JPH09213752A - ワイヤボンディング装置における不着検出回路 - Google Patents

ワイヤボンディング装置における不着検出回路

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JPH09213752A
JPH09213752A JP8037177A JP3717796A JPH09213752A JP H09213752 A JPH09213752 A JP H09213752A JP 8037177 A JP8037177 A JP 8037177A JP 3717796 A JP3717796 A JP 3717796A JP H09213752 A JPH09213752 A JP H09213752A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤとＩＣチップとの間のボンディングの
不着状態を正確に検証できるようにすること。 【解決手段】 キャピラリ７を保持するボンディングア
ーム側からボンディングステージ２６に至る電気経路
を、交流信号発生器４０ａからの交流信号を受ける交流
ブリッジ回路４０ｃの一辺に含むように構成されてお
り、この交流ブリッジ回路４０ｃの平衡又は不平衡状態
を差動増幅器４０ｄにより検出するように構成されてい
る。このような構成により、ＩＣチップ２５の電気的な
性質に係わらず、確実にワイヤ７とＩＣチップ２５との
間のボンディングの不着状態を検出することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャピラリ先端か
ら送り出されたワイヤを用いてボンディングステージに
載置された被ボンディング部品に対してボンディングを
行うワイヤボンディング装置に関するものであり、特に
ワイヤと半導体部品との間のボンディングの不着状態を
正確に検証できるようにしたワイヤボンディング装置に
おける不着検出回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイスの組立工程に用いられる
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
る半導体チップ上のパッド（電極）と、第２ボンディン
グ点となるリードとを接続するように成される。
【０００３】従来のこの種のワイヤボンディング装置に
おいては、前記したボンディングに先立って、ボンディ
ングツールとしてのキャピラリから送り出されたワイヤ
の先端と放電電極としてのトーチ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、その放電に伴う
熱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。
【０００４】このようにしてボールを形成した後、キャ
ピラリにてワイヤを保持し、第１ボンディング点となる
半導体チップ上のパッドに前記ボールを押しつぶして熱
圧着ボンディングが行なわれる。この時、同時にワイヤ
先端部に超音波振動が印加されるよう構成されている。
【０００５】続いてキャピラリの先端よりワイヤを繰り
出しつつ、キャピラリを対象となる半導体チップ上のリ
ードに押し当て、ワイヤを第２ボンディング点となるリ
ードに接続する。このようにして第２ボンディング点に
ワイヤを接続した後、キャピラリを所定の高さまで上昇
させる過程でワイヤがクランプにより切断され、一連の
ボンディング工程が終了する。
【０００６】ところで、前記したように第１ボンディン
グ点及び第２ボンディング点に対してワイヤをボンディ
ングした場合には、その都度ワイヤが半導体部品として
のＩＣチップ上に対して確実にボンディングが成された
か否かを不着検出回路によって検証するように構成され
ている。
【０００７】図９は、従来のワイヤボンディング装置に
おける不着検出回路の一例を示したものである。
【０００８】図９において、７はボンディングツールと
してのキャピラリを示しており、このキャピラリ７には
ワイヤ９が挿通され、ワイヤ９の先端はボンディングが
成された被ボンディング部品としての半導体部品、ＩＣ
チップ２５に接続されている。またワイヤ９の他端側は
クランプ８ａを介して図示せぬスプールに巻回されてい
