JPH1056035A - 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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JPH1056035A
JPH1056035A JP21237296A JP21237296A JPH1056035A JP H1056035 A JPH1056035 A JP H1056035A JP 21237296 A JP21237296 A JP 21237296A JP 21237296 A JP21237296 A JP 21237296A JP H1056035 A JPH1056035 A JP H1056035A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ワイヤの種類とボンディングすべき半導体製品
の品種との不適合による製品不良の発生を未然に防止し
半導体製品の信頼性を向上させると共に、ワイヤの種類
の変更に伴う作業負担および作業時間を軽減し生産性を
向上させるワイヤボンディング装置を提供する。 【解決手段】ワイヤ１を巻き付けたスプール２と、その
スプール２からワイヤ１を送出するワイヤフィーダ３
と、スプール２に設けられ、ワイヤ１に関する情報が記
録された情報媒体であるバーコードラベル１２と、ワイ
ヤフィーダ３に設けられ、バーコードラベル１２に記録
された情報を読み取るバーコードリーダー１５と、ボン
ディングすべき半導体製品に関する情報を記憶するＲＡ
Ｍ１９と、バーコードリーダー１５によりバーコードラ
ベル１２から読み取られたワイヤ１に関する情報とＲＡ
Ｍ１９に記憶された半導体製品に関する情報とを比較
し、適合しているか否かを判断する制御機構１７とを有
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤボンディン
グ装置に関し、特に、ワイヤの種類とボンディングすべ
き半導体製品の品種との不適合による製品不良の発生を
未然に防止し半導体製品の信頼性を向上させると共に、
ワイヤの種類の変更に伴う作業負担および作業時間を軽
減し生産性を向上させるワイヤボンディング装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、半導体製品の組立工程では、半
導体チップの接続電極とパッケージの外部リード端子と
の間をボンディングワイヤで接続するワイヤボンディン
グが行われる。このワイヤボンディングで用いられる従
来のワイヤボンディング装置は、例えば、図７に示すよ
うに、直交する水平２軸方向に移動可能なＸＹテーブル
４と、ＸＹテーブル４上に設けられたボンドヘッド５
と、このボンドヘッド５に矢印方向に昇降可能に保持さ
れた中空状のツール６を有する。そして、金或いは銅等
の金属にベリリウム等の微量の添加物を加えた材料から
なる直径２０〜３０μｍ程度のワイヤ１が、ツール６の
先端から導出され、半導体チップ７上の電極パッド８と
外部リード端子９との間を、熱圧着方式や超音波圧着法
式等の接続技術により配線する。
【０００３】ワイヤ１は、スプール２に巻き付けられて
いる。スプール２は、ボンドヘッド５の上方に設けられ
たワイヤフィーダ３によって回転され、それによって、
ワイヤ１はツール６の先端へ繰り出される。
【０００４】ワイヤ１には線径、材料及び加工方法等の
違いにより様々な種類があり、半導体製品の品種により
異なる半導体チップ７や外部リード端子９の配置等から
要求される特性に適合したワイヤ１が適宜選択され使用
される。
【０００５】例えば図８（Ａ）に示すように配線間距離
が大きく、かつ各配線同士が隣接している品種に対して
は、配線後に水平方向の曲がりが生じにくい特性を有す
る太い線径で硬い材料のワイヤ１ａを選択し、その一方
でこのような要求特性の無い図８（Ｂ）に示すような品
種に対しては、線径が細く安価な種類のワイヤ１ｂを選
択する等の、ワイヤの種類の使い分けが行われている。
【０００６】半導体製品の品種交換に伴いワイヤ１の種
類を変更する際には、ワイヤ１が巻き付けられたスプー
ル２毎に交換が行われる。このスプール２の交換作業
は、例えば、図９に示すように、先ず作業者がスプール
２を収納するケース１０に取り付けられるラベル１１の
表示内容を読み取り、表示内容に記載されているワイヤ
１の種類が半導体製品の品種に適合していることを確認
した後、ケース１０よりスプール２を取り出し、そのス
プール２をワイヤフィーダ３に取り付けることにより行
われる。
