている。い
ずれの方法においても、上記ワイヤをリードフレームお
よびペレットに所定の圧力で圧接させなければ、上記ワ
イヤの接合状態が不確実となる。
【0003】ところで、一般にワイヤボンディングは、
ボンディングアームの先端にワイヤが挿通されるキャピ
ラリが設けられ、上記ボンディングアームを回動させる
ことにより上記キャピラリでワイヤをリードフレームや
ペレットに圧接させるようになっている。しかしなが
ら、このような構造によると、ボンディングアームの回
動角度やリードフレームのワークステージ上における載
置状態などの変化によってワイヤがキャピラリから受け
る圧力が一定せず、接合不良を招くことがある。したが
って、ワイヤがリードフレームやペレットに所定の圧力
で圧接されているか否かを検出しなければならない。ま
た、超音波ボンディングや超音波併用熱圧着において
は、キャピラリを介して接合部に伝わる超音波振動によ
る超音波エネルギが接合強度に大きく寄与する。このた
め、超音波振動が不安定に伝わると、ボンディング強度
が不安定なものとなり、不良状態を発生する。したがっ
て、接合部に安定した超音波振動による所定の摩擦力が
加わっているかを検出する必要がある。
【0004】しかしながら、従来はキャピラリの加圧に
よる力と超音波振動による摩擦力とを検出してワイヤの
接合状態の良否を判別するということが行なわれておら
ず、また、上記2つの状態を2つの検出素子で検出する
ようにすると、その検出素子を設けるために専用のスペ
ースを確保しなければならないということも生じる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来はキ
ャピラリの加圧力と超音波振動による摩擦力とを検出す
るということが行なわれていないばかりか、検出する場
合には検出素子を設置するための専用のスペースが必要
となる。
【0006】この発明は上記事情にもとづきなされたも
ので、その目的とするところは、ボンディング時に発生
する力に応じた信号を出力する検出手段を、専用のスペ
ースを必要とせずに設置できるようにしたワイヤボンデ
ィング装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、ワイヤを通したキャピラリを超
音波振動させながらワ−クステ−ジ上の被配線物に圧接
させ、この被配線物に配線をボンディングするワイヤボ
ンディング装置において、上記ワ−クステ−ジの上記被
配線物が載置される面に形成された凹部にこのワ−クス
テ−ジの上記面と面一になる状態で設けられボンディン
グ時に発生する力に応じた信号を出力する検出手段と、
上記キャピラリの振動状態が適性であるときの値が設定
される設定手段と、上記検出手段からの検出信号の値
上記設定手段の設定値とを比較してボンディング状態を
判定する判定手段とを具備したことを特徴とする。
【0008】
【0009】
【作用】このような構成によれば、ボンディング時に発
生する力を検出する検出手段がワ−クステ−ジの凹部
に、このワ−クステ−ジの一部をなすごとく設けられる
から、検出手段を設けるための専用のスペ−スが不要と
なる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図1乃至図3を
参照して説明する。図1は、ワイヤボンディング装置を
示し、この装置はフレーム1を備えている。このフレー
ム1は中空角筒状に形成され内部にはリニアモータ2が
設けられている。このリニアモータ2はマグネット3と
このマグネット3の図示しない挿入溝にスライド自在に
設けられたコイル4とからなる。このコイル4は角筒状
のボビン5の外周面に導電線6を巻着して形成されてい
る。また、上記フレーム1にはスイングアーム7が支軸
8によって回動自在に設けられている。このスイングア
ーム7の一端は上記コイル4のボビン5に固着され、他
端にはボンディングアーム9が取付けられている。この
ボンディングアーム9は図示せぬ振動子によって超音波
振動させられるホーン10とこのホーン10の先端に取
付けられた先端部11とからなり、この先端部11には
キャピラリ12が設けられている。このキャピラリ12
にはスプール13から導出された金線などのワイヤ14
が挿通されている。上記スプール13は上記フレーム1
の上面に立設されたブラケット15に取付けられてい
る。上記スプール13とキャピラリ12との間には、ワ
イヤ14に所定のテンションを与えるテンションクラン
パ16、フレーム1に取着されたワイヤガイド板17お
よび上クランパ18と下クランパ19が順次設けられて
いる。
【0011】また、上記スイングアーム7の一端には作
動片20が延出されている。この作動片20は上記フレ
ーム1の背面に設けられた位置検出器21の接触子22
に接触している。上記作動片20と位置検出器21とに
はばね23が張設され、上記作動片20と接触子22と
の接触圧力を一定に保持している。そして、上記位置検
出器21によりスイングアーム12の作動位置を検出す
るようになっている。
【0012】上記キャピラリ12の下方にはワークステ
ージ25が配置されている。このワークステージ25に
は図示しないヒータが内蔵されているとともに上面に開
放した凹部26が形成されている。この凹部26にはセ
ラミックなどの電気絶縁板27を介して平板状の検出手
段としての圧電素子28が上記ワークステージ25の上
面と面一になる状態で収容保持されている。このワーク
ステージ25の上面には半導体ペレット29がダイボン
ディングされたリードフレーム30が供給され、図示せ
ぬクランパで保持固定される。ワークステージ25の上
面にリードフレーム30が供給されると、上記スイング
