JPH10107060A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボンディングの際のワイヤの押付荷重を直接
に検出できるワイヤボンディング装置を提供し、ワイヤ
接合端の形状のバラツキや接合不良等の不都合を解消す
る。 【解決手段】 ヒータ３４が組み付けられたヒータブロ
ック３１上にヒータプレート３２を設け、このヒータプ
レート３２上に載置した半導体チップＳにキャピラリィ
１４によりワイヤを押し付けてワイヤを半導体チップＳ
の接合点に接合するワイヤボンディング装置であって、
ヒータプロック３１に取付穴３１ａを形成し、取付穴３
１ａ内にヒータブロック３１の変形でワイヤの押付荷重
を検出する圧力センサ５１を予圧機構４０により取付穴
３１ａ壁面と接触させて収納し、圧力センサ５１を制御
装置１９に接続し、制御装置１９が圧力センサ５１の出
力に基づきキャピラリィ１４の上下動を制御するよう構
成した。
に検出できるワイヤボンディング装置を提供し、ワイヤ
接合端の形状のバラツキや接合不良等の不都合を解消す
る。 【解決手段】 ヒータ３４が組み付けられたヒータブロ
ック３１上にヒータプレート３２を設け、このヒータプ
レート３２上に載置した半導体チップＳにキャピラリィ
１４によりワイヤを押し付けてワイヤを半導体チップＳ
の接合点に接合するワイヤボンディング装置であって、
ヒータプロック３１に取付穴３１ａを形成し、取付穴３
１ａ内にヒータブロック３１の変形でワイヤの押付荷重
を検出する圧力センサ５１を予圧機構４０により取付穴
３１ａ壁面と接触させて収納し、圧力センサ５１を制御
装置１９に接続し、制御装置１９が圧力センサ５１の出
力に基づきキャピラリィ１４の上下動を制御するよう構
成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はワイヤボンディン
グ装置、詳しくは、ボンディング時にチップ等を加熱す
るヒータユニットに圧力センサを設け、この圧力センサ
の検知出力に基づきキャピラリィの押付荷重等を制御す
るワイヤボンディング装置に関する。
グ装置、詳しくは、ボンディング時にチップ等を加熱す
るヒータユニットに圧力センサを設け、この圧力センサ
の検知出力に基づきキャピラリィの押付荷重等を制御す
るワイヤボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ワイヤボンディング装置においては、周
知のように、ヒータプレート上にリードフレームとチッ
プ等を載置して加熱し、ボンディングヘッドのキャピラ
リィをリニアモータ等により上下（Ｚ軸方向）に駆動し
てワイヤボンディングを行う。すなわち、ボンディング
に際しては、キャピラリィによりワイヤをチップ等の接
合点に相当の押付荷重をもって押し付け、また、超音波
等を印加し、ワイヤをチップの接合点に印加する。
知のように、ヒータプレート上にリードフレームとチッ
プ等を載置して加熱し、ボンディングヘッドのキャピラ
リィをリニアモータ等により上下（Ｚ軸方向）に駆動し
てワイヤボンディングを行う。すなわち、ボンディング
に際しては、キャピラリィによりワイヤをチップ等の接
合点に相当の押付荷重をもって押し付け、また、超音波
等を印加し、ワイヤをチップの接合点に印加する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したワ
イヤボンディング装置にあっては、キャピラリィがワイ
ヤをチップ等の接合点に押し付けた時の影響でキャピラ
リィとともにワイヤがＺ軸方向に振動し、ワイヤ接合端
の形状（ボールボンディングにあっては、ボールの形状
やボール径等）のバラツキや接合不良の不都合を生じる
という問題があった。すなわち、ボンディング時のワイ
ヤの挙動を考察すると、ワイヤは先ずある加速度をもっ
てチップに当接（衝突）した後に一定荷重で押圧される
が、衝突の影響で後の一定荷重での押圧期間においても
振動し、この振動が押付荷重の変動を生じ、上述した不
都合を招いていた。
イヤボンディング装置にあっては、キャピラリィがワイ
ヤをチップ等の接合点に押し付けた時の影響でキャピラ
リィとともにワイヤがＺ軸方向に振動し、ワイヤ接合端