【０００７】また、特開昭６３ー６９２４２号公報で
は、複数個のスプールを装着するスプール支持台と、ス
プールから供給されるワイヤの有無を検知するワイヤ検
知装置と、ワイヤ検知装置によりワイヤ無しと検知した
場合、予備として装着されたスプールに自動的に切り換
えるスプール交換台と、ワイヤをツールに導くワイヤガ
イドとを有するワイヤボンディング装置が開示されてい
る。このワイヤボンディング装置は、スプールの交換作
業を自動的に行うことができるので、交換時間を短縮で
きる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図９に示すように、従
来のスプールの交換作業では、作業者がケース１０に取
り付けられるラベル１１の表示内容を読み取り、ラベル
１１の表示内容が半導体製品の品種と適合しているか否
か判断しなければならないので、作業者が誤って半導体
製品の品種に不適切な種類のワイヤを選択しやすく、そ
の結果、製品不良を引き起こすおそれがある。例えば図
８（Ｃ）に示すように、配線間距離が大きく且つ各配線
同士が隣接している品種に、誤って直線性を保つことが
困難な細い線径のワイヤ１ｃを選択した場合には、配線
後のワイヤ１ｃ同士が接触しショートする等の製品不良
の発生を招いてしまう。
【０００９】特開昭６３ー６９２４２号公報に開示され
たワイヤボンディング装置では、スプールの交換作業が
自動的に行われるが、異なる種類のワイヤを適宜使用す
る場合には、作業者による確認作業を必要とし、ワイヤ
の種類と半導体製品との不適合による製品不良の発生は
起こり得る。
【００１０】上記問題点を防止するためには、ワイヤの
種類と半導体製品の品種との適合性の確認を慎重に行う
必要がある。しかし、ワイヤを肉眼によって観察して
も、添加物種類等の材料の差や直径２０〜３０μｍ程度
の線径の差を判別するのは困難である。また、確認作業
には判断基準となる専門的な知識を必要とし、これらの
知識を予め準備した対照表等の文書で補った場合でも、
半導体製品の少量・多品種生産化に伴いワイヤの種類を
交換する頻度が増加中である近年では、確認作業に関す
る作業者への負担が大きく、作業者に多大な労力と時間
を要することになる。
【００１１】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
であり、ワイヤの種類とボンディングすべき半導体製品
の品種との不適合による製品不良の発生を未然に防止し
半導体製品の信頼性を向上させると共に、ワイヤの種類
の変更に伴う作業負担および作業時間を軽減し生産性を
向上させ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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のワイヤボンディ
ング装置は、ワイヤを巻き付けたスプールと、そのスプ
ールからワイヤを送出するワイヤ送出機構と、前記スプ
ールに設けられ、ワイヤに関する情報が記録された情報
媒体と、前記ワイヤ送出機構に設けられ、前記情報媒体
に記録された情報を読み取る情報読み取り手段と、ボン
ディングすべき半導体製品に関する情報を記憶する記憶
手段と、前記情報読み取り手段により前記情報媒体から
読み取られたワイヤに関する情報と前記記憶手段に記憶
された半導体製品に関する情報とを比較し、適合してい
るか否かを判断する制御手段とを有することを特徴とす
るものである。
【００１３】本発明によれば、ワイヤ送出機構にスプー
ルを取り付け、ワイヤ送出機構に設けられた情報読み取
り手段により、スプールに設けられた情報媒体に記録さ
れたワイヤに関する情報を読み取り、その読み込んだ情
報が記憶手段に記憶された半導体製品に関する情報と適
合しているか否かを制御手段が自動的に判断する。従っ
て、作業者は適合性に関する判断ミスを容易に修正でき
るので、ワイヤの種類とボンディングすべき半導体製品
の品種との不適合による製品不良の発生を未然に防止で
きる。
【００１４】また、作業者はスプールをワイヤ送出機構
に取り付ける作業だけで、ワイヤの種類等の確認を容易
にできるので、ワイヤの種類の変更に伴う作業負担およ
び作業時間を軽減できる。
【００１５】情報媒体は、例えば、バーコード又は磁気
テープである。
【００１６】情報読み取り手段により情報媒体から読み
取られたワイヤに関する情報と記憶手段に記憶された半
導体製品に関する情報とが適合していないと制御手段が
判断した場合に警告を発する警告手段を有する場合に
は、作業者は適合性に関する判断ミスを容易に察知し修
正することができる。
