JPH1070149A - Method and apparatus for wire bonding - Google Patents

Method and apparatus for wire bonding

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JPH1070149A
JPH1070149A JP9218805A JP21880597A JPH1070149A JP H1070149 A JPH1070149 A JP H1070149A JP 9218805 A JP9218805 A JP 9218805A JP 21880597 A JP21880597 A JP 21880597A JP H1070149 A JPH1070149 A JP H1070149A
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bonding tool
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雪治 秋山
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Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To secure the reliability of a connection with a covered wire at a second position. SOLUTION: An energizing force is applied to a covered wire B in a direction approximately vertical to the axis core of this covered wire, during an interval from its leaving a wire spool 12 to its reaching a bonding tool 10, and a tensile strength is applied by the energizing force applied, in the opposite direction to that at a specified side to be bonded. At a part where this energizing force is applied, the covered wire 13 is recognized, and the state of sagging of the covered wire 13 is detected, and the rotation of the wire spool 12 is controlled is as to make the sagging always constant by the detected result. On the occasion of a ball-forming discharge to the tip of the covered wire 13 and a covered film removing discharge to a second joining scheduled region, a gas is blown against the electrode surface of a discharging electrode from an air blowing nozzle 16.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤボンディン
グ技術に関し、特に被覆ワイヤを用いた半導体集積回路
装置の組立におけるワイヤボンディング工程に適用して
有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonding technique, and more particularly to a technique effective when applied to a wire bonding step in assembling a semiconductor integrated circuit device using a covered wire.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の製造における組立
工程では、所定の集積回路が形成された半導体ペレット
上に設けられた多数の外部接続電極と、実装時に外部接
続端子として機能する複数のリードとを接続する方法と
して、両者の間に導電性の金属線を架設するワイヤボン
ディング技術が知られている。
2. Description of the Related Art In an assembly process in the manufacture of a semiconductor integrated circuit device, a large number of external connection electrodes provided on a semiconductor pellet on which a predetermined integrated circuit is formed, and a plurality of leads functioning as external connection terminals during mounting. Is known as a method for connecting the two.

【0003】一方、近年における半導体集積回路装置へ
の一層の高集積化および小形化などの要請に呼応して、
接続すべき外部接続電極の密度が飛躍的に増大しつつあ
り、これに伴ってボンディングワイヤの間隔および線径
は微細化の一途をたどっており、ボンディングワイヤ相
互の短絡やボンディングワイヤの剛性の低下によるワイ
ヤループ異常等の問題を生じてきている。
On the other hand, in response to recent demands for higher integration and miniaturization of semiconductor integrated circuit devices,
The density of external connection electrodes to be connected is increasing dramatically, and the spacing and wire diameter of bonding wires are steadily becoming smaller, resulting in short-circuiting between bonding wires and reduction in bonding wire rigidity. This causes problems such as abnormal wire loops.

【0004】上記のような現象に対処すべく、金属から
なる芯線に絶縁被覆を施した被覆ワイヤを用いたワイヤ
ボンディング技術が知られている。
In order to cope with the above-mentioned phenomena, there is known a wire bonding technique using a covered wire in which a core wire made of metal is coated with an insulating material.

【0005】しかし、キャピラリ等のボンディング工具
に挿通されたワイヤの先端部を溶融させてボール状に形
成してボンディングを行う周知のボールボンディング技
術では、リード側でのボンディングは絶縁被覆されたワ
イヤの側面をリード表面に対して押圧して行うため、接
合強度の低下や電気抵抗の増大等のボンディング信頼性
の低下が懸念される。
However, in a known ball bonding technique in which the tip of a wire inserted into a bonding tool such as a capillary is melted and formed into a ball shape for bonding, bonding on the lead side is performed by using an insulated wire. Since the pressing is performed by pressing the side surface against the lead surface, there is a concern that bonding reliability may decrease such as a decrease in bonding strength or an increase in electric resistance.

【0006】以上の観点から、特開昭62−14042
8号公報および特開昭62−104127号公報におい
て、被覆ワイヤを用いたワイヤボンディング、特にリー
ド側へのボンディングについての改良案が開示されてい
る。
In view of the above, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-14042
No. 8 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-104127 disclose an improved proposal for wire bonding using a covered wire, particularly bonding to the lead side.

【0007】前者は、被覆ワイヤのリード側へのボンデ
ィング動作に際して、ボンディング工具による押圧力を
多段階に増大させることにより、被覆ワイヤの芯線とリ
ードとの間に介在する絶縁性の被覆膜を排除して接合部
の信頼性を確保しようとするものである。
[0007] In the former, the pressing force of the bonding tool is increased in multiple stages during the bonding operation of the coated wire to the lead side, so that the insulating coating film interposed between the core wire of the coated wire and the lead is formed. It is intended to ensure the reliability of the joint by eliminating it.

【0008】後者は、ボンディング工具の加熱と、ボン
ディング工具への超音波の加振を併用することにより被
覆膜を排除するものである。
In the latter method, the coating film is eliminated by using both the heating of the bonding tool and the application of ultrasonic waves to the bonding tool.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のいず
れの技術によっても、被覆ワイヤのリード側へのボンデ
ィングに際して、被覆膜を接合部に介在させたままの状
態でボンディングを開始する点において変わりなく、上
記被覆膜が熱変性するなどして生じた異物が芯線とリー
ドとの間に残存してボンディング部における接合強度の
劣化や電気抵抗の増大の原因となることが懸念され、ボ
ンディング信頼性を向上させることは難しかった。
However, any of the above techniques is different in that the bonding is started with the coating film interposed in the joint when bonding the coated wire to the lead side. However, there is a concern that foreign matter generated due to thermal denaturation of the coating film and the like may remain between the core wire and the lead and cause deterioration of bonding strength at the bonding portion and increase in electric resistance. It was difficult to improve the sex.

【0010】さらに、上記両技術においては、被覆ワイ
ヤの芯線とボンディング工具との間に被覆膜が介在した
状態でボンディングが行われるため、ボンディング荷重
や加熱等によってワイヤから剥離した被覆膜片や異物が
ボンディング工具のワイヤ挿通部に入り込んでこれを汚
染し、被覆ワイヤの円滑な繰り出しや引込操作を阻害す
る要因となり、安定したボンディング作業の実現を困難
にしていた。
Furthermore, in both of the above techniques, since bonding is performed in a state in which the coating film is interposed between the core wire of the coated wire and the bonding tool, pieces of the coating film peeled off from the wire by a bonding load, heating, or the like. Foreign matter enters the wire insertion portion of the bonding tool and contaminates the wire, which hinders smooth feeding and drawing of the coated wire, making it difficult to realize a stable bonding operation.

【0011】本発明は、上記課題に着目してなされたも
のであり、その目的は下記の通りである。
The present invention has been made in view of the above problems, and has the following objects.

【0012】すなわち第1の目的は、被覆ワイヤと第2
の位置における接合信頼性の確保に際して、装置構成を
複雑化することなくこれを実現できる技術を提供するこ
とにある。
[0012] That is, the first object is to cover the coated wire and the second wire.
It is an object of the present invention to provide a technique capable of realizing the joining reliability at the position without complicating the device configuration.

【0013】第2の目的は、被覆ワイヤを構成する被覆
膜に起因するボンディング工具の汚染を防止して、安定
したボンディング作業を可能にする技術を提供すること
にある。
A second object of the present invention is to provide a technique for preventing contamination of a bonding tool caused by a coating film constituting a coating wire and enabling a stable bonding operation.

【0014】第3の目的は、ワイヤの繰り出しおよび引
き込み動作を安定して行うことのできる技術を提供する
ことにある。
A third object of the present invention is to provide a technique capable of stably performing the wire drawing and drawing operations.

【0015】第4の目的は、ボンディングボールの形成
の際に、常に安定したボール形成を可能とする技術を提
供することにある。
A fourth object of the present invention is to provide a technique which enables a stable ball formation at the time of forming a bonding ball.

【0016】本発明の上記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば、概
ね次のとおりである。
The outline of a typical invention disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0018】本発明は、スプールに巻回されボンディン
グ工具から繰り出される被覆ワイヤの先端部と放電電極
との間で放電を行わせ、その放電エネルギによって前記
被覆ワイヤの先端にボールを形成し、このボールを前記
ボンディング工具によって第1の位置に押圧して接合す
る工程と、第1および第2の位置情報に基づいて算出さ
れる所要の長さだけ前記被覆ワイヤを前記ボンディング
工具の先端部から突き出し、前記被覆ワイヤにおける第
2の接合予定部位で前記被覆ワイヤの芯線と前記放電電
極との間で前記被覆膜を介して放電を行わせ、その際の
放電エネルギによって予め前記被覆膜の一部を除去して
芯線の露出部を形成する工程と、前記ボンディング工具
から繰り出された前記被覆ワイヤの前記露出部を第2の
位置に接合する工程と、前記スプールから前記ボンディ
ング工具に至る間に前記被覆ワイヤに、この被覆ワイヤ
の軸芯方向とほぼ垂直方向に加えられる付勢力によって
所定のボンディング部位とは逆方向に張力を加えられる
工程と、この付勢力の印加がなされる部分で前記被覆ワ
イヤを認識することによって前記被覆ワイヤのたるみ状
態を検出する工程と、該検出結果よりたるみが常に一定
となるように前記スプールの回転を制御する工程とを有
することを特徴とする。
According to the present invention, a discharge is generated between a tip of a covered wire wound around a spool and fed from a bonding tool and a discharge electrode, and a ball is formed at the tip of the covered wire by the discharge energy. Pressing the ball to a first position with the bonding tool to join the ball, and projecting the covered wire from the tip of the bonding tool by a required length calculated based on the first and second position information. A discharge is performed between the core wire of the covered wire and the discharge electrode via the covering film at a second joint planned portion of the covered wire, and the discharge energy at that time preliminarily reduces one of the covering films. Removing the portion to form an exposed portion of the core wire, and joining the exposed portion of the covered wire unreeled from the bonding tool to a second position. A step of applying tension to the covered wire in a direction opposite to a predetermined bonding site by an urging force applied in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the covered wire from the spool to the bonding tool; A step of detecting the slack state of the coated wire by recognizing the coated wire at a portion where the urging force is applied, and a step of controlling the rotation of the spool so that the slack is always constant based on the detection result. And characterized in that:

【0019】また、本発明は、前記スプールから前記ボ
ンディング工具に至るワイヤ経路の両側方に配置された
一対のエアー吹付板の間に気体を供給して、前記被覆ワ
イヤにこの被覆ワイヤの軸芯方向とほぼ垂直方向に加え
られる付勢力によって前記所定のボンディング部位とは
逆方向に張力を加えられる工程と、前記エアー吹付板に
それぞれ設けられ、前記被覆ワイヤに光を照射する発光
部材、および前記被覆ワイヤからの反射光を受光する受
光部材とを有する検出手段により前記被覆ワイヤのたる
み状態を検出する工程と、該検出結果よりたるみが常に
一定となるように前記スプールの回転を制御する工程と
を有することを特徴とする。
Further, according to the present invention, gas is supplied between a pair of air blowing plates disposed on both sides of a wire path from the spool to the bonding tool, and the sheath wire is supplied to the sheath wire in the axial direction of the sheath wire. A step of applying a tension in a direction opposite to the predetermined bonding portion by a biasing force applied in a substantially vertical direction, a light emitting member provided on the air spray plate and irradiating light to the covering wire, and the covering wire Detecting the slack state of the covered wire by a detecting means having a light receiving member for receiving the reflected light from the controller, and controlling the rotation of the spool so that the slack is always constant based on the detection result. It is characterized by the following.

【0020】さらに、本発明は、前記被覆ワイヤにおけ
る第1の接合予定部位へのボール形成用放電および前記
第2の接合予定部位への被覆膜除去用放電の際に、前記
放電電極の電極面に気体を吹き付ける工程とを有するこ
とを特徴とする。
Further, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: providing a discharge for forming a ball to a first bonding site and a discharging for removing a coating film to the second bonding site in the coated wire; Spraying a gas onto the surface.

【0021】本発明にあっては、前記被覆ワイヤを常に
一定のたるみ状態に維持することができ、前記ボンディ
ング工具の上方において被覆ワイヤの引張力にばらつき
を生じさせることなく、常に安定したボンディング作業
が可能となる。
According to the present invention, the covered wire can be always maintained in a constant slack state, and a stable bonding operation can be performed without causing a variation in the tensile force of the covered wire above the bonding tool. Becomes possible.

【0022】また、放電の際に前記放電電極の電極面に
気体を吹き付けるようにしたので、被覆膜の熱分解ガス
等による汚染の発生を防止することができる。
Further, since a gas is blown to the electrode surface of the discharge electrode at the time of discharge, it is possible to prevent the coating film from being contaminated by a pyrolysis gas or the like.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】まず、図1を用いて本発明の一実
施の形態であるワイヤボンディング装置について説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

【0024】架台1の上にはボンディングステージ2が
同図の手前方向に長手方向を持つように配置されてい
る。
A bonding stage 2 is arranged on the gantry 1 so as to have a longitudinal direction in the front direction in FIG.

【0025】このボンディングステージ2の上部には取
付部材としてのリードフレーム4が載置されている。こ
のリードフレーム4は、その中央に形成されたタブ4a
上に半導体チップ3が図示しない樹脂ペースト等の導電
性接着剤により固定されており、上記ボンディングステ
ージ2の内部に設けられたヒータ2aによって所定の温
度条件に高められる構造となっている。
A lead frame 4 is mounted on the bonding stage 2 as a mounting member. The lead frame 4 has a tab 4a formed in the center thereof.
The semiconductor chip 3 is fixed thereon by a conductive adhesive such as a resin paste (not shown), and has a structure in which the temperature is increased to a predetermined temperature condition by a heater 2 a provided inside the bonding stage 2.

【0026】さらに上記架台1の上において、上記ボン
ディングステージ2の側方部には、水平平面内において
移動可能なXYテーブル5が配置されている。このXY
テーブル5の上部には、一端を上記ボンディングステー
ジ2の上方に位置させた姿勢のボンディングヘッド6が
軸支点7を介して鉛直面内で揺動可能に軸支されてい
る。上記ボンディングヘッド6の他端側は、XYテーブ
ル5に固定されたリニアモータ8によって上下方向に移
動制御が可能に構成されている。
Further, an XY table 5 movable on a horizontal plane is disposed on the side of the bonding stage 2 on the gantry 1. This XY
Above the table 5, a bonding head 6 having one end positioned above the bonding stage 2 is pivotally supported via a pivot 7 in a vertical plane. The other end of the bonding head 6 is configured to be movable in the vertical direction by a linear motor 8 fixed to the XY table 5.

【0027】上記ボンディングヘッド6のボンディング
ステージ2の側の端部には、ボンディングアーム9が水
平方向に支持されており、上記ボンディングステージ2
の直上に位置する先端部には、ボンディング工具として
のルビーあるいはセラミック等で構成されたボンディン
グ工具としてのキャピラリ10が装着されている。この
キャピラリ10は、軸方向に貫通して形成された図示し
ないワイヤ挿通孔をほぼ垂直にした姿勢で固定されてい
る。
At the end of the bonding head 6 on the side of the bonding stage 2, a bonding arm 9 is supported in the horizontal direction.
A capillary 10 as a bonding tool made of ruby, ceramic, or the like is mounted at a tip portion located immediately above the bonding tool. The capillary 10 is fixed in a posture in which a wire insertion hole (not shown) formed to penetrate in the axial direction is substantially vertical.

【0028】上記キャピラリ10の図示しないワイヤ挿
通孔には、ワイヤスプール12から供給された被覆ワイ
ヤ13が、ワイヤテンション部22、ワイヤガイド2
1、第2クランパ15および第1クランパ14を経て挿
通されている。
The sheath wire 13 supplied from the wire spool 12 is inserted into a wire insertion hole (not shown) of the capillary 10 with a wire tension portion 22 and a wire guide 2.
1, the second clamper 15 and the first clamper 14 are inserted.

【0029】一方、ボンディングアーム9の基端側に
は、ピエゾ素子等で構成された超音波発振器11が配置
されており、ボンディングアーム9の先端に固定された
キャピラリ10に対して例えば60kHz程度で振幅0.5
μm〜2.0μm程度の超音波振動を随時印加することが
可能となっている。
On the other hand, an ultrasonic oscillator 11 composed of a piezo element or the like is arranged on the base end side of the bonding arm 9, for example, at about 60 kHz with respect to the capillary 10 fixed to the tip end of the bonding arm 9. 0.5 amplitude
Ultrasonic vibration of about μm to 2.0 μm can be applied at any time.

【0030】上記に説明したボンディングヘッド6は、
図示しないCPUおよび記憶装置を内蔵した制御部20
によって制御される構造となっており、このような制御
方法としては、例えば上記ボンディングヘッド6の動作
を検出する図示しない速度検出手段と、位置検出手段と
の出力信号に基づいてリニアモータ8の駆動電圧をサー
ボコントロールすることにより行うものである。さら
に、半導体チップ3およびリードフレーム4上での接合
時の接合荷重については、同一のリニアモータ8の駆動
電流を制御することによって行われる。
The bonding head 6 described above is
Control unit 20 incorporating CPU and storage device (not shown)
Such a control method includes, for example, driving of the linear motor 8 based on output signals from a speed detecting means (not shown) for detecting the operation of the bonding head 6 and a position detecting means. This is performed by servo-controlling the voltage. Furthermore, the joining load at the time of joining on the semiconductor chip 3 and the lead frame 4 is controlled by controlling the drive current of the same linear motor 8.

【0031】また、上記ボンディングヘッド6の上方に
は、XYテーブル5に固定された認識装置19が配置さ
れている。この認識装置19は、例えばTVカメラ等で
構成されており、半導体チップ3とリードフレーム4の
ボンディング位置を検出する機能を有している。すなわ
ち、認識装置19による撮像情報に基づいて制御部20
は、半導体チップ3の検出点とリードフレーム4上の検
出点との間を被覆ワイヤ13で連続的に接合・配線する
ようにボンディングヘッド6に対して指示する構成とな
っている。
A recognition device 19 fixed to the XY table 5 is disposed above the bonding head 6. The recognition device 19 is configured by, for example, a TV camera or the like, and has a function of detecting a bonding position between the semiconductor chip 3 and the lead frame 4. That is, the control unit 20 based on the imaging information by the recognition device 19
Is configured to instruct the bonding head 6 to continuously bond and wire between the detection point of the semiconductor chip 3 and the detection point on the lead frame 4 with the covering wire 13.