る。
【０００９】前記クランプ８ａには、直流電源回路５０
の一方の電極端より直流電流が加えられるように成さ
れ、またＩＣチップ２５が載置されたボンディングステ
ージ２６は、検出抵抗器５１を介して直流電源回路５０
の他方の電極端に接続されている。そして前記検出抵抗
器５１の両端は、増幅器５２の入力端に接続されてお
り、この増幅器５２の出力端はレベル弁別器５３に接続
されている。
【００１０】以上の構成において、ＩＣチップ２５に対
してワイヤ９が正常にボンディングされた場合には、直
流電源回路５０よりクランプ８ａ、ワイヤ９、ＩＣチッ
プ２５、ボンディングステージ２６、検出抵抗器５１か
ら成る直流閉ループが形成される。この結果、検出抵抗
器５１の両端には電圧が発生し、この電圧は増幅器５２
により増幅され、この増幅出力を受けるレベル弁別器５
３によってボンディングが成されたことを検知すること
ができる。
【００１１】またＩＣチップ２５に対してワイヤ９が正
常にボンディングされなかった場合、すなわち不着状態
の場合には、前記した直流閉ループは形成されず、従っ
てレベル弁別器５３は不着状態であると判定する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
に構成された従来の不着検出回路においては、ＩＣチッ
プにおける電気的な成分が抵抗体である場合において、
前記したような作用により不着検出を行うことができる
ものであり、例えばＩＣチップにおける電気的な成分が
コンデンサ又はダイオードである場合には、満足な検出
結果を得ることができない。
【００１３】すなわちコンデンサ成分の場合には、直流
抵抗値は無限大であり、従って不着状態であるのか否か
を判別することができない。またダイオード成分の場合
には、ダイオード成分が直流電源回路に対してたまたま
順方向であった場合には、不着検出を行うことができる
ものの、ダイオード成分が直流電源回路に対して逆方向
である場合には、コンデンサ成分の場合と同様に不着検
出を行うことができない。
【００１４】本発明は、このような従来のものの問題点
に着目して成されたものであり、ＩＣチップにおける電
気的な特性が、例えば抵抗成分、コンデンサ成分、ダイ
オード成分、又はこれらの複合特性を有するあらゆる性
質のものに対応して不着検出が可能な、信頼性の高いワ
イヤボンディング装置における不着検出回路を提供する
ことを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記した目的を達成する
ために成された本発明に係るワイヤボンディング装置に
おける不着検出回路は、キャピラリの先端から送り出さ
れたワイヤを用いてボンディングステージに載置された
被ボンディング部品に対してボンディングを行うワイヤ
ボンディング装置において、前記キャピラリを保持する
ボンディングアーム側から前記ボンディングステージに
至る電気経路を、交流信号発生器からの交流信号を受け
る交流ブリッジ回路の一辺に含むように構成し、前記交
流ブリッジ回路の平衡又は不平衡状態を検出すること
で、ワイヤと被ボンディング部品との間の不着状態を検
出するように構成したものである。そして好ましくは前
記交流ブリッジ回路は、交流信号発生器からの交流信号
を受ける第１可変抵抗器及び第１コンデンサから成る第
１直列回路と、交流信号発生器からの交流信号を受ける
第１抵抗器及びボンディングアーム側からボンディング
ステージに至る電気経路を含む第２直列回路とで構成さ
れ、前記第１可変抵抗器と第１コンデンサとの間の第１
接続点が差動増幅器の一方の入力端に接続されると共
に、前記第１抵抗器と前記ボンディングアーム側との間
の第２接続点が前記差動増幅器の他方の入力端に接続さ
れた構成よりなるものである。さらに好ましくは前記交
流ブリッジ回路には、前記第１接続点と第１コンデンサ
との間に第２抵抗器が直列に挿入され、また前記第２接
続点とボンディングアーム側との間に第２可変抵抗器が
直列に挿入される。この場合、前記差動増幅器の入力端
間には、交流信号発生器から供給される交流信号の周波
数に、その共振周波数を一致させた並列共振回路を接続
するのが望ましい。
【００１６】以上のような構成により、ワイヤと半導体
部品としてのＩＣチップを含む電気経路は、交流信号発