【００１７】スプールは、ワイヤを外周に巻き付ける円
筒状の胴部を備え、ワイヤ送出機構は、スプールの胴部
の内面を保持し回転可能に取り付けられた保持アームを
備え、情報読み取り手段は、スプールが保持アームに保
持される状態の時に、情報媒体と向かい合う位置に設け
られるのが好ましい。
【００１８】ワイヤ送出機構に設けられ、情報媒体にワ
イヤの使用履歴等に関する情報を書き込む情報書き込み
手段を有してもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第
１の形態のワイヤボンディング装置を概略的に示す構成
図であり、図２は、本発明の第１の形態のワイヤボンデ
ィング装置におけるワイヤフィーダ及びスプールの詳細
な構成を示す斜視図である。
【００２０】図１に示すように、本発明の第１の形態の
ワイヤボンディング装置Ａは、脚部１６ａを備えた本体
１６と、ワイヤ１を巻き付けるスプール２と、そのスプ
ール２からワイヤ１を送出するワイヤフィーダ３と、直
交する水平２軸方向に移動可能なＸＹテーブル４と、Ｘ
Ｙテーブル４上に設けられたボンドヘッド５と、ボンド
ヘッド５に昇降可能に保持される中空状のツール６と、
を有する。
【００２１】ワイヤ１は、金或いは銅等の金属にベリリ
ウム等の微量の添加物を加えた材料からなる直径２０〜
３０μｍ程度の金属細線からなり、スプール２に５００
〜５０００ｍ程巻き付けられている。
【００２２】スプール２は、図２に示すように、内部に
貫通孔２ａが形成され外部にワイヤ１を巻き付ける円筒
状の胴部２ｂと、その胴部２ｂの端部に取り付けられる
側板２ｃとを備えている。スプール２の側板２ｃには、
ワイヤ１の種類を示す情報が記載されたバーコードラベ
ル１２が貼付されている。
【００２３】ワイヤフィーダ３には、スプール２の貫通
孔２ａの内面を脱着可能に保持する２本の保持アーム１
３と、保持アーム１３の基端部に取り付けられ、保持ア
ーム１３と共にスプール２を回転させる透明な樹脂素材
からなる円板状のバックプレート１４と、バックプレー
ト１４を透過するレーザー光線の送受信によりバーコー
ドラベル１２のパターン信号を読み取り情報化するバー
コードリーダー１５が設けられている。バーコードリー
ダー１５は、スプール２が保持アーム１３に保持される
状態の時に、バーコードラベル１２と向かい合う位置に
設けられる。
【００２４】本発明のワイヤボンディング装置Ａは、さ
らに、本体１６の内部に設けられ、ワイヤボンディング
動作を管理する制御機構１７を有する。この制御機構１
７は、現在のボンディング対象製品である半導体製品の
品種情報を記憶し、かつ品種交換の際には他の品種情報
への書き換えが可能なＲＡＭ１９と、ＲＡＭ１９に記憶
された品種情報に従いツール６の移動位置や加圧力等を
制御するＣＰＵ１８とから構成されている。なお、この
品種情報には、半導体製品の品種名称や配線位置座標及
び加圧力等の接続条件に関する情報に加え、この品種に
適合するワイヤの種類に関する情報も含まれている。ま
た本体１６の上部には、品種情報やボンディング異常時
の警告を表示するテレビモニタ２０が設けられている。
【００２５】次に、本発明のワイヤボンディング装置Ａ
の動作について図１乃至図３を参照して説明する。半導
体製品の品種交換に伴い、ワイヤ１の種類を変更する場
合には、先ず作業者がワイヤ１を巻き付けるスプール２
を、ワイヤフィーダ３に取り付ける。
【００２６】この作業の後に制御機構１７のＣＰＵ１８
は、バーコードリーダー１５によりバーコード信号の有
無を検出しながらワイヤフィーダ３を駆動してスプール
２を回転させ、スプール２に添付されたバーコードラベ
ル１２の位置は、バーコードリーダー１５の正面まで移
動する。
【００２７】次いで、ＣＰＵ１８は、バーコードリーダ
ー１５を用いてバーコードラベル１２に記載されたワイ
ヤ１の種類に関する情報を読みだし、ＲＡＭ１９に記憶
された半導体製品の品種情報に含まれる当品種に適合す
るワイヤ１の種類に関する情報との比較を行う。
【００２８】比較の結果、双方のワイヤ１の種類に関す
る情報に相違があると判断した場合には、ＣＰＵ１８は
テレビモニタ２０に作業者へワイヤ１の種類の変更を促
す警告を表示する。作業者は、テレビモニタ２０の表示
に基づいて、別のスプール２へ取り替える。
【００２９】双方のワイヤ１の種類に関する情報が一致
すると判断した場合には、通常通り、ワイヤボンディン
グ動作が行われる。すなわち、スプール２は、ワイヤフ
ィーダ３によって回転され、それによって、ワイヤ１は
ツール６の先端へ繰り出される。そして、ワイヤ１は、
