JPH07335687A - ワイヤフィード量検出方法およびこれを用いたワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤフィード量検出方法およびこれを用いたワイヤボンディング装置

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JPH07335687A
JPH07335687A JP6148706A JP14870694A JPH07335687A JP H07335687 A JPH07335687 A JP H07335687A JP 6148706 A JP6148706 A JP 6148706A JP 14870694 A JP14870694 A JP 14870694A JP H07335687 A JPH07335687 A JP H07335687A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャピラリ先端のワイヤフィード量を定量的
に検出し、常に正常なボンディング作用が期待できるよ
うにすること。 【構成】 キャピラリ２３に挿通されたワイヤＷに対し
て検知電流ｉを付加させるための電流付加回路４０が具
備されており、この回路４０は、第２ボンディング点か
らワイヤＷの接続が切り離されるのを検知電流ｉの遮断
により検出できるように成されている。一方、キャピラ
リ２３はリニアモータ２４によってＺ軸方向に駆動され
るように構成されており、キャピラリ２３のＺ軸方向の
位置変化はエンコーダ３５によって検出され、Ｚ軸ＣＰ
Ｕ４７によってキャピラリ２３のＺ軸方向の位置が検出
されるように成されている。そしてメインＣＰＵ４０
は、第２ボンディング点に接するキャピラリ２３の位置
と、第２ボンディング点からワイヤＷの接続が切り離さ
れる時のキャピラリ２３の位置との差を演算し、キャピ
ラリ２３の先端からフィードされるワイヤＷのフィード
量を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ボンティングツールよ
り繰り出されるワイヤのフィード量を検出するワイヤフ
ィード量検出方法およびこれを用いたワイヤボンディン
グ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のワイヤボンディング装置におい
ては、金線又は銅、アルミニウムなどのワイヤを用い
て、第１ボンディング点となる例えば半導体チップ上の
電極（パッド）と、第２ボンディング点となる例えばリ
ードとを接続するように成される。すなわち、先ず第１
ボンディング点へのボンディング作用においては、ボン
ディングツールとしてのキャピラリから突出したワイヤ
の先端と放電電極（スパークロッド）との間に高電圧を
印加することにより放電を起こさせ、その放電エネルギ
ーによりワイヤの先端部を溶融してキャピラリの先端に
ボールを形成するようにしている。そしてキャピラリの
先端に形成されたボールを、ボンディング点に対して所
定のボンディング荷重を加えつつ、超音波または他の加
熱手段を併用して加熱を行い、第１ボンディング点に対
してワイヤを接続するように成される。
【０００３】続いてワイヤをキャピラリの先端から繰り
出しつつ、キャピラリを所定のループコントロールに従
って相対移動せしめ、キャピラリを第２ボンディング点
の直上に位置させる。そしてキャピラリをボンディング
点に対して所定のボンディング荷重を加えつつ第２ボン
ディング点に圧着し、超音波または他の加熱手段を併用
して加熱を行い、第２ボンディング点に対してワイヤを
接続するように成される。この後、キャピラリを上昇さ
せると共に、キャピラリと共に上昇するワイヤを挟持す
るクランプを閉じることにより、第２ボンディング点よ
りワイヤを切断し、一工程のボンディング作用が終了す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した従
来のワイヤボンディング装置においては、一工程のボン
ディング作用が終了し、次のボンディング作用を開始す
る際に、キャピラリの先端に導出されたワイヤの先端
と、スパークロッドとの距離（スパークギャップ）が常
に所定の範囲に収められていることが望まれる。例えば
前記スパークギャップが所定より短い場合、すなわち極
端な場合にはショート状態の場合には、正常なスパーク
が実現できず、またスパークギャップが所定より長い場
合においても放電が不可能となって正常なスパークが実
現できない。この様に正常なスパークが実現できない場
合には、第１ボンディング点に熱圧着させるための正常
なボールがキャピラリの先端に形成できず、結果として
ボンディング不良が発生することになる。
【０００５】従来のワイヤボンディング装置において
は、ワイヤのフィード量が適切であるか否かが判断でき
ないためボンディング不良が発生して、はじめてワイヤ