の形状（ボールボンディングにあっては、ボールの形状
やボール径等）のバラツキや接合不良の不都合を生じる
という問題があった。すなわち、ボンディング時のワイ
ヤの挙動を考察すると、ワイヤは先ずある加速度をもっ
てチップに当接（衝突）した後に一定荷重で押圧される
が、衝突の影響で後の一定荷重での押圧期間においても
振動し、この振動が押付荷重の変動を生じ、上述した不
都合を招いていた。
【０００４】そこで、従来のワイヤボンディング装置に
あっては、ボンディングヘッドにキャピラリィのＺ軸方
向変位を検出するセンサ、例えば、エンコーダを設け、
このエンコーダの検知出力をボンディングヘッドのリニ
アモータの制御装置にフィードバックしてキャピラリィ
の駆動制御を行い、キャピラリィの振動を防止すること
が行われている。
あっては、ボンディングヘッドにキャピラリィのＺ軸方
向変位を検出するセンサ、例えば、エンコーダを設け、
このエンコーダの検知出力をボンディングヘッドのリニ
アモータの制御装置にフィードバックしてキャピラリィ
の駆動制御を行い、キャピラリィの振動を防止すること
が行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のワイヤボンディング装置にあっては、エンコー
ダによりキャピラリィのＺ軸方向変位を検出するにすぎ
ないため、ワイヤの押付荷重を判定できず、上述した不
都合を完全に解消することが困難であった。また、上述
したエンコーダは変位に対する分解能が限られ、キャピ
ラリィの変位が小さい場合、すなわち、振動の振幅が小
さい場合は、検出不能となる。この発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、ボンディングの際のワイヤの押
付荷重を直接に検出できるワイヤボンディング装置を提
供し、ワイヤ接合端の形状のバラツキや接合不良等の不
都合を解消することを目的とする。
た従来のワイヤボンディング装置にあっては、エンコー
ダによりキャピラリィのＺ軸方向変位を検出するにすぎ
ないため、ワイヤの押付荷重を判定できず、上述した不
都合を完全に解消することが困難であった。また、上述
したエンコーダは変位に対する分解能が限られ、キャピ
ラリィの変位が小さい場合、すなわち、振動の振幅が小
さい場合は、検出不能となる。この発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、ボンディングの際のワイヤの押
付荷重を直接に検出できるワイヤボンディング装置を提
供し、ワイヤ接合端の形状のバラツキや接合不良等の不
都合を解消することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明は、ヒータプレートを有するヒータユニッ
トを備え、該ヒータユニットのヒータプレート上に半導
体チップを載置し、該半導体チップに対してキャピラリ
ィによってワイヤボンディングを施すワイヤボンディン
グ装置において、前記ヒータユニットに前記キャピラリ
ィによる押付荷重を検出する圧力センサを設けた。
め、この発明は、ヒータプレートを有するヒータユニッ
トを備え、該ヒータユニットのヒータプレート上に半導
体チップを載置し、該半導体チップに対してキャピラリ
ィによってワイヤボンディングを施すワイヤボンディン
グ装置において、前記ヒータユニットに前記キャピラリ
ィによる押付荷重を検出する圧力センサを設けた。
【０００７】そして、この発明にかかるワイヤボンディ
ング装置は、前記ヒータユニットがヒータを内蔵したヒ
ータブロック上に前記ヒータプレートを取り付けてな
り、前記ヒータブロックに取付空間を形成し、該空間内
に前記圧力センサを配置した態様（請求項２）に、ま
た、前記圧力センサの初期接触圧を調節する予圧機構を
設けた態様（請求項３）に、さらに、前記圧力センサの
検知出力に基づき前記キャピラリィの駆動系を制御する
態様（請求項４）に構成する。
ング装置は、前記ヒータユニットがヒータを内蔵したヒ
ータブロック上に前記ヒータプレートを取り付けてな
り、前記ヒータブロックに取付空間を形成し、該空間内
に前記圧力センサを配置した態様（請求項２）に、ま