生器からの交流信号を受ける交流ブリッジ回路の一辺に
挿入されることになる。そして交流ブリッジ回路の平衡
又は不平衡状態を検出することで、ワイヤと半導体部品
との間の不着状態を検出するように成されるため、ＩＣ
チップの電気的な特性に関係なく不着検出を行うことが
できる。
【００１７】そして、交流ブリッジ回路の平衡又は不平
衡状態を検出する差動増幅器の入力端間に、交流信号発
生器から供給される交流信号の周波数に、その共振周波
数を一致させた並列共振回路を接続することで、外来雑
音によって誤動作の生じない、より信頼性の高い不着検
出の判定動作が成される。
【００１８】
【発明の実施の形態】この発明は、キャピラリを保持す
るボンディングアーム側から前記ボンディングステージ
に至る電気経路、すなわちワイヤとＩＣチップ、リード
を含む電気経路を交流ブリッジ回路の一辺に挿入し、ワ
イヤとＩＣチップ、リード間の不着検出を行おうとする
ものであり、前記交流ブリッジ回路の平衡又は不平衡状
態を差動増幅器の出力を用いて判別するようにしたもの
である。
【００１９】これにより、ＩＣチップの電気的な性質に
係わりなく、確実に不着検出が行われる。また交流ブリ
ッジ回路の平衡又は不平衡状態を検出するために差動増
幅器が利用され、差動増幅器の入力端間に検知交流信号
に共振する並列共振回路を接続させるようにしたので、
差動増幅器の性質をそのまま利用して外来雑音に対する
妨害特性を向上させることができ、より信頼性を向上さ
せた不着検出回路が提供される。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。なお、以下の実施例として示す図１乃至
図８において、従来の装置と同じ構成及び同じ機能を有
するものについては同じ参照符号を用いて説明してお
り、また図１乃至図８における同一部分についても同じ
参照符号を用いて説明しており、従って互いの同一部分
の詳細な説明は省略する。
【００２１】まず図１は本発明に係るワイヤボンディン
グ装置の要部を示し、図２は図１に関するＡ−Ａ断面図
である。
【００２２】このワイヤボンディング装置は、図１に示
すように保持枠１ａ及び超音波ホーン１ｂから成るボン
ディングアーム１が揺動アーム２と共に支持シャフト３
の軸中心の周りに揺動可能となっている。このボンディ
ングアーム１は、支持シャフト３に堅固に嵌着され、揺
動アーム２は支持シャフト３に揺動自在に取り付けられ
ている。
【００２３】この支持シャフト３は二次元方向に移動可
能な図示せぬＸＹテーブル等に搭載されている。なお保
持枠１ａ内にはホーン１ｂを励振するための超音波振動
子（図示せず）が組み込まれている。
【００２４】揺動アーム２及び保持枠１ａには夫々、ソ
レノイド４ａ及び電磁吸着片４ｂが互いに対向して固設
されており、ボンディングアーム１を揺動させる際に
は、ソレノイド４ａに対して図示せぬ電源から通電して
これと電磁吸着片４ｂとの間に吸着力を生ぜしめること
により、該ボンディングアーム１と揺動アーム２とを相
互に固定状態にして結合させるが、所定距離以上吸着さ
れないように揺動アーム２にねじ等で固定された調整可
能なストッパ６が設けられている。
【００２５】また、揺動アーム２及び保持枠１ａには、
前記電磁吸着手段の前方位置に、マグネット５ａ及びコ
イル５ｂが夫々取り付けられている。これらマグネット
５ａ及びコイル５ｂは、ボンディング時にボンディング
アーム１の先端、すなわちボンディングツールとしての
キャピラリ７を保持する部位を、図２における下向きに
付勢するための吸着力を発生させる手段を構成してい
る。
【００２６】また、揺動アーム２の先端にはクランプア
ーム８が設けられており、該クランプアーム８の先端に
はソレノイド及びばね等で構成された図示せぬ開閉機構
によりワイヤ９を把持して後述する方法にてカットする
ためのクランプ手段としてのクランプ８ａが設けられて
いる。またキャピラリ７の下方には図示せぬ垂直軸にア
クチュエータ等の作用により回動可能に電気放電手段と
してのトーチロッド１０が配置されており、ボンディン
グアーム１の移動に伴ってキャピラリ７の周りに回動可
能な構成となっている。
【００２７】このトーチロッド１０は所定の高電圧を印
加してワイヤ９の先端にボールを形成する。またクラン
プ８ａの上方には、図示せぬフレームに固定支持され、
ワイヤ９に所定のテンションをかけて常にワイヤ９をボ
ンディングアーム１のキャピラリ７の先端まで真直ぐな
状態になるように保持し図示せぬ開閉機構により開閉可
能なテンションクランプ１１が配設され、このワイヤ９
はガイド１２を介してスプール３６により巻回されてい
る。
【００２８】図２にも示すように、揺動アーム２の後端
側には支軸１５ａが設けられており、アーム側カムフォ
ロア１５と揺動ベース１６ａとが、この支軸１５ａの周
りに回転自在となっている。揺動ベース１６ａにはベア
リングガイド１６ｂがその一端にて固定され、このベア
リングガイド１６ｂの他端部には予圧アーム１６ｄが支
持ピン１６ｃを介して回転自在に取り付けられている。
予圧アーム１６ｄの自由端部には支軸１７ａが設けられ
ており、該支軸１７ａにカムフォロア１７が回転自在に
取り付けられている。
【００２９】そして、この予圧アーム１６ｄの先端と揺
動ベース１６ａの先端とには引張りばねである予圧ばね
１６ｅが掛け渡されており、アーム側カムフォロア１５
及びカムフォロア１７は、略ハート型に形成されたカム
１８の外周面であるカム面に圧接されている。なお、ア
ーム側カムフォロア１５及びカムフォロア１７のカム面
１８に対する２つの接点は、カム１８の回転中心を挟ん
で位置している。
【００３０】この揺動ベース１６ａと、ベアリングガイ
ド１６ｂと、予圧アーム１６ｄとによりフレーム構造が
形成されており、これを揺動フレーム１６と総称する。
【００３１】揺動フレーム１６の構成部材としてのベア
リングガイド１６ｂは、カム１８が嵌着されたカム軸１
９に取り付けられたラジアルベアリング２０の外輪に接
している。なお、カム１８はモータ２１よりカム軸１９
に付与されるトルクによって回転する。また、ボンディ
ンクツールとしてのキャピラリ７の高さ位置は支持シャ
フト３に連結された図示せぬロータリエンコーダにより
検出される構成となっている。
【００３２】そしてボンディングステージ２６上には、
被ボンディング部品としてのリード２７が装着され、ま
たリード２７の上部に被ボンディング部品としての半導
体部品、すなわちＩＣチップ２５が装着されている。
【００３３】次に図３は不着検出回路と電圧依存性イン
ピーダンス回路との接続構成を示したものである。
【００３４】図３に示すようにクランプ８ａの一端とボ
ンディングステージ２６との間には、不着検出回路４０
が接続されている。この不着検出回路４０の詳細な回路
構成は後で説明するが、比較的小電圧によって動作する
交流信号発生器を備え、この交流信号発生器からの交流
信号をクランプ８ａを介してワイヤ９とボンディングス
テージ２６との間に印加してボンディングの不着状態を
監視するものである。
【００３５】図３において、図示せぬ制御回路からの指
令によりクランプ８ａが開閉機構によりワイヤ９を把持
すると、ワイヤ９と、このワイヤ９の先端に形成された
ボールを通してＩＣパッド（２５ａ１〜２５ａｎ）、該
ＩＣパッドが接続されるＩＣペレット及びリードを通し
てボンディングステージ２６との間で閉ループが構成さ
れる。前記閉ループには半導体部品の特性に応じて抵抗
特性、コンデンサ特性、ダイオード特性、又はこれらの
複合特性が含まれ、これに不着検出回路４０からの微小
な交流電流を流すことで、正常なボンディング状態であ
るか否かが検証される。
【００３６】また前記不着検出回路４０と並列に電圧依
存性インピーダンス回路４１が接続されている。この電
圧依存性インピーダンス回路４１は後で詳述するよう
に、所定の閾値電圧以上において低インピーダンスを呈
し、所定の閾値電圧以下において高インピーダンスを呈
するものである。
【００３７】図４は、図３に示した構成における電気回
路部分を抜き出して示したものである。図４に示すよう
に電圧依存性インピーダンス回路４１は、２つのダイオ
ード素子Ｄ１，Ｄ２を順方向に直列接続させた第１回路
４１Ａと、２つのダイオード素子Ｄ３，Ｄ４を逆方向に
直列接続させた第２回路４１Ｂとが互いに並列接続され
て構成されている。
【００３８】このような構成により図４に示すようなボ
ンディングモードにおいて、不着検出回路４０より発生
する微弱な交流信号電圧に対しては、電圧依存性インピ
ーダンス回路４１は高インピーダンスを呈するような閾