【0032】ここで、被覆ワイヤ13について簡単に説
明すると、導電体である芯線13aと、その周囲に被着
された電気絶縁性を有する高分子樹脂材からなる被覆膜
13bによって構成されている。芯線13aは、例えば
直径20〜50μmの金(Au)線が考えられ、望まし
くは直径25〜32μm程度が好ましい。被覆膜13b
は、例えばポリウレタン、ポリエステル、ポリアミドイ
ミド、ポリエステルイミドあるいはナイロン等の分子材
料が考えられ、好ましくは上記ポリウレタンまたはこれ
を耐熱化処理した耐熱ポリウレタン等が望ましい。ま
た、被覆の膜厚は、0.2μm〜5.0μm程度のものが考
えられるが、望ましくは0.5〜2.0μm程度のものが好
ましい。このような被覆膜13bの塗布方法は、上記樹
脂材料を例えば5〜20%の濃度に溶媒で希釈した溶液
に、芯線13aを浸漬した後、加熱乾燥する方法が考え
られ、この時に発生するピンホールを抑制するために複
数回の塗布および乾燥を繰り返すことが望ましい。具体
的には、5〜15回の塗布・乾燥を繰り返すことにより
ピンホールの発生は著しく低減できた。
Here, the covering wire 13 will be briefly described. The covering wire 13 is constituted by a core wire 13a which is a conductor, and a covering film 13b made of a polymer resin material having electrical insulation and attached around the core wire 13a. . The core wire 13a may be, for example, a gold (Au) wire having a diameter of 20 to 50 μm, and preferably has a diameter of about 25 to 32 μm. Coating film 13b
For example, a molecular material such as polyurethane, polyester, polyamide imide, polyester imide or nylon can be considered. Preferably, the above-mentioned polyurethane or a heat-resistant polyurethane obtained by heat-treating the above-mentioned polyurethane is desirable. The thickness of the coating may be about 0.2 μm to 5.0 μm, and preferably about 0.5 to 2.0 μm. As a method for applying the coating film 13b, a method in which the core wire 13a is immersed in a solution obtained by diluting the resin material with a solvent to a concentration of, for example, 5 to 20%, and then dried by heating is considered. It is desirable to repeat application and drying a plurality of times in order to suppress pinholes. Specifically, the occurrence of pinholes was significantly reduced by repeating coating and drying 5 to 15 times.

【0033】このような被覆ワイヤ13は、ワイヤスプ
ール12において例えば100〜1000m程度巻回さ
れ、その芯線13aの基端部13h(一端)はワイヤス
プール12の導電部に接続されている。このワイヤスプ
ール12は、スプールホルダ25に対して電気的に接続
されており、このスプールホルダ25を経由して放電電
源回路18に接続されている。
The coated wire 13 is wound around the wire spool 12 by, for example, about 100 to 1000 m, and the base end 13 h (one end) of the core wire 13 a is connected to the conductive portion of the wire spool 12. The wire spool 12 is electrically connected to a spool holder 25, and is connected to a discharge power circuit 18 via the spool holder 25.

【0034】図14は、上記ワイヤスプール12の構造
をさらに詳しく示したものである。ワイヤスプール12
は、アルミニウム(Al)等の導電性金属で構成されて
おり、ここで被覆ワイヤ13の基端部13hは被覆膜1
3bが除去されている。この時の除去手段としては、図
示しないガスバーナー等で被覆膜13bを加熱して熱分
解除去すればよい。またこの時に芯線13a自体をも加
熱して、芯線13aの基端部にボールを形成してもよ
い。また、電気的な接続信頼性を高めるために、芯線1
3aの途中部分においてボールを複数個形成するように
してもよい。このようにして、芯線13aを露出させた
基端部は、接着テープ等でワイヤスプール12の端部に
固定される。以上のようにして、被覆ワイヤ13の芯線
13aにおける基端部13hの電位とワイヤスプール1
2の電位とを同一にすることができる。
FIG. 14 shows the structure of the wire spool 12 in more detail. Wire spool 12
Is made of a conductive metal such as aluminum (Al). Here, the base end 13h of the covered wire 13 is
3b has been removed. As the removing means at this time, the coating film 13b may be thermally decomposed and removed by heating with a gas burner (not shown) or the like. At this time, the core wire 13a itself may be heated to form a ball at the base end of the core wire 13a. Also, in order to improve the electrical connection reliability, the core wire 1
A plurality of balls may be formed in the middle of 3a. In this manner, the base end where the core wire 13a is exposed is fixed to the end of the wire spool 12 with an adhesive tape or the like. As described above, the electric potential of the base end 13h of the core wire 13a of the covered wire 13 and the wire spool 1
2 can be made the same as the potential.

【0035】図15は上記ワイヤスプール12の取付構
造を示している。すなわち、上記ワイヤスプール12
は、スプールホルダ25に取付けられ、さらに固定のた
めに、スプール固定部252によって該スプールホルダ
25に対して固定されている。上記スプールホルダ25
は、架台1に固定されたL字状の保持部254によって
保持された回転モータ26からの回転軸26aと連結さ
れており、スプールホルダ25とともにワイヤスプール
12が回転制御可能とされている。
FIG. 15 shows the mounting structure of the wire spool 12. As shown in FIG. That is, the wire spool 12
Is fixed to the spool holder 25 by a spool fixing portion 252 for further fixing. The spool holder 25
Is connected to a rotating shaft 26a from a rotating motor 26 held by an L-shaped holding portion 254 fixed to the gantry 1, so that the rotation of the wire spool 12 together with the spool holder 25 can be controlled.

【0036】上記保持部254に設けられた電極端子2
55には、例えばL字状の板ばね253の後端が固定さ
れており、該板ばね253の先端はスプールホルダ25
を回転軸26aの軸外方に付勢している。なお、上記電
極端子255は前述の放電電源回路18のグランド(G
ND)側と接続されている。
The electrode terminal 2 provided on the holding portion 254
For example, the rear end of an L-shaped leaf spring 253 is fixed to 55, and the distal end of the leaf spring 253 is attached to the spool holder 25.
Is urged outward from the rotation shaft 26a. The electrode terminal 255 is connected to the ground (G
ND) side.

【0037】このように、図15に示す構成とすること
によって、被覆ワイヤ13の芯線13aは、ワイヤスプ
ール12、スプールホルダ25、板ばね253および電
極端子255を経て放電電源回路18のGND電位と同
電位となるようにされている。上記ワイヤスプール12
より供給された被覆ワイヤ13は、ワイヤテンション部
22において所定の張力付加ならびに検出が行われる。
As described above, with the configuration shown in FIG. 15, the core wire 13a of the covering wire 13 is connected to the GND potential of the discharge power supply circuit 18 via the wire spool 12, the spool holder 25, the plate spring 253, and the electrode terminal 255. The same potential is set. The wire spool 12
The supplied wire 13 is subjected to predetermined tension application and detection in the wire tension unit 22.

【0038】次に、図12によって上記ワイヤテンショ
ン部22の構造について説明する。ワイヤテンション部
22は、保持部22dによって所定間隔で保持された一
対のエア吹付板22a,22aを有しており、この対向
空間にはエア供給口23より供給される供給ガスが所定
流圧で通過する構造となっている。被覆ワイヤ13は、
上記対向空間をエア吹付板22a,22aの長手方向と
はほぼ垂直方向に挿通されており、上記供給ガスの流圧
によってエア供給口23とは反対方向に付勢され、被覆
ワイヤ13に対して所定の張力が働く構造となってい
る。
Next, the structure of the wire tension portion 22 will be described with reference to FIG. The wire tension portion 22 has a pair of air blowing plates 22a, 22a held at predetermined intervals by a holding portion 22d. In this opposed space, a supply gas supplied from an air supply port 23 is supplied at a predetermined flow pressure. It has a structure to pass through. The covering wire 13
The opposed space is inserted in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the air blowing plates 22a, 22a, and is urged in a direction opposite to the air supply port 23 by the flow pressure of the supply gas, so as to be applied to the covering wire 13. The structure is such that a predetermined tension acts.

【0039】上記一方のエア吹付板22aの主面には、
互いの対向方向に円形状の検出孔22bが開設されてい
る。この検出孔22bには、光検出手段としての反射式
の光ファイバセンサ24の先端が挿入されている。
On the main surface of the one air blowing plate 22a,
Circular detection holes 22b are opened in the directions facing each other. The tip of a reflection type optical fiber sensor 24 as a light detecting means is inserted into the detection hole 22b.

【0040】図13は、上記ワイヤテンション部22に
おけるワイヤ検出機構をさらに詳しく説明した断面図で
ある。
FIG. 13 is a sectional view illustrating the wire detecting mechanism in the wire tension section 22 in more detail.

【0041】同図において、光ファイバセンサ24は、
発光用ファイバ141aと受光用ファイバ141bとで
構成されている。上記両ファイバ141a,141b
は、ともに同一構造の光ファイバケーブル24aで構成
されている。発光用ファイバ141aは、図示しないL
ED等の発光源と接続されており、一方、受光用ファイ
バ141bはフォトトランジスタ等の受光素子と接続さ
れている。したがって、発光用ファイバ141aの先端
より放光された検出光は被覆ワイヤ13の周面で反射さ
れ、その反射光が受光用ファイバ141bによって検出
される構成となっている。
In the figure, an optical fiber sensor 24 is
It is composed of a light emitting fiber 141a and a light receiving fiber 141b. Both fibers 141a, 141b
Are composed of optical fiber cables 24a having the same structure. The light emitting fiber 141a is an L (not shown).
The light receiving fiber 141b is connected to a light receiving element such as a phototransistor. Therefore, the detection light emitted from the tip of the light emitting fiber 141a is reflected on the peripheral surface of the covering wire 13, and the reflected light is detected by the light receiving fiber 141b.

【0042】なお、この時に光ファイバセンサ24の先
端から対向側のエア吹付板22aの内端面までの距離を
δ1、光ファイバセンサ24の先端からこれに近い側の
エア吹付板22aの内端面までの距離をδ2、エア吹付
板22a,22a間の対向面間の距離をδ3、光ファイ
バセンサ24の先端から対向側のエア吹付板22aの外
端面までの距離をδ4とし、例えばδ1=0.4mm、δ2
=0.1mm、δ3=0.3mmとし、さらにδ5≧2δ4tan
30゜とすることによって、直径15μm程度までの小
径の被覆ワイヤ13の検出が可能となる。
At this time, the distance from the tip of the optical fiber sensor 24 to the inner end face of the air blast plate 22a on the opposite side is δ1, and the distance from the tip of the optical fiber sensor 24 to the inner end face of the air blast plate 22a closer to this. Is δ2, the distance between the opposing surfaces between the air blowing plates 22a, 22a is δ3, and the distance from the tip of the optical fiber sensor 24 to the outer end surface of the air blowing plate 22a on the opposite side is δ4, for example, δ1 = 0. 4mm, δ2
= 0.1 mm, δ3 = 0.3 mm, and δ5 ≧ 2δ4tan
By setting the angle to 30 °, it is possible to detect the covered wire 13 having a small diameter of up to about 15 μm.

【0043】上記に述べた数値はあくまでも一例であ
り、ワイヤ径、光ファイバケーブル24aの光伝達特性
およびファイバ径等によって適宜に変更可能である。要
は、被覆ワイヤ13の検出が可能な範囲であればよい。
The numerical values described above are merely examples, and can be appropriately changed according to the wire diameter, the light transmission characteristics of the optical fiber cable 24a, the fiber diameter, and the like. In short, it is only necessary to be in a range where the covered wire 13 can be detected.

【0044】なお、光ファイバセンサ24の対向側に設
けられたδ5の径を有する孔22cは、発光用ファイバ
141aから放光された検出光が対向側のエア吹付板2
2aの内面で反射して、光ファイバセンサ24を誤動作
させることを防止するために開設されたものである。し
たがって、このような孔22cを設けるかわりに、エア
吹付板22aの内面を黒色処理して検出光を吸収させ、
反射光を生じさせないようにしてもよい。
The hole 22c having a diameter of δ5 provided on the opposite side of the optical fiber sensor 24 is provided with the detection light emitted from the light-emitting fiber 141a so that the detection light emitted from the light-emitting fiber 141a faces the air blowing plate 2 on the opposite side.
The optical fiber sensor 24 is opened to prevent the optical fiber sensor 24 from malfunctioning by being reflected on the inner surface of the optical fiber 2a. Therefore, instead of providing such holes 22c, the inner surface of the air blowing plate 22a is blackened to absorb the detection light,
The reflected light may not be generated.

【0045】さらに、発光用ファイバ141aと受光用
ファイバ141bとを別方向から被覆ワイヤ13に対し
て臨む配置としてもよい。
Further, the light emitting fiber 141a and the light receiving fiber 141b may be arranged so as to face the covering wire 13 from different directions.

【0046】上記構造のワイヤテンション部22におい
て、被覆ワイヤ13は、エア吹付板22a,22a間に
供給される供給ガスの流圧によって常に一定の張力が与
えられる。この供給ガスとしてはフィルタ等を通過させ
て浄化された大気、すなわちエアを用いることが可能
で、流量としては毎分5〜20リットル程度とすること
が望ましい。すなわち、これ以下の流量では第1クラン
パ14と第2クランパ15の間に被覆ワイヤ13のたる
みを生じてしまうため、被覆ワイヤ13の適正な制御が
困難となるためである。一方、これ以上の流量では上方
への引張力が強くなりすぎ、適正なワイヤループの確保
が困難となるばかりか、第2ボンディング時に正確なテ
ールカットが難しくなり、被覆ワイヤ13の切断等の不
都合を生じる可能性があるためである。
In the wire tension portion 22 having the above structure, the coating wire 13 is always given a constant tension by the flow pressure of the supply gas supplied between the air blowing plates 22a. As the supply gas, air purified by passing through a filter or the like, that is, air can be used, and the flow rate is desirably about 5 to 20 liters per minute. That is, if the flow rate is lower than this, the slack of the covering wire 13 occurs between the first clamper 14 and the second clamper 15, so that it is difficult to appropriately control the covering wire 13. On the other hand, if the flow rate is higher than this, the upward pulling force becomes too strong, which makes it difficult not only to secure an appropriate wire loop, but also to make it difficult to make an accurate tail cut at the time of the second bonding, and to cause inconvenience such as cutting of the coated wire 13. This is because there is a possibility of causing.

【0047】また、ワイヤテンション部22において
は、上記で説明した光ファイバセンサ24によって常に
被覆ワイヤ13のたるみ状態が監視されている。すなわ
ち、光ファイバセンサ24によって被覆ワイヤ13から
の反射光が検出されると、たるみ状態が一定値以下、す
なわち緊張状態になったものとして、これを検出してス
プールホルダ25に連結されている回転モータ26が所
定量だけ回転され、ワイヤスプール12より被覆ワイヤ
13が所定長だけ送り出される構造となっている。した
がって、被覆ワイヤ13は、ワイヤガイド21の上方に
おいて、常に一定のたるみ状態を維持されている。
In the wire tension section 22, the slack state of the covering wire 13 is constantly monitored by the optical fiber sensor 24 described above. That is, when the optical fiber sensor 24 detects the reflected light from the coated wire 13, it is determined that the slack state is equal to or less than a certain value, that is, a tension state, and the rotation is connected to the spool holder 25. The motor 26 is rotated by a predetermined amount, and the coated wire 13 is sent out from the wire spool 12 by a predetermined length. Therefore, the covering wire 13 always maintains a constant slack state above the wire guide 21.

【0048】このエア供給手段と一体化されたワイヤテ
ンション部22によって、被覆ワイヤ13に対する引張
力の印加と被覆ワイヤ13の検出とが同位置でかつ同時
に行うことができるため、ワイヤスプール12の回転制
御を適切に制御でき、被覆ワイヤ13を常に一定のたる
み状態に維持することができる。このため、キャピラリ
10の上方において引張力にばらつきを生じることな
く、常に安定したボンディング作業が可能となる。
By the wire tension portion 22 integrated with the air supply means, the application of the tensile force to the covering wire 13 and the detection of the covering wire 13 can be performed at the same position and at the same time. The control can be appropriately performed, and the covering wire 13 can be always maintained in a constant slack state. Therefore, a stable bonding operation can always be performed without causing a variation in the tensile force above the capillary 10.

【0049】また、光ファイバセンサ24を用いて被覆
ワイヤ13に対して非接触の状態で被覆ワイヤ13の検
出が可能となるため、被覆ワイヤ13を損傷することな
く、被覆ワイヤ13の供給経路における絶縁性低下およ
び強度低下を防止できる。
Further, since the coated wire 13 can be detected in a non-contact state with the coated wire 13 using the optical fiber sensor 24, the coated wire 13 can be detected without being damaged without being damaged. A decrease in insulation and a decrease in strength can be prevented.

【0050】さらに、上記に説明したエア供給手段と一
体化されたワイヤテンション部22の構造により、被覆
ワイヤ13の検出機構を別途設ける必要がなく、装置構
造を簡略化できる。
Further, the structure of the wire tension portion 22 integrated with the air supply means described above eliminates the need to separately provide a detection mechanism for the covered wire 13, and can simplify the device structure.

【0051】ワイヤガイド21を挿通されて位置決めさ
れた被覆ワイヤ13は、同図上方に位置する第2クラン
パ15および下方に位置する第1クランパ14を経てキ
ャピラリ10に挿通されている。
The coated wire 13 positioned by passing through the wire guide 21 is passed through the capillary 10 via the second clamper 15 located at the upper part of the drawing and the first clamper 14 located at the lower part.

【0052】第1クランパ14は、ボンディングヘッド
6に対して固定された構造を有しており、ボンディング
アーム9と同期して上下動が可能となっている。この第
1クランパ14のクランプ部は詳細は図示しないが、キ
ャピラリ10の直上に配置されており、そのクランプ荷
重は50〜150gに制御されている。
The first clamper 14 has a structure fixed to the bonding head 6 and can move up and down in synchronization with the bonding arm 9. Although not shown in detail, the clamp portion of the first clamper 14 is disposed immediately above the capillary 10 and its clamp load is controlled to 50 to 150 g.

【0053】一方、第2クランパ15は、XYテーブル
5に固定されており、上記第1クランパ14の上下動作
に干渉しない程度の高さで上記第1クランパ14の直上
に配置されており、第1クランパ14とは独立に開閉動
作を行うことが可能な機構を有している。
On the other hand, the second clamper 15 is fixed to the XY table 5 and is disposed just above the first clamper 14 at such a height that does not interfere with the vertical movement of the first clamper 14. It has a mechanism capable of opening and closing independently of one clamper 14.

【0054】次に、本実施の形態の特徴的な点の一つで
ある第2クランパ15のクランプ機構について図11を
用いて説明する。
Next, the clamp mechanism of the second clamper 15, which is one of the features of the present embodiment, will be described with reference to FIG.

【0055】第2クランパ15は各々の対向面がルビー
等で構成されたクランパチップ151aおよび151b
を有しており、このクランパチップ151a,151b
が開閉動作することにより被覆ワイヤ13が開放・把持
される構造となっている。
The second clamper 15 has clamper chips 151a and 151b each having opposing surfaces made of ruby or the like.
And the clamper chips 151a, 151b
Has a structure in which the covering wire 13 is opened and gripped by opening and closing operations.

【0056】一方のクランパチップ151aは、揺動ア
ーム156に固定されており、この揺動アーム156
は、軸支点157を中心に回動可能とされ、その後端は
保持部158に取付けられた圧縮コイルばね155によ
って拡開方向に付勢されている。上記揺動アーム156
の後端と軸支点157との間にはソレノイド153aが
配設されており、通常の状態、すなわちソレノイド15
3aがoff状態においては、圧縮コイルばね155の
拡開力によって揺動アーム156の後端は開かれた状態
となり、クランパチップ151aの先端は閉じた状態、
すなわち被覆ワイヤ13をクランプした状態となる。一
方これとは逆に、ソレノイド153aがon状態となる
と、ソレノイド153aのロッド154aは図中左方向
に移動され、これによって被覆ワイヤ13がクランプ状
態から開放される。
One of the clamper chips 151a is fixed to a swing arm 156.
Is rotatable about a shaft fulcrum 157, and its rear end is urged in the expanding direction by a compression coil spring 155 attached to the holding portion 158. The swing arm 156
A solenoid 153a is disposed between the rear end of the shaft 157 and the shaft fulcrum 157.
When 3a is off, the rear end of the swing arm 156 is opened by the expanding force of the compression coil spring 155, and the front end of the clamper tip 151a is closed.
That is, the coated wire 13 is clamped. On the other hand, when the solenoid 153a is turned on, the rod 154a of the solenoid 153a is moved leftward in the drawing, thereby releasing the covering wire 13 from the clamped state.

【0057】また、クランパチップ151bは、上記保
持部158から突出された板ばね152aの先端に取付
けられており、このクランパチップ151bは、上記ソ
レノイド153aとは別のソレノイド153bのロッド
154bの先端部により背後よりチップ面を付勢される
構造となっている。同図では、ソレノイド153bがo
n状態となった場合を示しており、これにより板ばね1
52aはロッド154bによりその変形を拘束され、板
ばねとしての機能を失う構造となっている。なお、上記
ロッド154bには一端を保持部158に固定されたL
字状の板ばね152bが取付けられており、ソレノイド
153bのoff時にはロッド154bを図中右方向に
付勢する機能を有している。したがって、ソレノイド1
53bがoff状態となった場合には、クランパチップ
151bを保持する板ばね152aは本来の板ばねとし
ての機能を回復した状態となる。
The clamper tip 151b is attached to the tip of a leaf spring 152a protruding from the holding portion 158. The clamper tip 151b is connected to the tip of a rod 154b of a solenoid 153b different from the solenoid 153a. With this structure, the chip surface is urged from behind. In the figure, the solenoid 153b is
This shows a case in which the plate spring 1 is in the n-state.
52a has a structure in which its deformation is restrained by a rod 154b and loses its function as a leaf spring. The rod 154b has one end fixed to a holding portion 158.
A letter-shaped leaf spring 152b is attached, and has a function of urging the rod 154b rightward in the drawing when the solenoid 153b is turned off. Therefore, the solenoid 1
When 53b is turned off, the leaf spring 152a holding the clamper chip 151b is restored to its original function as a leaf spring.

【0058】このように、クランパチップ151b側の
クランプ力を板ばね152aの付勢力による場合と、ソ
レノイド153bのロッド154bによる固定の場合と
の2段階でのクランプが可能となっている。これによ
り、当該第2クランパ15に対して被覆ワイヤ13を固
定的に把持する固定クランパと、所定の摩擦状態で把持
する摩擦クランパとの双方の機能を持たせることが可能
となっている。
As described above, the clamping force on the clamper tip 151b side can be clamped in two stages, that is, the case where the biasing force of the leaf spring 152a is used and the case where the solenoid 153b is fixed by the rod 154b. Thus, it is possible to provide both the function of a fixed clamper for fixedly holding the covered wire 13 with respect to the second clamper 15 and the function of a friction clamper for holding in a predetermined frictional state.

【0059】次に、上記第2クランパ15によるクラン
プ力の制御について具体的に説明する。
Next, the control of the clamping force by the second clamper 15 will be specifically described.

【0060】クランプオフ時 この時には、一方のソレノイド153aがon状態とな
り、ロッド154aが圧縮コイルばね155に抗して図
中右方向に移動され、揺動アーム156の先端が開かれ
て、クランパチップ151aは被覆ワイヤ13から遠ざ
かった位置に退避している。
At the time of clamp-off At this time, one solenoid 153a is turned on, the rod 154a is moved rightward in the drawing against the compression coil spring 155, and the tip of the swing arm 156 is opened, so that the clamper tip 156 is opened. 151a is retracted to a position away from the covering wire 13.

【0061】また、他方のソレノイド153bはoff
状態となっており、L字状の板ばね152bの付勢力に
よってロッド154bは図中右方向に移動されている。
したがって、クランパチップ151a,151b間にお
いて被覆ワイヤ13は自由状態となっている。
The other solenoid 153b is turned off.
In this state, the rod 154b is moved rightward in the figure by the urging force of the L-shaped leaf spring 152b.
Therefore, the covering wire 13 is in a free state between the clamper chips 151a and 151b.

【0062】第1クランプ荷重設定時 いわゆる「摩擦クランプ」の状態である。この場合には
まず一方のソレノイド153aがoff状態となること
によって、圧縮コイルばね155が揺動アーム156の
後端を拡開する方向に付勢する。これによって、揺動ア
ーム156の先端のクランパチップ151aは、被覆ワ
イヤ13の方向に移動する。この時の移動距離は、例え
ば図示しないストッパ等により規定される。
When the first clamp load is set This is a so-called "friction clamp" state. In this case, first, one of the solenoids 153a is turned off, so that the compression coil spring 155 urges the rear end of the swing arm 156 in the expanding direction. As a result, the clamper tip 151 a at the tip of the swing arm 156 moves in the direction of the covering wire 13. The moving distance at this time is defined by, for example, a stopper (not shown).

【0063】この時、他方のソレノイド153bはof
f状態となっており、L字状の板ばね152bの付勢力
によってロッド154bは図中右方向に移動されてい
る。
At this time, the other solenoid 153b is turned off.
In the f state, the rod 154b is moved rightward in the figure by the urging force of the L-shaped leaf spring 152b.

【0064】したがって、一方のクランパチップ151
aには圧縮コイルばね155の付勢力が加わり、他方の
クランパチップ151bには板ばね152aの付勢力が
加わった状態となる。この時、上記板ばね152aの弾
性力と変形量を適宜調整してやることによって、被覆ワ
イヤ13に対するクランプ荷重を微小荷重に設定でき
る。この時、被覆ワイヤ13は第2クランパ15におい
て完全に拘束されることなく、被覆ワイヤ13に対して
これをキャピラリ10から引き出すように力を加えた場
合、この第2クランパ15のクランパチップ151aお
よび151bの間を被覆ワイヤ13が摩擦状態で繰り出
される構造となっている。ここで、被覆ワイヤ13の破
断張力は、芯線径が30μmの場合、12〜16gf程
度であるため、これ以下の摩擦力、例えば1〜4gf程
度の摩擦力となるようにすることが望ましい。この時、
例えば摩擦係数を0.2程度とすると、上記1〜4gf程
度の摩擦力は5〜20gf程度のクランプ力に相当する
ことになる。
Therefore, one of the clamper chips 151
The biasing force of the compression coil spring 155 is applied to a, and the biasing force of the leaf spring 152a is applied to the other clamper tip 151b. At this time, by appropriately adjusting the elastic force and the deformation amount of the leaf spring 152a, the clamp load on the covering wire 13 can be set to a very small load. At this time, when the covering wire 13 is not completely restrained by the second clamper 15 and a force is applied to the covering wire 13 so as to pull the covering wire 13 out of the capillary 10, the clamper chip 151 a of the second clamper 15 and The structure is such that the covering wire 13 is fed out in a frictional state between 151b. Here, since the breaking tension of the coated wire 13 is about 12 to 16 gf when the core wire diameter is 30 μm, it is desirable that the breaking force be less than this, for example, about 1 to 4 gf. At this time,
For example, if the friction coefficient is about 0.2, the above-mentioned friction force of about 1 to 4 gf corresponds to a clamping force of about 5 to 20 gf.

【0065】このような「摩擦クランプ」状態を後述の
ワイヤボンディング時(図2B(f)の説明参照)に機能
させることによって、当該第2クランパ15をワイヤル
ープの高さ制御に用いるループ制御用クランパとするこ
とが可能である。したがって、本装置構造においては、
ループ制御用クランパを別途に設けることなく、第2ク
ランパ15のみによってワイヤの引き上げ(固定クラン
プ時:図2B(J) 参照)と、ワイヤループの高さ制御
(摩擦クランプ時:2図B(f) の説明参照)とを可能に
している。
By making such a “friction clamp” state function at the time of wire bonding described later (see the description of FIG. 2B (f)), the second clamper 15 is used for controlling the height of the wire loop. It can be a clamper. Therefore, in this device structure,
Without separately providing a loop control clamper, the wire is pulled up only by the second clamper 15 (during fixed clamping: see FIG. 2B (J)), and the wire loop height is controlled (during friction clamping: FIG. 2B (f) )).

【0066】第2クランプ荷重設定時 いわゆる「固定クランプ」の状態である。まず、他方の
ソレノイド153bが先にon状態となると、L字状の
板ばね152bの付勢力に抗してロッド154bが図中
左方向に移動される。これによって、板ばね152aは
自身による弾性変形が拘束された状態となる。
When the second clamp load is set This is a so-called "fixed clamp" state. First, when the other solenoid 153b is turned on first, the rod 154b is moved leftward in the drawing against the urging force of the L-shaped leaf spring 152b. As a result, the leaf spring 152a is in a state where its own elastic deformation is restrained.

【0067】続いて、一方のソレノイド153aがof
f状態となり、圧縮コイルばね155が揺動アーム15
6の後端を拡開する方向に付勢する。これによって、揺
動アーム156の先端のクランパチップ151aは、被
覆ワイヤ13の方向に移動する。この時のクランプ荷重
は、他方のクランパチップ151bを支持する板ばね1
52aの弾性変形がロッド154bによって拘束されて
いるため、圧縮コイルばね155の付勢力によって決定
される。ここで例えば、圧縮コイルばね155によるク
ランプ荷重を50〜150gfとし、ソレノイド153
bの電磁力によるロッド154bの付勢荷重を300g
fに設定することにより、圧縮コイルばね155の付勢
力を有効に被覆ワイヤ13に伝えることができる。
Subsequently, one of the solenoids 153a is turned off.
f state, and the compression coil spring 155
6 is urged in a direction to expand the rear end. As a result, the clamper tip 151 a at the tip of the swing arm 156 moves in the direction of the covering wire 13. At this time, the clamp load is applied to the leaf spring 1 supporting the other clamper tip 151b.
Since the elastic deformation of 52a is restrained by the rod 154b, it is determined by the urging force of the compression coil spring 155. Here, for example, the clamp load by the compression coil spring 155 is set to 50 to 150 gf, and the solenoid 153 is used.
b of the rod 154b by the electromagnetic force of 300 g
By setting to f, the urging force of the compression coil spring 155 can be effectively transmitted to the covering wire 13.

【0068】なお、以上説明した第2クランパ15の駆
動機構としては、ソレノイド153a,153bおよび
板ばね152a,152b等を用いたが、ソレノイド1
53a,153bの代わりに回転モータあるいはリニア
モータ等のアクチュエータ、また圧縮コイルばね155
および板ばね152a,152bの代わりに引張コイル
ばね等を用いてもよい。要はクランパによるクランプ荷
重を目的・用途に応じて切り換えて使用できる点にあ
る。
Although the solenoids 153a and 153b and the leaf springs 152a and 152b are used as the driving mechanism of the second clamper 15 described above, the solenoid 1
Instead of 53a and 153b, an actuator such as a rotary motor or a linear motor, or a compression coil spring 155
A tension coil spring or the like may be used instead of the leaf springs 152a and 152b. The point is that the clamp load by the clamper can be switched and used according to the purpose and application.

【0069】上記第1クランパ14および第2クランパ
15を通過した被覆ワイヤ13はキャピラリ10を経て
そのワイヤ先端13eをキャピラリ10の先端より突出
した状態とされている。
The coated wire 13 that has passed through the first clamper 14 and the second clamper 15 passes through the capillary 10 so that the wire tip 13e projects from the tip of the capillary 10.

【0070】図1において、上記キャピラリ10の下側
方にはエア吹付ノズル16および放電電極17が各々配
置されている。
In FIG. 1, an air blowing nozzle 16 and a discharge electrode 17 are arranged below the capillary 10 respectively.

【0071】エア吹付ノズル16は、放電時において図
8に示すように放電電極17の電極面に対して気体を吹
き付けることによって、電極面上の被覆膜13bの熱分
解ガス等による汚染を防止するためのものであり、該エ
ア吹付ノズル16はXYテーブル5に固定されており、
キャピラリ10の直下の設定高さ位置(L0 または
3 )に対してエアの吹き付けが可能な構造を有してい
る。すなわち、エア吹付ノズル16は、ガス供給口16
bより供給されたガス(エア)を導くノズル管16aを
有しており、このノズル管16aの先端には開口断面積
を狭小にして吹付圧力を高めたガス吹出口16cが形成
されている。
The air spray nozzle 16 sprays gas onto the electrode surface of the discharge electrode 17 during discharge, as shown in FIG. 8, to prevent the coating film 13b on the electrode surface from being contaminated by pyrolysis gas or the like. The air blowing nozzle 16 is fixed to the XY table 5,
It has a structure capable of blowing air to a set height position (L 0 or L 3 ) immediately below the capillary 10. That is, the air blowing nozzle 16 is connected to the gas supply port 16.
The nozzle tube 16a has a nozzle tube 16a for guiding the gas (air) supplied from the nozzle b. At the tip of the nozzle tube 16a, there is formed a gas outlet 16c having a narrow opening cross-sectional area and an increased blowing pressure.

【0072】ここで、リードフレーム4を基準にした上
記吹付ノズル16の吹き付け高さL17は、放電電極17
における電極面の高さ位置であるL0 とL3 との中間位
置が望ましい。したがって、このような高さL17は次の
式で算出することができる。
Here, the spray height L 17 of the spray nozzle 16 with respect to the lead frame 4 is equal to the discharge electrode 17.
Is preferably an intermediate position between L 0 and L 3 which is the height position of the electrode surface. Therefore, such a height L 17 can be calculated by the following equation.

【0073】L17=(L0 +L3 )/2 なお一例として、ガス吹出口16cの断面積は0.2〜1.
0mm2 、吹き付け流量は0.1〜0.5リットル/min 、ガ
ス吹出口16cと電極面との距離は0.5〜2.0mmとする
ことによって良好な効果を得ることができた。
L 17 = (L 0 + L 3 ) / 2 As an example, the cross-sectional area of the gas outlet 16 c is 0.2 to 1.0.
0 mm 2, the distance between the spray flow rate from 0.1 to 0.5 liters / min, the gas outlet 16c and the electrode surface was able to obtain a good effect by a 0.5 to 2.0 mm.

【0074】なお、エアの流量が上記数値よりも著しく
多い場合には放電スパークSを不安定にし、ボール13
cの形成が困難となったり被覆膜13bを適切に除去で
きない場合も生じてくる。また、吹付量が極端に少ない
場合には電極面の汚染防止が効果的にできない場合もあ
った。
If the flow rate of the air is significantly larger than the above value, the discharge spark S becomes unstable and the ball 13
In some cases, it becomes difficult to form c or the coating film 13b cannot be removed properly. Further, when the spray amount is extremely small, there is a case where the contamination of the electrode surface cannot be effectively prevented.

【0075】また、上記の吹付気体としてはエアを用い
たが、これに限らずアルゴン(Ar)、窒素(N2 )等
の不活性気体あるいはその他の気体を用いてもよい。
Although air is used as the blowing gas, the invention is not limited to this, and an inert gas such as argon (Ar) or nitrogen (N 2 ) or another gas may be used.

【0076】次に、図9を用いて上記エア吹付ノズル1
6の対向位置に配置されている放電電極17の構造につ
いて説明する。
Next, referring to FIG.
The structure of the discharge electrode 17 arranged at the position opposing to No. 6 will be described.

【0077】放電電極17は、放電端子としての電磁片
170aおよび電磁片170bを有している。このうち
前者の電磁片170aは被覆膜13bの除去専用の電極
であるが、後者の電磁片170bは被覆膜13bの除去
とボール形成のための兼用電極として機能する。上記電
磁片170aは、図9においてその上下面を電気的に絶
縁物質からなる絶縁片170cで挟持された構造を有し
ており、これらは電極アーム174aによって支持され
ている。上記電磁片170a,170bの各断面構造は
図10に示すように、各々の対向断面が鋭角に加工され
ており、被覆膜13bの除去時において、芯線13aと
の間に放電スパークSが集中的に生じ易い構造とされて
いる。
The discharge electrode 17 has an electromagnetic piece 170a and an electromagnetic piece 170b as discharge terminals. Among them, the former electromagnetic piece 170a is an electrode dedicated to removing the coating film 13b, while the latter electromagnetic piece 170b functions as a combined electrode for removing the coating film 13b and forming a ball. The electromagnetic piece 170a has a structure in which the upper and lower surfaces in FIG. 9 are sandwiched by insulating pieces 170c made of an electrically insulating material, and these are supported by electrode arms 174a. As shown in FIG. 10, each of the cross-sectional structures of the electromagnetic pieces 170a and 170b has an opposite cross-section machined at an acute angle, and the discharge spark S concentrates between the electromagnetic wire 170a and the core wire 13a when the coating film 13b is removed. The structure is liable to occur.

【0078】なお、電磁片170bは上記電磁片170
aと同様に、上下面を絶縁片170dにより挟持された
構造となっているが、その上面は放電面が露出された構
造を有しており、該露出部分がボール形成用電極面とし
て機能する。
Note that the electromagnetic piece 170b is
Similarly to a, the upper and lower surfaces have a structure sandwiched by insulating pieces 170d, but the upper surface has a structure in which the discharge surface is exposed, and the exposed portion functions as a ball forming electrode surface. .

【0079】上記電磁片170aおよび170bは、例
えばタングステン(W)等の耐熱性導電材料で構成する
ことが可能であり、また絶縁片170c,170dとな
る絶縁物質としてはセラミックを用いることが可能であ
る。上記電磁片170a,170bと絶縁片170c,
170dとの固定には、例えばセラミックボンド等の耐
熱性接着剤を用いることができる。
The electromagnetic pieces 170a and 170b can be made of a heat-resistant conductive material such as tungsten (W), and ceramic can be used as an insulating material for forming the insulating pieces 170c and 170d. is there. The electromagnetic pieces 170a, 170b and the insulating pieces 170c,
For fixing to 170d, for example, a heat-resistant adhesive such as a ceramic bond can be used.

【0080】上記電磁片170a,170bおよび絶縁
片170c,170dは、各々電極アーム174a,1
74bを介して軸支点171を中心に回動可能な揺動ア
ーム173a,173bに接続されている。
The electromagnetic pieces 170a, 170b and the insulating pieces 170c, 170d are respectively connected to the electrode arms 174a, 174a.
It is connected to swing arms 173a and 173b that can rotate around a shaft fulcrum 171 via 74b.

【0081】上記揺動アーム173aは、上記電極アー
ム174aとは反対側の端部において保持部175に固
定された放電電極用第1ソレノイド172aと連結され
ており、揺動アーム173bは放電電極用第2ソレノイ
ド172bと連結されている。なお、各揺動アーム17
3aおよび173bは共に引張コイルばね176aおよ
び176bによって図9の斜め右上方向に付勢されてい
る。
The swing arm 173a is connected to a discharge electrode first solenoid 172a fixed to the holding portion 175 at the end opposite to the electrode arm 174a, and the swing arm 173b is connected to the discharge electrode. It is connected to the second solenoid 172b. Each swing arm 17
Both 3a and 173b are biased obliquely to the upper right in FIG. 9 by tension coil springs 176a and 176b.

【0082】次に、上記放電電極17における動作機構
を説明する。
Next, an operation mechanism of the discharge electrode 17 will be described.

【0083】放電動作を行わない場合 この時、放電電極用第1ソレノイド172aはoff状
態であり、電磁片170aは揺動アーム173aに係止
された引張コイルばね176aの付勢力によって被覆ワ
イヤ13から遠ざかる方向に引き付けられ、図示しない
ストッパ等により所定位置で停止されている。
In the case where the discharging operation is not performed At this time, the first solenoid 172a for the discharge electrode is in the off state, and the electromagnetic piece 170a is disengaged from the covering wire 13 by the urging force of the extension coil spring 176a locked on the swing arm 173a. It is attracted in the direction of going away, and is stopped at a predetermined position by a stopper (not shown) or the like.

【0084】またこの時、放電電極用第2ソレノイド1
72bはon状態となっており、電磁片170bは、揺
動アーム173bに対する放電電極用第2ソレノイド1
72bの電磁力によって被覆ワイヤ13から遠ざかる方
向に退避している。
At this time, the second solenoid 1 for the discharge electrode
72b is in an on state, and the electromagnetic piece 170b is connected to the second solenoid 1 for the discharge electrode with respect to the swing arm 173b.
It is retracted in a direction away from the covering wire 13 by the electromagnetic force of 72b.

【0085】ボール形成時 まず、放電電極用第2ソレノイド172bがoff状態
となることによって、揺動アーム173bには引張コイ
ルばね176bの引張力が加わり、被覆ワイヤ13の方
向に移動する。この時、図示しないストッパの作用によ
って電磁片170bは、被覆ワイヤ13のワイヤ先端1
3e(下端)の直下位置で停止する。なお、図9では説
明の簡略化のために被覆ワイヤ13に対して放電電極1
7側が上下動しているかの如く図示しているが、実際に
は放電電極17の高さ位置は固定されており、被覆ワイ
ヤ13がキャピラリ10および第1クランパ14の作用
により上下の位置に変位されているものである。この
時、上記ストッパの位置を調整して、電磁片170bの
ボール形成用電極面(露出面)が放電機能を生じるため
に最適な位置となるよう制御することが望ましい。
At the time of ball formation First, when the second solenoid for discharge electrode 172b is turned off, the swing arm 173b is applied with the tensile force of the extension coil spring 176b, and moves in the direction of the covering wire 13. At this time, the electromagnetic piece 170b is moved by the action of a stopper (not shown) so that the wire tip 1
Stop at the position immediately below 3e (lower end). In FIG. 9, for simplicity of explanation, the discharge electrode 1 is
Although it is illustrated as if the side 7 moves up and down, the height position of the discharge electrode 17 is actually fixed, and the covered wire 13 is displaced to the up and down position by the action of the capillary 10 and the first clamper 14. Is what is being done. At this time, it is desirable to adjust the position of the stopper so as to control the ball forming electrode surface (exposed surface) of the electromagnetic piece 170b to be at an optimum position for generating a discharge function.

【0086】被覆膜除去時 この場合には、まず放電電極用第1ソレノイド172a
がon状態となり、揺動アーム173aが放電電極用第
1ソレノイド172aの電磁力によって引き付けられる
と、電磁片170aは引張コイルばね176aの引張力
に抗して被覆ワイヤ13の方向に移動し、所定位置で停
止する。この時の停止位置は、放電電極用第1ソレノイ
ド172aの設定高さ位置によって決定される。なお、
上記放電電極用第1ソレノイド172aと放電電極用第
2ソレノイド172bとは各々独立して高さ位置の調整
が可能となっている。そのため、放電電極用第1ソレノ
イド172aを適宜調整して電磁片170aが被覆ワイ
ヤ13に接触しない程度に、例えば被覆ワイヤ13の手
前100μm程度で停止するように設定することができ
る。
At the time of removing the coating film In this case, first, the first solenoid 172a for the discharge electrode is used.
Is turned on, and the swing arm 173a is attracted by the electromagnetic force of the first solenoid for discharge electrode 172a, the electromagnetic piece 170a moves in the direction of the covering wire 13 against the tensile force of the extension coil spring 176a, and Stop at the position. The stop position at this time is determined by the set height position of the discharge electrode first solenoid 172a. In addition,
The first solenoid 172a for the discharge electrode and the second solenoid 172b for the discharge electrode can adjust the height position independently of each other. For this reason, the first solenoid 172a for the discharge electrode can be appropriately adjusted so that the electromagnetic piece 170a stops at about 100 μm before the covering wire 13, for example, so as not to contact the covering wire 13.

【0087】次に、放電電極用第2ソレノイド172b
がoff状態となることにより、引張コイルばね176
bの引張力によって電磁片170bは被覆ワイヤ13の
方向に引き付けられる。この時、揺動アーム173bに
設けられたストッパ177の作用により、電磁片170
bは電磁片170aの位置に対して相対的に位置決めさ
れる。すなわち、両電磁片170a,170bの間隔は
ストッパ177の突出長さに依存しており、適宜このス
トッパ177を調整することにより、例えば両者の間隔
を200μm程度に設定することによって被覆ワイヤ1
3を電磁片170a,170b間において非接触の状態
で挟み込むことができる。
Next, the second solenoid for discharge electrode 172b
Is turned off, the tension coil spring 176 is turned off.
The electromagnetic piece 170b is attracted in the direction of the covering wire 13 by the tensile force of b. At this time, the action of the stopper 177 provided on the swing arm 173b causes the electromagnetic piece 170
b is positioned relatively to the position of the electromagnetic piece 170a. That is, the interval between the two electromagnetic pieces 170a and 170b depends on the length of the protrusion of the stopper 177. By appropriately adjusting the stopper 177, for example, by setting the interval between them to about 200 μm,
3 can be sandwiched between the electromagnetic pieces 170a and 170b in a non-contact state.

【0088】なお、挟み込み開放時には、上記動作を順
次逆に行わせればよい。また、上記動作を適正に実現す
るためには、両ソレノイド172a,172bの電磁力
が引張コイルばね176a,176bの引張力に対して
大である必要があることはいうまでもない。一例とし
て、両ソレノイド172a,172bの密着時の電磁力
を500gfとしたときに引張コイルばね176a,1
76bの引張力を100gfとすることにより上記効果
を得ることができた。
At the time of releasing the pinching, the above operations may be performed in reverse order. Needless to say, in order to properly realize the above operation, the electromagnetic force of both solenoids 172a and 172b needs to be greater than the tensile force of extension coil springs 176a and 176b. As an example, when the electromagnetic force when the two solenoids 172a and 172b are in close contact with each other is 500 gf, the extension coil springs 176a and 176a
The above effect could be obtained by setting the tensile force of 76b to 100 gf.

【0089】次に、上記電磁片170a,170bの詳
細な構造を図10を用いて説明する。
Next, the detailed structure of the electromagnetic pieces 170a and 170b will be described with reference to FIG.

【0090】本実施の形態では、電磁片170aおよび
170bの対向面側において、絶縁片170cと170
dとは上記電磁片170a,170bの対向先端よりも
2だけ互いの対向方向に突出された構造となってい
る。ここで、被覆ワイヤ13の芯線の直径をl3 、両絶
縁片170c,170d間の距離をl1 とすると、放電
ギャップ長l4 (図10および図19参照)は下記の条
件式を満たすように設定される。
In the present embodiment, the insulating pieces 170c and 170c are provided on the side facing the electromagnetic pieces 170a and 170b.
The d has a said electromagnetic piece 170a, which protrude in mutual opposite direction by l 2 than the opposite tip of 170b structures. Here, assuming that the diameter of the core wire of the covering wire 13 is l 3 and the distance between the insulating pieces 170c and 170d is l 1 , the discharge gap length l 4 (see FIGS. 10 and 19) satisfies the following conditional expression. Is set to

【0091】l2 ≦l4 ≦l2 +(l1 −l3 )/2 ここで、l2 =200μm、l3 =30μm、l1 =1
00μmとすると、 200μm≦l4 ≦235μm と高精度に放電ギャップを設定することができるため、
安定した放電状態を得ることができる。
L 2 ≦ l 4 ≦ l 2 + (l 1 −l 3 ) / 2 where l 2 = 200 μm, l 3 = 30 μm, l 1 = 1
If it is set to 00 μm, the discharge gap can be set with high accuracy of 200 μm ≦ l 4 ≦ 235 μm.
A stable discharge state can be obtained.

【0092】なお、図9および図10では、電磁片17
0a,170bを挟持する絶縁片170c,170dは
上下2枚に分割して接着した構造で示したが、これに限
らず、例えば絶縁片170c,170dをそれぞれ一体
構造としてこの中にそれぞれ電磁片170a,170b
をはめ込む構造として、駆動の際の衝撃の繰り返しに対
して電磁片170a,170bが容易に脱落し得ない構
造としてもよい。
9 and 10, the electromagnetic piece 17
Although the insulating pieces 170c and 170d sandwiching Oa and 170b are shown as having a structure in which the insulating pieces 170c and 170d are divided into two pieces and bonded together, the present invention is not limited to this. , 170b
The electromagnetic pieces 170a and 170b may not easily fall off due to repeated impact during driving.

【0093】また、図9においては駆動機構として放電
電極用第1ソレノイド172a,放電電極用第2ソレノ
イド172bおよび引張コイルばね176a,176b
を用いた場合で説明したが、これに限らず、ソレノイド
の代わりにリニアモータあるいは回転モータ等のアクチ
ュエータ、引張コイルばねの代わりに圧着ばね、板ばね
等のばね要素を用いてもよい。
In FIG. 9, the first solenoid 172a for the discharge electrode, the second solenoid 172b for the discharge electrode, and the extension coil springs 176a, 176b serve as the driving mechanism.
However, the present invention is not limited to this, and an actuator such as a linear motor or a rotary motor may be used instead of the solenoid, and a spring element such as a pressure spring or a leaf spring may be used instead of the extension coil spring.

【0094】次に、図16を用いて上記電磁片170
a,170bの接続されている放電電源回路18の回路
構成について説明する。
Next, referring to FIG.
The circuit configuration of the discharge power supply circuit 18 to which the a and 170b are connected will be described.

【0095】放電電源回路18は、該回路全体を制御す
る電源回路制御部18dを中心に、被覆ワイヤ13と放
電電極17との間に放電スパークSを発生させるための
高電圧発生部18aと、被覆ワイヤ13の全長抵抗を計
測するための低電圧発生部18g、これらを検出する検
出部18bおよびこの検出値を記憶する記憶部18c、
さらに並列および直列に接続された電圧測定用、および
電流測定用の抵抗R1〜R4 を有している。また、上記
高電圧発生部18aおよび低電圧発生部18gと被覆ワ
イヤ13,電磁片170bとの間にはそれぞれスイッチ
18e,18fが設けられている。すなわち、スイッチ
18eを短絡した際には電磁片170bと被覆ワイヤ1
3の芯線13aとの間には所定の高電圧が印加され、ス
イッチ18fを短絡した状態では低電圧発生部18gに
よる所定の低電圧が印加される構成となっている。
The discharge power supply circuit 18 has a high voltage generator 18a for generating a discharge spark S between the covering wire 13 and the discharge electrode 17, centering on a power supply circuit controller 18d for controlling the entire circuit. A low voltage generator 18g for measuring the total resistance of the covered wire 13, a detector 18b for detecting these, and a storage unit 18c for storing the detected value;
Further, it has resistors R 1 to R 4 for voltage measurement and current measurement connected in parallel and in series. Further, switches 18e and 18f are provided between the high voltage generator 18a and the low voltage generator 18g and the covering wire 13 and the electromagnetic piece 170b, respectively. That is, when the switch 18e is short-circuited, the electromagnetic piece 170b and the coated wire 1
A predetermined high voltage is applied to the third core wire 13a, and a predetermined low voltage is applied by the low voltage generator 18g when the switch 18f is short-circuited.

【0096】ここで、上記構成の放電電源回路18を用
いて放電電圧の制御を行う理由は下記の通りである。
Here, the reason why the discharge voltage is controlled by using the discharge power supply circuit 18 having the above configuration is as follows.

【0097】すなわち、裸線を用いる場合と異なり、本
実施の形態のように被覆ワイヤ13を用いる場合には、
図17および図18に示すように、ワイヤスプール12
に巻回された状態の被覆ワイヤ13の全長が放電回路に
おける電圧降下ΔVに寄与することとなるため、巻回さ
れたワイヤ長を無視して常に一定の電圧を印加したので
は、放電電圧にばらつきを生じ、安定したボール13c
の形成が困難となる。例えば、被覆ワイヤ13の芯線1
3aの径を30μmの金線で構成し、ワイヤスプール1
2における巻回長さを1000mとした場合には、ワイ
ヤスプール12の装着直後における被覆ワイヤ13の全
抵抗は34kΩ程度となる。
That is, unlike the case where the bare wire is used, when the covered wire 13 is used as in the present embodiment,
As shown in FIG. 17 and FIG.
Since the entire length of the covered wire 13 wound around the wire contributes to the voltage drop ΔV in the discharge circuit, if a constant voltage is always applied ignoring the length of the wound wire, the discharge voltage Variations occur and stable ball 13c
Is difficult to form. For example, the core wire 1 of the covering wire 13
3a is made of 30 μm gold wire, and the wire spool 1
In the case where the winding length in No. 2 is 1000 m, the total resistance of the covered wire 13 immediately after mounting the wire spool 12 is about 34 kΩ.

【0098】一方、上記芯線13aのワイヤ先端13e
に直径75μm程度のボール13cを形成するための放
電条件としては、例えば放電電流100mAで放電時間
0.5msecの条件が考えられ、これらより被覆ワイヤ13
における電圧降下ΔVは、新規のワイヤスプール12の
装着直後においては3400Vにもなる。
On the other hand, the wire tip 13e of the core wire 13a
The discharge conditions for forming the ball 13c having a diameter of about 75 μm are as follows:
A condition of 0.5 msec is conceivable.
Is 3400 V immediately after the new wire spool 12 is mounted.

【0099】また、電磁片170bとワイヤ先端13e
との放電ギャップにおける電圧降下V’は、後述のよう
に放電電流と放電ギャップ長によって求めることができ
るが、例えば300V程度とすると、両者を加えると、
放電スパークSを生じさせるために必要な印加電圧V
は、V=3400+300=3700Vとなる。
Also, the electromagnetic piece 170b and the wire tip 13e
Can be obtained from the discharge current and the discharge gap length as described below. For example, when about 300 V, when both are added,
Applied voltage V required to generate discharge spark S
Is V = 3400 + 300 = 3700V.

【0100】しかも、上記電圧降下ΔVの値は、ボンデ
ィング作業の進行による被覆ワイヤ13の消費とともに
漸減し、ワイヤスプール12に巻回された被覆ワイヤ1
3を使いきる頃には、ほぼ0Vにまでなる。このため、
新たなワイヤスプール12からの被覆ワイヤ13の使い
始めから終わりまでの間、一定の電圧を印加していたの
では、形成されるボール13cに大きなばらつきを生じ
ることになる。
Further, the value of the voltage drop ΔV gradually decreases with the consumption of the covered wire 13 due to the progress of the bonding operation, and the value of the covered wire 1 wound on the wire spool 12 is reduced.
By the time that 3 is used up, it almost reaches 0V. For this reason,
If a constant voltage is applied from the start to the end of using the covering wire 13 from the new wire spool 12, a large variation occurs in the balls 13c to be formed.

【0101】そのため、本実施の形態ではボール13c
の形成を安定させるために放電電源回路18を用いて下
記のような制御を行う。
Therefore, in the present embodiment, the ball 13c
The following control is performed using the discharge power supply circuit 18 in order to stabilize the formation of.

【0102】まず、ボール13cの形成直後にスイッチ
18eを開放するとともに、スイッチ18fを閉じて低
電圧発生部18gを放電回路に接続する。この状態でキ
ャピラリ10を降下させて当該ボール13cと電磁片1
70bとを短絡させた状態として、低電圧発生部18g
から、比較的小さな電圧V4 を印加する。
First, the switch 18e is opened immediately after the formation of the ball 13c, and the switch 18f is closed to connect the low voltage generator 18g to the discharge circuit. In this state, the capillary 10 is lowered and the ball 13c and the electromagnetic piece 1 are moved.
70b is short-circuited to the low-voltage generating section 18g.
From applying a relatively small voltage V 4.

【0103】この時、検出部18bは抵抗R4 の両端に
おける電圧V3 を計測する。ここで次式によって、被覆
ワイヤ13の全長の抵抗Rが算出される。
At this time, the detector 18b measures the voltage V 3 across the resistor R 4 . Here, the resistance R of the entire length of the covered wire 13 is calculated by the following equation.

【0104】R=R4 × (V4 /V3)+1 (Ω) 例えば、V4 =100(V),R4 =100(Ω)とし
た場合に、V3 =0.5(V)が計測された場合には、被
覆ワイヤ13の全長における抵抗値はR=20.1kΩと
なる。
R = R 4 × (V 4 / V 3 ) +1 (Ω) For example, when V 4 = 100 (V) and R 4 = 100 (Ω), V 3 = 0.5 (V) Is measured, the resistance value of the covered wire 13 over the entire length is R = 20.1 kΩ.

【0105】次に、ボール13cの形成のための放電に
おける最適な目標電流をIOPT =0.1(A)とした場
合、ボール13cの形成時の被覆ワイヤ13における電
圧降下ΔVは、 ΔV=20100 ×0.1 =2010 (V) となる。
Next, assuming that the optimal target current in the discharge for forming the ball 13c is I OPT = 0.1 (A), the voltage drop ΔV in the covering wire 13 at the time of forming the ball 13c is ΔV = 20100 × 0.1 = 2010 (V).

【0106】この値に放電ギャップにおける電圧降下
V’を加えたものがボール形成時における目標電圧V
OPT となり、次式で表される。
The value obtained by adding the voltage drop V ′ at the discharge gap to this value is the target voltage V during ball formation.
OPT , which is expressed by the following equation.

【0107】VOPT =ΔV+V’ 上記VOPT は、記憶部18cに格納され、次回のボール
13cの形成時において用いられる。すなわち、次のボ
ール形成時において、スイッチ18fが開かれてスイッ
チ18eが閉じられて、高電圧発生部18aが放電回路
に接続され、電源回路制御部18dに対して制御部20
より放電開始の指示がなされると、これを契機として電
源回路制御部18dは記憶部18cより上記値VOPT
読み出してこの値の電圧を発生するように高電圧発生部
18aに対して指示する。これによって、電磁片170
bとワイヤ先端13eにおいては前回とほぼ同一の放電
条件によってボール13cの形成が可能となる。
V OPT = ΔV + V 'The above V OPT is stored in the storage section 18c and used at the time of forming the ball 13c next time. That is, at the time of the next ball formation, the switch 18f is opened and the switch 18e is closed, the high voltage generator 18a is connected to the discharge circuit, and the controller 20d is controlled by the power supply circuit controller 18d.
When an instruction to more discharge start is made, the power supply circuit control section 18d as a trigger this by from the storage unit 18c reads the value V OPT instructs the high voltage generating unit 18a to generate a voltage of the value . Thereby, the electromagnetic piece 170
At b and the wire tip 13e, the ball 13c can be formed under substantially the same discharge conditions as the previous time.

【0108】次に、上記放電ギャップにおける電圧降下
V’の算出方法について説明する。
Next, a method of calculating the voltage drop V 'in the discharge gap will be described.

【0109】一般にギャップ電圧は、放電雰囲気、気
圧、陰極側の電極材、放電ギャップ長、放電電流等のパ
ラメータに依存しており、この中でも特にワイヤボンデ
ィングで考慮すべき点は、放電ギャップ長と放電電流で
ある。
In general, the gap voltage depends on parameters such as the discharge atmosphere, the atmospheric pressure, the electrode material on the cathode side, the discharge gap length, the discharge current, and the like. This is the discharge current.

【0110】図20において、実験結果より得られたギ
ャップ降下電圧の一例を示す。同図より、放電ギャップ
長が0.02mmのときのギャップ電圧V0 ’に対して、放
電ギャップ長が1.0mmのときのギャップ電圧の変化量を
ΔV’とし、放電電流を一定に仮定すると、次式の成り
立つことが判明した。
FIG. 20 shows an example of the gap drop voltage obtained from the experimental results. From the figure, it is assumed that the change amount of the gap voltage when the discharge gap length is 1.0 mm is ΔV ′ with respect to the gap voltage V 0 ′ when the discharge gap length is 0.02 mm and the discharge current is constant. It was found that the following equation holds.

【0111】V’=270+G×ΔV’(V) 上式において、Gは放電ギャップ(mm)を示している。V ′ = 270 + G × ΔV ′ (V) In the above equation, G indicates a discharge gap (mm).

【0112】次に、放電電流Iを対数目盛りで横軸にと
り、ΔV’を縦軸とした図21によると、この時の特性
は方対数目盛り上で直線となる特性を有しており、これ
を式で示すと下記のようになることが判明した。
Next, according to FIG. 21, in which the horizontal axis represents the discharge current I on a logarithmic scale and the vertical axis represents ΔV ′, the characteristic at this time has a characteristic that becomes a straight line on a logarithmic scale. It has been found that the following is obtained when the following equation is used.

【0113】ΔV' =280 −100 log10 I (V) 上の2式より、ギャップ電圧V’は放電ギャップ長Gと
放電電流Iの関数となり、次式で表されることが判明し
た。
ΔV ′ = 280−100 log 10 I (V) From the above two equations, it has been found that the gap voltage V ′ is a function of the discharge gap length G and the discharge current I and is expressed by the following equation.

【0114】 V' = 270+G×(280−100 log10 I) (V) 但し、上式における各定数項は、不変な量ではなく、ワ
イヤボンディング装置の初期条件、例えば芯線13aの
材質、放電電極17(電磁片170b)の材質、放電雰
囲気等によって異なるため、事前に実験等よりその値を
求めておくことが必要である。
V ′ = 270 + G × (280−100 log 10 I) (V) However, each constant term in the above equation is not an invariable quantity, but an initial condition of the wire bonding apparatus, for example, a material of the core wire 13a, a discharge electrode. 17 (electromagnetic piece 170b) differs depending on the material, discharge atmosphere, and the like. Therefore, it is necessary to obtain the values in advance by experiments and the like.

【0115】また、上式は実験結果を補間したものに過
ぎないため、適用範囲は実験範囲、例えば放電電流I=
7〜220mA、放電ギャップG=0.02〜1.0mmの範
囲に限定されている。
Since the above equation is merely an interpolation of the experimental result, the applicable range is the experimental range, for example, the discharge current I =
The range is 7 to 220 mA, and the discharge gap G is limited to the range of 0.02 to 1.0 mm.

【0116】このようにして、上式の関数を記憶部18
cに記憶しておくことにより、放電ギャップにおける放
電電流Iの設定値を変更しても常に適切なギャップ電圧
V’を上式より算出して前述の一連の印加電圧の計算に
用いることができるため、被覆ワイヤ13の全長にわた
って常に安定したボール13cの形成用の放電、ならび
に被覆膜13bの除去が可能となる。
Thus, the function of the above equation is stored in the storage unit 18
By storing the value in c, even if the set value of the discharge current I in the discharge gap is changed, an appropriate gap voltage V 'can always be calculated from the above equation and used for the above-described series of applied voltage calculations. Therefore, the discharge for forming the ball 13c that is always stable over the entire length of the covering wire 13 and the removal of the covering film 13b can be performed.

【0117】なお、上記の説明では被覆ワイヤ13が短
くなるにしたがって印加電圧が小さくなるように制御し
たものであるが、この時の印加電圧が1000V程度以
下に低下した場合には、絶縁破壊による放電を開始しに
くい状態となる場合がある。このような場合には図22
に示すように、主放電の前に、絶縁破壊用の電圧、例え
ば2000〜4000Vの電圧を全体の放電エネルギに
対して無視し得る程度の短時間、例えば0.01〜0.05
msec程度の間、印加するようにしてもよい。
In the above description, the applied voltage is controlled so as to decrease as the covered wire 13 becomes shorter. However, if the applied voltage at this time is reduced to about 1000 V or less, insulation breakdown may occur. In some cases, it becomes difficult to start discharging. In such a case, FIG.
As shown in FIG. 5, before the main discharge, a voltage for dielectric breakdown, for example, a voltage of 2000 to 4000 V, is negligibly short with respect to the entire discharge energy, for example, 0.01 to 0.05.
The voltage may be applied for about msec.

【0118】次に、上記印加電圧を算定する具体例につ
いて説明する。
Next, a specific example of calculating the applied voltage will be described.

【0119】まず、キャピラリ10に対して被覆ワイヤ
13を挿通して、ワイヤ先端13eをキャピラリ10の
先端から1mm程度突出させた状態で第1クランパ14を
閉塞して被覆ワイヤ13を固定する。この時、ワイヤ先
端13eを図示しないガスバーナ等で加熱して、該ワイ
ヤ先端13eの被覆膜13bを完全に除去しておいても
よい。要するに、ワイヤ先端13eの放電電極面に対向
する部位に芯線13aの一部が露出した状態となってい
ればよい。
First, the covering wire 13 is inserted into the capillary 10, and the first clamper 14 is closed with the wire tip 13 e protruding about 1 mm from the tip of the capillary 10 to fix the covering wire 13. At this time, the wire tip 13e may be heated by a gas burner or the like (not shown) to completely remove the coating film 13b on the wire tip 13e. In short, it is sufficient that a part of the core wire 13a is exposed at a portion of the wire tip 13e facing the discharge electrode surface.

【0120】次に、キャピラリ10を降下させて、ワイ
ヤ先端13eの芯線13aの露出部分と電磁片170b
の面とを接触させる。この時、例えば、放電電源回路1
8の内部に、図示しないショート検出回路等を設けてワ
イヤ先端13eと電磁片170bとの接触状態を検出し
てキャピラリ10の下降を停止するようにしてもよい。
Next, the capillary 10 is lowered to expose the exposed portion of the core wire 13a at the wire tip 13e and the electromagnetic piece 170b.
Contact with the surface. At this time, for example, the discharge power supply circuit 1
A short detection circuit or the like (not shown) may be provided in the interior of the capillary 8 to detect the contact state between the wire tip 13e and the electromagnetic piece 170b and stop the lowering of the capillary 10.

【0121】次に、放電電源回路18の内部のスイッチ
18eを開き、代わってスイッチ18fを閉じた状態と
する。この状態で、低電圧発生部18gより比較的低い
電圧を被覆ワイヤ13の全長を含む放電回路に対して印
加する。この時、検出部18bにおいて、印加した電圧
4 と回路に直列に挿入されている抵抗R4 の両端の電
圧V3 とを計測する。これによってワイヤスプール12
に巻回されている被覆ワイヤ13の巻線抵抗Rは、次式
で算出することができる。
Next, the switch 18e inside the discharge power supply circuit 18 is opened, and the switch 18f is closed instead. In this state, a voltage relatively lower than that of the low voltage generator 18g is applied to the discharge circuit including the entire length of the covered wire 13. At this time, the detection unit 18b, the applied voltage V 4 and the circuit for measuring the voltage V 3 across the resistor R 4 which are inserted in series. This allows the wire spool 12
Can be calculated by the following equation.

【0122】 R=R4 ×〔(V4 /V3 )+1〕 (Ω) ここで、例えばV4 =100(V)、R4 =100
(Ω)とした場合に、V3=0.5(V)が計測された場
合には、R=20.1(kΩ)となる。
R = R 4 × [(V 4 / V 3 ) +1] (Ω) Here, for example, V 4 = 100 (V), R 4 = 100
(Ω), when V 3 = 0.5 (V) is measured, R = 20.1 (kΩ).

【0123】以上の工程によって、ワイヤスプール12
を新規に装着した際の被覆ワイヤ13の巻線抵抗の検出
が完了する。このようにして得られた巻線抵抗Rの値
は、放電電源回路18内の記憶部18cに格納される。
Through the above steps, the wire spool 12
Is completed, the detection of the winding resistance of the covered wire 13 is completed. The value of the winding resistance R thus obtained is stored in the storage unit 18c in the discharge power supply circuit 18.

【0124】次に、第1の放電であるボール形成用放電
の場合について図17を用いて説明する。
Next, the case of the ball forming discharge which is the first discharge will be described with reference to FIG.

【0125】一例として、芯線13aが直径30μmの
金線で構成されている被覆ワイヤ13のワイヤ先端13
eに直径75μmのボール13cを形成する場合には、
ボール形成用の電磁片170bを負極側に設定し、例え
ば放電時間0.5msec、放電電流0.1A(100mA)、
放電ギャップ0.5mm程度の諸条件にすることが考えられ
る。
As an example, the wire tip 13 of the covered wire 13 in which the core wire 13a is formed of a gold wire having a diameter of 30 μm.
When a ball 13c having a diameter of 75 μm is formed on e,
The electromagnetic piece 170b for ball formation is set on the negative electrode side, for example, with a discharge time of 0.5 msec, a discharge current of 0.1 A (100 mA),
It is conceivable that the discharge gap is set to about 0.5 mm.

【0126】この時の放電電流、すなわち目標電流I=
0.1Aを可能にする印加電圧Vを以下の方法で算出す
る。
The discharge current at this time, that is, the target current I =
An applied voltage V that enables 0.1 A is calculated by the following method.

【0127】まず、上記で算出した巻線抵抗Rと上記目
標電流Iとより、被覆ワイヤ13の巻線部分での電圧降
下ΔVaは、 ΔVa=I×R =0.1 ×20.1 ×103 =2010 (V) となる。
First, from the winding resistance R calculated above and the target current I, the voltage drop ΔVa at the winding portion of the covering wire 13 is as follows: ΔVa = I × R = 0.1 × 20.1 × 10 3 = 2010 (V).

【0128】次に、放電ギャップにおける電圧降下V
a’はG=0.5mm,I=100mAより、 Va' =270 ×G×(280−100 log10 I) =270 ×0.5 ×(280−100 log10 100) =310 (V) と算出される。したがって、上記条件下での印加電圧V
は、 V=ΔVa+Va’ =2010+310 =2320 (V) となる。
Next, the voltage drop V in the discharge gap
a 'is calculated from Va = 270 × G × (280-100 log 10 I) = 270 × 0.5 × (280-100 log 10 100) = 310 (V) from G = 0.5 mm and I = 100 mA. You. Therefore, the applied voltage V under the above conditions
V = ΔVa + Va ′ = 2010 + 310 = 2320 (V)

【0129】以上のようにして得られた印加電圧Vを記
憶部18cに格納する。
The applied voltage V obtained as described above is stored in the storage section 18c.

【0130】続いて、ボール形成のための放電を行う際
には、まずスイッチ18eを閉じた状態とした後、スイ
ッチ18fを開いて高電圧発生部18aを有効にする。
Subsequently, when performing a discharge for forming a ball, the switch 18e is first closed, and then the switch 18f is opened to enable the high voltage generator 18a.

【0131】次に、電源回路制御部18dは、記憶部1
8cに格納されている上記印加電圧V(=2320
(V))を読み出して、高電圧発生部18aに対してこ
の電圧値を発生させるように指示する。このようにし
て、ボール形成用の放電端子としての電磁片170bに
対して、目標電流であるI=100mAの放電電流を流
すことが可能となる。
Next, the power supply circuit control unit 18d
8c (= 2320)
(V)), and instructs the high voltage generator 18a to generate this voltage value. In this way, a discharge current of I = 100 mA, which is the target current, can flow through the electromagnetic piece 170b as a discharge terminal for ball formation.

【0132】以上のような印加電圧Vと降下電圧ΔVa
との関係を示したものが図18である。
As described above, the applied voltage V and the drop voltage ΔVa
FIG. 18 shows the relationship.

【0133】以上の説明は、第1ボンディングのための
ボール形成の際の放電条件についての説明であったが、
次に第2ボンディングのための被覆膜13bの除去のた
めの放電条件について図19を基に説明する。
The above description is about the discharge conditions at the time of forming the ball for the first bonding.
Next, discharge conditions for removing the coating film 13b for the second bonding will be described with reference to FIG.

【0134】例えば直径30μmの金線からなる芯線1
3aの周囲に、耐熱ポリウレタン樹脂からなる膜厚が1
μmの被覆膜13bが塗布されている被覆ワイヤ13に
おいて、第2ボンディングにおける接合予定部の被覆膜
13bを軸芯方向に500μmの範囲で熱分解除去する
場合で説明する。
For example, a core wire 1 made of a gold wire having a diameter of 30 μm
The thickness of the heat-resistant polyurethane resin is 1 around 3a.
In the case of the coated wire 13 to which the coating film 13b of μm is applied, the case where the coating film 13b at the portion to be joined in the second bonding is thermally decomposed and removed in the axial direction within a range of 500 μm will be described.

【0135】この場合には、まず放電条件として、放電
電極17側を負極性として、例えば放電時間10msec、
放電電流(目標電流Ib)0.01A(10mA)、放電
ギャップ長0.2mmとすることが考えられる。
In this case, first, as the discharge conditions, the discharge electrode 17 side is set to a negative polarity, for example, for a discharge time of 10 msec.
It is conceivable that the discharge current (target current Ib) is 0.01 A (10 mA) and the discharge gap length is 0.2 mm.

【0136】上記目標電流Ib=10mAを達成するた
めの印加電圧を下記の方法で算出する。
The applied voltage for achieving the target current Ib = 10 mA is calculated by the following method.

【0137】まず、前述の初期設定で算出した被覆ワイ
ヤ13の巻線抵抗Rと上記目標電流Ibとより、巻線部
分での電圧降下ΔVbは、 ΔVb=Ib×R =0.11×20.1 ×103 =201 (V) と算出される。
First, from the winding resistance R of the covered wire 13 calculated in the above-mentioned initial setting and the target current Ib, the voltage drop ΔVb at the winding portion is as follows: ΔVb = Ib × R = 0.11 × 20.1 × It is calculated as 10 3 = 201 (V).

【0138】次に、放電ギャップ(G=0.2 mm)におけ
る電圧降下Vb’は、 Vb' =270 +G×(280−100 log10 I) =270 +0.2 ×(280−100 log10 10) =304 (V) となる。これより目的の印加電圧Vは、 V=ΔVb+Vb’ =201 +304 =505 (V) となる。
Next, the voltage drop Vb ′ in the discharge gap (G = 0.2 mm) is as follows: Vb ′ = 270 + G × (280−100 log 10 I) = 270 + 0.2 × (280−100 log 10 10) = 304 (V). Thus, the target applied voltage V is as follows: V = ΔVb + Vb ′ = 201 + 304 = 505 (V)

【0139】このようにして得られた電圧値(V=50
5(V))は、放電電源回路18の記憶部18cに格納
される。
The voltage value thus obtained (V = 50
5 (V)) is stored in the storage unit 18c of the discharge power supply circuit 18.

【0140】次に、実際の被覆膜13bの放電除去の際
には、スイッチ18eを閉じて高電圧発生部18aを有
効な状態として、電源回路制御部18dの指示により、
上記で記憶部18cに格納されていた印加電圧(V=5
05(V))を読み出して、高電圧発生部18aに対し
てこの電圧値を発生させるように指示する。このように
して、被覆膜除去用の放電端子である両電磁片170
a,170bに対して、目標電流であるI=10mAの
放電電流を流すことが可能となる。
Next, at the time of actual discharge removal of the coating film 13b, the switch 18e is closed to make the high voltage generating section 18a effective, and the power supply circuit control section 18d issues an instruction.
The applied voltage (V = 5) stored in the storage unit 18c above
05 (V)), and instructs the high voltage generator 18a to generate this voltage value. In this manner, the two electromagnetic pieces 170 which are discharge terminals for removing the coating film are formed.
A discharge current of I = 10 mA, which is the target current, can be passed to a and 170b.

【0141】なお、上記のように算出された印加電圧が
1000V以下である場合には、電圧が低すぎて安定的
な放電開始が困難となる場合が多いので、図22に示す
ように、放電開始用の初期電圧として、例えば2000
V程度の高電圧を、全体の放電に影響を与えない程度の
短時間、例えば0.01msec程度だけ印加してもよい。算
出された印加電圧が2000V程度以上の値である場合
には、あえてこのような初期電圧の印加は不要であるこ
とは勿論である。
When the applied voltage calculated as described above is 1000 V or less, it is often difficult to start a stable discharge because the voltage is too low. Therefore, as shown in FIG. As an initial voltage for starting, for example, 2000
A high voltage of about V may be applied for a short time that does not affect the entire discharge, for example, about 0.01 msec. When the calculated applied voltage is a value of about 2000 V or more, it is needless to say that such an initial voltage need not be applied.

【0142】以上に説明した一連の工程は、新規のワイ
ヤスプール12を装着した直後におけいて算出された巻
線抵抗R(上記の例ではR=20.1(KΩ))を基に計
算したものである。ここで、ボンディング工程が進行す
るにしたがって被覆ワイヤ13の長さは次第に短くなっ
ていくため、上記の印加電圧Vの算出に際しては、被覆
ワイヤ13の全長の減少による巻線抵抗Rの値の減少を
考慮しなければならない。このように漸次減少していく
巻線抵抗値の測定は、前述の初期設定と同様な方法、す
なわちワイヤボンディング工程毎に、被覆ワイヤ13の
ワイヤ先端13eに形成されたボール13cと電磁片1
70bの放電面とを接触状態とし、放電電源回路18の
内部のスイッチ18eを開き、代わってスイッチ18f
を閉じた状態とする。この状態で、低電圧発生部18g
より比較的低い電圧を被覆ワイヤ13の全長を含む放電
回路に対して印加する。この時、検出部18bにおい
て、印加した電圧V4 と回路に直列に挿入されている抵
抗R4 の両端の電圧V3 とを計測する。これによってボ
ンディングサイクル毎に、前述の初期設定と同様に、ワ
イヤスプール12に巻回されている被覆ワイヤ13の巻
線抵抗Rを算出することができる。
The series of steps described above were calculated based on the winding resistance R (R = 20.1 (KΩ) in the above example) calculated immediately after the new wire spool 12 was mounted. Things. Here, as the length of the covered wire 13 gradually decreases as the bonding process proceeds, the above-described calculation of the applied voltage V requires a decrease in the value of the winding resistance R due to a decrease in the total length of the covered wire 13. Must be considered. The measurement of the gradually decreasing winding resistance is performed in the same manner as in the above-mentioned initial setting, that is, the ball 13c formed on the wire tip 13e of the covering wire 13 and the electromagnetic piece 1 are used for each wire bonding process.
The switch 18e inside the discharge power supply circuit 18 is opened, and the switch 18f is replaced with the switch 18f.
Is closed. In this state, the low voltage generator 18g
A relatively lower voltage is applied to the discharge circuit including the entire length of the covering wire 13. At this time, the detection unit 18b, the applied voltage V 4 and the circuit for measuring the voltage V 3 across the resistor R 4 which are inserted in series. Thus, the winding resistance R of the covering wire 13 wound on the wire spool 12 can be calculated for each bonding cycle, as in the above-described initial setting.

【0143】なお、上記ではボンディングサイクル毎に
巻線抵抗Rの値を算出する場合で説明したが、このよう
な測定は間欠的に、例えば数サイクルのボンディング、
あるいは1単位の半導体チップ3のボンディング毎に、
巻線抵抗Rの値がさほど変化しない範囲で行うこととし
てもよい。
In the above description, the case where the value of the winding resistance R is calculated for each bonding cycle has been described.
Alternatively, each time one unit of the semiconductor chip 3 is bonded,
This may be performed in a range where the value of the winding resistance R does not change so much.

【0144】印加電圧Vの算出に際しては、次のような
方法によっても可能である。
When calculating the applied voltage V, the following method is also possible.

【0145】以下の説明では、既に初期設定動作を行
い、巻線抵抗Rの値が決定しており、ボンディング工程
が順次進行している場合とする。
In the following description, it is assumed that the initial setting operation has already been performed, the value of the winding resistance R has been determined, and the bonding process is proceeding sequentially.

【0146】まず、放電電源回路18のスイッチ18e
が閉じられ、スイッチ18fが開かれて高電圧発生部1
8aが有効になっているものとする。
First, the switch 18e of the discharge power supply circuit 18
Is closed and the switch 18f is opened to open the high-voltage generator 1
8a is assumed to be valid.

【0147】この状態で高電圧発生部18aよりボール
形成用の放電電圧が印加されて回路に電流が流れるよう
にして、回路に並列に挿入された電圧検出用の抵抗R3
の両端の電圧V1 と、回路に直列に挿入された電流検出
用の抵抗R1 の両端の電圧V2 をそれぞれ測定する。こ
れらの電圧V1 およびV2 より、発生電圧Vとそのとき
の電流Iは下記のように算出される。
In this state, a discharge voltage for ball formation is applied from the high voltage generating section 18a so that a current flows through the circuit, and a resistor R 3 for voltage detection inserted in parallel with the circuit is used.
Measured across the voltage V 1 of the of the resistance R 1 of the current detection is inserted in series circuit across the voltage V 2, respectively. From these voltages V 1 and V 2 , the generated voltage V and the current I at that time are calculated as follows.

【0148】V=(R2 +R3 )/R3 ×V1 I=V2 /R1 ここで、放電ギャップにおける電圧降下をVa’とする
と、被覆ワイヤ13における巻線抵抗Rの値は、 R=(V−Va’)×I で算出される。ここで例えば、R1 =10Ω、R2 =1
0MΩ、R3 =100kΩとし、上記電圧の測定結果
が、V1 =2(V)、V2 =1(V)とすると、 V=(10 ×106 +100 ×103)/(100×103)×2 =2020 (V) I=1/10=0.1 (A) となる。この電流I=0.1A(=100mA)と、放電
ギャップG(例えばG=0.5mm)の値を用いれば、 Va' =270 +G×(280−100 log10 I) =270 +0.5×(280−100 log10 100) =310 (V) となる。これらの値より、巻線抵抗Rは、 R=(V−Va')×I =(2020−310)/0.1 =17100 (Ω) =17.1 (kΩ) となる。この時の巻線抵抗Rの値は前述と同様に記憶部
18cに格納される。
V = (R 2 + R 3 ) / R 3 × V 1 I = V 2 / R 1 Here, assuming that the voltage drop in the discharge gap is Va ′, the value of the winding resistance R in the coated wire 13 is: R = (V−Va ′) × I Here, for example, R 1 = 10Ω, R 2 = 1
Assuming that 0 MΩ, R 3 = 100 kΩ, and the voltage measurement results are V 1 = 2 (V) and V 2 = 1 (V), V = (10 × 10 6 + 100 × 10 3 ) / (100 × 10 3 ) 3 ) × 2 = 2020 (V) I = 1/10 = 0.1 (A) Using this current I = 0.1 A (= 100 mA) and the value of the discharge gap G (for example, G = 0.5 mm), Va ′ = 270 + G × (280-100 log 10 I) = 270 + 0.5 × (280-100 log 10 100) = 310 (V). From these values, the winding resistance R is as follows: R = (V−Va ′) × I = (2020−310) /0.1=17100 (Ω) = 17.1 (kΩ) The value of the winding resistance R at this time is stored in the storage unit 18c as described above.

【0149】このようにして得られた巻線抵抗Rの値を
基に、次サイクルのボール13cの形成用放電における
適切な印加電圧の算出が可能となる。
Based on the value of the winding resistance R obtained in this way, it is possible to calculate an appropriate applied voltage in the discharge for forming the ball 13c in the next cycle.

【0150】なお、上記は被覆ワイヤ13の第1ボンデ
ィング位置におけるボール形成用放電の制御であった
が、第2ボンディング位置における制御、すなわち被覆
膜除去用放電の際に行ってもよい。
Although the control for the ball forming discharge at the first bonding position of the coating wire 13 has been described above, the control may be performed at the second bonding position, that is, at the time of the discharge for removing the coating film.

【0151】以上のような、放電電源回路18における
制御によって、ボンディングの進行にともなう被覆ワイ
ヤ13の長さの減少にしたがって巻線抵抗Rの変化を随
時正確に検出できるため、適切な放電電圧の設定が可能
となり、被覆ワイヤ13の全長にわたって常に一定形状
のボール13cの形成、および一定範囲の被覆膜13b
の除去が可能となり、安定したボンディング作業が可能
となる。
By the control in the discharge power supply circuit 18 as described above, the change in the winding resistance R can be accurately detected at any time as the length of the covering wire 13 decreases with the progress of bonding. The setting can be made, the formation of the ball 13c having a constant shape over the entire length of the covering wire 13, and the covering film 13b in a certain range
Can be removed, and a stable bonding operation can be performed.

【0152】次に、上記技術を適用したワイヤボンディ
ング工程について図2を中心に説明する。
Next, a wire bonding step to which the above technique is applied will be described with reference to FIG.

【0153】図2A(a) では、ボンディングステージ2
上の半導体チップ3の直上において、第1クランパ14
が閉じた状態とされて被覆ワイヤ13がクランプされた
状態とされ、キャピラリ10の先端が被覆ワイヤ13の
ワイヤ先端13eがLa(例えばLa=0.5mm〜1.0mm
程度)だけ突出された状態となっている。この時のワイ
ヤ先端13eは、前述した放電技術により被覆膜13b
が0.1〜0.4mm程度の範囲で既に除去されたされた状態
となっているが、この工程については後の図2B(i) の
工程で説明する。
In FIG. 2A (a), the bonding stage 2
Immediately above the upper semiconductor chip 3, the first clamper 14
Is closed and the sheathing wire 13 is clamped, and the tip of the capillary 10 is moved from the wire tip 13e of the sheathing wire 13 to La (for example, La = 0.5 mm to 1.0 mm).
Degree). At this time, the wire tip 13e is coated with the coating film 13b by the above-described discharge technique.
Has already been removed in the range of about 0.1 to 0.4 mm, but this step will be described later in the step of FIG. 2B (i).

【0154】図2A(b) では、被覆ワイヤ13のワイヤ
先端13eと所定長のギャップ(放電ギャップ)を介し
て、放電電極17の電磁片170bが上記ワイヤ先端1
3eの直下に入り込んだ状態となり、前述の放電電源回
路18の高電圧の印加により、ボール13cが形成され
た状態となっている。この時の放電ギャップL10は、0.
2mm〜1.0mm程度の範囲で設定可能であるが、0.3mm〜
0.7mmの範囲が望ましい。
In FIG. 2A (b), the electromagnetic piece 170b of the discharge electrode 17 is connected to the wire tip 13e of the covered wire 13 via a gap (discharge gap) having a predetermined length.
3e, the ball 13c is formed by application of the high voltage of the discharge power supply circuit 18 described above. Discharge gap L 10 at this time, 0.
It can be set in the range of about 2mm to 1.0mm,
A range of 0.7 mm is desirable.

【0155】なお、同図では図示していないが、上記ボ
ール13cの形成直後に該ボール13cと電磁片170
bの放電面とを接触させて、前述の如く被覆ワイヤ13
の巻線抵抗Rを測定してもよい。
Although not shown in the figure, immediately after the formation of the ball 13c, the ball 13c
b, and contact with the discharge surface of
May be measured.

【0156】図2A(c) では、第2クランパ15は第1
クランプ荷重、すなわち摩擦クランプの状態とされてお
り、第1クランパ14は開いた状態となっている。この
摩擦クランプの状態では、既に説明したように被覆ワイ
ヤ13に対して1.0gf〜4.0gf程度の張力が加わる
ようになっている。この状態で、図2A(d) に示すよう
にキャピラリ10が半導体チップ3上の第1ボンディン
グ位置(第1の位置)に向かって下降すると、キャピラ
リ10の先端においてボール13cが係止され、被覆ワ
イヤ13の全体がこれにともなって下降する。
In FIG. 2C, the second clamper 15 is the first clamper.
The clamp load, that is, the state of the friction clamp is set, and the first clamper 14 is in an open state. In the state of the friction clamp, a tension of about 1.0 gf to 4.0 gf is applied to the coated wire 13 as described above. In this state, when the capillary 10 descends toward the first bonding position (first position) on the semiconductor chip 3 as shown in FIG. 2A (d), the ball 13c is locked at the tip of the capillary 10 to cover the semiconductor chip 3. The entire wire 13 is lowered accordingly.

【0157】図2A(e) の状態では、第1ボンディング
が行われた状態を示している。すなわち、キャピラリ1
0の先端に保持されたボール13cが半導体チップ3上
に着地した状態で、キャピラリ10に対して荷重50〜
100gfが印加されて、超音波発振器11より、例え
ば60kHzで振幅0.5μm〜1.0μm程度の超音波振動
がキャピラリ10に対して印加される。該ボール13c
はかかる超音波振動とボンディングステージ2内のヒー
タ2aからの200℃程度の加熱との相乗効果によっ
て、接合時間約20〜40msec程度で被覆ワイヤ13は
半導体チップ3(ボンディングパッド3b)に対して接
合される。このような接合は、加熱と超音波振動とによ
り、ボール13cを構成する金(Au)と、ボンディン
グパッド3bを構成するアルミニウム(Al)の原子相
互の拡散が促進されることにより達成される。なお、こ
の時、第2クランパ15は開かれた状態(クランプオ
フ)の状態となり、これによって被覆ワイヤ13は第1
クランパ14および第2クランパ15のいずれにも拘束
されない状態となる。
FIG. 2A (e) shows a state in which the first bonding has been performed. That is, the capillary 1
In a state in which the ball 13c held at the tip of the zero lands on the semiconductor chip 3, a load of 50 to 50 is applied to the capillary 10.
100 gf is applied, and the ultrasonic oscillator 11 applies an ultrasonic vibration of, for example, 60 kHz and an amplitude of about 0.5 μm to 1.0 μm to the capillary 10. The ball 13c
Due to the synergistic effect of the ultrasonic vibration and the heating of about 200 ° C. from the heater 2a in the bonding stage 2, the covering wire 13 is bonded to the semiconductor chip 3 (bonding pad 3b) in a bonding time of about 20 to 40 msec. Is done. Such bonding is achieved by promoting diffusion of atoms between gold (Au) forming the ball 13c and aluminum (Al) forming the bonding pad 3b by heating and ultrasonic vibration. At this time, the second clamper 15 is in an opened state (clamp-off), whereby the covered wire 13 is in the first state.
The state is not restricted by either the clamper 14 or the second clamper 15.

【0158】図2B(f) では、上記第1ボンディングの
完了後、キャピラリ10が所定量だけ上昇した状態を示
している。この時に被覆ワイヤ13の途中部分における
被覆膜13bの除去部位(露出部13d)がキャピラリ
10の先端となるようにキャピラリ10の上昇量が制御
されている。同図においてはキャピラリ10が最高上昇
位置に達した時点で上記の位置決めが行われている場合
を示しているが、これに限らず、キャピラリ10が下降
して第2のボンディング位置(インナーリード4b)に
至るまでの中間状態のいずれかの部位でキャピラリ10
の先端に対して上記露出部13dが位置決めされるよう
にしてもよい。
FIG. 2B (f) shows a state where the capillary 10 has been raised by a predetermined amount after the completion of the first bonding. At this time, the rising amount of the capillary 10 is controlled such that the portion (exposed portion 13 d) of the coating film 13 b in the middle of the coating wire 13 becomes the tip of the capillary 10. FIG. 5 shows a case where the above-described positioning is performed when the capillary 10 reaches the highest ascending position. However, the present invention is not limited to this, and the capillary 10 may be lowered to the second bonding position (the inner lead 4b). ) At any part of the intermediate state until the capillary 10
The exposed portion 13d may be positioned with respect to the tip of the head.

【0159】なお、図2B(f) で示す状態で、キャピラ
リ10が所定高さまで上昇した後、第2のボンディング
位置(インナーリード4b)に対して下降する途中の適
当な時点で第2クランパ15を摩擦クランプ状態(第1
クランプ荷重設定状態)として下降するキャピラリ10
に対して被覆ワイヤ13を上方向に引張力を作用させる
ことによって、ワイヤの引き込み不良等を生じないの
で、ワイヤループの高さを安定に制御することも可能で
ある。このようにキャピラリ10の下降時に第2クラン
パ15を摩擦クランプ状態とすることによって、キャピ
ラリ内へのワイヤの引き込み不良による異常ループを生
じることがなく、ワイヤループを形成するのに必要なワ
イヤの長さを安定制御できるので、第2の接合部への接
合予定部のワイヤの位置(被覆膜除去予定位置)を高精
度に設定できる。
In the state shown in FIG. 2B (f), after the capillary 10 ascends to a predetermined height, the second clamper 15 is moved at an appropriate point during the descent to the second bonding position (inner lead 4b). In the friction clamp state (first
Capillary 10 descending as clamp load setting state)
By applying a tensile force to the covering wire 13 in the upward direction, the wire pull-in failure does not occur, so that the height of the wire loop can be stably controlled. By setting the second clamper 15 in the friction clamp state when the capillary 10 is lowered in this way, an abnormal loop due to poor wire drawing into the capillary does not occur, and the length of the wire necessary for forming the wire loop is reduced. The position of the wire at the portion to be joined to the second joining portion (the position at which the coating film is to be removed) can be set with high precision because the stability can be controlled stably.

【0160】図2B(g) は、第2のボンディング位置
(インナーリード4b)上にキャピラリ10が着地して
第2ボンディングを行っている状態を示す。なお、同図
において水平方向へのキャピラリ10の移動はXYテー
ブル5の移動により相対的に行われている。
FIG. 2B (g) shows a state where the capillary 10 lands on the second bonding position (the inner lead 4b) and the second bonding is performed. In the figure, the movement of the capillary 10 in the horizontal direction is relatively performed by the movement of the XY table 5.

【0161】上記第2ボンディングにおけるボンディン
グ条件としては、キャピラリ10への接合荷重100〜
150gf、接合時間10〜30msec、超音波周波数6
0kHz、振幅1.0〜2.0μm、接合温度200℃程度が
好適である。このような諸条件によって被覆ワイヤ13
の露出部13dにおける芯線13aのAu原子と、イン
ナーリード4b上の銀メッキにおけるAg原子との相互
拡散が促進されて接合が実現される。この時、本実施の
形態では被覆ワイヤ13における第2の接合部位で予め
被覆膜13bが除去され露出部13dが形成され、芯線
13aの周側面とインナーリード4bとが直接接触され
た状態で超音波振動の印加が行われるため、下記のよう
な利点を有する。
The bonding conditions in the second bonding are as follows: a bonding load on the capillary 10 of 100 to 100;
150gf, bonding time 10-30msec, ultrasonic frequency 6
0 kHz, an amplitude of 1.0 to 2.0 μm, and a junction temperature of about 200 ° C. are preferable. Under these conditions, the coated wire 13
The mutual diffusion between the Au atoms of the core wire 13a in the exposed portion 13d and the Ag atoms in the silver plating on the inner lead 4b is promoted, and the bonding is realized. At this time, in the present embodiment, in a state where the coating film 13b is removed in advance at the second bonding portion of the coating wire 13 to form an exposed portion 13d, and the peripheral side surface of the core wire 13a is in direct contact with the inner lead 4b. The application of the ultrasonic vibration has the following advantages.

【0162】第1に、被覆膜13bの除去のための超音
波振動の印加が不要となる。すなわち、第2の接合部位
で被覆膜13bを機械的に破壊・除去するためには多段
階の超音波振動の印加が必要であるが、本実施の形態で
はこれが不要であるためにボンディング作業を効率的に
行うことができる。
First, there is no need to apply ultrasonic vibration for removing the coating film 13b. That is, in order to mechanically break and remove the coating film 13b at the second joint portion, it is necessary to apply multi-stage ultrasonic vibration. However, in the present embodiment, this is unnecessary, so that the bonding operation is not performed. Can be performed efficiently.

【0163】第2に、第2ボンディングにおける接合強
度を極めて高く維持できる。すなわち、第2ボンディン
グの際に予め被覆膜13bが除去されて芯線13aが露
出した状態となっているため、超音波振動の印加に際し
て被覆膜片等が介在することなく高い接合強度を得るこ
とができる。したがってボンディング信頼性を高めるこ
とができる。
Second, the bonding strength in the second bonding can be kept extremely high. In other words, since the coating film 13b is removed in advance during the second bonding and the core wire 13a is exposed, it is possible to obtain high bonding strength without application of a coating film piece or the like when applying ultrasonic vibration. Can be. Therefore, bonding reliability can be improved.

【0164】第3に、第2ボンディングの際に、予め被
覆膜13bが適切な範囲で除去されているため、低温ボ
ンディングを実現でき、第2ボンディングにおける温度
条件を裸線の場合と略同様にできるため、加熱による素
子破壊・疲労等を防止できる。
Third, at the time of the second bonding, since the coating film 13b has been removed in an appropriate range in advance, low-temperature bonding can be realized, and the temperature condition in the second bonding is substantially the same as that for the bare wire. Therefore, element destruction and fatigue due to heating can be prevented.

【0165】また、被覆膜13bの除去を放電によって
行うことにより、被覆膜13bの膜厚を大きくすること
ができ、被覆ワイヤ13の絶縁性を高く維持できる。
By removing the coating film 13b by electric discharge, the thickness of the coating film 13b can be increased, and the insulation of the coating wire 13 can be maintained high.

【0166】次の図2B(h) では、第2ボンディングの
完了後、XYテーブル5を移動することなく、キャピラ
リ10がリードフレーム4の表面からL1 だけ上昇した
状態を示している。この時のL1 は、後述する方法で第
1および第2の接合部位に関する情報、および装置の初
期設定条件等によって算出される。キャピラリ10がこ
のようにしてL1 の高さまで上昇すると、第1クランパ
14が閉じられて被覆ワイヤ13がクランプ状態とな
る。
[0166] In the following figure 2B (h), after completion of the second bonding, without moving the XY table 5 shows a state where the capillary 10 is raised from the surface of the lead frame 4 by L 1. L 1 at this time is calculated by the first and second information about the junction in the manner described below, and device configuration conditions of the. When the capillary 10 is raised to a height of L 1 in this manner, insulated wire 13 is clamped state first clamper 14 is closed.

【0167】図2B(i) では、第1クランパ14が閉じ
られて被覆ワイヤ13がクランプされた状態でキャピラ
リ10がさらにL2 の高さまで上昇された状態を示して
いる。この時、第1クランパ14は被覆ワイヤをクラン
プした状態でキャピラリ10と連動して上昇するため、
被覆ワイヤ13は上記第2の接合部位において切断され
る。この結果、被覆ワイヤ13はキャピラリ10の先端
より上記L1 の長さ分だけ突出された状態となる。
[0167] In FIG. 2B (i), shows a state where the capillary 10 with the first clamper 14 is insulated wire 13 is closed is clamped is further increased to a height of L 2. At this time, the first clamper 14 rises in conjunction with the capillary 10 in a state where the coated wire is clamped,
The covering wire 13 is cut at the second joint site. As a result, insulated wire 13 is in a state of being protruded from the distal end of the capillary 10 of length amount corresponding the L 1.

【0168】次に、同図に示す状態のまま、前述の放電
電極17の両電磁片170a,170bが被覆ワイヤ1
3をその両側方から非接触の状態で挟み込み、放電電源
回路18より前述の如く制御された電圧が放電電極17
に対して印加されると、被覆膜13bを介した状態で当
該電磁片170a,170bと芯線13aとの間で放電
が行われる。この時の放電エネルギによって被覆ワイヤ
13の所定部位における被覆膜13bの一部が除去され
る。この時の放電条件としては例えば被覆ワイヤ13に
対して、放電電極17側を負極に設定して放電時間2〜
20msec、放電電流5〜30mA、放電ギャップ0.1〜
0.5mmとすることができるが、前述の如く放電時間10
msec、放電電流(目標電流Ib)0.01A(10m
A)、放電ギャップ長0.2mmとすることが好ましい。但
しこれらの値に限定されるものではなく、要は、金(A
u)の融点である1063℃まで加熱することなく、か
つ被覆膜13bの熱分解温度約600℃まで適正領域を
加熱することが必要である。この点について前述の放電
条件によれば被覆ワイヤ13の途中部分に放電によるボ
ール等を形成してしまうことなく被覆膜13bのみを完
全に熱分解除去することができ、この除去範囲として0.
1mm〜1.0mm、さらには0.4mm〜0.6mmの範囲の安定除
去が制御可能である。
Next, the two electromagnetic pieces 170a and 170b of the above-described discharge electrode 17 are connected to the covering wire 1 while keeping the state shown in FIG.
3 is sandwiched from both sides thereof in a non-contact state, and the voltage controlled by the discharge power supply circuit 18 as described above is applied to the discharge electrode 17.
When a voltage is applied to the core member 13, discharge is performed between the electromagnetic pieces 170 a and 170 b and the core wire 13 a via the coating film 13 b. A part of the coating film 13b at a predetermined portion of the coating wire 13 is removed by the discharge energy at this time. As the discharge conditions at this time, for example, the discharge electrode 17 side is set to a negative
20 msec, discharge current 5-30 mA, discharge gap 0.1-
0.5 mm, but the discharge time is 10 mm as described above.
msec, discharge current (target current Ib) 0.01 A (10 m
A), Preferably, the discharge gap length is 0.2 mm. However, the present invention is not limited to these values.
It is necessary to heat the appropriate region to about 600 ° C. without heating to 1063 ° C. which is the melting point of u) and to the thermal decomposition temperature of the coating film 13b. In this regard, according to the above-described discharge conditions, only the coating film 13b can be completely thermally decomposed and removed without forming a ball or the like due to the discharge at an intermediate portion of the coating wire 13.
Stable removal in the range of 1 mm to 1.0 mm, and further in the range of 0.4 mm to 0.6 mm can be controlled.

【0169】なお、この際の放電電極17の電極面の設
置高さをL3 、被覆ワイヤ13の先端から除去中心位置
までの長さL4 とすると、上記L1 およびL2 の間には
次の幾何学的関係が成立する。
If the installation height of the electrode surface of the discharge electrode 17 at this time is L 3 and the length from the tip of the covering wire 13 to the removal center position is L 4 , the distance between the above L 1 and L 2 is The following geometric relationship holds.

【0170】L2 −L3 =L1 −L4 したがって、 L1 =L2 −L3 +L4 ここで、L2 ,L3 は装置の初期設定で定まる値であ
り、L4 は次のボンディング時の接合位置間の情報に基
づいて演算処理により決定される値である。
L 2 -L 3 = L 1 -L 4 Therefore, L 1 = L 2 -L 3 + L 4 where L 2 and L 3 are values determined by the initial setting of the apparatus, and L 4 is This is a value determined by arithmetic processing based on information between bonding positions at the time of bonding.

【0171】上記の放電の後、放電電極17がキャピラ
リ10の下方より離反する方向に退避するとともに、第
2クランパ15が閉じられる。この時第2クランパ15
は固定クランプ状態、すなわちクランプ荷重が50〜1
50gf程度の第2クランプ荷重設定状態となり、被覆
ワイヤ13は完全に拘束された状態となる。
After the above discharge, the discharge electrode 17 is retracted in a direction away from below the capillary 10 and the second clamper 15 is closed. At this time, the second clamper 15
Indicates a fixed clamp state, that is, a clamp load of 50 to 1
The second clamp load is set to about 50 gf, and the covered wire 13 is completely restrained.

【0172】図2B(j) では、第1クランパ14が開か
れ、キャピラリ10が図2B(i) の状態よりも相対的に
8 だけ下降される。この時、被覆ワイヤ13は第2ク
ランパ15によって拘束されているため、被覆ワイヤ1
3はキャピラリ10の内部にL8 だけ引き込まれ、キャ
ピラリ10の先端より被覆ワイヤ13の先端がテール長
9 だけ突出された状態となる。この状態から第1クラ
ンパ14が閉じられて、第2クランパ15が開かれる
と、キャピラリ10は初期高さL2 まで上昇するととも
にXYテーブル5が所定量移動して次のボンディングサ
イクルにおける初期状態となる(図2A(a) 参照)。
[0172] In FIG. 2B (j), the first clamper 14 is opened, the capillary 10 is lowered relatively by L 8 than in the state of FIG. 2B (i). At this time, since the covering wire 13 is restrained by the second clamper 15, the covering wire 1
3 is drawn into the capillary 10 by L 8 , and the tip of the covering wire 13 projects from the tip of the capillary 10 by the tail length L 9 . From this state, the first clamper 14 is closed, the second clamper 15 is opened, capillary 10 is the initial state at the next bonding cycle XY table 5 is moved a predetermined amount with increases up to the initial height L 2 (See FIG. 2A (a)).

【0173】以上に説明した図2A(a) 〜図2B(j) に
おけるキャピラリ10(ボンディング工具)の高さ位
置、第1クランパ14および第2クランパ15における
ソレノイドのon,off等の各機構の動作タイミング
を示したものが図3である。
2A (a) to 2B (j) described above, the height position of the capillary 10 (bonding tool), the ON / OFF of the solenoids in the first clamper 14 and the second clamper 15, and other mechanisms. FIG. 3 shows the operation timing.

【0174】また、上記図2A(a) 〜(j) において説明
したL0 ,L1 ,L8 ,L9 ,L10の間には下記の式が
成立する。
The following equation is established between L 0 , L 1 , L 8 , L 9 , and L 10 described with reference to FIGS. 2A (a) to 2 (j).

【0175】L1 =L8 +L92 =L0 +L10+L9 ここで、ボール形成のための放電電極17の電極面の高
さL0 は、装置の初期設定で決まる。また放電ギャップ
10、テール長L9 はオペレータの初期設定によって決
まるため、これらよりキャピラリ10の初期高さL2
必然的に定まる。この時、例えば放電電極17の電磁片
170bにおける放電面上にキャピラリ10の先端を接
触させて、ボンディングヘッド6における図示しない位
置検出機構を用いて高さ位置を検出することによって高
精度にL10の設定を行うことができる。これにともなっ
て被覆膜除去用の放電電極高さL3 も容易に算出するこ
とができる。
L 1 = L 8 + L 9 L 2 = L 0 + L 10 + L 9 Here, the height L 0 of the electrode surface of the discharge electrode 17 for forming the ball is determined by the initial setting of the apparatus. Since the discharge gap L 10 and the tail length L 9 are determined by the initial settings of the operator, the initial height L 2 of the capillary 10 is inevitably determined from these. In this case, for example, by contacting a tip end of the capillary 10 on the discharge side of the electromagnetic piece 170b of the discharge electrodes 17, L 10 with high accuracy by detecting the height position using the position detecting mechanism not shown in the bonding head 6 Can be set. Discharge electrode height L 3 of the covering film is removed along with this can also be calculated easily.

【0176】次に、L4 は、図4より、次の式で算出す
ることができる。
Next, L 4 can be calculated by the following equation from FIG.

【0177】L4 =L6 +L7 ここで、L6 は次のボンディングに要する被覆ワイヤ1
3の長さであり、L7は、ボール13cの形成に必要な
長さである。L7 は被覆ワイヤ13の芯線13aの直径
dとボール13cの直径D(Mm)(図2A(b) 参照)
との関係より、 L7 =(1/3)×(D3 /d2 ) となる。ここで、例えばd=30μmとすると、L7
7.41×10-4×D3 (Mm) となる。ここで、ボー
ル13cの直径Dの精度を75μm±5μm程度とする
とL7 は、320±50μm程度の精度で再現されるこ
とが理解できる。このようにして示された上式をグラフ
化したものが図6である。
L 4 = L 6 + L 7 Here, L 6 is the covering wire 1 required for the next bonding.
The length of 3, L 7 is the length required for forming the ball 13c. L 7 is the diameter D of the diameter d and the ball 13c of the core wire 13a of the insulated wire 13 (Mm) (FIG. 2A (b) see)
From the relationship between, L 7 = a (1/3) × (D 3 / d 2). Here, for example, if d = 30 μm, L 7 =
7.41 × 10 −4 × D 3 (Mm) Here, it can be understood that if the accuracy of the diameter D of the ball 13c is about 75 μm ± 5 μm, L 7 is reproduced with an accuracy of about 320 ± 50 μm. FIG. 6 is a graph of the above equation shown as above.

【0178】次に、ボンディングに必要な長さであるL
6 は、接合位置を検出した後の配線距離L15およびルー
プ高さL14より近似的に、 L6 =L14+L15 の式で求めることができる。ここで、ループ高さL
14は、配線条件、例えば芯線13aの製造方法に基づく
機械的物性、第1および第2ボンディング部位間の段
差、キャピラリ10の軌跡、配線時のバックテンション
量、ボール形成のための放電条件等により決定される値
であるが、この中でも特に配線距離L15の影響を大きく
受ける。このような場合にはループ高さL14と、配線距
離L15との関係を実験的に事前に求めておき、これを制
御部20に記憶しておくことにより、配線距離L15に対
応したループ高さL14を得ることができる。
Next, the length L required for bonding is
6 is approximately from wiring distance L 15 and the loop height L 14 after the detection of the bonding positions, can be determined by the formula L 6 = L 14 + L 15 . Here, the loop height L
Reference numeral 14 denotes wiring conditions, for example, mechanical properties based on the method of manufacturing the core wire 13a, steps between the first and second bonding sites, the trajectory of the capillary 10, the amount of back tension during wiring, discharge conditions for ball formation, and the like. it is a determined values, undergoes particularly large influence of wiring distance L 15 among this. The loop height L 14 in this case, to previously obtain a relation between the wiring distance L 15 in experimentally beforehand, by storing it in the control unit 20, corresponding to the wiring distance L 15 it is possible to obtain a loop height L 14.

【0179】上記の実験例として、図5に特定条件下に
おける配線距離L15とループ高さL14との関係を調べた
一例を示す。同図によれば、L14はL15の一次関数で表
すことが可能であり、下式のようになる。
[0179] As an experimental example of the above, an example of examining the relationship between the wiring distance L 15 and the loop height L 14 in the particular conditions in FIG. According to the figure, L 14 is may be represented by a linear function of L 15, it becomes the following equation.

【0180】L14=0.05×L15+0.15 (mm) 上記はあくまでも一例に過ぎず、L14はL15の多次元の
関数となってもよいことは勿論である。
L 14 = 0.05 × L 15 +0.15 (mm) The above is only an example, and L 14 may of course be a multidimensional function of L 15 .

【0181】以上の各式を用いることによって、次回の
ボンディング時における被覆ワイヤ13の先端から被覆
膜除去位置(露出部13d)までの長さL4 を演算によ
って算出することが可能となる。さらに、以上の各値よ
りL1 ,L2 ,L8 を算出でき、これらの各値により最
適な位置関係でのボンディングが可能となる。
[0181] By using each of the above formulas, it is possible to calculate by calculating the length L 4 from the tip of the insulated wire 13 at the next bonding to the coating film removing position (the exposed portion 13d). Further, L 1 , L 2 , and L 8 can be calculated from the above values, and the bonding can be performed in an optimum positional relationship based on these values.

【0182】なお、説明の煩雑さを避けるために、以上
の説明では触れなかったが、連続的にボンディングを行
うためには、次のような配慮が必要である。
Although not described in the above description in order to avoid the complexity of the description, the following considerations are required for performing continuous bonding.

【0183】以下、図7をもとに説明する。Hereinafter, description will be made with reference to FIG.

【0184】まず、接合位置の検出を行い(ステップ7
01)、配線距離L15の算出を実行する(702)。こ
の情報に基づいて、各ボンディングサイクルにおける被
覆膜13bの除去位置L4 を算出する(703)。続い
て、これから実行するボンディングが当該半導体チップ
4における第1ワイヤである場合には(704)、リー
ドフレーム4のタブ4aまたはタブ吊りリード(図示せ
ず)上等の、ボンディング及び製品に影響を与えない箇
所に対してダミーボンディングを行う(705)。この
時のダミーボンディングの配線距離は、制御部20の指
示により一定値に設定しておく。
First, a joint position is detected (step 7).
01), to perform the calculation of the wiring distance L 15 (702). Based on this information, it calculates the removal position L 4 of the coating film 13b of each bonding cycle (703). Subsequently, when the bonding to be performed is the first wire of the semiconductor chip 4 (704), the bonding and the product on the tab 4a of the lead frame 4 or the tab suspension lead (not shown) are affected. Dummy bonding is performed on a portion not provided (705). The wiring distance of the dummy bonding at this time is set to a constant value according to an instruction from the control unit 20.

【0185】上記ダミーボンディングを行った後に、実
際のボンディングを実行する(706)。その後、第2
の接合部位において、既に算出済のL4 の値に基づい
て、当該部位の被覆膜13bを除去し(708)、ステ
ップ704以降の処理工程を繰り返す。ここで、被覆ワ
イヤ13が当該半導体チップ3における最終ワイヤであ
った場合には(707)、次のワイヤはダミーワイヤと
して制御部20から指示された一定長の接合予定部位に
おける被覆膜13bが除去される(709)。続いて、
次の半導体チップ3(リードフレーム4)がXYテーブ
ル5上に配置された後、上記のステップ701〜704
が繰り返されるが、この時の半導体チップ3に対して当
該ボンディングは第1ワイヤとなるため、これに先だっ
て、ステップ705におけるダミーボンディングが実行
され、上記で用意されたダミーワイヤはダミーボンディ
ングされる。ここで、ダミーワイヤにおける配線距離は
常に一定長であるため、続く第1ワイヤからは常に安定
した最適な配線距離によるボンディングが可能となる。
After the dummy bonding is performed, actual bonding is performed (706). Then the second
In joint portion, already on the basis of the calculated value of the already L 4, to remove the covering film 13b of the portion (708), and repeats the steps 704 and subsequent processing steps. Here, when the covering wire 13 is the last wire in the semiconductor chip 3 (707), the next wire is a covering wire 13b at a predetermined length to be joined designated by the control unit 20 as a dummy wire. It is removed (709). continue,
After the next semiconductor chip 3 (lead frame 4) is placed on the XY table 5, the above steps 701 to 704 are performed.
Is repeated for the semiconductor chip 3 at this time, the dummy bonding is performed in step 705 prior to this bonding, and the dummy wire prepared above is dummy-bonded. Here, since the wiring distance of the dummy wire is always a constant length, bonding from the subsequent first wire can always be performed with a stable optimum wiring distance.

【0186】なお、ダミーボンディングにおける接合状
態は、製品の信頼性とは直接関係しないため、当該半導
体チップ3における最終ワイヤのボンディング後、次の
第1ボンディングにおける配線距離の位置とする必要は
ない。
Since the bonding state in the dummy bonding is not directly related to the reliability of the product, it is not necessary to set the position of the wiring distance in the next first bonding after bonding the final wire in the semiconductor chip 3.

【0187】また、図4に示す配線状態において、第2
ボンディング部における芯線13aの露出長さL13は、
例えば除去範囲のばらつきを0.4〜0.6mm、ループ高さ
のばらつきに伴うL4 の算出誤差のばらつきを±50μ
m(同一配線距離の場合)、ボール径のばらつきにとも
なうL7 の算出誤差のばらつき±50μmとすることに
より、L13=0.1〜0.4mm程度に制御できるため、ワイ
ヤショート等を有効に防止して接合信頼性の高い第2ボ
ンディングを実現できる。
In the wiring state shown in FIG.
Exposed length L 13 of the core wire 13a in the bonding portion,
For example 0.4~0.6mm variations in the removal area, ± 50.mu. variations in calculation error of the L 4 due to variations in loop height
(For the same wiring distance) m, by a variation ± 50 [mu] m of the calculation error of L 7 due to variation of the ball diameter, can be controlled to approximately L 13 = 0.1 to 0.4 mm, enable the wire short circuit or the like And the second bonding with high bonding reliability can be realized.

【0188】以上本発明者によってなされた発明を具体
的に説明したが、本発明は上記実施の形態中に記載した
ものの他、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能で
あることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventors has been specifically described above, it goes without saying that the present invention can be variously modified without departing from the gist thereof, in addition to those described in the above embodiments. Absent.

【0189】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその利用分野である、いわゆる芯線とし
て金線を用いた被覆ワイヤによるワイヤボンディング技
術に適用した場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、例えば銅線あるいはアルミニウム線等
の他の導電線金属を芯線とした被覆ワイヤにおけるワイ
ヤボンディング技術に適用できる。
In the above description, a case where the invention made by the present inventor is mainly applied to a wire bonding technique using a covered wire using a gold wire as a core wire, which is a field of application, has been described. However, the present invention can be applied to a wire bonding technique for a covered wire having a core wire of another conductive wire metal such as a copper wire or an aluminum wire.

【0190】[0190]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0191】すなわち、装置構造を複雑化することなく
被覆ワイヤにおける第1の接合予定部位と第2の接合予
定部位におけるボール形成ならびに芯線の露出が可能と
なり、被覆ワイヤを用いた接合強度の高いワイヤボンデ
ィングが可能となる。
That is, it is possible to form a ball and to expose a core wire at the first and second portions to be joined in the covered wire without complicating the structure of the device, and to use a wire having high bonding strength using the covered wire. Bonding becomes possible.

【0192】また、ワイヤを常に一定のたるみ状態に維
持することができ、ボンディング工具の上方においてワ
イヤの引張力にばらつきを生じることなく、常に安定し
たボンディング作業が可能となる。
Further, the wire can always be maintained in a constant slack state, and a stable bonding operation can always be performed without causing a variation in the tensile force of the wire above the bonding tool.

【0193】さらに、放電の際に放電電極の電極面に吹
き付けられる気体によって、被覆膜の熱分解ガス等によ
る汚染の発生を防止することができ、高品質のワイヤボ
ンディング作業を行うことができる。
Further, the gas blown to the electrode surface of the discharge electrode at the time of discharge can prevent the coating film from being contaminated by a pyrolysis gas or the like, and can perform a high quality wire bonding operation. .

【0194】以上により、ワイヤボンディング工程を通
じて得られる半導体装置の接合信頼性を高めることがで
きる。
As described above, the bonding reliability of the semiconductor device obtained through the wire bonding step can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態であるワイヤボンディン
グ装置を示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a wire bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2A】実施の形態のワイヤボンディング工程におけ
るボンディング工具等の位置関係を工程順に示す説明図
である。
FIG. 2A is an explanatory diagram showing a positional relationship of a bonding tool and the like in a wire bonding step according to the embodiment in the order of steps;

【図2B】実施の形態のワイヤボンディング工程におけ
るボンディング工具等の位置関係を工程順に示す説明図
である。
FIG. 2B is an explanatory diagram showing a positional relationship of a bonding tool and the like in a wire bonding step of the embodiment in the order of steps.

【図3】ボンディング工程に対応した各機構の動作タイ
ミングを示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing operation timing of each mechanism corresponding to a bonding step.

【図4】本実施の形態によりボンディングが完了した状
態の半導体チップの周辺を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing the periphery of a semiconductor chip in a state where bonding has been completed according to the embodiment;

【図5】本実施の形態におけるループ高さと配線距離と
の関係を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a loop height and a wiring distance in the present embodiment.

【図6】本実施の形態におけるボール形成の必要長さと
ボール径との関係を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a required ball formation length and a ball diameter in the present embodiment.

【図7】本実施の形態のボンディング工程を示すフロー
図である。
FIG. 7 is a flowchart showing a bonding step of the present embodiment.

【図8】エア吹付ノズルと放電電極との位置関係を示す
斜視図である。
FIG. 8 is a perspective view showing a positional relationship between an air blowing nozzle and a discharge electrode.

【図9】放電電極の駆動機構を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a driving mechanism of a discharge electrode.

【図10】放電電極と被覆ワイヤとの位置関係を示す断
面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a positional relationship between a discharge electrode and a covering wire.

【図11】第2クランパのクランプ機構を示す平面図で
ある。
FIG. 11 is a plan view showing a clamp mechanism of a second clamper.

【図12】ワイヤテンション部を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a wire tension unit.

【図13】ワイヤテンション部のワイヤ検出機構を示す
断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a wire detection mechanism of a wire tension unit.

【図14】ワイヤスプールを示す斜視図である。FIG. 14 is a perspective view showing a wire spool.

【図15】ワイヤスプールの取付構造を示す一部切り欠
き平面図である。
FIG. 15 is a partially cutaway plan view showing a wire spool mounting structure.

【図16】放電電源回路の回路構成を示すブロック図で
ある。
FIG. 16 is a block diagram showing a circuit configuration of a discharge power supply circuit.

【図17】被覆ワイヤの巻線部分と放電部分とを示す断
面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a winding portion and a discharge portion of the covered wire.

【図18】巻線部分および放電ギャップの電圧降下と印
加電圧との関係を示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a relationship between a voltage drop of a winding portion and a discharge gap and an applied voltage.

【図19】被覆膜除去のための放電条件を説明するため
の模式図である。
FIG. 19 is a schematic diagram for explaining discharge conditions for removing a coating film.

【図20】実験結果より得られたギャップ降下電圧の一
例を示す説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram showing an example of a gap drop voltage obtained from an experimental result.

【図21】ギャップ降下電圧の変動量と放電電流との関
係を示す説明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram showing a relationship between a variation amount of a gap drop voltage and a discharge current.

【図22】被覆膜除去のための放電に先だって、絶縁破
壊用の電圧を印加する状態を示す説明図である。
FIG. 22 is an explanatory diagram showing a state where a voltage for dielectric breakdown is applied prior to a discharge for removing a coating film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・架台、2・・・ボンディングステージ、2a・
・・ヒータ、3・・・半導体チップ、3b・・・ボンデ
ィングパッド、4・・・リードフレーム、4a・・・タ
ブ、4b・・・インナーリード、5・・・XYテーブ
ル、6・・・ボンディングヘッド、7・・・軸支点、8
・・・リニアモータ、9・・・ボンディングアーム、1
0・・・キャピラリ(ボンディング工具)、11・・・
超音波発振器、12・・・ワイヤスプール、13・・・
被覆ワイヤ、13a・・・芯線、13b・・・被覆膜、
13c・・・ボール、13d・・・露出部、13e・・
・ワイヤ先端、13h・・・基端部、14・・・第1ク
ランパ、141a・・・発光用ファイバ、141b・・
・受光用ファイバ、15・・・第2クランパ、151a
・・・クランパチップ、151b・・・クランパチッ
プ、152a・・・板ばね、152b・・・板ばね、1
53a・・・ソレノイド、153b・・・ソレノイド、
154a・・・ロッド、154b・・・ロッド、155
・・・圧縮コイルばね、156・・・揺動アーム、15
7・・・軸支点、158・・・保持部、16・・・エア
吹付ノズル、16a・・・ノズル管、16b・・・ガス
供給口、16c・・・ガス吹出口、17・・・放電電
極、170a・・・電磁片、170b・・・電磁片、1
70c・・・絶縁片、170d・・・絶縁片、171・
・・軸支点、172a・・・放電電極用第1ソレノイ
ド、172b・・・放電電極用第2ソレノイド、173
a・・・揺動アーム、173b・・・揺動アーム、17
4a・・・電極アーム、175・・・保持部、176a
・・・引張コイルばね、176b・・・引張コイルば
ね、177・・・ストッパ、18・・・放電電源回路、
18a・・・高電圧発生部、18b・・・検出部、18
c・・・記憶部、18d・・・電源回路制御部、18e
・・・スイッチ、18f・・・スイッチ、18g・・・
低電圧発生部、19・・・認識装置、20・・・制御
部、21・・・ワイヤガイド、22・・・ワイヤテンシ
ョン部、22a・・・エア吹付板、22b・・・検出
孔、22c・・・孔、22d・・・保持部、23・・・
エア供給口、24・・・光ファイバセンサ、24a・・
・光ファイバケーブル、25・・・スプールホルダ、2
52・・・スプール固定部、253・・・板ばね、25
4・・・保持部、255・・・電極端子、26・・・回
転モータ、26a・・・回転軸。
1 ... stand, 2 ... bonding stage, 2a
..Heater, 3 ... semiconductor chip, 3b ... bonding pad, 4 ... lead frame, 4a ... tab, 4b ... inner lead, 5 ... XY table, 6 ... bonding Head, 7 ... shaft fulcrum, 8
... linear motor, 9 ... bonding arm, 1
0: Capillary (bonding tool), 11:
Ultrasonic oscillator, 12 ... wire spool, 13 ...
Covered wire, 13a ... core wire, 13b ... covered film,
13c: ball, 13d: exposed part, 13e ...
· Wire tip, 13h · · · base end, 14 · · · first clamper, 141a · · · light emitting fiber, 141b · · ·
.Receiving fiber, 15... Second clamper, 151a
... Clamper chip, 151b ... Clamper chip, 152a ... leaf spring, 152b ... leaf spring, 1
53a ... solenoid, 153b ... solenoid,
154a: rod, 154b: rod, 155
... compression coil spring, 156 ... swing arm, 15
7 ... shaft fulcrum, 158 ... holding part, 16 ... air blowing nozzle, 16 a ... nozzle tube, 16 b ... gas supply port, 16 c ... gas outlet, 17 ... discharge Electrode, 170a ... Electromagnetic piece, 170b ... Electromagnetic piece, 1
70c: insulating piece, 170d: insulating piece, 171
..Axle fulcrum, 172a ... first solenoid for discharge electrode, 172b ... second solenoid for discharge electrode, 173
a ... swing arm, 173b ... swing arm, 17
4a ... electrode arm, 175 ... holding part, 176a
... Tension coil spring, 176b ... Tension coil spring, 177 ... Stopper, 18 ... Discharge power supply circuit,
18a: High voltage generator, 18b: Detector, 18
c: storage unit, 18d: power supply circuit control unit, 18e
... Switch, 18f ... Switch, 18g ...
Low voltage generation unit, 19: recognition device, 20: control unit, 21: wire guide, 22: wire tension unit, 22a: air spray plate, 22b: detection hole, 22c ... holes, 22d ... holding parts, 23 ...
Air supply port, 24 ... optical fiber sensor, 24a ...
.Optical fiber cable, 25 ... spool holder, 2
52: Spool fixing part, 253: Leaf spring, 25
4 ... holding part, 255 ... electrode terminal, 26 ... rotating motor, 26a ... rotating shaft.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ボンディング工具に挿通され導電性金属
からなる芯線の周囲に絶縁性の被覆膜を被着した被覆ワ
イヤを用い、この被覆ワイヤの先端部を第1の位置に接
合する操作と、前記ボンディング工具から繰り出された
前記被覆ワイヤの側面を第2の位置に接合する操作とを
行うことにより、該第1の位置と第2の位置との間を電
気的に接続するワイヤボンディング方法であって、 スプールに巻回され前記ボンディング工具から繰り出さ
れる前記被覆ワイヤの先端部と放電電極との間で放電を
行わせ、その放電エネルギによって前記被覆ワイヤの先
端にボールを形成し、このボールを前記ボンディング工
具によって前記第1の位置に押圧して接合する工程と、 第1および第2の位置情報に基づいて算出される所要の
長さだけ前記被覆ワイヤを前記ボンディング工具の先端
部から突き出し、前記被覆ワイヤにおける第2の接合予
定部位で前記被覆ワイヤの芯線と前記放電電極との間で
前記被覆膜を介して放電を行わせ、その際の放電エネル
ギによって予め前記被覆膜の一部を除去して芯線の露出
部を形成する工程と、 前記ボンディング工具から繰り出された前記被覆ワイヤ
の前記露出部を第2の位置に接合する工程と、 前記スプールから前記ボンディング工具に至る間に前記
被覆ワイヤに、この被覆ワイヤの軸芯方向とほぼ垂直方
向に加えられる付勢力によって前記所定のボンディング
部位とは逆方向に張力を加えられる工程と、 この付勢力の印加がなされる部分で前記被覆ワイヤを認
識することによって前記被覆ワイヤのたるみ状態を検出
する工程と、 該検出結果よりたるみが常に一定となるように前記スプ
ールの回転を制御する工程とを有することを特徴とする
ワイヤボンディング方法。
An operation of joining a distal end portion of a coated wire, which is inserted through a bonding tool and having an insulating coating film around a core wire made of a conductive metal, to a first position. Bonding the side surface of the covered wire drawn out from the bonding tool to a second position, thereby electrically connecting the first position to the second position. Causing a discharge to occur between the tip of the covered wire wound around a spool and being unreeled from the bonding tool and a discharge electrode, and forming a ball at the tip of the covered wire by the discharge energy. And bonding to the first position by the bonding tool, and the covering wire by a required length calculated based on the first and second position information. Projecting from the tip of the bonding tool, causing a discharge to occur between the core wire of the covered wire and the discharge electrode via the covering film at a second portion to be joined in the covered wire. Removing a part of the coating film in advance by energy to form an exposed portion of a core wire, and joining the exposed portion of the coated wire fed from the bonding tool to a second position; A step of applying tension to the covering wire in a direction opposite to the predetermined bonding portion by an urging force applied in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the covering wire from the spool to the bonding tool; A step of detecting the slack state of the covered wire by recognizing the covered wire at a portion to which the power is applied; Wire bonding method characterized by always having a step of controlling the rotation of the spool to be constant.
【請求項2】 ボンディング工具に挿通され導電性金属
からなる芯線の周囲に絶縁性の被覆膜を被着した被覆ワ
イヤを用い、この被覆ワイヤの先端部を第1の位置に接
合する操作と、前記ボンディング工具から繰り出された
前記被覆ワイヤの側面を第2の位置に接合する操作とを
行うことにより、該第1の位置と第2の位置との間を電
気的に接続するワイヤボンディング方法であって、 スプールに巻回され前記ボンディング工具から繰り出さ
れる前記被覆ワイヤの先端部と放電電極との間で放電を
行わせ、その放電エネルギによって前記被覆ワイヤの先
端にボールを形成し、このボールを前記ボンディング工
具によって前記第1の位置に押圧して接合する工程と、 第1および第2の位置情報に基づいて算出される所要の
長さだけ前記被覆ワイヤを前記ボンディング工具の先端
部から突き出し、前記被覆ワイヤにおける第2の接合予
定部位で前記被覆ワイヤの芯線と前記放電電極との間で
前記被覆膜を介して放電を行わせ、その際の放電エネル
ギによって予め前記被覆膜の一部を除去して芯線の露出
部を形成する工程と、 前記ボンディング工具から繰り出された前記被覆ワイヤ
の前記露出部を第2の位置に接合する工程と、 前記スプールから前記ボンディング工具に至るワイヤ経
路の両側方に配置された一対のエアー吹付板の間に気体
を供給して、前記被覆ワイヤにこの被覆ワイヤの軸芯方
向とほぼ垂直方向に加えられる付勢力によって前記所定
のボンディング部位とは逆方向に張力を加えられる工程
と、 前記エアー吹付板にそれぞれ設けられ、前記被覆ワイヤ
に光を照射する発光部材、および前記被覆ワイヤからの
反射光を受光する受光部材とを有する検出手段により前
記被覆ワイヤのたるみ状態を検出する工程と、 該検出結果よりたるみが常に一定となるように前記スプ
ールの回転を制御する工程とを有することを特徴とする
ワイヤボンディング方法。
2. An operation of using a coated wire which is inserted through a bonding tool and has an insulating coating film applied around a core wire made of a conductive metal, and joining an end portion of the coated wire to a first position. Bonding the side surface of the covered wire drawn out from the bonding tool to a second position, thereby electrically connecting the first position to the second position. Causing a discharge to occur between the tip of the covered wire wound around a spool and being unreeled from the bonding tool and a discharge electrode, and forming a ball at the tip of the covered wire by the discharge energy. And bonding to the first position by the bonding tool, and the covering wire by a required length calculated based on the first and second position information. Projecting from the tip of the bonding tool, causing a discharge to occur between the core wire of the covered wire and the discharge electrode via the covering film at a second portion to be joined in the covered wire. Removing a part of the coating film in advance by energy to form an exposed portion of a core wire, and joining the exposed portion of the coated wire fed from the bonding tool to a second position; A gas is supplied between a pair of air blowing plates disposed on both sides of a wire path from the spool to the bonding tool, and the biasing force applied to the coating wire in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the coating wire is used to supply the gas. A step of applying a tension in a direction opposite to a predetermined bonding portion; and a light emission provided on the air spray plate and irradiating light to the covering wire. Detecting a slack state of the coated wire by a detecting means having a material and a light receiving member for receiving reflected light from the coated wire; and rotating the spool so that the slack is always constant based on the detection result. Controlling the wire bonding method.
【請求項3】 ボンディング工具に挿通され導電性金属
からなる芯線の周囲に絶縁性の被覆膜を被着した被覆ワ
イヤを用い、この被覆ワイヤの先端部を第1の位置に接
合する操作と、前記ボンディング工具から繰り出された
前記被覆ワイヤの側面を第2の位置に接合する操作とを
行うことにより、該第1の位置と第2の位置との間を電
気的に接続するワイヤボンディング方法であって、 スプールに巻回され前記ボンディング工具から繰り出さ
れる前記被覆ワイヤの先端部と放電電極との間で放電を
行わせ、その放電エネルギによって前記被覆ワイヤの先
端にボールを形成し、このボールを前記ボンディング工
具によって前記第1の位置に押圧して接合する工程と、 第1および第2の位置情報に基づいて算出される所要の
長さだけ前記被覆ワイヤを前記ボンディング工具の先端
部から突き出し、前記被覆ワイヤにおける第2の接合予
定部位で前記被覆ワイヤの芯線と前記放電電極との間で
前記被覆膜を介して放電を行わせ、その際の放電エネル
ギによって予め前記被覆膜の一部を除去して芯線の露出
部を形成する工程と、 前記ボンディング工具から繰り出された前記被覆ワイヤ
の前記露出部を第2の位置に接合する工程と、 前記被覆ワイヤにおける第1の接合予定部位へのボール
形成用放電および前記第2の接合予定部位への被覆膜除
去用放電の際に、前記放電電極の電極面に気体を吹き付
ける工程とを有することを特徴とするワイヤボンディン
グ方法。
3. An operation of using a covered wire which is inserted through a bonding tool and has an insulating covering film applied around a core wire made of a conductive metal, and joining a tip portion of the covered wire to a first position. Bonding the side surface of the covered wire drawn out from the bonding tool to a second position, thereby electrically connecting the first position to the second position. Causing a discharge to occur between the tip of the covered wire wound around a spool and being unreeled from the bonding tool and a discharge electrode, and forming a ball at the tip of the covered wire by the discharge energy. And bonding to the first position by the bonding tool, and the covering wire by a required length calculated based on the first and second position information. Projecting from the tip of the bonding tool, causing a discharge to occur between the core wire of the covered wire and the discharge electrode via the covering film at a second portion to be joined in the covered wire. Removing a part of the coating film in advance by energy to form an exposed portion of a core wire, and joining the exposed portion of the coated wire fed from the bonding tool to a second position; Blowing a gas to the electrode surface of the discharge electrode at the time of the discharge for forming the ball on the first scheduled portion and the discharge for removing the coating film on the second scheduled portion of the covered wire. A wire bonding method characterized by the above-mentioned.
【請求項4】 ボンディング工具に挿通され導電性金属
からなる芯線の周囲に絶縁性の被覆膜を被着した被覆ワ
イヤを用い、この被覆ワイヤの先端部を第1の位置に接
合する操作と、前記ボンディング工具から繰り出された
前記被覆ワイヤの側面を第2の位置に接合する操作とを
行うことにより、該第1の位置と第2の位置との間を電
気的に接続するワイヤボンディング装置であって、 前記ボンディング工具から繰り出される前記被覆ワイヤ
の先端部と放電電極との間で放電を行わせ、その放電エ
ネルギによって前記被覆ワイヤの先端にボールを形成す
るボール形成用電極と、 前記ボンディング工具の先端部から突き出された前記被
覆ワイヤにおける第2の接合予定部位で前記被覆ワイヤ
の芯線と前記放電電極との間で前記被覆膜を介して放電
を行わせ、その際の放電エネルギによって予め前記被覆
膜の一部を除去して芯線の露出部を形成する露出部形成
用電極と、 前記それぞれの電極に対して気体を吹き付けるエア吹付
ノズルとを有することを特徴とするワイヤボンディング
装置。
4. An operation of using a coated wire which is inserted through a bonding tool and has an insulating coating film applied around a core wire made of a conductive metal, and joining an end portion of the coated wire to a first position. Bonding the side surface of the coated wire drawn out from the bonding tool to a second position, thereby electrically connecting the first position and the second position. A ball-forming electrode for causing a discharge to occur between a tip of the covered wire fed from the bonding tool and a discharge electrode, and forming a ball at the tip of the covered wire by the discharge energy; A discharge is made via the coating film between a core wire of the coating wire and the discharge electrode at a second scheduled portion of the coating wire protruding from the tip of the tool. And an exposed portion forming electrode that removes a part of the coating film in advance by the discharge energy at that time to form an exposed portion of the core wire, and an air blowing nozzle that blows gas against each of the electrodes. A wire bonding apparatus comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JP2016129200A (en) * 2015-01-09 2016-07-14 東京エレクトロン株式会社 Bonding device, bonding system, bonding method, program and computer storage medium
TWI636843B (en) * 2015-01-09 2018-10-01 東京威力科創股份有限公司 Joining apparatus, joining system, joining method, and computer storage

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100625938B1 (en) 2005-07-21 2006-09-18 앰코 테크놀로지 코리아 주식회사 Bond integrity test system for wire bonder
JP2016129200A (en) * 2015-01-09 2016-07-14 東京エレクトロン株式会社 Bonding device, bonding system, bonding method, program and computer storage medium
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