た、前記圧力センサの初期接触圧を調節する予圧機構を
設けた態様（請求項３）に、さらに、前記圧力センサの
検知出力に基づき前記キャピラリィの駆動系を制御する
態様（請求項４）に構成する。
【０００８】
【作用】この発明にかかるワイヤボンディング装置は、
キャピラリィによりワイヤがヒータプレート上のチップ
等に押し付けられると、この押付荷重がヒータユニット
に伝達されて圧力センサにより検出される。例えば、圧
力センサをヒータブロックに設けた場合（請求項２）、
押付荷重によりヒータブロックが変形を生じ、このヒー
タブロックの変形による力を圧力センサが検出し、押付
荷重が直接に検出される。このため、圧力センサの検知
出力を基にキャピラリィのＺ軸方向変位を制御すること
で、ワイヤ接合端の形状を一定にでき、また、接合不良
も解消される。
キャピラリィによりワイヤがヒータプレート上のチップ
等に押し付けられると、この押付荷重がヒータユニット
に伝達されて圧力センサにより検出される。例えば、圧
力センサをヒータブロックに設けた場合（請求項２）、
押付荷重によりヒータブロックが変形を生じ、このヒー
タブロックの変形による力を圧力センサが検出し、押付
荷重が直接に検出される。このため、圧力センサの検知
出力を基にキャピラリィのＺ軸方向変位を制御すること
で、ワイヤ接合端の形状を一定にでき、また、接合不良
も解消される。
【０００９】
【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。図１から図３はこの発明の一の実施の
形態にかかるワイヤボンディング装置を示し、図１がボ
ンディングヘッドとヒータユニットを示す正面図、図２
がヒータユニットの斜視図、図３がヒータユニットの一
部を断面した側面図である。
照して説明する。図１から図３はこの発明の一の実施の
形態にかかるワイヤボンディング装置を示し、図１がボ
ンディングヘッドとヒータユニットを示す正面図、図２
がヒータユニットの斜視図、図３がヒータユニットの一
部を断面した側面図である。
【００１０】図１において、１０はボンディングヘッ
ド、３０はヒータユニットを示し、ボンディングヘッド
１０が図示しないＸＹテーブル上に、ヒータユニット３
０が図示しないＺテーブル上に搭載される。ボンディン
グヘッド１０は、支軸１１に揺動自在にアーム１２を支
持し、このアーム１２の一端に超音波ホーン１３を介し
てキャピラリィ１４が取り付けられ、また、アーム１２
の他端がリニアモータ１５に連結する。
ド、３０はヒータユニットを示し、ボンディングヘッド
１０が図示しないＸＹテーブル上に、ヒータユニット３
０が図示しないＺテーブル上に搭載される。ボンディン
グヘッド１０は、支軸１１に揺動自在にアーム１２を支
持し、このアーム１２の一端に超音波ホーン１３を介し
てキャピラリィ１４が取り付けられ、また、アーム１２
の他端がリニアモータ１５に連結する。
【００１１】キャピラリィ１４には、図示しないワイヤ
が配索され、また、図示しない超音波発振器の発振した
超音波がホーン１３を経て伝達される。リニアモータ１
５は、制御装置１９と接続して制御され、アーム１２を
支軸１１周りに揺動駆動してキャピラリィ１４を上下
（Ｚ軸方向）に駆動する。後述するが、リニアモータ１
５の制御装置１９は、圧力センサが接続し、この圧力セ
ンサの検知出力等に基づきリニアモータ１５を制御す
る。
が配索され、また、図示しない超音波発振器の発振した
超音波がホーン１３を経て伝達される。リニアモータ１
５は、制御装置１９と接続して制御され、アーム１２を
支軸１１周りに揺動駆動してキャピラリィ１４を上下
（Ｚ軸方向）に駆動する。後述するが、リニアモータ１
５の制御装置１９は、圧力センサが接続し、この圧力セ
ンサの検知出力等に基づきリニアモータ１５を制御す
る。
【００１２】ヒータユニット３０は、ヒータブロック３
１上にヒータプレート３２を取り付けてなり、ヒータブ
ロック３１が取付台３３上にボルト等で固定される。ヒ
ータプレート３２の上面には、図示しない走行駆動機構
により走行駆動されるリードフレームＨが載置され、ま
た、半導体チップＳが図示しないロボットにより載置さ
れる。