値電圧を発生させるようになされる。
【００３９】なお電圧依存性インピーダンス回路４１を
構成する第１回路４１Ａ及び第２回路４１Ｂは、それぞ
れ各１つのダイオード素子を用いるようにしてもよく、
又は３つ以上の複数のダイオード素子をそれぞれ直列接
続させるようにしてもよい。要するに、不着検出回路４
０より発生する微弱な交流信号電圧に対応させてダイオ
ードの数を選定すればよい。
【００４０】次に図５は、放電モードにおける作用を説
明するものである。
【００４１】図５に示すようにワイヤ９とトーチロッド
１０との間で放電が行われると、放電に伴う高周波ノイ
ズがクランプ８ａを介してボンディングアーム１を含む
装置本体部分に伝播して輻射ノイズとして放射される。
しかしながら図５に示すように、ボンディングアーム１
を含む装置本体部分とアースとの間には電圧依存性イン
ピーダンス回路４１が挿入されており、この電圧依存性
インピーダンス回路４１は、その閾値電圧以上の高レベ
ルの高周波ノイズに対して低インピーダンスを呈し、従
ってクランプ８ａから伝播された高周波ノイズは電圧依
存性インピーダンス回路４１を介してアース点に吸収さ
れる。
【００４２】従ってボンディングアーム１を含む装置本
体部分より輻射ノイズを発生される割合を極端に低減さ
せることができ、ボンディング装置自身並びに周辺機器
に対する電波障害の発生を防止させることができる。
【００４３】図６は、前記した電圧依存性インピーダン
ス回路４１の電気的な作用を示したものであり、電圧依
存性インピーダンス回路４１を構成するダイオードの逆
並列回路における電圧電流特性を示している。
【００４４】図６において、横軸は印加電圧を示してお
り、また縦軸は電流特性を示している。図から理解でき
るように２つのダイオードの直列回路を逆並列接続させ
た場合には、約±１．６Ｖ以下の印加電圧においては電
流は流れず、±１．６Ｖの閾値電圧を保有することにな
る。この状態ではインピーダンスがきわめて高いことを
意味し、図４に示したボンディングモードにおいては、
不着検出回路４０は閾値電圧以下の交流信号によって動
作するため、並列接続された電圧依存性インピーダンス
回路４１は全く作用せずにオープン状態となる。従って
不着検出回路４０に対して電圧依存性インピーダンス回
路４１は何等の影響も与えないことになる。
【００４５】一方、±１．６Ｖ以上の電圧を印加した場
合には、電流値は正負両方向に互いに２次曲線をもって
急激に立ち上がるという特性を有している。換言すれば
閾値電圧以上においては、ダイオードは極端に低インピ
ーダンス特性（ショート状態）に変化する。従って前記
したようにボンディングアーム部分に伝播された高周波
ノイズは電圧依存性インピーダンス回路４１を介してア
ース点に吸収されることになる。
【００４６】次に図７は、本発明に係る不着検出回路４
０の主要な構成をブロック図によって示したものであ
る。この不着検出回路４０は、図３にも現されているよ
うに、クランプ８ａを有するボンディングアーム１側
と、ボンディングステージ２６との間に接続されてい
る。
【００４７】図７に示す不着検出回路４０は、ワイヤ９
とＩＣチップ２５との間が不着状態か否かを交流信号を
用いて検出するようにしたものであり、検出信号として
用いられる交流信号を発生する交流信号発生器４０ａが
備えられている。
【００４８】この交流信号発生器４０ａは、前記電圧依
存性インピーダンス回路４１の閾値電圧以下の例えば三
角波信号を発生するものである。交流信号発生器４０ａ
の両出力端間には、ボンディングアーム１側から前記ボ
ンディングステージ２６に至る電気経路を一辺に含むよ
うに構成された交流ブリッジ回路４０ｃが接続されてい
る。
【００４９】この交流ブリッジ回路４０ｃは、交流信号
発生器４０ａからの交流信号を受ける第１可変抵抗器Ｒ
１と第１コンデンサＣ１から成る第１直列回路４０ｃ
１、交流信号発生器４０ａからの交流信号を受ける第１
固定抵抗器Ｒ２と、ボンディングアーム１側からボンデ
ィングステージ２６に至る電気経路を含む第２直列回路
４０ｃ２より構成し、前記第１可変抵抗器Ｒ１と、第１
コンデンサＣ１との間の第１接続点Ｘが、差動増幅器４
０ｄの一方の入力端に接続されると共に、前記第１固定
抵抗器Ｒ２と前記ボンディングアーム１側との間の第２