ツール６の先端から導出され、半導体チップ上の電極パ
ッドと外部リード端子との間を、熱圧着方式や超音波圧
着法式等の接続技術により配線する。
【００３０】次に、本発明の第２の実施の形態について
図面を参照して説明する。図４は、本発明の第２の形態
のワイヤボンディング装置を概略的に示す構成図であ
り、図５は、本発明の第２の形態のワイヤボンディング
装置におけるワイヤフィーダ及びスプールの詳細な構成
を示す斜視図である。
【００３１】図５に示すように、本発明の第２の形態の
ワイヤボンディング装置Ｂでは、ワイヤ１が巻き付けら
れたスプール２の胴部２ｂの内面にワイヤ１の種類およ
び使用履歴を示す情報を記載した磁気テープ２１が添付
されている。また、スプール２を回転させることにより
ワイヤ１を繰り出すワイヤフィーダ３には、スプール２
を脱着可能に保持する機能を有する保持アーム１３と、
保持アーム１３と共にスプール２を回転するバックプレ
ート１４を備えており、更にバックプレート１４と保持
アーム１３の回転動作を妨げない位置には、磁気テープ
２１に対し情報の入出力を行う磁気ヘッド２２が固定さ
れている。
【００３２】さらに、図４に示すように、本発明のワイ
ヤボンディング装置Ｂでは、本体１６の内部に設けら
れ、ワイヤボンディング動作を管理する制御機構１７
は、現在のボンディング対象品種である半導体製品の品
種情報を記憶し且つ品種交換の際には他の品種情報への
書き換えが可能なＲＡＭ１９と、ＲＡＭ１９に記憶され
た品種情報に従いツール６の移動位置や加圧力等を制御
するＣＰＵ１８と、時計機能を有し時刻信号を発信する
クロックタイマー２３とにより構成されている。尚、こ
の品種情報には、この品種に適合するワイヤの種類に関
する情報が含まれている。
【００３３】また、本体１６の上部には、品種情報や警
告等を表示するテレビモニタ２０が設けられている。
【００３４】次に、本発明のワイヤボンディング装置Ｂ
の動作について図４〜図６を参照し説明する。本発明の
ワイヤボンディング装置Ｂでは、ワイヤ１をボンディン
グ動作に使用する毎に、制御機構１７のＣＰＵ１８が磁
気ヘッド２２を制御して、クロックタイマー２３からの
使用日時に関する信号を、スプール２に添付した磁気テ
ープ２１へワイヤ１の使用履歴に関する情報として書き
込む。
【００３５】半導体製品の品種交換に伴いワイヤの種類
を変更する場合には本発明のワイヤボンディング装置Ａ
の動作と同様に、作業者がスプール２をワイヤフィーダ
３へ取り付けた後に、制御機構１７のＣＰＵ１８がＲＡ
Ｍ１９に記憶した半導体製品の品種情報に含まれる当品
種へ適合するワイヤの種類に関する情報と、磁気ヘッド
２２を用いて磁気テープ２１より読み込んだワイヤ１の
種類に関する情報との比較を行い、比較の結果双方のワ
イヤの種類に相違があると判断した場合には、テレビモ
ニタ２０上にワイヤ１の種類の変更を促す警告を表示す
る。
【００３６】また、本発明のボンディング装置Ｂでは、
このワイヤ１の種類の適合性を判断する動作と同時に、
ＣＰＵ１８が磁気ヘッド２２を用いて磁気テープ２１に
記載されたワイヤ１の使用履歴に関する情報を読み取
り、テレビモニタ２０上に表示する。
【００３７】作業者はこのテレビモニタ２０上の表示を
確認することにより、ワイヤ１の使用履歴を容易に且つ
確実に管理することが可能となる。その結果、例えば長
期間使用した際に酸化の影響で配線不着等の製品不良を
招き易い銅等の材料から成るワイヤを使用する場合で
も、十分な管理ができるので、半導体製品の信頼性を向
上させることができる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、ワイヤ送出機構にスプ
ールを取り付け、ワイヤ送出機構に設けられた情報読み
取り手段により、スプールに設けられた情報媒体に記録
されたワイヤに関する情報を読み取り、その読み込んだ
情報が記憶手段に記憶された半導体製品に関する情報と
適合しているか否かを制御手段が自動的に判断する。従
って、作業者は適合性に関する判断ミスを容易に修正で
きるので、ワイヤの種類とボンディングすべき半導体製
品の品種との不適合による製品不良の発生を未然に防止
できる。その結果、半導体製品の信頼性を向上させるこ
とができる。
【００３９】また、作業者はスプールをワイヤ送出機構
に取り付ける作業だけで、ワイヤの種類等の確認を容易
にできるので、ワイヤの種類の変更に伴う作業負担およ
び作業時間を軽減できる。その結果、作業効率が改善さ
れワイヤボンディング装置の生産性を向上させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の形態のワイヤボンディング装置
を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の第１の形態のワイヤボンディング装置
におけるワイヤフィーダ及びスプールの詳細な構成を示
す斜視図である。
【図３】本発明の第１の形態のワイヤボンディング装置
の動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の形態のワイヤボンディング装置
を概略的に示す構成図である。
【図５】本発明の第２の形態のワイヤボンディング装置
におけるワイヤフィーダ及びスプールの詳細な構成を示
す斜視図である。
【図６】本発明の第２の形態のワイヤボンディング装置
の動作を示すフローチャートである。
【図７】従来のワイヤボンディング装置を示す斜視図で
ある。
【図８】半導体製品の品種に対するワイヤの種類の選択
方法の例を示す平面図である。
【図９】従来のワイヤボンディング装置におけるワイヤ
を交換する際の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
Ａ：本発明の第１の形態のワイヤボンディング装置 Ｂ：本発明の第２の形態のワイヤボンディング装置 １：ワイヤ ２：スプール ３：ワイヤフィーダ（ワイヤ送出機構） ４：ＸＹテーブル ５：ボンドヘッド ６：ツール ７：半導体チップ ８：電極パッド ９：外部リード端子 １０：ケース １１：ラベル １２：バーコードラベル（情報媒体） １３：保持アーム １４：バックプレート １５：バーコードリーダー（情報読み取り手段） １６：本体 １７：制御機構（制御手段） １８：ＣＰＵ １９：ＲＡＭ（記憶手段） ２０：テレビモニタ ２１：磁気テープ（情報媒体） ２２：磁気ヘッド（情報読み取り手段） ２３：クロックタイマー

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ワイヤを巻き付けたスプールと、そのスプ
    ールからワイヤを送出するワイヤ送出機構と、前記スプ
    ールに設けられ、ワイヤに関する情報が記録された情報
    媒体と、前記ワイヤ送出機構に設けられ、前記情報媒体
    に記録された情報を読み取る情報読み取り手段と、ボン
    ディングすべき半導体製品に関する情報を記憶する記憶
    手段と、前記情報読み取り手段により前記情報媒体から
    読み取られたワイヤに関する情報と前記記憶手段に記憶
    された半導体製品に関する情報とを比較し、適合してい
    るか否かを判断する制御手段とを有することを特徴とす
    るワイヤボンディング装置。
  2. 【請求項２】前記情報媒体は、バーコードであることを
    特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
  3. 【請求項３】前記情報媒体は、磁気テープであることを
    特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
  4. 【請求項４】前記情報読み取り手段により前記情報媒体
    から読み取られたワイヤに関する情報と前記記憶手段に
    記憶された半導体製品に関する情報とが適合していない
    と前記制御手段が判断した場合に警告を発する警告手段
    を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１
    つの項に記載のワイヤボンディング装置。
  5. 【請求項５】前記スプールは、ワイヤを外周に巻き付け
    る円筒状の胴部を備え、 前記ワイヤ送出機構は、前記スプールの胴部の内面を保
    持し回転可能に取り付けられた保持アームを備え、 前記情報読み取り手段は、前記スプールが前記保持アー
    ムに保持される状態の時に、情報媒体と向かい合う位置
    に設けられる、 ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの項に
    記載のワイヤボンディング装置。
  6. 【請求項６】前記ワイヤ送出機構に設けられ、前記情報
    媒体にワイヤに関する情報を書き込む情報書き込み手段
    を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１
    つの項に記載のワイヤボンディング装置。
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