１上にヒータプレート３２を取り付けてなり、ヒータブ
ロック３１が取付台３３上にボルト等で固定される。ヒ
ータプレート３２の上面には、図示しない走行駆動機構
により走行駆動されるリードフレームＨが載置され、ま
た、半導体チップＳが図示しないロボットにより載置さ
れる。
【００１３】ヒータブロック３１にはカートリッジヒー
タ３４と熱電対３５が設けられ、これらヒータ３４と熱
電対３５が図外の制御装置に接続される。詳細な説明は
割愛するが、この制御装置は、熱電対３５等の検知出力
を基にカートリッジヒータ３４を制御し、ヒータプレー
ト３２上のリードフレームＨと半導体チップＳを加熱す
る。
タ３４と熱電対３５が設けられ、これらヒータ３４と熱
電対３５が図外の制御装置に接続される。詳細な説明は
割愛するが、この制御装置は、熱電対３５等の検知出力
を基にカートリッジヒータ３４を制御し、ヒータプレー
ト３２上のリードフレームＨと半導体チップＳを加熱す
る。
【００１４】また、ヒータブロック３１には側面に開口
する略直方体形状の取付穴３１ａが形成され、この取付
穴３１ａ内に予圧機構４０と圧力センサ５１が収容され
る。予圧機構４０は、取付穴３１ａ内にその壁面と圧力
センサ５１との間で２つのくさび部材４１，４２を傾斜
面を対面させて摺動自在に重ね、一方のくさび部材４１
にねじ螺桿４３を連結して構成される。この予圧機構４
０は、ねじ螺桿４３を回動させてくさび部材４１，４２
の相対位置を変え、圧力センサ５１と取付穴３１ａの壁
面との初期接触圧を調節する。
する略直方体形状の取付穴３１ａが形成され、この取付
穴３１ａ内に予圧機構４０と圧力センサ５１が収容され
る。予圧機構４０は、取付穴３１ａ内にその壁面と圧力
センサ５１との間で２つのくさび部材４１，４２を傾斜
面を対面させて摺動自在に重ね、一方のくさび部材４１
にねじ螺桿４３を連結して構成される。この予圧機構４
０は、ねじ螺桿４３を回動させてくさび部材４１，４２
の相対位置を変え、圧力センサ５１と取付穴３１ａの壁
面との初期接触圧を調節する。
【００１５】圧力センサ５１は、圧電式の水晶センサ等
が用いられ、チャージアンプ５２とフィードバック回路
５３を直列に介して前述したリニアモータ１５の制御装
置１９に接続される。この圧力センサ５１は、ボンディ
ングの際にワイヤがキャピラリィ１４により半導体チッ
プＳ等の接合点に押し付けられた時に生じるヒータブロ
ック３１の変形（歪み）による接触圧を検出し、この検
知信号をチャージアンプ５２等を介して制御装置１９に
出力する。
が用いられ、チャージアンプ５２とフィードバック回路
５３を直列に介して前述したリニアモータ１５の制御装
置１９に接続される。この圧力センサ５１は、ボンディ
ングの際にワイヤがキャピラリィ１４により半導体チッ
プＳ等の接合点に押し付けられた時に生じるヒータブロ
ック３１の変形（歪み）による接触圧を検出し、この検
知信号をチャージアンプ５２等を介して制御装置１９に
出力する。
【００１６】この実施の形態にあっては、ヒータプレー
ト３２上に半導体チップＳとリードフレームＨを載置し
てカートリッジヒータ３４により加熱し、リニアモータ
１５を制御装置１９により制御してアーム１２を駆動
し、キャピラリィ１４を上下動させてキャピラリィ１４
によりワイヤを所定の押付荷重、例えば、２０ｇｆ〜２
００ｇｆ程度の押付荷重で押し付ける。そして、超音波
を印加し、ワイヤを半導体チップＳの接合点等に融着す
る。
ト３２上に半導体チップＳとリードフレームＨを載置し
てカートリッジヒータ３４により加熱し、リニアモータ
１５を制御装置１９により制御してアーム１２を駆動
し、キャピラリィ１４を上下動させてキャピラリィ１４
によりワイヤを所定の押付荷重、例えば、２０ｇｆ〜２
００ｇｆ程度の押付荷重で押し付ける。そして、超音波
を印加し、ワイヤを半導体チップＳの接合点等に融着す
る。
【００１７】ここで、ワイヤが半導体チップＳの接合点
に押し付けられると、この押付荷重がヒータプレート３
２を介してヒータブロック３１に伝達されてヒータブロ
ック３１が変形し、このヒータブロック３１の変形によ
り圧力センサ５１に圧力が作用し、圧力センサ５１が圧
力、すなわち、押付荷重を検出して検知信号を出力す
