JPS59165430A - リ−ドワイヤボンド試み検知 - Google Patents

リ−ドワイヤボンド試み検知

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JPS59165430A
JPS59165430A JP59035484A JP3548484A JPS59165430A JP S59165430 A JPS59165430 A JP S59165430A JP 59035484 A JP59035484 A JP 59035484A JP 3548484 A JP3548484 A JP 3548484A JP S59165430 A JPS59165430 A JP S59165430A
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JP
Japan
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bonding
lead wire
bond
ball
wedge
Prior art date
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Pending
Application number
JP59035484A
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English (en)
Inventor
ジヨン・エイ・カ−ツ
ドナルド・イ−・コ−センズ
マ−ク・デイ・デユ−フオ−
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Fairchild Semiconductor Corp
Original Assignee
Fairchild Camera and Instrument Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fairchild Camera and Instrument Corp filed Critical Fairchild Camera and Instrument Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリードワイヤをボンディング及び溶接する際の
ボンド試み及び溶接試みをセンスし検知する為の新規な
方法及び装置に関するものである。
本発明は、特に、集積回路要素の間、例えば、マイクロ
回路チツープのダイバンドとチップが装着されるべきリ
ードフレームとの間に於いてリードワイヤをボンディン
グする際に為損ったボールボンド及び為損ったウェッジ
ボンド番検知する為に適用可能である。本発明は、手動
及び自動のボンディング装置の両方に実施することが可
能であり、且つ既存のボンディング装置をレトロフィツ
トすることにより実施することが可能である。
マイクロ回路チップとそのチップを装着すべきリードフ
レームとの間をリードワイヤでボンディングして外部回
路へ接続させる場合には、通常、“ボール／ウェッジ”
ボンディングによって行なわれる。第１図に示した如く
、リードワイヤの先端を溶融し且つ固化させることによ
ってリードワイヤ乃至はボンディングワイヤ１１の端部
にリードワイヤ金属のボール１５を形成する。この様な
ボールの形成は、例えば、フレームトーチ又は電気的放
電によって行なわれる。
固化させた後に、リードワイヤの先端の金属ボール１５
を、第２図に示した如く、メタライズしたダイパッド１
４と密接状態とさせる。所定の圧力及びボンドを所定の
時間に亘って印加することにより、通常°°−；熱圧着
によりボールボンドを形成する。金ｉ溶接と拡散とが相
俟ってこの基本的なボールボンドを形成する。一方、超
音波ボンディング又はその他の形態のエネルギを使用す
ることも可能である。
次いで、キャピラリ工具１２をボールボンド及びチップ
の上方の所定のレベルへ上昇させ、キャピラリ工具を介
してリードワイヤを供給する。キャピラリ工具１２とチ
ップ乃至はその他の基板とを互いに相対的に移動させ、
リードワイヤのボンディングを別の箇所、例えば、リー
ドフレームフィンガー１８へ位置させる。この様な相対
的な運動は、上昇させたキャピラリ工具の下側に存在す
るリードフレーム片を並進運動させることによってボー
ルボンディング装置内に於いて通常行なわれる。この新
しい位置に於いて、リードワイヤ１１をリードフレーム
フィンガー１８の表面と密接状態とさせ、所謂゛′ウニ
、ツジボンド”乃至は゛溶接”を形成する。第４図に示
した如く、キャピラリ工具１２の先端によってリードフ
レームフィンガー１８の表面に対しリードワイヤ１１を
当接させることによってウェッジボンドを形成する。次
いで、第５図に示した如く、不図示のクランプでリード
ワイヤ１１をクランプし且つボンディング工具１２とリ
ードワイヤ１１とをウェッジボンド１７の上方へ上昇さ
せることによってリードワイヤ１１をウェッジボンド１
７の上側に於いて切断させる。この様にして、チップの
メタライズした基板とリードフレームとの間に於いて外
部回路へ接続する為の健全なリードワイヤの接続を確立
する。リードワイヤのボールボンディング及びウェッジ
ボンディングに関する更に詳細な技゛術は、５ｔｅｐｈ
ｅｎ　　Ｗ　、Ｈｉｎｃｈ及びＤｏｎａｌｄ　　　Ｒ，
Ｃｒｏｐｐｅｒ共著の“ワイヤボンディング特性の評価
（Ｅ　ｖａｌｕａｔｉｎａ　　Ｗｉｒｅ　　Ｂｏｎｄ　
　Ｑｕａｌｉｔｙ）”、１９８１年２月版、セミコンダ
クタ　インターナショナルの文献に記載されている。
ワイヤボンディングの動作中に、ボール１５をダイパッ
ド１４へ確実にボンドし且つ付着されることを失敗する
と、為損ったボールボンドとなり、本明細書に絵いては
゛ボンド試み″と呼称する。
通常の動作に於いては−、リードワイヤ乃至はボン　　
　□ディングワイヤの先端に於けるボール１５を熱及び
超音波エネルギの存在下に於いてダイパッドへ押付は圧
着することにより、ボール１５が平坦化され、第３図に
示した如く、ボール１５とダイパッド１４との間に良好
なボンディング乃至は付着が得られる。ボンディング装
置によってキャピラリ工具１２を持上げると、ボンディ
ングワイヤ１１はボール１５とダイパッド１４との間の
良好な付着によってキャピラリ工具１２を介して牽引さ
れる。一方、ボール１５とダイパッド１４との間の付着
が劣っていたり又は不十分なボンディング状態である場
合には、キャピラリ工具１２を持上げる際に平坦化され
たボールがチップから剥′離される。従って、リードワ
イヤ１１は工具１２を介して供給することが自由な場合
であったとしても、第６図に示した如く貧弱なボンデ１
−ングの場合には、通常、摩擦力及び工具１２の牽引に
よって影響を受ける力が平坦化したボール１５ａを剥離
するのに十分である。とにかく、キャビラリ工具１２に
対してリードフレーム片を横方向に移動させることによ
り、ボンディングが貧弱なボールがタイパッド１４から
取外される。ボール１５をダイパッド１４へ付着させる
ことを失敗したこと−を本明細書に於いてはパ為損った
ボンド″乃至は゛ボンド試み”と呼称する。ボンド試み
の各場合に於いて、キャビラリ工具を持上げたり又はリ
ードフレーム片とボンディング工具とを互いに相対的に
並進運動させることにより、平坦化したボール１５ａが
ダイパッド１４から剥離する。この様なボンド試みが発
生すると、ボールボンディング装置に於いて補正を行な
うことが必要となる。例えば、クリック　アンド　ソフ
ァ　インダストリーズ。
インコーホレイテッドの高速度テイルレス熱圧着ボール
ボ′ンディング装置、モデル４７８１等の様な手動のタ
イプのポールボンディング装置を使用する場合には、オ
ペレータはキャビラリ工具を移動させて、平坦化したボ
ール１５ａをパドル支持体−等の様なリードフレーム片
上の非干渉位置即ち邪魔にならない位置に溶接させる。
従って、為損ったボールボンドはパドル支持体へウェッ
ジボンディング乃至は溶接・され、次いで工具及びリー
ドワイヤを上昇させてリードワイヤを切断し新たなボー
ルボンドの形成を行なう。次いで、新たなボールを再度
ダイパツドヘボンディングさせ、ボンディング動作を再
開する。
クリック　アンド　ソファ　インダストリーズ。
インコーホレイテッドの高速ボールボンディング装置、
モデル１４１９等の様な自動ボールボンディング装置及
びロボットに於いては、ボンド試み乃至は為損ったボー
ルボンドが発生することは一層由々しき問題である。こ
の場合には、毎分当り多数のリードワイヤボンド及び溶
接が形成されるので、何等かの補正を行なわねばならな
い場合には、為損ったボールボンドを直ぐに検知せねば
ならない。
同様に、ウェッジボンド乃至は溶接がリードフレームフ
ィンガー１８へ付着為損う場合がある。
通常の動作状態に於いては、第５図に示した如く、金属
溶接と拡散とが相俟って健全なウェッジボンドを形成し
、リードフレームフィンガーへ付着される。不十分なボ
ンディングであって付着状態が劣悪な場°合には第７図
に示した如く、キャビラリ工具１２とリードワイヤ１１
とをリードフレームフィンガーの表面から上昇させると
、ウェッジボンドがリードフレームフィンガーから剥離
する。
この様にウェッジボンドがリードフレームフィンガーの
表面へ付着させることの失敗を、本明細書では、゛為損
ったウェッジボンドＺｌｄ溶接試み″乃至は“ウェッジ
ボンド試み″と呼称する。溶接試みが発生した後に於い
ては、溶接試みの発生した位置１９に於いては弱体化さ
れているが、キャビラリ工具１２を挿通するリードワイ
ヤはチップ１６のダイパッド１４に於いてボールボンド
接続されたままである。この様なウェッジボンド試み乃
至は溶接試みが発生すると、マイクロ回路チップそのも
のを排除する必要がある場合があり、この様な試みの発
生を検知した場合には対応するマイクロ回路チップへそ
の旨印を付、けることが有効である。この様なウェッジ
ボンド試み乃至は溶接試みの発生した場合には、リード
フレーム片とボンディング工具とを互いに相対的に移動
させることによってウェッジボンド試みの発生した弱体
化した位置１９に於いてリードワイヤを切断する。
この様な補正動作に於いて、図示してないがスタンダー
ドなポールボンディング装置の一部を形成するクランプ
によってリードワイヤ１１はボンディング工具１２と共
に移動する様にクランプされたままである。為損ったウ
ェッジボンドの弱体化した位置に於いてリードワイヤを
切断する前にポールボンディング装置がボール形成動作
モードへ進行することを阻止する為に、溶接試み乃至は
ウェッジボンド試みの発生を直ぐざま検知することが重
要である。
従来のポールボンディング装置は、それが部分的に手動
なものであったり又は自動化されたものであったとして
も、通常、幾つかの動作モードを有している。ボール形
成動作モード乃至は“フレームオフ″モードに於いては
、例えば、高電圧源とリードワイヤとの間に電気的放電
を起こさせることによってリードワイヤの端部にボール
を形成する。この様なボール形成動作モードに於いては
、リードワイヤは接地されねばならない。ボール形成乃
至はボール形成動作モードの終了時に於いて、ボンディ
ング装置はポールボンディング動作モードを行ない、そ
の際にボールを集積回路チップのダイパッドヘボンドさ
せる。ポールボンディング動作モードの後に、ボンディ
ング装置がウェッジボンディング動作モードを行ない、
リードワイヤの他端をリードフレームフィンガーヘボン
デイング乃至は溶接させる。リードワイヤを切断した後
に、ボンディング装置がボール形成動作モードへ復帰す
る準備がなされる。１つの動作モードから次の動作モー
ドヘボンディング動作が進行することは、勿論、強固な
付着力を有し良好な特性のボンドを形成することに依存
する。ボンド試み及び溶接試みが発生した場合には、ボ
ンディング装置が次の動作モードへ堺１行する前に補正
を行なうことが得策である。
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、マイ
クロ回路チップ及び該チップが装着されるリードフレー
ムの夫々へリードワイヤをボンディング及び溶接する際
にボンド試み及び溶接試みが発生することをセンスする
と共に検知する為の新規な方法及び装置を提供すること
を目的とする。
本発明は手動及び自動の両方のポールボンディング装置
へ適用可能なものであり、且つ既存のボンディング装置
をレトロフィツトすることによって適用可能なものであ
る。本発明の別の目的とするところは為損ったボールボ
ンド及び為損ったウェッジボンドの夫々に関連してリー
ドワイヤの電気的な状態に基づいてボールボンド試み及
びウェッジボンド試みをセンスすると共に検知する電気
的な方法を提供することである。本発明の更に別の目的
とするところは、ボールボンド試み及びウェッジボンド
試みが発生した直後にそのことをセンスすると共に検知
し、手動のタイプのボンディング装置のオペレータ“に
よって補正を行なったり又はロボットタイプのボンディ
ング装置に於いて自動化されたステップによって補正を
行なうことを可能とした方法を提供することである。
これらの目的を達成する為に、本発明はボールボンド試
みの後及びウェッジボンド試みの後に於けるリードワイ
ヤの電気的状態を表わす異なった特性を検知する為の装
置及び回路を提供している。
本発明によれば、ボールボンド試みが発生した後に於い
てリードワイヤの抵抗が高いということを利用して為損
ったボールボンドを発見している。
逆に、ウェッジボンド試みが発生した後に於いてリード
ワイヤの抵抗が低いということを利用して為損うだウェ
ッジボンドを発見している。
ボンド試み及び溶接試みを検知する為にリードワイヤの
電気的な状態を利用する本方法によれば、リードワイヤ
がボンディング工具及びボンディング装置内に保持され
ている間、リードワイヤを接地電位にある制御されてい
ない物体から分離している。通常、ボンディング工具と
、中間接地板と、ボンディングワイヤ用のスプールとは
ボンディング装置のシャシ−及びその他の共通接地部分
から分離されている。
第、１回路が設けられており、それは制御された接地カ
ップリングと、電流を供給する為の接地分離電圧源と、
電気的にスイッチング動作を行ないボンディング工具に
保持されているリードワイヤを一方に於いては制御され
た接地カップリングへ接続させると共に他方に於いては
接地分離電圧源へ接続させるスイッチとを有している。
この第１回路は、該スイッチを動作させボンディング装
置がボール形成動作モードにある場合にリードワイヤを
接地カップリングへ電気的に接続させる為の制御信号回
路と動作接続されている。従って、通常電気的な放電に
よって行なわれ且つ従来゛フレームオフ”工程と呼ばれ
るボール形成の期間中、リードワイヤはボール形成用の
電気的放電を行なう為に制御された接地接続体へ接続さ
れる。一方、制御信号回路はリードワイヤを接地分離電
圧源へ接続させて電流をリードワイヤへ供給する。リー
ドワイヤを接地分離電圧源へ接続させることにより、ボ
ンディング装置のポールボンディング動作モード及びウ
ェッジボンディング動作モードの終了後にボンドセンス
及び検知モードを確立する。
本発明は、更に、リードワイヤを接地分離電圧源へ電気
的に接続させた際にリードワイヤ内の電圧又は電流をセ
ンスすることによってリードワイヤの電気的状態をセン
スする為の第２回路を提供している。この電流検知用の
構成に於いては、ボンドセンス及び検知モードの期間中
に、リードワイヤ内の電流に応答してリードワイヤの実
効抵抗値を検知する。最後に、ボールボンド動作の後に
高抵抗が存在することを検知したことを表示する表示回
路が設けられており、それにより為損ったボールボンド
が発生したことを表示する。逆に、この表示回路はウェ
ッジボンド動作の後に於いてはリードワイヤが低抵抗で
あることを検知したことを表示し、それにより為損った
ウェッジボンドが発生したことを表示する。
本発明の別の構成によれば、第１回路構成に於ける電子
的スイッチ又はその他のスイッチを動作させる為の手段
が、ボンディング装置の逐次の動作モードを実行させる
制御信号を利用するボンディング装置自身の制御信号回
路を有している。一方、ボンディング工具の位置をセン
スすると共に検知し且つリードワイヤスイッチを動作さ
せる為の制御信号を発生させる為の光学検知器を使用す
る別体の制御回路を設けることも可能である。
本発明の好適な実施形態に於いては、制御信号回路と電
気的リードワイヤスイッチとの間に動作接続されてタイ
ミング信号を発生する為のタイムシーケンス回路が設け
られている。第１タイミング信号はポールボンディング
動作又はウェッジボンディング動作の後に第１信号遅れ
を供給して、ボンディング工具がボンディング装置によ
って上昇されている間にセンス及び検知モードが開始さ
れる前の第１期間の遅れを導入する。タイムシーケンス
回路は更に第２タイミング、信号乃至は信号遅れを供給
して、センス及び検知モードの期間を１１１ｉ１１する
。
慨して、本発明は、制御した接地カップリングと接地分
離電圧源との間に於いてリードワイヤの電気的接続状態
をス、イツチングさせる為に交互に導通状態及び非導通
状態とされるトランジスタの電子的スイッチを提供する
ものである。オペアンプの入力端間のシャント抵抗が電
流を検知し、従ってリードワイヤの抵抗を検知する。こ
のオペアンプの出力は、オペアンプの出力が高であるが
又は低であるかによって交互に導通状態となる別の一対
のトランジスタ電子スイッチを制御し、ボールボンド試
み又は溶接試みが発生することを表示する。更に、セン
スされ検知されたリードワイヤボンドがボールボンドで
あるが又はウェッジボンドであるかを表示する為に更に
別の一対の電子的トランジスタスイッチからなる第３の
回路構成が設けられている。ボンディング装置はボール
ボンドとウェッジボンドとを交替的に実施するので、こ
の第３回路は交替的カウンタの形態とすることが可能で
ある。
従って、本発明の方法及び回路によれば、ボンディング
装置がボール形成動作モードにある場合に、リードワイ
ヤが接地電位へ接続される。しかしながら、ポールボン
ディング動作及びウェッジボンディング動作の後に於い
ては、リードワイヤの電気的接続状態は、リードワイヤ
へ電流を供給する為の接地分離電圧源へスイッチされる
。センス及び検知回路がリードワイヤに於ける電流又は
電圧をセンスし、リードワイヤの実効抵抗値を検知する
。本発明の回路はセンスされているボンドがボールボン
ドであるか又はウェッジボンドであるか否かをモニター
している。ポールボンディング動作モードの後に比較的
高抵抗が検知された場合には、補正動作が行なわれ、一
方比較的低抵抗が検知された場合には、通常の進行順序
に従ってボンディング動作が継続して行なわれる。一方
、ウエッジボンケイング動作モードの後に、ウェッジボ
ンド試みが発生した為に低抵抗が検知されやり損いが発
見されると、ボール形成動作モードへの進行が阻止され
、補正を行なうことを可能とする。ウェッジボンドを行
なった後にリードワイヤが高抵抗であることが検知され
ると、通常の進行順序に従いボール形成動作モードへ移
行される。
以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
について詳細に説明する。本発明によれば、ポールボン
ディング動作の後にボンディングボールがダイパッドか
ら剥離することによりボンド試みが発生したことを検知
することを可能とするものである。ボンディングボール
がボンドされダイパッドへ付着している場合には、リー
ドワイヤからダイパッド及びチップを介して接地電位に
維持されているリードフレームへの抵抗は、ＴＴＬ、Ｅ
ＣＬ、ＦＡＳＴ及びＣＴＬ集積回路技術の全てのダイパ
ッドに於いて、通常約２０乃至２００Ωである。ＭＯ８
系統の場合には通常一層高い抵抗値を有している。本発
明によれば、ダイパッドを介してリードワイヤ又はボン
ディングワイヤとリードフレームとの間の抵抗を、ポー
ルボンディング動作終了後キャビラリ工具を上昇させた
後に測定する。その抵抗がチップを介しての特性的な抵
抗値よりも著しく高い場合には、ボンド試み又は為損っ
たボールボンドが発生したことを表わしている。その抵
抗が比較的低く、チップの特性的抵抗値の範囲内のもの
である場合には、ポールはパッドにボンドされたままの
状態である。しかしながら、従来のポールボンディング
装置に於いては、ボンディングワイヤとリードフレーム
及びボンディング装置支持体の両者が接地接続されてい
る。本発明によれば、適宜の電気的絶縁性夷持体を設け
ることによってボンディングワイヤ乃至はリードワイヤ
を接地から分離させている。特に、キャピラリ工具乃至
はボンディング工具がセラミック、水晶、ルビー等の様
な絶縁性物質で形成されねばならない。ボンディングワ
イヤをボンディング装置を介して案内する全ての案内部
材であって、例えばブッシング等は電気的に絶縁性の物
質で構成されねばならない。最後に、リードワイヤを装
着しているスプールも適宜のスプール物質及びスプール
取付用の支持体によって接地電位から分離させ−ねばな
らない。ボンディング工具及びリードワイヤと関連する
接地板も、例えば、第１１図に示し以下に説明する如く
、絶縁物質からなる適宜のシート又は層によ・讐接地か
ら分離されねばならない。
ポールボンディング装置がボール形成動作モードにある
場合には、ボンディングワイヤが接地電位となることが
必要とされ、それにより制御された接地カップリングが
与えられねばならない。一方、ボールボンド又はウェッ
ジボンドを介してリードワイヤに於ける抵抗を測定する
為には、ボンディングワイヤが接地電位から分離される
ことが必要とされる。
これらの条件は、溶接試み乃至は為損ったウェッジボン
ドの発生を検知する場合にも必要とされる。溶接試みの
場合には、ウェッジボンドがリードフレームフィンガー
から剥離し且つリードワイヤがウェッジボンドの上側で
切断されなかったことによって溶接試みを検知すること
が可能となる。
為損った溶接又はウェッジボンドは、リードワイヤの抵
抗が低く、特定のチップの特性的抵抗値の範囲内にある
ということによって発見される。ウェッジボンドが成功
己た後にはリードワイヤが切断されるので、リードワイ
ヤの抵抗値は著しく高くなる。
本発明に基づいてボンド試み及び溶接試みを検知する為
の簡単化した一路を第８図に示しである。
第８図に示した如く、チップ１６がリードフレームフィ
ンガー１８に隣接したリードフレーム片のパドル２０上
に設けられている。リードフレーム片とその他の要素は
従来のポールボンディング装置のヒーターブロック２２
上に載置されている。
キャピラリワイヤ保持・ボンディング工具１２がポール
ボンディング装置に装着されておりリードフレーム片の
上方に位置されている。リードワイヤ乃至はボンディン
グワイヤ１１が、ボンディング動作の際にキャピラリ工
具１２を介して供給され、ワイヤクランプ２４によって
クランプされてボンディング工具１２と共に上昇する。
リードフレームとヒーターブロック２２はポールボンデ
ィング装置の接地されたシャシ−の一部を形成するが、
ボンディングワイヤ１１は上述した様に接地から分離さ
れている。〜即ち、キャピラリ工具１２はセラミック又
はその他の電気的に絶縁性な物質から構成されている。
同様に、ワイヤが供給される供給スプールもスプール取
付用支持体によって接地から分離されている。最後に、
ボールボンディング装置を介して通過され供給される間
にワイヤが接触する全ての案内要素、例えばブッシング
。
接地板等の様な要素は全て接地から分離されている。し
かしながら、配線２５を介してボンディングワイヤ１１
をスイッチ２６へ接続する電気的接触が維持されており
、スイッチ２６は、一方に於いて、接地電位即ち接地カ
ップリング２７へリードワイヤ１１を接続させたり、他
方に於いて、スイッチ接触子３２を介して例えば５ボル
トのＤＣ調整電圧源等の様な接地分離調整電圧源２８へ
リードワイヤ１１を接続させたりする制御したカップリ
ングを行なわせる。
ボンディング装置のボール形成動作モード期間中、スイ
ッチ２６はリードワイヤ１１を接地カップリング２７へ
接続させ、１９８２年５月１１日に出願した欧州特許出
願第８２４００８７５．９号に記載されている方法によ
ってボール１５を形成する。ボンドセンス及び検知モー
ドに於いては、ボンディング装置がスイッチ２６を動作
させてリードワイヤ１１を端子３２側へ接続させる。ス
イッチをこの状態とさせることにより、リードワイヤ１
１は抵抗ＲＬによって接地から分離される。抵抗ＲＬを
横切っての電圧差は、ボールボンド１５がチップ１６の
ダイパッドへ付着されている場合及びそれが分離した場
合を電圧センサ３０によって測定され、その際にボンド
試みが発生したことを利用して補正乃至は補償を行なう
為の適宜の回路を動作させる。従って、高抵抗であるこ
とによって表わされるボンド試みの電圧レベルを使用し
てマーク付与装置を動作させ、例えば、孔を穿設したり
、ペンキを付与したり、インクを付けたり、又リードフ
レーム片の選択した部分を屈曲させたりして選択した情
報を記録する。従って、例えば、゛このリードフレーム
片は１個又はそれ以上のボンド試みを有している”、゛
このリードフレーム片の位置４は位置８に於いてボンド
試みを有している″等を意味する識別マークを付与する
ことが可能である。適宜の識別を行なうことにより、こ
の様な情報をメモリ内に格納しておき、そのリードフレ
ーム片を適宜の読取器に取付けた場合にその情報をディ
スプレイさせることが可能である。
この回路の更に詳細な構成を第９図に示しである。本例
に於いては、２個のトランジスタスイッチＱ２及びＱ３
によって自動化した電子的スイッチが設けられている。
ポールボンディング装置の制御信号回路からの制御信号
を使用して、端子Ａを介してボンドセンス及び検知回路
の動作を開始させる。ポールボンディング装置の制御回
路からの信号は、例えば、ボール形成動作モードの様な
ボンディング装置の逐事的な動作モードを開始させる信
号がある。これらの信号は反転要素３３ａ及び３３ｂか
らなる二重インバータ３３を介してトランジスタスイッ
チＱ２及びＱ３へ供給される。
制御信号はこれら２つの要素３３ａ及び３３ｂを介して
進行し、且つベース抵抗Ｒ１を介してトランジスタＱ２
へ供給され、一方同一の制御信号はインバータ３３ａの
みを通過し且つベース抵抗Ｒ３を通過してトランジスタ
Ｑ３へ到達する。従って、トランジスタＱ２及びＱ３は
反対極性のベース駆動制御信号を受取り、その結果トラ
ンジスタＱ２及びＱ３は反対の導通状態となる。表■及
び表■を参照すると共に、第９Ａ図のタイミングチャー
トを参照して説明すると、時間ｔ１において、ボンディ
ング装置から゛フレームオフ″信号乃至はボール形成信
号が端子Ａへ到達し、２個のインバータ３３ａ及び３３
ｂを通過した後にトランジスタＱ２ヘベース駆動信号を
供給する。トランジスタスイッチＱ２は導通状態となり
、ボンディングワイヤ１１を接地電位とカップリングさ
せる。
同時に、トランジスタＱ３は非導通状態であり、従って
ボンディングワイヤ１１を端子２８を介して接続可能な
接地分離電圧源から分離する。この状態は時間ｔ２まで
継続し、その時間に於いて、フレームオフ信号乃至ボー
ル形成信号が終了し、端子Ａに於ける信号レベルは１が
ら０へ復帰する。
この第１時間遅れ期間の長さはポールボンディング装置
のボール形成動作モードの長さを表わしており、その際
にリードワイヤ１１の端部にボンディングボールが形成
される。時間ｔ２に於いて、トランジスタＱ２がオフし
、ボンディングワイヤ１１と接地電位とを遮断させる。
同時に、インバータ３３ａを介してＯレベル信号が高レ
ベル１信号へ１度反転される結果、トランジスタＱ３は
オン状態となり、抵抗ＲＬを介して５ボルトの電位をリ
ードワイヤ１１へ印加する。センサ３０及び本図には示
されていないが後に第１１図に関して説明する付加的な
回路が、ポールボンディング動作の終了直後である時間
ｔ３及びウェッジボンディング乃至は溶接動作の直後で
ある時間ｔ４に於いてリードワイヤ１１の抵抗値をモニ
タする。次いで、時間ｔ５に於いて、別のボール形成動
作モードが開始され、上述した如きサイクルが繰返し行
なわれる。
時間ｔ３．ｔ４及びｔ５は任意的であり、特にこれらの
時間をオペレータが随意に決定可能である手動型のポー
ルボンディング装置に於いてはそうであるが、通常、ボ
ンディング工具の位置を検知する光学センサ等の様なセ
ンサから又はボンディング装置の一部である制御信号回
路からのパルスによって定義される。゛キャビラリ工具
がボンディング箇所の上方所定の距離へ上昇した際に、
ボンド試み及び溶接試みを夫々を検査することが可能で
ある。この所定の距離は、ボンディング装置の構成及び
動作に応じて異なるが、０．５ｍｍから３ｎｕｎの範囲
である。良好な溶接又はウェッジボンドが形成された場
合には、ボンディング装置がり一ドワイヤを切断した後
に於いて測定される抵抗値は無限大に近いものである。
溶接試みが発生した場合には、ウェッジボンドがリード
フレームフィンガーから剥離し、リードワイヤが切断さ
れることがない。従って、その抵抗値はリードワイヤの
抵抗値とチップ及びダイパッドの特性的な抵抗値との和
である。ポールボンディングの検査に於いては、測定値
によって表わされる内容は上述したものと全く反対であ
る。ボンド試み乃至は溶接試みが検知されると、その表
示信号を使用して補正を行なうサブルーチン乃至はその
他の補正動作を開始させることが可能である。例えば、
自動ボンディング装置に於いては、この信号によってサ
ブルーチンを開始させ、ボンディング装置によりボンド
試みの発生した平坦化されたボールをパドル支持体へ溶
接させる。その後に、リードワイヤを切断し、リードワ
イヤの先端に新しいボールを形成して新たなボンディン
グ動作を開始させる。従って、ボンディング装置はチッ
プの同一のダイパッドへ復帰し、再度リードワイヤをダ
イパッドへボールボンドする動作が行なわれる。
一方、ボンド試み表示信号によって別のサブルーチンを
開始させ、ボンディング装置の動作を停止させると共に
、平坦化したボールをパドル支持体へ溶接させ、再ボン
ディングの為の特定の位置及びリードフレームにマーク
を付すと共に、マイクロ回路チップの次のダイパッドへ
進行させることも可能である。
更に、溶接試み表示信号によってボンディング装置を停
止させ、溶接試みを検査したり、例えば、為損ったウェ
ッジボンドを有するチップを排除する為にその位置及び
リードフレームにマークを付すことも可能である。
表　　１ タイミング 点　　　　　　　ｔｌ　　　　　　　　　　　　ｔ２Ａ
　　　　　１　　　　　　　０ Ｂ　　　　０　　　　　　１ Ｃ１０ ０２オン　　　　　　オフ Ｑ３　　　オフ　　　　　　オン オフ　＝　０ オン　−１ 表　　■ 信　　号 時間　　　　　信号源 ｔ１゛フレームオフ″又はボンディング装置（＊）内の
ポール形成回路から １２１、と同じ ｔ３　　　ボンディング後のキャピラリ工具の垂直運動 ｔ４　　　溶接後のキャピラリ工具の垂直運動ｔ６　　
　　ｔ、と同じ （＊）クリック　アンド　ソファ社４７８：摺動スリー
ブからのパルス 自動ボンディング装置、例えばクリックアンド　ソファ
社１４１９　：パターン認識からのパルス これらのタイミング信号ｔｌ乃至ｔ５はポールボンディ
ング装置の制御信号回路からとることが可能である。例
えば、クリック　アンド　ソファ社のモデル４７８手動
ボンディング装置の場合には、これらのタイミングパル
スはボンディング装置゛摺動スリーブ′からとら゛れる
。一方、クリックアンド　ソファ社のモデル１４１９等
の様な自動ボンディング装置の場合に゛は、これらのタ
イミングパルスは中央処理装置（ＣＰＵ）又は超音波発
生器から派生される。
本発明に基づいてボンド試み及び溶接試みをセンス・検
知する為の完全に自動化したシステムのブロック線図を
大略第１０図に示しである。リードワイヤ乃至はボンデ
ィングワイヤ１１はセラミックのキャピラリワイヤ保持
・ボンデ儲ング工具１２を挿通して以下に記載される如
く供給される。
クランプ２４及び接地板３５等を有するリードワイヤを
供給したり案内したりする為の各要素は、例えば、絶縁
Ｎ３６によって接地から分離されている。本ボンド試み
・溶接試みシステムは、配線２５を介してボンディング
ワイヤ１１へ電気的に接続されているスイッチング回路
３８を具備する第１回路によって形成されており、スイ
ッチング回路３８は、ポール形成乃至はフレームオフ動
作モード期間中ボンディングワイヤ乃至はリードワイヤ
１１を接地電位へ電気的にスイッチさせて接続させ、ボ
ンディングサイクルの期間中即ち、ポールボンディング
動作モード及びウェッジボンディング動作モードの後に
リードワイヤ１１へ電流を供給する為に接地分離電圧源
へリードワイヤ１１を接続させる。
スイッチング回路３８のスイッチング要素は、端子４０
に於ける制御信号とタイムシーケンス遅延回路７０から
端子４１に於いて派生される遅延時間シーケンス制御信
号によって動作される。本発明の１実施例によれば、端
子４０に於ける制御信号はリードワイヤ１１及びキャピ
ラリ工具１２が取付けられ゛ているポールボンディング
装置の制御信号回路から供給される。従って、従来のポ
ールボンディング装置は、マイクロプロセサ又はその他
の制御信号回路を有しており、それがポールボンディン
グ装置をボール形成乃至はフレームオフ動作モード、ポ
ールボンディング動作モード、ウェッジボンディング動
作モード等の様な種々の動作モードで動作させるタイミ
ング及びＩＩＪＩＩＩを行なう為の制御信号及びタイミ
ング信号を発生する。
例えば、クリック　アンド　ソファ社のモデル４１８の
ポールボンディング装置に於いては、ＣＰＵ又は超音波
発生器やＵ丁Ｉキット等の様なボンディング装置内のそ
の他の関連した制御回路からパルスを取出すことが可能
であり、一方クリックアンド　ソファ社のモデル１４１
９の自動高速ポールボンディング装置に於いては、ＣＰ
Ｕからパルスを取出すことが可能である。
本システムはセンス回路４２を有する第２回路を具備し
ており、センス回路４２はポールボンディング装置のボ
ンディングサイクルの期間中に、ポールボンディング動
作モード及びウェッジボンディング動作モードの後にボ
ンドセンス・検知モードを確立する。従って、スイッチ
ング回路３８が動作されてリードワイ、ヤヘ電流を供給
する為にリードワイヤ１１を接地分離電圧源へ電気的に
接続させた場合にセンス回路４２が動作する。第１１図
に関して以下説明する如く、センス回路４２はリードワ
イヤの実効抵抗を決定する為にリードワイヤ１１内の電
流又は電圧をセンスし、従って例えば、オームメータ又
は電圧センス装置を有している。スイッチング回路３８
が動作されてリードワイヤ１１を接地電位へ電気的に接
続させて＆）るボール形成乃至はフレームオフ動作モー
ドの期間中、センス回路４２はセンス禁止回路要素４３
によって禁止状態乃至は非機能状態とされる。
本システムは、更に、ポールボンディング装置のボンデ
ィングサイクル期間中、形成されたボンドが交互にボー
ルボンドであるかウェッジボンドであるかを判別する為
の第３回路を有している。
ボンド試み及び溶接試みはリードワイヤ１１内の反対の
電気的な状態によって表わされるので、この情報は重要
である。従って、リードワイヤ１１によって表わされる
実効抵抗に関するセンス回路４２から得られる情報だけ
では為損ったボンドが発生したかどうかということを確
かめるのには十分ではない。この第３回路は、リードワ
イヤ１１の電気的状態によってセンス乃至（ま検知され
て（するボンドがボールボンドであるかウェッジボンド
であるかという付加的な情報を与えるものである。
この第３回路は、ボンド・溶接スイッチング要素４４を
有しており、そ′れはポールボンディング装置がボール
ボンド動作モードにあるｆ’Ｘ又（まウェッジボンド（
溶接）動作モードにある力旭とし１うことに応じて交互
に出力を出力ライン４４ａ及び４４ｂへ供給する。従っ
て、ボンド・溶接スイッチング要素４４は、交互に、ボ
ンド試み検知器・表示器４５及び溶接試み検知器・表示
器４６に対して２個の必要な入力の一方を供給する。表
示器４５及び４６への他方の必要な入力はセンス回路４
２の出力ライン４２８によって与えられる。
センス回路４２から配線４２ａ上に現われる検知信号が
高抵抗値であってリードワイヤの抵抗が無限大であるか
又は著しく高いことを表わしており、それがポールボン
ディング動作の終了を表わす配線４４ａ上の信号と一致
する場合には、表示器４５が動作されてボールボンド試
み乃至は為損ったボールボンドが発生したことを表示す
る。一方、配置１４２ａ上に低抵抗値検知信号が現われ
リードワイヤ１１の抵抗値が低いことを表わしており、
それがウェッジボンド乃至は溶接動作モードの終了を表
わす配線４４ｂ上の信号と一致している場合には、表示
器４６が動作され溶接試み乃至は為損ったウェッジボン
ドが１発生したことを表わす。
本発明の別の実施例によれば、スイッチング回路３８を
動作する為に端子４１へ供給される制御信号乃至はパル
スはポールボンディング装置から独立した制御回路から
供給される。従って、ポールボンディング装置をレトロ
フィツトしてキャピラリ工具１２の近傍に光学的センサ
乃至はディテクタを設けることが可能である。光電装置
等の様な光学的センサと連動する制御回路がキャピラリ
工具１２のセンスした位置に応じて制御信号を供給する
。一方、後に第１２図に関して説明するタイプのタイム
シーケンス回路を設けることも可能である。
第１０図のシステムを実施する為の回路の詳細な概略図
を第１１図に示しており、対応する要素には同一の参照
番号を付しである。第１１図の回路は、第１回路部分乃
至は要素３８を有しており、それは第１０図のスイッチ
ング回路に対応し、端子４１に現われるタイムシーケン
ス遅延制御イ言号乃至はパルスによって動袴される。本
実施例に於いては、端子４１に於いて低レベル信号が現
われると、以下の如くボール形成乃至はフレームオフ動
作モードが開始される。端子４１に於（ｊる低レベル信
号はインバータ要素５０によって反転され、並列接続さ
れたトランジスタＱ１及びＱ２の高レベルベース駆動信
号として供給される。トランジスタＱ２は導通状態とな
り、金属板３５．配線２５、トランジスタＱ２及び接地
端子５２を介してボンディングワイヤ乃至はリードワイ
ヤ１１を接地電位へ電気的にカップリングさせる。トラ
ンジスタＱ１も導通状態となり、トランジスタＱ３のベ
ース駆動を除去し、トランジスタＱ３をオフさせる。ト
ランジスタＱ３が導通状態であると、ボンデイングワイ
ヤ乃至リードワイヤ１１を接地分離電圧源へ接続させセ
ンス・検知モードを実施する。従って、トランジスタＱ
１は第１０図のセンス禁止要素４３の機能を行なうもの
であり、センスモードを禁止する。一方、低レベル信号
が端子４０へ供給されると、リードワイヤ１１は、例え
ば、リードワイヤを介して電気的放電を行なうことによ
りリードワイヤの端部にボールを形成する為に接地接続
される。
リードワイヤ１１の端部にボールが形成された後に、ボ
ンディング装置はボールボンディング動作モードへ進行
し、リードワイヤの端部に於けるボールを集積回路チッ
プのダイパツドヘボンドさせる。ボールボンド動作及び
ポールボンディング動作モードの終了時に於いて、例え
ば、端子４０を介してボールボンディング装置の制御信
号回路及びタイムシーケンス遅延回路７０から供給され
た高レベル信号が端子４１に現われる。端子４１に於け
る高レベル信号はインバータ５０によって反転されて低
レベル電圧信号とされ、トランジスタＱ１及びＱ２から
ベース駆動を取去る。従ってトランジスタＱ１及びＱ２
はオフされる。トランジスタＱ２が非導通状態となるの
で、リードワイヤ１１は再び接地電位から分離される。
トランジスタＱ１が非導通状態゛にあるので、トランジ
スタＱ３は電圧源５４からベース駆動が与えられて導通
状態となる。リードワイヤ１１は金属板３５、配線２５
及び導通状態にあるトランジスタＱ３を介してボンドセ
ンス・検知回路４２へ電気的に接続される。従って、端
子４１に高レベル信号が現われることにより、ボンドセ
ンス・検知モードが開始される。
センス回路４２は、オペアンプＩＣ１を有しており、そ
の入力端子は接地分離電圧源５４及びリードワイヤ１１
へ直列接続されている。シャント抵抗Ｒ１は、例えば、
３．９にΩの抵抗値を有しており、入力端子間に接続さ
れている。オペアンプＩＣ１はリードワイヤを通過して
電圧源５４から流れる電流を抵抗Ｒ１の両端間の電圧差
として検知する。これは、ボンディング工具１２ｊＸ下
のボンデインク箇所における抵抗の値と逆比例する値を
与える。従って、ボンド箇所に於いて抵抗値が高い場合
には、抵抗Ｒ１を介して小さな電流が流れ、オペアンプ
ＩＣＩの入力端子へは小さな電圧差を有する入力が与え
られる。ボンド箇所に於いてこの様に抵抗値が高いとい
うことは、一方に於いては、ボールボンド試み乃至は為
損ったボールボンドが発生したことを表わしており、他
方に於いては、溶接乃至はウェッジボンドが成功したこ
とを表わす。ボンド箇所に於ける抵抗値が低い場合には
、リードワイヤを介して大きな電流が流れ、従って抵抗
Ｒ１はオペアンプＩＣ１の入力端間に大きな電圧差を与
える。ボンディング位置に於いて抵抗値が低いというこ
とは、一方に於いては、ボールボンドが成功したという
ことを表わしており、他方に於いては、溶接試み乃至は
為損ったウェッジボンドが発生したということを表わす
。
従って、ボンディング装置のボンディングモードがどう
いう状態にあるかということを追従する回路は基本的な
要素である。
この事は、本構成のＷＩ３回路部分によって達成される
ものであり、それは第１０図に対応するボンド溶接スイ
ッチング要素４４を有しておりそれはカウンタＩＣ２か
ら構成されている。カウンタＩＣ２のセット要素及びリ
セット要素５５及び５６は最初ボールボンド動作モード
に対応して設定されており、後にボンドモードと溶接モ
ードとの間のボンディング装置の工具の状態に対応して
端子ＱＯに於いて交互の出力を与える。この第３回路部
分も、第１０図の同一の要素に対応して、ボンド試み表
示器回°路要素４５及び溶接試み回路要素表示器要素４
６を有している。これら第１．第２及び第３回路部分の
動作について以下説明する。
高レベル信号が制御信号端子４１へ与えられると、トラ
ンジスタＱ１及びＱ２が導通状態となり、本回路はボン
ドセンス・検知モードとなる。オペアンプＩＣＩがリー
ドワイヤ１１に於ける電流をセンスし、ボンド箇所に於
ける抵抗を実効的に決定する。ボールボンドが成功した
場合には、ボンド箇所に於ける抵抗値は低く従ってリー
ドワイヤ１１内の電流が高（、オペアンプＩＣ１の入力
端子間に於ける電圧差が高く、従ってオペアンプ■Ｃ１
の出力端には高レベル信号が与えられる。溶接試み検知
器のトランジスタＱ５嘉導通状態となり、ボンディング
装置がウェッジボンド乃至は溶接を終了した直後である
場合には溶接試み乃至は為損ったウェッジボンドが発生
−したことを表示する準備がなされる。しかしながら、
ボールボンドが終了した直後の場合には、溶接試み表示
器は以下の如くにして禁止状態とされる。カウンタＩＣ
２が出力ＱＯに於いて低レベル信号を供給し、ボールボ
ンディング装置がボールボンディング動作モードにあり
且つボールボンドを形成した直後であることを表示する
。この低レベル信号はインバータ５７によって反転され
、高レベルベース駆動電流がトランジスタＱ４のベース
へ供給される。
従って、トランジスタＱ４はその電流を接地へバイパス
させる。そうでなければ、その電流はトランジスタＱ５
を介して流れ、溶接試み表示用の発光ダイオードＬＥＤ
５８を点灯させる。従って、溶接試み表示器はオペアン
プＩＣＩの出力端に於ける信号が高レベル信号であるに
も拘わらず禁止状態とされる。
ボンド試み表示器４５に於ける効果は以下の如くである
。オペアンプＩＣ１の出力端に於ける高レベル信号は反
転要素６０によって反転され、低レベル信号がトランジ
スタＱ６のベースへ供給される。従って、トランジスタ
Ｑ６は非導通状態となり、ボンド試み表示器用の発光ダ
イオードＬＥＤ６２を禁止状態とさせる。カウンタＩＧ
２の出力ＱＯに与えられる信号が低レベル信号であるか
ら、トランジスタＱ７も非導通状態となる。その結果、
ボンド試み表示器４５及び溶接試み表示器４６の何れも
が動作されることがない。
一方、キャピラリ工具１２をボンド箇所の上方へ移動さ
せた際に、ボールボンドが失敗しボンドを為損った場合
には、ボンド箇所に於ける抵抗値が高くなり、電流値が
Ｏとなり、オペアンプＩＣ１の入力端間に於ける電圧差
がＯとなる。オペアンプＩＣ１の出力側に於ける対応す
る低レベル信号が反転要素６０によって反転されて高レ
ベルベース駆動電流がトランジスタＱ６へ供給される。
従って、トランジスタＱ６は導通状態となり、電流を供
給してボンド試み表示器用ＬＥＤ６２を動作させる。ト
ランジスタＱ７は非導通状態であり、従って発光ダイオ
ードＬＥＤ６２を動作ξせる電流をバイパスさせること
はない。従って、ボールボンド試みが発生したことがＬ
ＥＤ６２を点灯させることによって表示される。
ウェッジボンディング動作モードの期間中、ウェッジボ
ンド乃至は溶接の終了後、カウンタＩＣ２の出力側に高
レベル信号が現われる。この高レベル信号は反転要素５
７によって反転され、トランジスタＱ４のベース駆動電
流を取除くので、トランジスタＱ４は非導通状態となる
。一方、トランジスタＱ７はカウンタが高レベル出力で
あるので導通状態である。ボンド箇所においてウェッジ
ボンド乃至は溶接が失敗した場合には、リードワイヤ１
１を介しての抵抗値が低く、従ってオペアンプＩＣ１の
入力端間に於ける電圧差が高く、高レベル出力が得られ
る。従って、トランジスタＱ５が導通状態となり、溶接
試み表示器ＬＥＤ５８を点灯する為の電流が供給される
。従って、溶接試み乃至は為損ったウェッジボンドが発
生したこトＧｔ　Ｌ　Ｅ　Ｄ　５８が点灯することによ
って表示される。一方、オペアンプＩＣ１の高レベル信
号出力は反転要素６０によって反転されトランジスタＱ
６のベースへ低レベル入力として与えられ、従ってトラ
ンジスタＱ６は非導通状態となる。
ボンド試み表示信号及び溶接試み表示信号は種々の目的
に使用することが可能である。自動ボンディング装置に
於いては、ボンド試み信号を使用してサブルーチンを開
始させ、ボンディング装置によってボンド試みからの平
坦化したボールをパドルへ溶接させ、新しいボールを形
成して、ワイヤの長さを調節し、新しいボールを同一の
箇所へ再度ボンディングさせることが可能である。一方
、ボンド試みの後に別のサブルーチンを開始させて、平
坦化したボールを邪魔にならない場所へ溶接し、且つ後
に再加工する為に孔を開けたり、インク又はペンキを付
けたり、金属を折曲する等の方法により特定のリードフ
レームにマークを付けることも可能である。この様なマ
ーク付は溶接試みの後に於いて使用することも可能であ
る。リードフレーム片の適宜の識別を成すことにより、
情報をメモリ内に格納し、そのリードフレーム片が適宜
の読取器内に載置させた場合にディスプレイ上にその情
報が現われる様にすることが可能である。一方、為損っ
たボンドや溶接を検査する為に、警告乃至はアラームを
発生させたり、ボンディング装置を停止させたりするこ
とも可能である。
第１１図の詳細な回路の種々の動作モードの要約を表■
に示しである。従って、集積回路ＩＣ１及びＩＣ２及び
トランジスタＱ４．Ｑ５．Ｑ６及びＱ７に対する動作条
件及び出力を良好なポールボンド、為損ったボールボン
ド、良好な溶接乃至はウェッジボンド及び為損った溶接
乃至はウェッジボンドの夫々の状態に対して表内に要約
しである。第１１図の回路のトランジスタ電子スイッチ
の機能について要約すると、トランジスタＱ２及びＱ３
はリードワイヤ１１を交互に接地電位カップリング５２
と接地分離電圧源５４とに電気的に接続させることを制
御する第１トランジスタ対を形成している。トランジス
タＱ５及びＱ６は、オペアンプＩＣ１によっ゛てリード
ワイヤ１１及びボンド箇所に於いてセンスされた実効抵
抗値に基づいてボンド試み表示器及び溶接試み表示器６
２及び５８を動作させる為の第１人力付号を供給する第
２トランジスタ対を形成している。最後に、トランジス
タＱ４及びＱ７は、カウンタＩＣ２の出力ＱＯによって
決定される如（ボンディング装置がポールボンディング
動作モードにあるか又はウェッジボンディング動作モー
ドにあるかということによってボンド試み表示器６２及
び溶接試み表示器５８を制御する為の第２人力付号を供
給する第３トランジスタ対を形成している。トランジス
タＱ２及びＱ３、Ｑ５及びＱ６、Ｑ４及びＱ７の夫々の
対の各々に於けるトランジスタは反対の導電状態にある
。夫々のトランジスタ対の各々のベース端子は並列接続
されており、その分岐回路の一方は反転要素を有してお
り、多対に於けるトランジスタが常時反対の導電状態に
あることを確保している。第１回路部分３８は反対の導
電状態にあり、リードワイヤ１１を接地電位カップリン
グと接地分離電圧源との間でスイッチして電気的に接続
させる第１電子スイツチを形成している第１対のトラン
ジスタを有している。リードワイヤの電気的状態をセン
スすると共にボンディング箇所に於ける抵抗値をセンス
する為の第２回路部分４２は、オペアンプＩＣＩとその
入力端間に接続されているシャント抵抗Ｒ１とを有して
いる。第３回路部分は、反対の導電状態にあり、第２回
路部分によってセンスされた条件によってその出力が決
定される第１電子スイツチを形成している第１対のトラ
ンジスタＱ５及びＱ６を有している。第３回路部分は、
更に、反対の導電状態にあり、ボール゛ボンディング装
置のボンディングモードの動作状態を監視するカウンタ
ＩＣ２によってその出力が決定される第２電子スイツチ
を形成している第２対のトランジスタＱ４及びＱ７を有
している。
第１１図の回路を制御する為のタイミングパルスを供給
する為のタイムシーケンス回路を第１２図に示してあり
、そのタイミング線図を第１２Ａ図に示しである。本発
明の好適実施例によれば、タイムシーケンス回路７０は
、第１１図のスイッチング回路・ボンディングセンス・
検知回路への入力端子４１と端子４０に於けるポールボ
ンディング装置の制御信号回路との間に介装されている
。
従って、タイミングシーケンス回路７０の入力端子７２
は端子４０に於いてポールボンディング装置のＣＰＵ又
はＵＴＩキットから入力制御信号を受取る。このタイム
シーケンス回路は、端子４１に於いて矩形波エンベロー
プ時間間隔パルスを発生し、ポールボンディング装置の
動作モードと共に第１１図の回路のボンドセンス・検知
モードを制御する。
タイムシーケンス回路７０は、第１ワンシヨツトマルチ
バイブレータ７４を有しており、それは、例えば、ＩＣ
７４１２３等の様な集積口ＭＩＣ３の半分で構成されて
いる。第１ワンショットマルチバイブレータ７４は、＊
端検知器を形成し、第１２Ａ図に示した如く、例えば、
ポールボンディング装置によるポールボンディング動作
に対応して端子７２に人力される信号Ａ１の後端を検知
する。集積回路チップのダイパッドへリードワイヤをボ
ールボンディングする為のボールボンドの形成を終了し
たことを表わす後端をセンスすると、マルチバイブレー
タ７４は、第１２Ａ図に示した如く、例えば、０．０１
５乃至０−３秒の程度の矩形波パルスの形状の工具上昇
遅れ信号Ｑ１を開始させる。この第１遅れパルスは、ポ
ールボンディング装置が工具ワイヤ保持・ボンディング
工具１２をボンド箇所の上方へ上昇させるのに必要とす
る期間に対応している。クリック　アンド　ソファ社の
モデル４７８の様な従来のボンディング装置に於いては
、キャピラリ工具を上昇させるのに、例えば、最大０．
３秒を必要とする。一方、クリック　アンドソファ社の
モデル１４１９等の様な高速自動化ボンディング装置に
於いては、通常、キャピラリ工具を上昇させるのに必要
とする時間は一層短い。従つて、ワンショットマルチバ
イブレータ７４は、ボンディング工具がボンド箇所から
上方へ上昇させる間、ボンドセンス・検知モードの開始
に先立って第１遅れを与える。どの様な特定の適用例に
於いても、マルチバイブレータア４に対して設定される
第１時間遅れパルスの遅れ乃至は期間は抵抗Ｒ３及びコ
ンデンサＣ３の選択によって与えられる。
マルチバイブレータ７４からの第１時間遅れパルスは第
２ワンシヨツトマルチバイブレータ７５へ印加され、第
２ワンシヨツトマルチバイブレータ７５は工具上昇遅れ
パルスの後端をセンスする。
ワンショットマルチバイブレータ７５は集積回路ＩＣ３
の半分で構成されており、ボンドセンス・検知モードの
期間を制御する。従って、第１２Ａ図に於いて信号Ｑ−
２で示した如く、ワンショットマルチバイブレータ７５
の出力は第１１図の回路の端子４１へ印加される。マル
チバイブレータ７５からの第２遅れパルスＱ２の期間は
抵抗Ｒ４及びコンデンサＣ４の値を選択することによっ
て決定される。この第２−パルスの期間はリードワイヤ
１１に於ける抵抗値をセンスし検知することを終了する
ことが可能である様に選択され、それは第１１図の回路
に於いて使・・用される集積回路のスイッチング速度の
関数である。集積回路のスイッチング速度はこの検知機
能を、例えば、１マイクロ秒のオーダーで実効すること
を可能とする。従って、第２マルチバイブレータ７５に
よって発生される高レベル矩形波パルスＱ２の期間は、
例えば１乃至１０マイクロ秒又はそれ以下の程度に選択
することが可能である。第２パルスの期間に応じてボン
ドセンス・検知モードが終了すると、マルチバイブレー
タ７５の出力が低レベルとなり第１１図の回路の端子４
１へ供給される。従って、第１１図のスイッチング回路
及びボンドセンス・検知回路は、通常、ポールボンディ
ング装置の動作モードの主要部分に亘ってリードワイヤ
１１を接地電位へ接続させている。しかしながら、ボー
ルボンド又はウェッジボンドの何れかが終了するとマル
チバイブレータ７５からの高レベル信号がボンドセンス
・検知モードを開始させて回路１１を短期間動作させる
。この第２パルスの期間中に、ボンドセンス・検知動作
が行なわれて、ボンド試み又は溶接試みの何れかが発生
したか否かを決定すると共に表示する。
／ 表−１ １Ｃ−Ｉ　　　ＩＣ−２Ｑ５　　　Ｑ６　　　Ｑ４　　
　Ｑ７良好な　　　　高　　　　　低　　　　　ＣＮＣ
Ｌ　　　ＮＣボンド 為損った　　　低　　　　　低　　　　ＮＣＣＣＮＣボ
ンド ボンド試みＬＥＤ点灯−接地への径路はボンド試みＬＥ
Ｄを介してのみ 良好な　　　　低　　　　　高　　　　ＮＣＣＮＣＣ溶
接 為損った　　　高　　　　　高　　　　　　ＯＮＯＮＣ
Ｃ溶接 溶接試みＬＥＤ点灯−接地への径路は溶接試みＬＥＤを
介してのみ Ｃ：　導通状態 ＮＣ：　非導通状態 以上、本発明の具体的実施の態様について詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
ではなく、本発明の技術的範囲を逸脱することなしに種
々の変形が可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来技術によりボール形成をした後であってポ
ールボンディング動作を行なう前の状態に於けるキャピ
ラリワイヤ保持・ボンディング工具の部分断面を示した
説明図、第２図及び第３図は従来技術に於いてポールボ
ンディング動作モードに於ける工程を示したボンディン
グ工具の部分断面を示した各説明図、第４図及び第５図
は従来のウェッジボンディング動作モードに於けるボン
ディング工具の部分断面を示した各説明図、第６図はボ
ールボンド試み乃至は為損ったボールボンドが発生した
後のボンディング工具の部分的断面を示した説明図、第
７図はウェッジボンド試み即ち溶接試み乃至は為損った
ウェッジボンドが発生した後の状態の部分断面を示した
説明図、第８図は本発明に基づきボンド試み及び溶接試
みをセンスし検知する為の方法を実施する簡単な回路を
示した説明図、第９図はトランジスタ電子スイッチを使
用してボンド試み及び溶接試みをセンスし検知する為の
本発明方法を実施した構成を示す回路図、第９Ａ図は第
９図の構成における動作を説明する為のタイミング線図
、第１０図は為損ったボールボンド及び為損ったウェッ
ジボンドを検知する為の完全に自動化したシステムを示
したブロック線図、第１１図は第１０図のブロック線図
を実施する為の詳−細な構成を示した説明図、第１２図
は第１１図のタイムシーケンス制御回路７０の詳細を示
した説明図、第１２Ａ図はタイムシーケンス制御信号を
示したタイミングチャート図、である。 （符号の説明） １１：　リードワイヤ（ボンディングワイヤ）１２：　
キャピラリワイヤ保持 ・ボンディング工具 １５：　ボール １６：　チップ １８：　リードフレームフィンガー ２０：　パドル ２４：　クランプ ２６：　スイッチ ２７：　接地カップリング ２８：　接地分離電圧源 ３０：　センサ ！許出願人　　　フェアチアイルド　カメラアンド　イ
ンストルメント コーポレーション ＦＩＧＩ ＦＩＧ　３ ＦＩＧ２ ＦＩＧ　４ ＦＩＧ　６ ＦＩＧ　７ ＦＩＧ　８ ＦＩＧ９ ＦＩＧ　１０

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、マイクロ回路チップと該チップを装着しているリー
    ドフレームとの間においてボンディング中ボンディング
    装置のキャピラリワイヤ保持・ボンディング工具内に保
    持されているリードワイヤをボンディングする際にボー
    ルボンド試み及びウェッジボンド試みをセンスし検知す
    る装置において、前記リードワイヤが前記ボンディング
    工具及びボンディング装置内に保持されている間前記リ
    ードワイヤを接地電位から分離する手段と、接地カップ
    リング手段と、接地分離電圧源手段と、前記ボンディン
    グ工具内に保持されている前記リードワイヤを前記接地
    カップリング手段又は前記電圧源手段へ電気的にスイッ
    チングして接続させる為のスイッチング手段と、前記リ
    ードワイヤが前記電圧源手段へ電気的に接続されている
    間前記リードワイヤにおける実効抵抗値を検知する為に
    前記リードワイヤの電気的状態に応答して動作する電流
    検知手段と、前記電流検知手段に接続されておりボール
    ボンド試みの後に前記リードワイヤ内の高抵抗値を検知
    したことを表示する表示手段とを有しており、前記表示
    手段が更にウェッジボンド試みの後に前記リードワイヤ
    内の低抵抗値を表示すべく動作する装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記スイッチング
    手段に動作接続して制御回路手段が設けられており、前
    記制御回路手段は前記スイッチング手段を動作させて前
    記リードワイヤを前記接地カップリング手段か又は前記
    電圧源手段の何れかへ接続させる装置。 ３、特許請求の範囲第２項において、前記制御回路手段
    は前記ボンディング装置と相対的に動作すべく配設され
    ており、前記ボンディング工具の位置をセンスすると共
    に検知し、且つ前記スイッチング手段を動作させる為の
    制御信号を発生する光学的検知器手段を有する装置。 ４、特許請求の範囲第２項において、前記制御回路手段
    が前記ボンディング装置の制御信号回路を有する装置。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記ボンディング
    装置がボール形成動作モードと、ポールボンディング動
    作モードと、ウェッジボンディング動作モードとを有し
    ており、前記ボンディング装置の前記制御信号回路が前
    記ボンディング装置を前記夫々の動作モードで動作制御
    する為の制御信号を発生すべく構成されており、前記ス
    イッチング手段が前記制御信号に応答して前記ボンディ
    ング装置の前記ボール形成動作モードに対して前記リー
    ドワイヤを前記接地カップリング手段へ電気的に接続さ
    せ且つ前記ボンディング装置の前記ポールボンディング
    動作モード及び前記ウェッジボンディング動作モードの
    後にボンドセンス・検知モードを確立する為に前記リー
    ドワイヤを前記電圧源手段へ接続させ、前記電流検知手
    段が前記ボンドセンス・検知モード中前記リードワイヤ
    の実効抵抗値を検知する装置。 ６、特許請求の範囲第５項において、前記ボンデインク
    装置の前記制御信号回路と前記スイッチング手段との間
    にタイムシーケンス回路手段が動作接続して設けられて
    おり、前記タイムシーケンス回路手段が前記ボンディン
    グ装置の前記制御信号回路によって発生される制御信号
    に応答して前記スイッチング手段を動作させる為のタイ
    ミング信号を発生し、その際に前記ボンドセンス・検知
    モードを開始させる装置。 ７、特許請求の範囲第６項において、前記ボンディング
    装置が前記ポールボンディング動作モードの後及び前記
    ウェッジボンディング動作モードの後に前記キャピラリ
    ワイヤ保持・ボンディング工具を上昇させる手段を有し
    ており、前記タイムシーケンス回路手段が前記ボンディ
    ング動作モード及び前記ウェッジボンディング動作モー
    ドの後において前記制御信号に応答する第１信号遅れ手
    段を有しており、前記第１信号遅れ手段は前記ポンディ
    〕／グ工具が前記ポールボンディング装置によって上昇
    されている間前記センス・検知モードの開始に先だって
    遅れを導入する為の第１期間を有する第１タイミング信
    号を発生する装置。 ８、特許請求の範囲第７項において、前記タイムシーケ
    ンス回路手段が前記第１信号遅れ手段の前記第１タイミ
    ング信号に応答して動作する第２信号遅れ手段を有して
    おり、前記第２信号遅れ手段は前記センス・検知モード
    の期間を制御する為の第２期間を有する第２タイミング
    信号を発生する装置。 ９、特許請求の範囲第５項において、前記スイッチング
    手段が、それが導通状態にある場合に前記リードワイヤ
    を接地へ動作接続させる第１トランジスタ手段と、それ
    が導通状態にある場合に前記リードワイヤを前記電圧源
    手段へ動作接続させる第２トランジスタ手段とを有して
    おり、前記第１及び第２トランジスタ手段が前記制御信
    号回路又は前記ボンディング装置と動作接続されており
    、前記制御信号に応答して前記ボンディング装置の動作
    モードに応じて交互に導通状態及び非導通状態とされる
    装置。 １０、特許請求の範囲第５項において、前記電流検知手
    段が、入力端を前記リードワイヤ及び前記電圧源手段と
    直列接続されており且つ前記入力端間にシャント抵抗手
    段を接続したオペアンプ手段と、前記オペアンプ手段の
    出力端に互いに並列接続されており且つ電流しベル即ち
    前記リードワイヤにおける抵抗値に応じて前記表示手段
    を制御する為に前記オペアンプ手段の出力に応答して交
    互に反対の導通状態とされる第１対のトランジスタ手段
    と、センスされ且つ検知されている前記リードワイヤの
    ボンドがボールボンドであるか又はウェッジボンドであ
    るかを決定すると共に前記第１対のトランジスタ手段の
    何れが導通状態であり何れが非導通状態であるかという
    ことを交互に制御する為の回路手段とを有する装置。 １１、特許請求の範囲第１０項において、前記第１対の
    トランジスタ手段が夫々のベース端子を前記オペアンプ
    の出力端へ互いに並列接続させた第１トランジタスと第
    ２トランジスタとを有すると共に、前記第２トランジス
    タのベース端子へ直列接続したインバータを有する装置
    。 １２、特許請求の範囲＄１１項において、前記回路手段
    が前記ボンディング装置がポールボンディング動作モー
    ドにあるか又はウェッジボンディング動作モードにある
    かということに応じてリードワイヤのボンディング中そ
    の出力端において交替的な信号を供給するカウンタ手段
    と前記カウンタ手段の出力端に互いに並列接続された第
    ２対のトランジスタ手段とを有しており、前記第２対の
    トランジスタ手段は前記カウント手段の出力に応答して
    交互に反対の導通状態となり前記表示手段の動作状態を
    制御してボンド試みが為損ったボールボンドであるか又
    は為損ったウェッジボンドであるかを表示する装置。 １３、特許請求の範囲第１２項において、前記第２対の
    トランジスタ手段が夫々のベース端子を前記カウンタ手
    段の出力端へ互いに並列接続させた第３トランジスタ及
    び第４トランジスタを有すると共に前記第３トランジス
    タの前記ベース端子へ直列接続された第２インバータ手
    段を有する装置。 １４、特許請求の範囲第１３項において、前記表示手段
    がウェッジ・ボンド試み表示器とボールボンド試み表示
    器とを有しており、前記第１及び第３トランジスタが前
    記ウェッジボンド試み表示器と直列、して共通回路にお
    いて反転直列形態で接続されており、前記第１及び第３
    トランジスタが共通コレクタ接続を有しており、前記第
    ２及び第４トランジスタが前記ボールボンド試み表示器
    と直列して共通回路において反転直列形態で接続されて
    おり、前記第２及び第４トランジスタが共通コレクタ接
    続を有している装置。 １５、マイクロ回路チップと前記チップが装着されてい
    るリードフレームとの間においてボンディング中ボンデ
    ィング装置のキャピラリワイヤ保持・ボンディング工具
    内に保持されているリードワイヤをボンディングする際
    にボールボンド試み及びウェッジボンド試みをセンスし
    検知する方法において、前記リードワイヤが前記ボンデ
    イング工、具及びボンディングＩＩ内に保持されている
    間前記リードワイヤを接地から分離し、前記リードワイ
    ヤの端部にボールを形成する為に前記リードワイヤを接
    地電位へ電気的に接続させ、前記ボンディング装置によ
    りポールボンディング及びウェッジボンディングを夫々
    行なった後に電流を前記リードワイヤへ供給する為に前
    記リードワイヤを接地分離電圧源へ電気的に接続させ、
    ポールボンディング又はウェッジボンディングの後に前
    記リードワイヤの実効抵抗値を検知する為に前記リード
    ワイヤが前記電圧源に接続されている場合に前記リード
    ワイヤ内の電流を検知し、ポールボンディングの後に高
    抵抗値を検知した場合には為損ったボールボンドである
    ことを表示すると共にウェッジボンディングの後に前記
    リードワイヤが低抵抗値であることを検知した場合には
    為損ったウェッジボンドであることを表示する、上記各
    工程を有する方法。 １６、特許請求の範囲第１５項において、ポールボンデ
    ィングの後に比較的高抵抗値が検知された場合には補正
    動作を行なう一方、ポールボンディングの後に比較的低
    抵抗値が検知された場合にはボンディング動作をＩＩＭ
    する方法。 １１、特許請求の範囲第１６項において、前記補正動作
    を行なう工程において、リードワイヤの端部におけるボ
    ンディングポールをリードフレームのパドルへ溶接させ
    ると共に前記リードワイヤを切断し、前記リードワイヤ
    の端部に新たなボンディングボールを形成する為に前記
    リードワイヤを接地電位へ電気的に接続させ、前記リー
    ドワイヤの端部に形成された前記新しいボールを前記マ
    イクロ回路チップのダイパッドへボールボンドさせ、前
    記新たなポールボンディングの後に前記リードワイヤへ
    電流を供給する為に前配りニドワイヤを前記電圧源へ電
    気的に接続させ、前記リードワイヤの実効抵抗値を検知
    する為に前記リードワイヤにおける電流を検知する、各
    工程を有する方法。
JP59035484A 1983-02-28 1984-02-28 リ−ドワイヤボンド試み検知 Pending JPS59165430A (ja)

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