の異常フィードに気付くといった問題点がある。
【０００６】そこで、本発明は前記した従来の問題点に
鑑みて成されたものであり、第２ボンディング点へのボ
ンディング作用が終了し、次のボンディング行程の開始
におけるキャピラリ先端からのワイヤのフィード量を検
出する方法を提供すると共に、検出されたフィード量に
応じて常に適切なスパークギャップを形成できるように
したワイヤボンディング装置を提供することを目的とす
るものである。また本発明は、検出されたフィード量が
所定の範囲内か否かを判定する判定手段をさらに具備
し、この判定手段の判定結果に基づいて警報手段を駆動
させることで、ボンディング不良の発生を未然に防止し
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
るものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング装置におけるワイヤフィード量検出方法は、第１ボ
ンデイング点にワイヤを接続後、ボンディングツールを
上昇させてワイヤループ形成に必要な量のワイヤを繰り
出しつつ、ボンディングツールを第２ボンディング点上
方に移動させてワイヤを第２ボンディング点に接続する
ものであって、第２ボンディング点にワイヤを接続した
後、ワイヤと第２ボンディング点との間に検知電流を流
す第１工程と、前記第１工程におけるボンディングツー
ルのＺ軸方向の位置を読み込む第２工程と、前記検知電
流を流した状態においてボンディングツールをＺ軸方向
に上昇させると共に、ボンディングツールを所定量上昇
させた時にボンディングツールからのワイヤの繰り出し
をクランプし、第２ボンディング点からワイヤを切り離
す第３工程と、前記第３工程における検知電流の遮断を
検出し、その時のボンディングツールのＺ軸方向の位置
を読み込む第４工程とを具備し、前記第２工程における
ボンディングツールのＺ軸方向の位置と第４工程におけ
るボンディングツールのＺ軸方向の位置との差に基づい
てワイヤのフィード量を検出するように成される。また
本発明のワイヤボンディング装置は、前記したワイヤフ
ィード量検出方法を利用し、検出されたワイヤフィード
量に基づいて、ボンディングツールの先端に導出された
ワイヤの先端とスパークロッドとの距離を補正するよう
に構成される。また本発明のワイヤボンディング装置
は、前記したワイヤフィード量検出方法を利用し、検出
されたワイヤフィード量と基準値との差を演算し、その
演算結果が所定の範囲内に存在するか否かを判定する判
定手段を具備し、この判定手段における判定結果に基づ
いて警報手段を駆動させるように構成される。さらに本
発明のワイヤボンディング装置は、前記したワイヤフィ
ード量検出方法を利用し、検出されたワイヤフィード量
の偏差値を偏差値演算手段によって演算し、その演算出
力に基づいて警報手段を駆動させるように構成される。
【０００８】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。図１は、本発明に係るワイヤボンディン
グ装置の一部断面を含む平面図であり、図２はその正面
図、図３はＺ軸方向の検出器としてのエンコーダ部分の
部分拡大図である。
【０００９】図１および図２に示すように、本体１は図
示せぬ二次元方向に移動可能なＸＹテーブル上に載置さ
れており、この本体１には回転軸２が取り付けられてい
る。そして本体１の後端部には、図示せぬコネクタが配
置され、このコネクタを介して後述する制御回路（図
９）との接続が行われる。また前記回転軸２には、ボン
ディングアーム２０が回転軸２を中心として揺動可能に
取り付けられており、さらに図２に示すように、ボンデ
ィングアーム２０の揺動の上限および下限を検知するス
イッチが本体１に設けられている。
【００１０】このスイッチは上限リミットスイッチ６、
下限リミットスイッチ７とで構成されている。このスイ
ッチはボンディングアーム２０が回転軸２を支点として
上下に揺動することによってオン／オフが行なわれるも
のであるが、他の手段によるセンサを用いてもよい。ま
たボンディングアーム２０の上部に位置するようにカッ
トクランプ取り付けアーム９が本体１に取り付けられて
おり、このカットクランプ取り付けアーム９の先端に
は、カットクランプ１２が取り付けられている。
【００１１】そして回転軸２に取り付けられたボンディ
ングアーム２０の一方端側には、先端にボンディング工
具としてのキャピラリ２３を取り付けたホーン２１が配
置され、そのホーン２１の基部にはキャピラリ２３に対
して超音波振動を印加するための振動子（図示せず）が
格納されている。さらにボンディングアーム２０の他方
端側には、このボンディングアーム２０を回転軸２を中
心としてＺ軸方向に揺動させる揺動手段としてのリニア
モータによる駆動回路２４が設けられている。この駆動
回路２４は、偏平型コイル２５および永久磁石とヨーク