アーム7とともに超音波振動するボンディングアーム9
が回動し、このボンディングアーム9に取着されたキャ
ピラリ12が上記ペレット29とリードフレーム30に
圧接し、これらにワイヤ14を超音波振動とワークステ
ージ25に内蔵されたヒータの熱とで接合、つまりボン
ディングする。
【0013】このようなボンディング時に、キャピラリ
12が上記ペレット29あるいはリードフレーム30に
圧接すると、このリードフレーム30に接した上記圧電
素子28が加圧による力と超音波振動による摩擦力とを
受けることになるから、この圧電素子28から電気信号
が出力される。圧電素子28から出力された電気信号は
選別手段としてのフィルタ31に入力され、このフィル
タ31によって所定の周波数域外の成分が除去される。
たとえば、キャピラリ12の加圧による電気信号が50
0Hz付近、超音波振動の周波数が60kHz付近であ
れば、フィルタ31を60kHzの信号を通過させるバ
ンドパスフィルタと、500Hzの信号を通過させるロ
ーパスフィルタとから構成する。これによってフィルタ
31を通過する電気信号はキャピラリ12の加圧による
力と超音波振動による摩擦力のみとなる。フィルタ31
を通過した電気信号はアンプ32aで増幅されてからA
/D変換回路32でデジタル化され、つぎに判定手段と
しての比較判定回路33に入力される。この比較判定回
路33には予め所定の電圧値が設定されていて、この設
定値と上記圧電素子28からの電気信号の電圧値とが比
較され、その比較値に応じてワイヤ14のボンディング
状態を判定する。つまり、上記比較判定回路33に設定
される設定値は、ボンディング時にキャピラリ12が適
性な加圧による力と超音波振動による摩擦力とでワイヤ
14を接合したときに、ワ−クステージ25が受ける圧
力である圧電素子28が発生するそれぞれの電圧値より
もわずかに小さく設定されている。したがって、上記比
較判定回路33はここに設定された設定値と圧電素子2
8からの電気信号とを比較することにより、上記キャピ
ラリ12によってワイヤ14が所定の加圧による力と超
音波振動による摩擦力とでボンディングされているか否
かを判定する。つまり、比較判定回路33によってボン
ディング状態の良否が判定されることになる。
【0014】なお、この発明は上記一実施例に限定され
ず、たとえば圧電素子28を図4に示すようにボンディ
ングアーム9に設けてもよい。すなわち、圧電素子28
をリング状に形成し、この圧電素子28をねじ結合され
るボンディングアーム9のホーン10と先端部11との
間に同じくリング状の絶縁板27を介して設けるように
した。このような構成によれば、ボンディング時にキャ
ピラリ12がペレット29あるいはリードフレーム30
に圧接してその加圧による力と超音波振動による摩擦力
とがボンディングアーム9に伝達される。したがって、
上記キャピラリ12に加わるそれぞれの力に応じて圧電
素子28に電気信号が発生するから、圧電素子28をワ
ークステージに設けたときと同様ワイヤ14が所定の加
圧力ならびに摩擦力でボンディングされたかどうかを判
定できる。
【0015】
【発明の効果】以上述べたようにこの発明は、検出手段
をワ−クステ−ジの被配線物が載置される面に形成され
た凹部に、上記ワ−クステ−ジの上記面と面一になるよ
う設けるようにしたので、上記検出手段を設けるための
専用のスペ−スを必要としない。 しかも、ワ−クステ−
ジの凹部に埋め込む状態で設けられた検出手段は、ボン
ディング時に発生する力をキャピラリから受けても、位
置ずれや剥離などが生じにくいため、長期にわたって安
定した検出が行えるということもある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示すワイヤボンディング
装置の概略的構成図。
【図2】同じくワークステージの平面図。
【図3】同じく電気回路図。
【図4】この発明の他の実施例を示すボンディングアー
ム断面図。
【符号の説明】
9…ボンディングアーム、14…ワイヤ、25…ワーク
ステージ、28…圧電素子(検出手段)、29…ペレッ
ト、30…リードフレーム、31…フィルタ、33…比
較判定回路。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ワイヤを通したキャピラリを超音波振動さ
    せながらワ−クステ−ジ上の被配線物に圧接させ、この
    被配線物に配線をボンディングするワイヤボンディング
    装置において、上記ワ−クステ−ジの上記被配線物が載置される面に形
    成された凹部にこのワ−クステ−ジの上記面と面一にな
    る状態で設けられ ボンディング時に発生する力に応じた
    信号を出力する検出手段と、 上記キャピラリの振動状態が適性であるときの値が設定
    される設定手段と、 上記検出手段からの検出信号の値と上記設定手段の設定
    値とを比較してボンディング状態を判定する判定手段と
    を具備したことを特徴とするワイヤボンディング装置。
JP5189734A 1993-07-30 1993-07-30 ワイヤボンディング装置 Expired - Lifetime JPH07105413B2 (ja)

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Publication Number Publication Date
JPH0685014A JPH0685014A (ja) 1994-03-25
JPH07105413B2 true JPH07105413B2 (ja) 1995-11-13

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