接続点Ｙが、前記差動増幅器４０ｄの他方の入力端に接
続されている。
【００５０】なお、前記第１固定抵抗器Ｒ２とボンディ
ングアーム１側のクランプ８ａとの間は、外来高周波ノ
イズの影響を避けるために同軸ケーブル４０ｂを介して
接続されており、従って同軸ケーブル４０ｂの芯線と外
被との間で発生する同軸ケーブルの静電容量Ｃ２が生
じ、これは等価的に前記第１固定抵抗器Ｒ２とボンディ
ングステージ２６間に接続されたことになる。
【００５１】前記差動増幅器４０ｄは周知のとおり両入
力端に供給される信号入力の差成分を検出して出力する
ものであり、差動増幅器４０ｄの出力端には、両波整流
器４０ｅが接続され、差動増幅器４０ｄによって得られ
る差成分を両波整流するように構成されている。そして
両波整流器４０ｅの出力端にはコンパレータによるレベ
ル弁別器４０ｆが接続され、このレベル弁別器４０ｆの
出力によって不着状態を検出するようにしている。
【００５２】図７に示した不着検出回路４０を用いて不
着検出を行うにあたっては、まずワイヤ９とＩＣチップ
２５とを接続しない状態において、第１可変抵抗器Ｒ１
の抵抗値を調整して差動増幅器４０ｄにおける出力が無
し（“０”）の状態となるようにに初期設定する。
【００５３】この初期設定により、可変抵抗器Ｒ１とコ
ンデンサＣ１及び固定抵抗Ｒ２と同軸ケーブルの静電容
量Ｃ２から成る交流ブリッジ回路４０ｃの平衡状態が設
定される。この様に初期設定した状態でボンディングを
実行すると、同軸ケーブルの静電容量Ｃ２と並列にＩＣ
チップ２５の性質に応じて等価的に抵抗特性、コンデン
サ特性、ダイオード特性、又はこれらの複合特性が接続
されることになり、これらが接続された場合には、前記
交流ブリッジ回路４０ｃの平衡状態がくずれ、不平衡状
態となる。
【００５４】この交流ブリッジ回路４０ｃが不平衡状態
となった時には、差動増幅器４０ｄより出力が発生し、
この出力は全波整流器４０ｅにより整流され、レベル弁
別器４０ｆにより全波整流器４０ｅからの出力レベルが
弁別される。
【００５５】ここで、図４に示すようなボンディングモ
ードにおける不着検出回路４０の検出動作は、２つに分
けることができる。その第１の不着検出動作は、図３に
示すように第１ボンディング点となるワイヤ９とＩＣパ
ッド（２５ａ１〜２５ａｎ）の間の不着検出である。こ
の場合に、確実にボンディングが成された場合には、前
記した同軸ケーブルの静電容量Ｃ２と並列にＩＣチップ
２５のインピーダンス成分が挿入されるために、交流ブ
リッジ回路４０ｃは不平衡状態となり、レベル弁別器４
０ｆより出力が発生する。また逆に不着状態の場合に
は、レベル弁別器４０ｆより出力が発生しないため、第
１ボンディング点が不着であることが判明する。
【００５６】また第２の不着検出動作は、図３に示すよ
うに第２ボンディング点となるＩＣチップ２５の各リー
ド（２７ａ１〜２７ａｎ）に対してワイヤ９が接続さ
れ、かつクランプ８ａによりワイヤ９が引き上げられ、
ワイヤ９の先端がＩＣチップ２５の各リード（２７ａ１
〜２７ａｎ）より切断された状態を検出するものであ
る。
【００５７】第２ボンディング点に確実にボンディング
が成し得られた場合には、ワイヤ９がＩＣチップ２５の
各リード（２７ａ１〜２７ａｎ）より切り離されるため
に、交流ブリッジ回路４０ｃは平衡状態を保ち、レベル
弁別器４０ｆより出力は発生しない。
【００５８】逆に、第２ボンディング点が不着の場合に
は、ワイヤ９が切断されずに接続されたままとなり、前
記した同軸ケーブルの静電容量Ｃ２と並列にＩＣチップ
２５のインピーダンス成分が挿入されるために、交流ブ
リッジ回路４０ｃは不平衡状態となり、レベル弁別器４
０ｆより出力が発生する。
【００５９】このように第１ボンディング点の不着状態
と、第２ボンディング点の不着状態とでは、レベル弁別
器４０ｆからの出力が反転するため、レベル弁別器４０
ｆの出力端に、第１ボンディング点の不着検出時と、第
２ボンディング点の不着検出時とに応じて出力レベルを
反転させて検証する判定回路（図示せず）を備えること
が好ましい。
【００６０】この図７の例に示すように不着検出回路と
して交流ブリッジ回路を用いた最大の利点は、抵抗特
性、コンデンサ特性、ダイオード特性、又はこれらの複