る。そして、制御装置１９は、圧力センサ５１の検知信
号に基づきリニアモータ１５を制御、例えば、押付荷重
が所定の特性（例えば、一定）になるようにキャピラリ
ィ１４の上下動を制御する。
に押し付けられると、この押付荷重がヒータプレート３
２を介してヒータブロック３１に伝達されてヒータブロ
ック３１が変形し、このヒータブロック３１の変形によ
り圧力センサ５１に圧力が作用し、圧力センサ５１が圧
力、すなわち、押付荷重を検出して検知信号を出力す
る。そして、制御装置１９は、圧力センサ５１の検知信
号に基づきリニアモータ１５を制御、例えば、押付荷重
が所定の特性（例えば、一定）になるようにキャピラリ
ィ１４の上下動を制御する。
【００１８】したがって、キャピラリィ１４の振動を抑
制でき、押付荷重を一定に保持できるため、ワイヤ接合
端の形状を一定にでき、また、接合不良の発生も防止で
きる。すなわち、前述したように、ワイヤを押し付けた
際には、ワイヤが接合点に当接した時の衝撃の影響でワ
イヤとともにキャピラリィ１４が振動するが、圧力セン
サ５１の検知信号に基づき押付荷重を一定にするように
キャピラリィ１４を制御するため、その振動を防止で
き、接合不良等が防止できる。
制でき、押付荷重を一定に保持できるため、ワイヤ接合
端の形状を一定にでき、また、接合不良の発生も防止で
きる。すなわち、前述したように、ワイヤを押し付けた
際には、ワイヤが接合点に当接した時の衝撃の影響でワ
イヤとともにキャピラリィ１４が振動するが、圧力セン
サ５１の検知信号に基づき押付荷重を一定にするように
キャピラリィ１４を制御するため、その振動を防止で
き、接合不良等が防止できる。
【００１９】なお、上述した実施の形態では、キャピラ
リィ１４の制御に圧力センサ５１の検知信号を用いる
が、この圧力センサ５１の検知信号によりボンディング
のタイミングも判別できるため、超音波の印加タイミン
グの制御等に圧力センサ５１の検知信号を用いることも
可能である。
リィ１４の制御に圧力センサ５１の検知信号を用いる
が、この圧力センサ５１の検知信号によりボンディング
のタイミングも判別できるため、超音波の印加タイミン
グの制御等に圧力センサ５１の検知信号を用いることも
可能である。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
ワイヤボンディング装置によれば、半導体チップ等のワ
ークを加熱するヒータユニットに圧力センサを組み込
み、この圧力センサによりワイヤの押付（荷重）を検出
するため、ワイヤの押付荷重を正確かつ速やかに判別で
き、また、ワイヤがワークに接触した時期（タイミン
グ）も速やかに判別できる。
ワイヤボンディング装置によれば、半導体チップ等のワ
ークを加熱するヒータユニットに圧力センサを組み込
み、この圧力センサによりワイヤの押付（荷重）を検出
するため、ワイヤの押付荷重を正確かつ速やかに判別で
き、また、ワイヤがワークに接触した時期（タイミン
グ）も速やかに判別できる。
【００２１】特に、上述した実施の形態にあっては、圧
力センサによりワイヤの押付荷重を検出し、この圧力セ
ンサの検知出力に基づきワイヤの押付荷重が所定の特性
になるようにキャピラリィの上下動を制御するため、ワ
イヤ接合端の形状を一定とでき、また、接合不良の発生
も防止できる。
力センサによりワイヤの押付荷重を検出し、この圧力セ
ンサの検知出力に基づきワイヤの押付荷重が所定の特性
になるようにキャピラリィの上下動を制御するため、ワ
イヤ接合端の形状を一定とでき、また、接合不良の発生
も防止できる。
【図１】この発明の一の実施の形態に係るワイヤボンデ
ィング装置の一部の正面図である。
ィング装置の一部の正面図である。
【図２】同ワイヤボンディング装置のヒータプレート周
りの斜視図である。
りの斜視図である。
【図３】同ヒータプレート周りを一部断面して示す側面
図である。
図である。
１０ ボンディングヘッド １２ アーム １３ 超音波ホーン １４ キャピラリィ １５ リニアモータ １９ 制御装置 ３０ ヒータユニット ３１ ヒータブロック ３１ａ 取付穴 ３２ ヒータプレート ３４ カートリッジヒータ ３５ 熱電対 ４０ 予圧機構 ５１ 圧力センサ Ｈ リードフレーム Ｓ 半導体チップ