とで構成された磁気回路２６とで構成されており、当該
偏平型コイル２５はボンディングアーム２０側に取り付
けられており、また磁気回路２６は本体１側に取り付け
られている。
【００１２】また図１および図３にも示すようにボンデ
ィングアーム２０の上下方向の揺動位置、すなわちキャ
ピラリ２３のＺ軸方向の位置を検出するエンコーダ３５
が設けられている。このエンコーダ３５はボンディング
アーム２０を支持する回転軸２と本体１との間に取り付
けられ、ボンディングアーム２０の揺動に伴って同時に
揺動されるスリット板３５ａと、本体１の側面に取り付
けられた発光部３５ｂおよび受光部３５ｃとで構成され
ている。このエンコーダ３５における発光部３５ｂは、
例えば発光ダイオードにより構成されており、この発光
部３５ｂから出射された光はスリット板３５ａに配置さ
れた複数のスリットを介して、受光部３５ｃで受光する
ように成されている。従ってキャピラリ２３のＺ軸方向
の位置変化は、受光部３５ｃでパルス数として検出され
るように成されている。
【００１３】以上のように構成されたボンディングユニ
ットによって成されるボンディング作用について、以下
に説明する。図４はそのボンディング作用について示し
たものであり、先ずボンディングにあたっては、ボンデ
ィングユニットにおけるカットクランプ１２およびキャ
ピラリ２３に、図示せぬスプールより繰り出されたワイ
ヤＷが挿通されている。
【００１４】そして、図５に示す第１ボンディング点Ｂ
１に対してボンディングを行なうにあたっては、図４
（Ａ）に示すようにキャピラリ２３から突出したワイヤ
Ｗの先端と放電電極（スパークロッド）Ｌとの間に高電
圧を印加することにより放電を起こさせ、図４（Ｂ）に
示すようにその放電エネルギーによりワイヤＷの先端部
を溶融してその先端にボールＢを形成するように成され
る。ボールＢが形成されると、図示せぬテンションの作
用によりワイヤＷをキャピラリ２３側へ引き戻し、ボー
ルＢをキャピラリ２３の先端部に位置させる。
【００１５】そしてリニアモータによる駆動回路２４に
駆動電流が供給され、キャピラリ２３を下降させてキャ
ピラリ２３の先端に形成されたボールＢを、第１ボンデ
ィング点Ｂ１に圧着させる。これに続いて、ホーン２１
の基部に格納された超音波振動子（図示せず）に駆動電
流が供給されてボールＢに対して超音波が加えられ、図
５に示すように第１ボンディング点Ｂ１に対してワイヤ
Ｗが接続される。
【００１６】続いて駆動回路２４に駆動電流が供給さ
れ、キャピラリ２３を上昇させると共に、ワイヤＷをキ
ャピラリ２３の先端から繰り出しつつ、前記したＸＹテ
ーブルを駆動してキャピラリ２３を水平方向に相対移動
せしめ、キャピラリ２３を第２ボンディング点Ｂ２の直
上に位置させる。そして駆動回路２４に再び駆動電流を
供給して、キャピラリ２３に所定のボンディング荷重を
加え、キャピラリ２３の先端を第２ボンディング点Ｂ２
に圧着し、さらにホーン２１の基部に格納された超音波
振動子に再び駆動電流を供給して、第２ボンディング点
Ｂ２に対してワイヤＷを接続するように成される。
【００１７】この後、駆動回路２４に駆動電流を供給し
てキャピラリ２３を上昇させると共に、キャピラリ２３
と共に上昇するカットクランプ１２を閉じることによ
り、第２ボンディング点Ｂ２よりワイヤＷを切断し、一
工程のボンディング作用が終了する。
【００１８】図５は前記した一工程のボンディング作用
が終了し、さらに次の工程のボンディング作用が開始さ
れる直前の状態を示したものである。この時のキャピラ
リ２３の先端よりフィードされているワイヤＷのフィー
ド量ｆは、第２ボンディングの終了後にカットクランプ
１２を閉じることにより、第２ボンディング点Ｂ２より
切断された残余のワイヤ量となる。
【００１９】ここで、前記したワイヤＷのフィード量ｆ
は、例えばカットクランプ１２の汚れによる滑りや他の
影響を受け、所定値から逸脱する場合が生ずる。前記し
たとおり、ワイヤＷのフィード量ｆが所定よりも長い場
合、および短い場合のいずれにおいても、次の工程にお
ける第１ボンディング点に対する正常なボンディング作
用が期待できず、不良が発生する。
【００２０】図６乃至図８は本発明に係るワイヤフィー
ド量検出方法における基礎原理を説明したものであり、
図６（Ａ）乃至図６（Ｃ）は適正なワイヤＷのフィード
量を実現するための動作例、図７（Ａ）乃至図７（Ｃ）
はワイヤＷのフィード量が所定より短い場合、図８
（Ａ）乃至図８（Ｃ）はワイヤＷのフィード量が所定よ
り長い場合の動作例をそれぞれ示している。
【００２１】すなわち、図６（Ａ）はキャピラリ２３が
第２ボンディング点Ｂ２にタッチしている状態であり、
ここでワイヤＷに検知電流ｉが流される。電流ｉはワイ
ヤＷから第２ボンディング点Ｂ２（ボンディングステー
ジはグランド）に向かって流れる。そして図６（Ｂ）は
キャピラリ２３が予め決められた高さｈまで上方向に移
動した状態を示しており、ここでカットクランプ１２は
閉じられる。図６（Ａ）から図６（Ｂ）にキャピラリ２
３が移動を開始した時点よりキャピラリ２３のＺ軸方向
の位置変化をカウントし、図６（Ｃ）に示すようにワイ
ヤＷが第２ボンディング点Ｂ２から離れた（切断され
た）ことによる電流ｉの遮断を検出した時点までのカウ
ントアップ値に基づいて、ワイヤＷのフィード量ｆが演
算される。
【００２２】なお図７はカットクランプ１２が閉じる以
前にワイヤＷが第２ボンディング点Ｂ２から切断され、
フィード量が異常に短い場合（ｆ1 ）であり、また図８
はカットクランプ１２が閉じてもワイヤＷが第２ボンデ
ィング点Ｂ２から切断されず、フィード量が異常に長い
状態（ｆ2 ）を示している。
【００２３】図９は正常なボンディング作用を達成する
ために、ワイヤＷのフィード量ｆを検出できるようにし
た制御回路をブロック図で示したものである。
【００２４】すなわち図９において、４０はキャピラリ
２３に挿通されたワイヤＷに対して検知電流を付加させ
るための電流付加回路であり、この電流付加回路４０に
は、電流ｉの供給並びに電流の遮断を検出する電流制御
回路４１が接続されている。そして電流制御回路４１に
はＩ／Ｏ回路４２を介してメインＣＰＵ（セントラル・
プロセッシング・ユニット）４３が接続されている。メ
インＣＰＵ４３には外部より設定されるパラメータ等が
格納されるメモリー４４およびパラメーターを設定する
ためのキーボード４５およびディスプレイ４６等が接続
されている。またメインＣＰＵ４３にはキャピラリ２３
のＺ軸方向の位置を演算するＺ軸ＣＰＵ４７が接続され
ており、このＺ軸ＣＰＵ４７にはカウンター４８ａを具
備したＺ軸制御回路４８が接続されている。そしてＺ軸
制御回路４８のカウンター４８ａには、図３に示したボ
ンディングユニットにおけるエンコーダ３５の出力が供
給される。さらにＺ軸制御回路４８には電力増幅回路４
９が接続されており、この増幅回路４９の出力は、図１
および図２に示したボンディングユニットにおけるリニ
アモータによる駆動回路２４に供給される構成となって
いる。
【００２５】次に、図９に示した制御回路によって成さ
れるワイヤフィード量検出方法について説明する。この
図９に示した制御回路は、第２ボンディング点にワイヤ
Ｗが接続された時点より、ワイヤフィード量の演算が実
行される。
【００２６】そして、図１０に示したフローチャートで
示したとおり、前記第２ボンディング点Ｂ２にワイヤＷ
を接続した状態で、第２ボンディング点Ｂ２へのタッチ
が確認（ステップＳ１）され、続いてワイヤＷと第２ボ
ンディング点Ｂ２との間に検知電流が流される（ステッ
プＳ２）。これはメインＣＰＵ４３よりＩ／Ｏ回路４２
を介して電流制御回路４１に指令が供給され、電流制御
回路４１が電流付加回路４０に対してワイヤＷに所定の
検知電流を供給するように成される。
【００２７】そしてキャピラリ２３のＺ軸方向の現在値
Ｚ０を読み込む（ステップＳ３）。これはエンコーダ３
５からのパルス信号をカウンター４８ａで受けとり、Ｚ
軸ＣＰＵ４７よりメインＣＰＵ４３に伝達して、キャリ
ブレーションデータとして前記メモリー４４に一時的に
格納する。つづいてワイヤＷに検知電流を流した状態に
おいてキャピラリ２３をＺ軸方向に上昇（フィードアッ
プ）を開始させ（ステップＳ４）、この時のＺ軸方向の
現在値を前記キャリブレーションデータに基づいて求め
てメモリー４４に格納（ステップＳ５）し、続いてキャ
ピラリ２３を上昇させてキャピラリ２３よりワイヤＷを
繰り出しつつエンコーダ３５からのパルス信号をカウン
ター４８ａで受けとり、キャピラリ２３のフィードアッ
プ量をカウンター４８ａでカウントアップ（ステップＳ
６）する。そして、キャピラリ２３が所定量上昇した時
に、カットクランプ１２が作動してキャピラリ２３から
のワイヤＷの繰り出しをクランプし、第２ボンディング
点Ｂ２からワイヤＷが切り離される。第２ボンディング
点Ｂ２からワイヤＷが切り離されると、電流付加回路４
０は通電の遮断を検知（ステップＳ７）し、これが電流
制御回路４１、Ｉ／Ｏ回路４２を介してメインＣＰＵ４
３に伝達され、この時のキャピラリ２３のＺ軸方向の現
在値Ｚｆをメモリー４４に格納（ステップＳ８）する。
そしてメインＣＰＵ４３は、ステップＳ３においてメモ
リー４４に格納されたキャピラリ位置Ｚ０と、ステップ
Ｓ８においてメモリー４４に格納されたキャピラリ位置
Ｚｆとの差の絶対値である次に示す式１を演算し、これ
をワイヤＷのフィード量ｆN として求める（ステップＳ
９）。
【００２８】ｆN ＝｜Ｚ０−Ｚｆ｜ ……式１
【００２９】以上が図９に示した制御回路によって成さ
れるワイヤフィード量の検出方法であるが、図９に示す
制御回路においては、この検出方法によって検出された
ワイヤフィード量ｆN に応じて、エラーメッセイジを表
示させることができる。
【００３０】すなわち、何等かの原因で図７または図８
に示すような異常フィード状態が発生した場合、ｆを正
常フィード量、ｆN を演算によって求められたフィード
量、ｆD を許容範囲と定義すると、｜ｆ−ｆN ｜＞ｆD
が成立した場合には異常フィード状態と見做すことがで
きる。そして、この異常フィード状態が発生した状態で
なおかつｆ−ｆN ＞０の場合には、図７に示すようにフ
ィード量が所定より短い異常フィード状態であり、ｆ−
ｆN ＜０の場合には、図８に示すようにフィード量が所
定より長い異常フィード状態であることが理解される。
【００３１】従って図９に示す制御回路において、予め
前記ｆとして示した正常フィード量、およびｆD として
示した許容範囲をキーボード４５によりパラメータとし
て入力して前記メモリー４４に格納しておくことで、メ
インＣＰＵ４３は前記演算式に基づいて異常フィード状
態を判定することが可能となり、判定結果に基づいて警
報手段としてのディスプレイ４６に対して、それぞれエ
ラーメッセイジを表示させることができる。
【００３２】また図９に示す制御回路は、前記許容範囲
ｆD を越えないワイヤのフィード状態においては、次に
説明するようにキャピラリ２３の先端に導出された前記
ワイヤＷの先端と、スパークロッドＬとの距離を補正
し、常に一定のスパークギャップＳG を形成するように
制御する機能を具備している。すなわちこれを図５を参
照して説明すると、ＳH をスパーク高さ、ＳL をスパー
クロッド高さ、ｆをフィード量とすると、スパークギャ
ップＳG は次に示す式２によって求めることができる。
【００３３】ＳG ＝ＳH −ＳL −ｆ ……式２
【００３４】そして、前記式１で求められたフィード量
をｆN 、正常フィード量をｆとすれば、ｆ−ｆN の値が
正常値に対してのずれ量であり、ｆ−ｆN の値を補正す
ることで適正なスパークギャップＳG を実現することが
できることになる。ここでｆ−ｆN をｆG とすれば、次
に示す式３のように表わせる。
【００３５】ｆ−ｆN ＝ｆG ……式３
【００３６】そして式２より、ＳH ＝ＳL ＋ＳG ＋ｆで
あり、ＳG およびＳL が一定とすると、ＳL ＋ＳG ＝Ａ
とすることができるので次に示す式４のように表わせ
る。
【００３７】ＳH ＝ｆ＋Ａ ……式４
【００３８】式４よりフィード量ｆが変化した場合、ス
パーク高さＳH を同じように変化させれば、スパークギ
ャップＳG が一定になることが理解される。具体的な補
正の手段は次のようになる。すなわちｆ＞ｆN またはｆ
＝ｆN の場合には、ＳH −ｆG をＳHNに補正し、ｆ＜ｆ
N の場合には、ＳH −ｆG をＳHNに補正すればよい。
（ただし、ＳHNは補正されたスパーク高さ）
【００３９】このように、スパーク高さＳH に補正を加
えれば、常に一定のスパークギャップＳG が得られ、安
定したスパーク作用を得ることができる。以上の演算作
用はメインＣＰＵ４３によって成され、その演算結果は
Ｚ軸ＣＰＵ４７を介してＺ軸制御回路４８に供給され
る。そしてＺ軸制御回路４８による補正出力は増幅回路
４９によって増幅され、リニアモータより成る駆動装置
２４に印加され、スパーク高さＳH 、すなわちスパーク
ロッドＬの位置を基準としてキャピラリ２３のＺ軸方向
の位置が補正され、結果として一定のスパークギャップ
ＳG を得るように制御される。
【００４０】以上は、キャピラリ２３の位置を変化させ
ることで、一定のスパークギャップＳG を得るようにし
た制御手段について説明したが、例えばキャピラリ２３
からのワイヤＷの繰り出しをクランプするクランプタイ
ミングを補正することでも、同様に一定のスパークギャ
ップＳG を得ることが可能である。次にその手段につい
て説明する。すなわち、前記式１による演算によって求
められたフィード量をｆN 、正常フィード量をｆとする
と、前記したとおりｆ−ｆN 分だけ補正を加えるように
すればよい。ここで前記のとおり、スパークギャップＳ
G を一定に保つためには、前記式２における左辺を一定
に保てば良いことになる。ここで式２より次に示す式５
が導かれる。
【００４１】ｆ＝ＳH −ＳL −ＳG ……式５
【００４２】そして、フィード量がｆN の時のスパーク
ギャップをＳGNと定義すれば、式５は次の式６のように
表される。
【００４３】ｆN ＝ＳH −ＳL −ＳGN ……式６
【００４４】ここで式５および式６の右辺を同一にすれ
ば良いので、式６の左辺をｆとすると、次の式６′のよ
うに表せる。
【００４５】ｆ＝ＳH −ＳL −ＳGN ……式６′
【００４６】前記式５および式６′よりＳG ＝ＳGNとな
る。そして式６′に式３を代入すると、次の式７が得ら
れる。
【００４７】 ｆN ＋ｆG ＝ＳH −ＳL −ＳGN ……式７
【００４８】この式７に従って補正を加えればよい。具
体的な補正の手段は次のようになる。すなわちｆ＞ｆN
またはｆ＝ｆN の場合には、ｆN ＋ｆG をｆNEに補正
し、ｆ＜ｆN の場合には、ｆN ＋（−ｆG ）＝ｆN −ｆ
G をｆNEに補正すればよい。（ただし、ｆNEは補正され
たフィード量）
【００４９】このように、フィード量に補正を加えるこ
とで、常に一定のスパークギャップＳG を得ることがで
きる。以上の演算作用はメインＣＰＵ４３によって成さ
れ、その演算結果は図９に破線で示すカットクランプ制
御回路５０に加えられ、フィード中におけるカットクラ
ンプ１２の閉じるタイミングが制御される。そして結果
として一定のスパークギャップＳG を得るように制御さ
れる。
【００５０】以上は、キャピラリ２３からのワイヤＷの
繰り出しをクランプするクランプタイミングを補正する
ことで、一定のスパークギャップＳG を得るようにした
制御手段について説明したが、他の手段として例えばス
パークロッドＬのＺ方向の位置を制御することでも、同
様に一定のスパークギャップＳG を得ることが可能であ
る。この場合には、先に説明したキャピラリ２３の位置
を変化させることで、一定のスパークギャップＳG を得
るようにした制御手段をそのまま採用し、増幅回路４９
によって増幅された、Ｚ軸制御回路４８による補正出力
を、図９に破線で示すようにスパークロッドＬのＺ軸方
向を駆動するスパークロッド駆動回路５１に供給するよ
うに成される。これにより、スパークロッドＬのＺ軸方
向の位置が補正され、結果として一定のスパークギャッ
プＳG を得るように制御される。
【００５１】なお、前記したワイヤフィード量の異常の
発生は幾つかの原因が考えられるが、その中でも代表的
な原因を示すと、カットクランプに起因するフィード量
異常、また第２ボンディング点の条件不良によるフィー
ド量異常がある。これらの原因によるフィード量異常に
は、ある程度規則性が存在する。例えばカットクランプ
に起因する場合には、フィード量が通常よりも長くなる
傾向にある。また第２ボンディング点の条件不良に基づ
く場合には、フィード量が異常に長いか、短いかの両極
端である場合が多い。従って次のような統計手法を採用
すると、異なったメッセイジにより機器のメンテナンス
警告を発生させることが可能となる。
【００５２】まず、前記式３より次の式８を導出するこ
とができる。
【数１】
【００５３】なお式８における数値Ｎは、図９に示すキ
ーボード４５により入力されるもので任意に設定可能に
成されている。そして、キーボード４５によりｆD1の
値、すなわち許容正常範囲を入力し、メインＣＰＵ４３
において、｜ｆG(AVE)｜＞ｆD1であって、かつｆG(AVE)
＜０であるか否かを判定させる。
【００５４】なお式８は偏差の平均を求めるものであ
り、通常“０”を中心にバラツキが生ずる。この場合、
＋（正）方向に偏った場合をメンテナンス警告を発生さ
せる対象としている。そして前記判定がＹｅｓである場
合には、カットクランプに起因する異常フィード状態が
発生していると推定することができ、カットクランプの
メンテナンスが必要である旨、警報手段としてのディス
プレイ４６に対して警告メッセイジを表示させることが
できる。
【００５５】次に前記式３より次の式９を導出すること
ができる。
【数２】
【００５６】なお式９における数値Ｎは、図９に示すキ
ーボード４５により入力されるもので任意に設定可能に
成されている。そしてメインＣＰＵ４３において、ｆSD
＞ｆD2またはｆSD＝ｆD2であるか否かを判定させる。
（ただし本実施例においてはｆD2＝ｆD ／３に設定して
いる。）
【００５７】式９は標準偏差を求めるものであり、ワイ
ヤフィード量にバラツキが少なく安定していれば、小さ
い値となる。従ってｆSDが大きいということはバラツキ
が大きいということになる。そして前記判定がＹｅｓで
ある場合には、第２ボンディング点の条件不良によるフ
ィード量異常であると推定することができ、警報手段と
してのディスプレイ４６に対してその旨の警告メッセイ
ジを表示させることができる。
【００５８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
ワイヤフィード量検出方法によると、第２ボンディング
点にキャピラリが接した位置と、ワイヤが第２ボンディ
ング点から切断された時点のキャピラリの位置からワイ
ヤのフィード量を演算するようにしたので、ワイヤフィ
ード量を定量的に検出することができる。そして、本発
明のワイヤボンディング装置によると、前記検出方法に
よって検出されたフィード量に基づいてワイヤの異常フ
ィードか否かを判断するようにしているので、ボンディ
ング不良の発生を即座に予測することが可能となり、後
工程に不良を発生させる可能性を低減できる。また本発
明のワイヤボンディング装置によると、前記検出方法に
よって検出されたフィード量に基づいて、例えばスパー
ク高さ、換言すればスパークギャップに補正を加えるよ
うにしたので、常に安定したスパーク状態が得られ、ひ
いては良好なボンディング特性を得ることができる。ま
た補正作用によってフィード量のバラツキによるスパー
ク異常により、機器が停止するのを未然に防ぐことが可
能となり、製品の歩留まりの向上を図ることができる。
さらに本発明のワイヤボンディング装置によると、前記
検出方法によって検出されたフィード量の偏差値を求め
統計処理するようにしたので、機器の異常状態が発生す
る前にメンテナンスを求める警告を発生させることがで
きる。また本発明の装置によると、さらにその原因の推
定を行なうようにしているので、作業者に対する適切な
メンテナンス指示を提示することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るワイヤボンディング装置
の一部断面を含む平面図である。
【図２】図２は、図１の正面図である。
【図３】図３は、Ｚ軸検出器としてのエンコーダ部分の
部分拡大図である。
【図４】図４は、スパークギャップに対して放電を行な
わせる状態を示す側面図である。
【図５】図５は、ワイヤのフィード量の関係を示す側面
図である。
【図６】図６は、正常なワイヤフィード状態を示す側面
図である。
【図７】図７は、異常な（短い）ワイヤフィード状態を
示す側面図である。
【図８】図８は、異常な（長い）ワイヤフィード状態を
示す側面図である。
【図９】図９は、本発明に係るワイヤボンディング装置
の制御回路を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９の制御回路における作用を説
明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ 本体 ２ 回転軸 ９ カットクランプ取り付けアーム １２ カットクランプ ２０ ボンディングアーム ２１ ホーン ２３ キャピラリ（ボンディングツール） ２４ 駆動回路（リニアモータ） ２５ 偏平型コイル ２６ 磁気回路 ３５ エンコーダ ４０ 電流付加回路 ４１ 電流制御回路 ４２ Ｉ／Ｏ回路 ４３ メインＣＰＵ ４４ メモリー ４５ キーボード ４６ ディスプレイ ４７ Ｚ軸ＣＰＵ ４８ Ｚ軸制御回路 ４９ 増幅回路 ５０ カットクランプ制御回路 ５１ スパークロッド駆動回路 Ｗ ワイヤ Ｂ ボール Ｌ スパークロッド

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１ボンデイング点にワイヤを接続後、
    ボンディングツールを上昇させてワイヤループ形成に必
    要な量のワイヤを繰り出しつつ、ボンディングツールを
    第２ボンディング点上方に移動させてワイヤを第２ボン
    ディング点に接続するようにしたものにおいて、前記第
    ２ボンディング点にワイヤを接続した後、ワイヤと第２
    ボンディング点との間に検知電流を流す第１工程と、前
    記第１工程におけるボンディングツールのＺ軸方向の位
    置を読み込む第２工程と、前記検知電流を流した状態に
    おいてボンディングツールをＺ軸方向に上昇させると共
    に、ボンディングツールを所定量上昇させた時にボンデ
    ィングツールからのワイヤの繰り出しをクランプし、第
    ２ボンディング点からワイヤを切り離す第３工程と、前
    記第３工程における検知電流の遮断を検出し、その時の
    ボンディングツールのＺ軸方向の位置を読み込む第４工
    程とを具備し、前記第２工程におけるボンディングツー
    ルのＺ軸方向の位置と第４工程におけるボンディングツ
    ールのＺ軸方向の位置との差に基づいてワイヤのフィー
    ド量を検出するようにしたことを特徴とするワイヤフィ
    ード量検出方法。
  2. 【請求項２】 第１ボンデイング点にワイヤを接続後、
    ボンディングツールを上昇させてワイヤループ形成に必
    要な量のワイヤを繰り出しつつ、ボンディングツールを
    第２ボンディング点上方に移動させてワイヤを第２ボン
    ディング点に接続するようにしたワイヤボンディング装
    置であって、前記第２ボンディング点にワイヤを接続し
    た後、ワイヤと第２ボンディング点との間に検知電流を
    供給する検知電流供給手段と、検知電流を供給した時点
    におけるボンディングツールのＺ軸方向の位置を読み取
    る第１位置読み取り手段と、前記検知電流を流した状態
    においてボンディングツールをＺ軸方向に上昇させると
    共に、ボンディングツールを所定量上昇させた時にボン
    ディングツールからのワイヤの繰り出しをクランプし、
    第２ボンディング点からワイヤを切り離すクランプ手段
    と、前記クランプ手段の動作による検知電流の遮断を検
    出し、その時のボンディングツールのＺ軸方向の位置を
    読み取る第２位置読み取り手段と、前記第１位置読み取
    り手段によって読み取られたボンディングツールのＺ軸
    方向の位置と、第２位置読み取り手段によって読み取ら
    れたボンディングツールのＺ軸方向の位置との差を演算
    する演算手段と、前記演算手段によって演算された結果
    に基づいて、ボンディングツールの先端に導出された前
    記ワイヤの先端とスパークロッドとの距離を補正するよ
    うにしたことを特徴とするワイヤボンディング装置。
  3. 【請求項３】 前記演算手段によって演算された結果に
    基づいて、スパークロッドの位置を基準としてボンディ
    ングツールのＺ軸方向の位置を補正するようにしたこと
    を特徴とする請求項２記載のワイヤボンディング装置。
  4. 【請求項４】 前記演算手段によって演算された結果に
    基づいて、ボンディングツールからのワイヤの繰り出し
    をクランプするクランプタイミングを補正するようにし
    たことを特徴とする請求項２記載のワイヤボンディング
    装置。
  5. 【請求項５】 前記演算手段によって演算された結果に
    基づいて、ボンディングツールの位置を基準としてスパ
    ークロッドのＺ軸方向の位置を補正するようにしたこと
    を特徴とする請求項２記載のワイヤボンディング装置。
  6. 【請求項６】 第１ボンデイング点にワイヤを接続後、
    ボンディングツールを上昇させてワイヤループ形成に必
    要な量のワイヤを繰り出しつつ、ボンディングツールを
    第２ボンディング点上方に移動させてワイヤを第２ボン
    ディング点に接続するようにしたワイヤボンディング装
    置であって、前記第２ボンディング点にワイヤを接続し
    た後、ワイヤと第２ボンディング点との間に検知電流を
    供給する検知電流供給手段と、検知電流を供給した時点
    におけるボンディングツールのＺ軸方向の位置を読み取
    る第１位置読み取り手段と、前記検知電流を流した状態
    においてボンディングツールをＺ軸方向に上昇させると
    共に、ボンディングツールを所定量上昇させた時にボン
    ディングツールからのワイヤの繰り出しをクランプする
    クランプ手段と、前記クランプ手段の動作による検知電
    流の遮断を検出し、その時のボンディングツールのＺ軸
    方向の位置を読み取る第２位置読み取り手段と、前記第
    １位置読み取り手段によって読み取られたボンディング
    ツールのＺ軸方向の位置と、第２位置読み取り手段によ
    って読み取られたボンディングツールのＺ軸方向の位置
    との差を演算する演算手段と、前記演算手段によって演
    算された結果と基準値との差を演算し、その演算結果が
    所定の範囲内に存在するか否かを判定する判定手段とを
    具備し、前記判定手段における判定結果に基づいて警報
    手段を駆動させるようにしたことを特徴とするワイヤボ
    ンディング装置。
  7. 【請求項７】 第１ボンデイング点にワイヤを接続後、
    ボンディングツールを上昇させてワイヤループ形成に必
    要な量のワイヤを繰り出しつつ、ボンディングツールを
    第２ボンディング点上方に移動させてワイヤを第２ボン
    ディング点に接続するようにしたワイヤボンディング装
    置であって、前記第２ボンディング点にワイヤを接続し
    た後、ワイヤと第２ボンディング点との間に検知電流を
    供給する検知電流供給手段と、検知電流を供給した時点
    におけるボンディングツールのＺ軸方向の位置を読み取
    る第１位置読み取り手段と、前記検知電流を流した状態
    においてボンディングツールをＺ軸方向に上昇させると
    共に、ボンディングツールを所定量上昇させた時にボン
    ディングツールからのワイヤの繰り出しをクランプする
    クランプ手段と、前記クランプ手段の動作による検知電
    流の遮断を検出し、その時のボンディングツールのＺ軸
    方向の位置を読み取る第２位置読み取り手段と、前記第
    １位置読み取り手段によって読み取られたボンディング
    ツールのＺ軸方向の位置と、第２位置読み取り手段によ
    って読み取られたボンディングツールのＺ軸方向の位置
    との差を演算する演算手段と、前記演算手段によって演
    算された結果の偏差値を求める偏差値演算手段とを具備
    し、前記偏差値演算手段における演算出力に基づいて警
    報手段を駆動させるようにしたことを特徴とするワイヤ
    ボンディング装置。
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WO2015122410A1 (ja) * 2014-02-14 2015-08-20 株式会社新川 ワイヤボンディング装置及び半導体装置の製造方法

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