合特性を有する各種のＩＣチップの全てに対して不着検
出を確実に行うことができる点にある。
【００６１】図８は、不着検出回路４０の好ましい他の
例をブロック図によって示したものである。この図８に
おいては、図７に対してボンディングアーム１側のクラ
ンプ８ａからボンディングステージ２６に至る電気経路
と、全波整流器４０ｅ以降の電気経路はそれぞれ同一の
ため省略して示している。
【００６２】図８に示す例においては、交流ブリッジ回
路４０ｃには、前記第１接続点Ｘと第１コンデンサＣ１
との間に第２固定抵抗器Ｒ３がさらに直列に挿入され、
また前記第２接続点Ｙとボンディングアーム１側のクラ
ンプ８ａとの間に第２可変抵抗器Ｒ４がさらに直列に挿
入されている。
【００６３】さらに交流ブリッジ回路４０ｃにおける出
力対向点、すなわちＸ点とＹ点と差動増幅器４０ｄの各
入力端との間には、それぞれ固定抵抗器Ｒ５，Ｒ６が挿
入され、また差動増幅器４０ｄの各入力端間には、コン
デンサＣ３とインダクターＬ１より成る並列共振回路４
０ｇが挿入されている。そしてこの並列共振回路４０ｇ
における共振周波数は、前記交流発生器４０ａより供給
される交流信号の周波数に一致するように調整されてい
る。
【００６４】図８に示す交流ブリッジ回路４０ｃにおい
ては、可変抵抗器Ｒ１とＲ４との双方を用いて交流ブリ
ッジ回路４０ｃにおけるＸ点とＹ点の波形電圧が等しく
なるように、すなわち差動増幅器４０ｄの出力が“０”
となるように調整することで、コンデンサの損失係数を
含めたより理想に近い交流ブリッジ回路が形成できる。
【００６５】従って図８に示す例においては、ボンディ
ングが成されるＩＣチップ２５に含まれるコンデンサ成
分がより小さいものまで、また抵抗成分がより大きいも
のまで、正確に不着検出が成し得るようになる。
【００６６】また抵抗器Ｒ５及びＲ６を介して差動増幅
器４０ｄの入力端にコンデンサＣ３とインダクターＬ１
より成る並列共振回路４０ｇを挿入したことにより、交
流発生器４０ａより供給される交流信号の周波数にのみ
並列共振回路４０ｇの両端間のインピーダンスが大とな
り、またそれ以外の周波数には極端に両端間のインピー
ダンスが小となる。
【００６７】従って、不着検出回路４０に対して例えば
スイッチング電源或いはデジタル機器からのノイズが到
来しても、これらのノイズ成分は並列共振回路４０ｇに
おいて低電位に成されるため、差動増幅器４０ｄに誤動
作を発生させるという問題点を解消させることができ
る。
【００６８】
【発明の効果】以上の説明で明らかなとおり、本発明に
係るワイヤボンディング装置における不着検出回路によ
れば、キャピラリを保持するボンディングアーム側から
前記ボンディングステージに至る電気経路を、交流信号
発生器からの交流信号を受ける交流ブリッジ回路の一辺
に含むように構成し、この交流ブリッジ回路の平衡又は
不平衡状態を検出することで、ワイヤと半導体部品との
間の不着状態を検出するようにしたので、ＩＣチップの
電気的な性質に係わらず、確実に不着検出を行うことが
できる。そして、交流ブリッジ回路の不平衡状態を検出
するための差動増幅器の入力端間に並列共振回路を挿入
することで、外来雑音による妨害を除去することが可能
であり、不着検出の信頼性をより向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るワイヤボンディング装置の実施例
の要部を一部破断して示した図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１に示す実施例における不着検出回路と、電
圧依存性インピーダンス回路との接続構成を示した図で
ある。
【図４】本発明のボンディングモードにおける電圧依存
性インピーダンス回路の作用を説明する図である。
【図５】本発明の放電モードにおける電圧依存性インピ
ーダンス回路の作用を説明する図である。
【図６】電圧依存性インピーダンス回路の電気的特性を
示す図である。
【図７】不着検出回路の具体的な例を示す図である。
【図８】不着検出回路の他の具体的な例を示す図であ
る。
【図９】従来のワイヤボンディング装置における不着検
出回路の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ ボンディングアーム ２ 揺動アーム ３ 支持シャフト ７ キャピラリ ８ クランプアーム ８ａ クランプ ９ ワイヤ １０ トーチロッド １６ 揺動フレーム １８ カム ２１ モータ ２５ ＩＣチップ ２５ａ パッド ２６ ボンディングステージ ２７ リード ４０ 不着検出回路 ４０ａ 交流発生器 ４０ｂ 同軸ケーブル ４０ｃ 交流ブリッジ回路 ４０ｄ 差動増幅器 ４０ｅ 両波整流回路 ４０ｆ レベル弁別器 ４０ｇ 並列共振回路 ４０ｃ１ 第１直列回路 ４０ｃ２ 第２直列回路 ４１ 電圧依存性インピーダンス回路 ４１Ａ 第１回路 ４１Ｂ 第２回路 Ｘ 第１接続点 Ｙ 第２接続点

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 キャピラリの先端から送り出されたワイ
    ヤを用いてボンディングステージに載置された被ボンデ
    ィング部品に対してボンディングを行うワイヤボンディ
    ング装置において、 前記キャピラリを保持するボンディングアーム側から前
    記ボンディングステージに至る電気経路を、交流信号発
    生器からの交流信号を受ける交流ブリッジ回路の一辺に
    含むように構成し、 前記交流ブリッジ回路の平衡又は不平衡状態を検出する
    ことで、ワイヤと被ボンディング部品との間の不着状態
    を検出するようにしたことを特徴とするワイヤボンディ
    ング装置における不着検出回路。
  2. 【請求項２】 前記交流ブリッジ回路は、交流信号発生
    器からの交流信号を受ける第１可変抵抗器及び第１コン
    デンサから成る第１直列回路と、 交流信号発生器からの交流信号を受ける第１抵抗器及び
    ボンディングアーム側からボンディングステージに至る
    電気経路を含む第２直列回路とで構成され、 前記第１可変抵抗器と第１コンデンサとの間の第１接続
    点が差動増幅器の一方の入力端に接続されると共に、前
    記第１抵抗器と前記ボンディングアーム側との間の第２
    接続点が前記差動増幅器の他方の入力端に接続されたこ
    とを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング装
    置における不着検出回路。
  3. 【請求項３】 前記交流ブリッジ回路には、前記第１接
    続点と第１コンデンサとの間に第２抵抗器が直列に挿入
    され、また前記第２接続点とボンディングアーム側との
    間に第２可変抵抗器が直列に挿入されたことを特徴とす
    る請求項２に記載のワイヤボンディング装置における不
    着検出回路。
  4. 【請求項４】 前記差動増幅器の入力端間には、前記交
    流信号発生器から供給される交流信号の周波数に、その
    共振周波数を一致させた並列共振回路が接続されている
    ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の少なくともい
    ずれか一つに記載のワイヤボンディング装置における不
    着検出回路。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6179197B1 (en) * 1998-06-16 2001-01-30 Kulicke & Soffa Investments Inc. Missing wire detector
CN100383944C (zh) * 2004-11-05 2008-04-23 株式会社海上 引线接合装置
US7842897B2 (en) 2004-12-27 2010-11-30 Kabushiki Kaisha Shinkawa Bonding apparatus
KR20210021057A (ko) 2019-03-13 2021-02-24 가부시키가이샤 신가와 와이어 불착 검사 시스템, 와이어 불착 검출 장치 및 와이어 불착 검출 방법
KR20230054686A (ko) 2020-10-28 2023-04-25 야마하 로보틱스 홀딩스 가부시키가이샤 초음파 가진식 불량 검출 장치 및 와이어 불량 검출 시스템

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