Claims (4)
- 【請求項１】 ヒータプレートを有するヒータユニット
を備え、該ヒータユニットのヒータプレート上に半導体
チップを載置し、該半導体チップに対してキャピラリィ
によってワイヤボンディングを施すワイヤボンディング
装置において、 前記ヒータユニットに前記キャピラリィによる押付荷重
を検出する圧力センサを設けたことを特徴とするワイヤ
ボンディング装置。 - 【請求項２】 前記ヒータユニットがヒータを内蔵した
ヒータブロック上に前記ヒータプレートを取り付けてな
り、前記ヒータブロックに取付空間を形成し、該空間内
に前記圧力センサを配置した請求項１に記載のワイヤボ
ンディング装置。 - 【請求項３】 前記圧力センサの初期接触圧を調節する
予圧機構を設けた請求項１または請求項２に記載のワイ
ヤボンディング装置。 - 【請求項４】 前記圧力センサの検知出力に基づき前記
キャピラリィの駆動系を制御する請求項１、請求項２ま
たは請求項３に記載のワイヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8278590A JP2877771B2 (ja) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | ワイヤボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8278590A JP2877771B2 (ja) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | ワイヤボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10107060A true JPH10107060A (ja) | 1998-04-24 |
| JP2877771B2 JP2877771B2 (ja) | 1999-03-31 |
Family
ID=17599391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8278590A Expired - Fee Related JP2877771B2 (ja) | 1996-10-01 | 1996-10-01 | ワイヤボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2877771B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI385727B (zh) * | 2009-01-16 | 2013-02-11 | Marketech Int Corp | Applied to the photovoltaic industry, the semiconductor industry, the vacuum environment with high temperature temperature control zone temperature control heater |
-
1996
- 1996-10-01 JP JP8278590A patent/JP2877771B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI385727B (zh) * | 2009-01-16 | 2013-02-11 | Marketech Int Corp | Applied to the photovoltaic industry, the semiconductor industry, the vacuum environment with high temperature temperature control zone temperature control heater |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2877771B2 (ja) | 1999-03-31 |
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |