JPH07321143A - ワイヤボンディング方法およびその装置 - Google Patents

ワイヤボンディング方法およびその装置

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JPH07321143A
JPH07321143A JP6110819A JP11081994A JPH07321143A JP H07321143 A JPH07321143 A JP H07321143A JP 6110819 A JP6110819 A JP 6110819A JP 11081994 A JP11081994 A JP 11081994A JP H07321143 A JPH07321143 A JP H07321143A
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Yutaka Moriyama
豊 森山
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワイヤボンディングの中断を最小限に留めて
その作業効率の低下を少なくし得ると共に人手を介する
ことなくワイヤボンディングを行い得るワイヤボンディ
ング方法およびその装置を提供する。 【構成】 間欠的に搬入されるワーク１４に対してワイ
ヤボンディングが行われるボンディングステージＳ
B と、ボンディングツール１６の先端部を撮像する撮像
装置１７が設けられたツール検査ステージＳC と、ボン
ディングツール１６の先端部に付着した異物を除去する
清掃手段が設けられたツール清掃ステージＳWと、これ
ら三つのステージに対してボンディングツール１６を搬
送し得るボンディングツール駆動部１２と、撮像装置１
７による画像情報に基づいてボンディングツール１６の
先端部に異物が付着しているか否かを判定する画像処理
部１８と、これに基づいてボンディングツール駆動部１
２の作動を制御する駆動制御部１１とを具える。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボンディングツールを
用いたワイヤボンディング方法およびその装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体チップやＩＣチップ上のボンディ
ングパッドと、パッケージ上の外部リード線の端子（以
下、これらをワークと総称する）とを金やアルミニウム
等のボンディングワイヤにより結線する際、ボンディン
グワイヤを超音波振動するボンディングツールによって
ワークに押し付け、これらの間に発生する摩擦熱により
ボンディングワイヤとワークとを結線するようにした超
音波ボンディング法においては、超音波振動に伴って発
生する摩擦により、超音波ホーンに保持されたボンディ
ングツールの先端部にアルミニウム等の微粉末が付着す
る。この現象は、線径の太いボンディングワイヤを使用
した場合に、特に顕著に現れる。
【０００３】ボンディングツールにとって異物となる微
粉末がその先端部に付着すると、この微粉末がボンディ
ングツールとボンディングワイヤとの間に介在して潤滑
剤の役割を果たし、ボンディングツールに対してボンデ
ィングワイヤを一体的に超音波振動させることができな
くなり、これらの間で相対的なすべりが発生する。この
結果、結線後のボンディングワイヤのネック部にクラッ
クが発生し、接合信頼度を損なう虞がある。
【０００４】そこで、従来ではボンディングツールを定
期的、例えば６０００回のボンディング作業毎に超音波
ホーンから取り外し、このボンディングツールの先端部
を洗浄するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ワイヤボンディングに
おいて定期的に超音波ホーンからボンディングツールを
取り外し、その先端部を洗浄する従来の方法では、超音
波ホーンに対するボンディングツールの着脱操作に人手
が必要であり、そのための手間が掛かってしまうという
不具合がある。
【０００６】しかも、この場合にはボンディング作業が
長時間に亙って中断された状態となり、ワイヤボンディ
ングの作業効率を著しく低下させる原因となる。
【０００７】
【発明の目的】本発明の目的は、ワイヤボンディングの
中断を最小限に留めてその作業効率の低下を少なくし得
ると共に人手を介することなくワイヤボンディングを行
い得るワイヤボンディング方法およびその装置を提供す
ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による第一の形態
は、ワイヤボンディングを行うボンディングツールの先
端部を撮像する撮像ステップと、この撮像ステップにて
撮像された前記ボンディングツールの先端部の画像情報
に基づいて前記ボンディングツールの先端部に異物が付
着しているか否かを判定する異物付着判定ステップと、
この異物付着判定ステップにて前記ボンディングツール
の先端部に異物が付着していると判断した場合に前記ボ
ンディングツールの先端部に付着した異物を除去する清
掃ステップとを具えたことを特徴とするものである。
【０００９】ここで、前記異物付着判定ステップは、異
物が付着していないボンディングツールの先端部の予め
記憶された画像との比較による画像処理によって行われ
るものであることが有効である。
【００１０】また、本発明による第二の形態は、ワーク
が間欠的に搬入されてボンディングツールによりワーク
に対するワイヤボンディングが行われるボンディングス
テージと、このボンディングステージの側方に配置され
て前記ボンディングツールの先端部を撮像する撮像手段
が設けられたツール検査ステージと、前記ボンディング
ステージの側方に配置されて前記ボンディングツールの
先端部に付着した異物を除去する清掃手段が設けられた
ツール清掃ステージと、これらボンディングステージお
よびツール検査ステージおよびツール清掃ステージに対
して前記ボンディングツールを搬送し得るボンディング
ツール駆動手段と、このボンディングツール駆動手段の
作動を制御する駆動制御手段と、前記撮像手段による画
像情報に基づいて前記ボンディングツールの先端部に異
物が付着しているか否かを判定する異物付着判定手段と
を具え、前記駆動制御手段は、前記異物付着判定手段か
らの情報に基づいて前記ボンディングツール駆動手段の
作動を制御するものであることを特徴とする。
【００１１】ここで、前記清掃手段がボンディングツー
ルの先端部に付着した異物を洗い落とす洗浄液や、ボン
ディングツールの先端部に付着した異物を掻き落とすブ
ラシを具えていたり、さらにはボンディングツールの先
端部に対して加圧気体を吹き付ける吹き付けノズルを具
えていることが好ましい。
【００１２】
【作用】本発明によると、ワークがボンディングステー
ジに間欠的に搬入される度に、駆動制御手段の指令に基
づいてボンディングツール駆動手段を作動させ、ボンデ
ィングツールによりワークに対するワイヤボンディング
を行う。
【００１３】一方、定期的に駆動制御手段によりボンデ
ィングツール駆動手段を介してボンディングツールをツ
ール検査ステージに移動させ、このツール検査ステージ
の撮像手段によりボンディングツールの先端部を撮像す
る。このボンディングツールの先端部の画像情報は異物
付着判定手段に送られ、ここでボンディングツールの先
端部に異物が付着していると判断した場合には、駆動制
御手段によりボンディングツール駆動手段を介してボン
ディングツールをツール清掃ステージに移動させ、この
ツール清掃ステージの清掃手段によりボンディングツー
ルの先端部に付着した異物を除去する。しかる後、駆動
制御手段によってボンディングツール駆動手段を介しボ
ンディングツールをボンディングステージに戻し、再び
ワークに対するワイヤボンディングを開始する。
【００１４】また、ボンディングツールの先端部に異物
が付着していないと異物付着判定手段が判断した場合に
は、ボンディングツールをツール清掃ステージに搬送す
ることなく、ツール検査ステージからボンディングステ
ージに戻し、ワークに対するワイヤボンディングを再開
する。
【００１５】
【実施例】本発明を超音波ボンディング法に応用した一
実施例について、その概略構造を表す図１およびそのII
−II矢視断面構造を表す図２を参照しながら詳細に説明
する。
【００１６】すなわち、駆動制御部１１によって作動が
制御されるボンディングツール駆動部１２に支持された
超音波ホーン１３の先端部には、ボンディングステージ
ＳBに間欠的に送り込まれるワーク１４の所定位置にア
ルミニウム製のボンディングワイヤ１５を結線するボン
ディングツール１６が突設されている。このボンディン
グツール１６は、通常の状態においてボンディングステ
ージＳB の上方に待機し、ワーク１４がボンディングス
テージＳB に搬入される度に駆動制御部１１によって超
音波ホーン１３と一体的に作動し、ボンディングステー
ジＳB 上のワーク１４の所定位置にボンディングワイヤ
１５を押し付け、超音波振動によって発生する摩擦熱を
利用して結線するようになっている。
【００１７】ボンディングステージＳB の側方には、超
音波ホーン１３の先端部を撮像する工業用テレビジョン
カメラ等の撮像装置１７を配置したツール検査ステージ
ＳCが設定されており、所定数のワーク１４、例えば１
００個のワーク１４に対するワイヤボンディング作業を
行う度に、駆動制御部１１によって超音波ホーン１３を
介してボンディングツール１６をツール検査ステージＳ
C の所定位置に移動させるようになっている。この場
合、ボンディングステージＳB に対するワーク１４の搬
入作業を一時的に停止させ、駆動制御部１１によってボ
ンディングツール１６がツール検査ステージＳC あるい
は後述するツール清掃ステージＳW からボンディングス
テージＳB の上方に移された時点で、再びワーク１４を
ボンディングステージＳB に搬入してワイヤボンディン
グ作業が再開される。
【００１８】前記撮像装置１７は、ツール検査ステージ
ＳC に移された所定姿勢のボンディングツール１６の先
端部と対向するように配置されている。そして、この撮
像装置１７には画像処理部１８がつながっており、撮像
装置１７によって撮像されたボンディングツール１６の
先端部の画像情報がこの画像処理部１８に送出されるよ
うになっている。画像処理部１８には、異物が付着して
いないボンディングツール１６の先端部の基準となる画
像情報が予め記憶されており、この基準となる画像情報
と撮像装置１７によって撮像された実際のボンディング
ツール１６の先端部の画像情報とを比較し、ボンディン
グツール１６の先端部にアルミニウムの微粉末等の異物
が付着しているか否かを判断するようになっている。
【００１９】この画像処理部１８による判断結果は、駆
動制御部１１に出力される。そして、ボンディングツー
ル１６の先端部に異物が付着していないと画像処理部１
８が判断した場合には、駆動制御部１１はボンディング
ツール駆動部１２を駆動してボンディングツール１６を
ボンディングステージＳB の上方に戻し、ワイヤボンデ
ィング作業を再開する。逆に、ボンディングツール１６
の先端部に異物が付着していると画像処理部１８が判断
した場合には、駆動制御部１１はボンディングツール駆
動部１２を駆動してボンディングツール１６をボンディ
ングステージＳB およびツール検査ステージＳC との中
間に設定したツール清掃ステージＳW に移動させる。
【００２０】ツール清掃ステージＳW には、５０％水酸
化ナトリウム水溶液等の所定の洗浄液１９を貯えた洗浄
液槽２０と、エアブロア２１によって高圧の空気を吹き
出すエアノズル２２とが設けられている。洗浄液槽２０
には、この洗浄液槽２０を昇降する昇降装置２３が付設
され、ボンディングツール１６の洗浄作業を行う場合の
み洗浄液槽２０を上昇させる一方、それ以外の状態では
下降させるようになっている。つまり、ボンディングツ
ール１６が洗浄液槽２０の直上に移動してきた時点で昇
降装置２３を作動し、洗浄液槽２０を上昇させてボンデ
ィングツール１６の先端部を洗浄液槽２０内に浸漬させ
た後、ボンディングツール１６と共に超音波ホーン１３
を超音波振動させる。これによって、洗浄液槽２０内の
ボンディングツール１６の先端部の異物を洗浄液１９を
介して洗い流す。そして、昇降装置２３が再び作動して
洗浄液槽２０を下降させ、ボンディングツール１６がボ
ンディングステージＳB 側へ移動する間に、エアノズル
２２から吹き出す空気によってボンディングツール１６
の先端部を拭うようにしている。
【００２１】なお、本実施例ではボンディングワイヤ１
５としてアルミニウムを採用しているため、洗浄液１９
に５０％水酸化ナトリウム水溶液を使用しているが、ボ
ンディングワイヤ１５が金の場合には、王水を洗浄液１
９として使用することが好ましい。また、本実施例では
エアノズル２２から吹き出す払拭用の気体として空気を
使用したが、窒素等の不活性ガスを採用するようにして
も良い。
【００２２】さらに、上述した実施例では洗浄液１９に
よって異物を洗浄するようにしたが、ブラシ等でボンデ
ィングツール１６の先端部に付着した異物を払拭するよ
うにしても良い。例えば、ツール清掃ステージＳW に極
細の線材を密集状態で植設したブラシを配置し、ボンデ
ィングツール１６がこのツール清掃ステージＳW に運び
込まれた時点でボンディングツール１６と共に超音波ホ
ーン１３を超音波振動させ、上述したブラシによってボ
ンディングツール１６の先端部に付着した異物を払拭す
る。この場合、先の実施例のように空気あるいは窒素を
吹き出すエアノズル２２を必ずしも設けなくても良い。
【００２３】
【発明の効果】本発明のワイヤボンディング方法および
その装置によると、ボンディングツールを超音波ホーン
１３に装着したまま、その先端部に異物が付着している
か否かを画像処理によって判定し、異物が付着している
と判断した場合には清掃手段にて異物を除去するように
したので、これら一連の作業に人手を介在させることな
く、自動化することができる。
【００２４】また、従来のものよりもボンディング作業
の中断時間を大幅に短縮することが可能となり、結線信
頼度を低下させることなくワイヤボンディングの作業効
率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例の概略構造を表す概念図
である。
【図２】図１のII−II矢視断面図である。
【符号の説明】
１１ 駆動制御部 １２ ボンディングツール駆動部 １３ 超音波ホーン １４ ワーク １５ ボンディングワイヤ １６ ボンディングツール １７ 撮像装置 １８ 画像処理部 １９ 洗浄液 ２０ 洗浄液槽 ２１ エアブロア ２２ エアノズル ２３ 昇降装置 ＳB ボンディングステージ ＳC ツール検査ステージ ＳW ツール清掃ステージ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワイヤボンディングを行うボンディング
    ツールの先端部を撮像する撮像ステップと、 この撮像ステップにて撮像された前記ボンディングツー
    ルの先端部の画像情報に基づいて前記ボンディングツー
    ルの先端部に異物が付着しているか否かを判定する異物
    付着判定ステップと、 この異物付着判定ステップにて前記ボンディングツール
    の先端部に異物が付着していると判断した場合に前記ボ
    ンディングツールの先端部に付着した異物を除去する清
    掃ステップとを具えたことを特徴とするワイヤボンディ
    ング方法。
  2. 【請求項２】 異物付着判定ステップは、異物が付着し
    ていないボンディングツールの先端部の予め記憶された
    画像との比較による画像処理によって行われるものであ
    ることを特徴とする請求項１に記載したワイヤボンディ
    ング方法。
  3. 【請求項３】 ワークが間欠的に搬入されてボンディン
    グツールによりワークに対するワイヤボンディングが行
    われるボンディングステージと、 このボンディングステージの側方に配置されて前記ボン
    ディングツールの先端部を撮像する撮像手段が設けられ
    たツール検査ステージと、 前記ボンディングステージの側方に配置されて前記ボン
    ディングツールの先端部に付着した異物を除去する清掃
    手段が設けられたツール清掃ステージと、 これらボンディングステージおよびツール検査ステージ
    およびツール清掃ステージに対して前記ボンディングツ
    ールを搬送し得るボンディングツール駆動手段と、 このボンディングツール駆動手段の作動を制御する駆動
    制御手段と、 前記撮像手段による画像情報に基づいて前記ボンディン
    グツールの先端部に異物が付着しているか否かを判定す
    る異物付着判定手段とを具え、 前記駆動制御手段は、前記異物付着判定手段からの情報
    に基づいて前記ボンディングツール駆動手段の作動を制
    御するものであることを特徴とするワイヤボンディング
    装置。
  4. 【請求項４】 清掃手段がボンディングツールの先端部
    に付着した異物を洗い落とす洗浄液を具えていることを
    特徴とする請求項３に記載したワイヤボンディング装
    置。
  5. 【請求項５】 清掃手段がボンディングツールの先端部
    に付着した異物を掻き落とすブラシを具えていることを
    特徴とする請求項３に記載したワイヤボンディング装
    置。
  6. 【請求項６】 清掃手段がボンディングツールの先端部
    に対して加圧気体を吹き付ける吹き付けノズルを具えて
    いることを特徴とする請求項３または請求項４または請
    求項５に記載したワイヤボンディング装置。
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