JPS60223137A - 増加したボンデイング表面積を有するリ−ドワイヤボンデイング - Google Patents

増加したボンデイング表面積を有するリ−ドワイヤボンデイング

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JPS60223137A
JPS60223137A JP60035402A JP3540285A JPS60223137A JP S60223137 A JPS60223137 A JP S60223137A JP 60035402 A JP60035402 A JP 60035402A JP 3540285 A JP3540285 A JP 3540285A JP S60223137 A JPS60223137 A JP S60223137A
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bonding tool
wedge
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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、集積回路チップと該チップを外部回路へ接続
する為に装着したリードフレームとの間を細いリードワ
イヤでボンディングする新規なリードワイヤボンディン
グ装置に関するものである。
本発明は、ポールボンディング装置のキャピラリボンデ
ィング工具内に保持されているリードワイヤの端部を集
積回路チップのダイパツドヘボールボンデイングさせ且
つ該ボールボンドから離隔したリードワイヤのセグメン
トをリードフレームフィンガへウェッジボンディングさ
せる為の新規な方法を提供するものである。本発明は、
連続的なボールボンドウェッジボンドサイクルの間一層
確実なボンドとする為に増加した溶接乃至ボンディング
表面積を提供するものである。
集積回路チップ乃至はグイと外部回路へ接続する為に該
ダイが搭載されているリードフレームとの間においてリ
ードワイヤをボンディング乃至は溶接することは、現在
１手動、半自動、及び自動リードワイヤボンディング装
置によって行なわれている。１ミルの直径の金のボンデ
イングワイヤの如き細いリードワイヤがキャピラリボン
ディング工具内に保持されて、リードワイヤが工具の端
部を越えて突出する。このボンディング工具は工具ホル
ダアーム内に装着されており、該アームはボンディング
装置の可動ボンディングヘッドの構成要素である。ボン
ディング工具は適宜ボンディング装置加工物ホルダの案
内部内に保持されているリードフレーム片上方に取り付
けられている。
一層高精度レベルにおいては、ボンディング工具をリー
ドフレームの１つの上に装着した集積回路チップのメタ
ライズしたダイパッドの上方に位置させ、次いでリード
フレームフィンガの上方へ位置させる。
この様なリードワイヤボンディング装置の例としては、
米国特許第３，６４３，３２１号に記載されている、ア
メリカ、ペンシルバニア１９０４４、ホーサムのクリツ
ケアンドソファインダストリーズ、インコーホレイテッ
ド（Ｋ＆Ｓ）によって製造されている手動乃至は半自動
モデルの高速テイルレス熱圧着ボールボンダ、モデル４
７８があり、又に＆Ｓのモデル１４１８／１４１９、デ
ジタルボンディングヘッド付き自動高速ワイヤボンダが
あり、又に＆Ｓのモデル１４８２、自動ワイヤボンダが
ある。その他の従来例のリードワイヤボンディング装置
としては、米国特許第４，３２３，７５９号及び第４，
０９８，４４７号に記載されている、英国、アービント
ン、溶接研究所のものがある。
集積回路チップのダイパッドとリードフレームフィンガ
との間におけるリードワイヤのボンディングは通常ボー
ルボンドウェッジボンドサイクルによって行なわれる。
キャピラリボンディング工具の下側に延在するリードワ
イヤの端部に、例えば、ホンディングワイヤとシールド
乃至はシュラウド電極との間のアーク放電によって球状
のボールを形成する。固化した後に、リードワイヤ端部
の金属ボールをメタライズしたダイパッドと密接させ、
典型的には、ボンディング工具へ超音波ボデイングエネ
ルギを印加することによってボンドを形成する。加工物
ホルダを高温度に維持し且つボンディング工具へ特定し
た第１ボンドカを印加することによってボンディング中
に熱圧着を使用することも可能である。
次いで、キャピラリボンディング工具をボールボンド及
びダイ上方のレベルへ上昇させ、リードワイヤをボンデ
イング工其内のキャピラリ通路を介して供給する。次い
で、ボンディング工具及びリードフレームを相互に移動
させて、ボールボンドから離隔したリードワイヤのセグ
メントをリードフレームフィンガ上の別の位置ヘボンデ
イングさせる。この新しい位置において、リードワイヤ
をリードフレームフィンガの表面と密接させて所謂［ウ
ェッジボンド」乃至は「溶接」を形成する。
ウェッジボンドは第２ポンドカでリードフレームフィン
ガの表面に対してリードワイヤ上に押圧されているボン
ディング工具の側部先端によって形成される。この場合
も、ボンドは典型的にボンディング工具へ超音波ボンデ
ィングエネルギを印加することによって形成される。熱
圧着でもウェッジボンドを形成させることが可能である
。通常、ウェッジボンド又は溶接の為にボンディング工
具へ印加される第２ボンドカは、ボールボンディングの
為にボンディング工具へ印加される第１ボンドカと異な
りそれよりも大きい。
ボールボンド及びウェッジボンドの両方の場合において
、ボンディング工具への超音波ボンディングエネルギの
印加は工具を更に移動させる前に終了される。従って、
ボンドされ溶接される表面の接合はボンディング工具を
上昇させる前に完了される。次いで、ボンディングヘッ
ド上のクランプでリードワイヤをクランプし且つボンデ
ィングヘッドと、ボンディング工具と、リードワイヤと
をウェッジボンド上方へ上昇させてリードワイヤをウェ
ッジボンドに隣接する弱体化したネックで分離させるこ
とによってウェッジボンドの直上で切断させる。ポール
ボンディング及びウェッジボンディングに関するその他
の背景技術は日本特許出願節５９−３５４８４号及び米
国特許第４，３９０，７７１号に開示されている。
ボールボンドウェッジボンドサイクルを実施するに当た
り、典型的に、ポールボンディング装置はポールボンデ
ィングの最中に、例えば、リードワイヤの寸法及び金属
組成に応じて約３０乃至５０グラムのオーダの第１ボン
ドカをボンディング工具へ印加する。ウェッジボンディ
ングの最中に、第１ボンドカよりも大きな、例えば、リ
ードワイヤ金属の組成及びワイヤの直径に応じて約８０
乃至１００グラム以上のオーダの第２ボンドカをボンデ
ィング工具へ印加させウェッジボンドの端部においてリ
ードワイヤを抑圧し、弱体化させ、且つ部分的に切断す
る。次いで、リードワイヤをボンディングヘッドでクラ
ンプし且つボンディングヘッド及びボンディング工具を
上昇させることによって弱体化した端部において完全に
切断させ分離させることが可能である。
ボンディング工具における第１及び第２ボンデイングカ
は、通常、ボンディング工具又は工具ホルダ上に載置さ
れている部品の重量によって付与するか、ボンディング
工具と工具ホルダと工具持ち上げ器とその他の支持部品
とに特定したスプリング張力を付与するか、又はボンデ
ィングヘッド又はボンディング工具支持部品へ付与され
る駆動モータの駆動力によって付与される。現在市販さ
れているポールボンディング装置の欠点は、超音波ボン
ディングエネルギの印加が典型的に特定したボンディン
グ力の付与の後に発生するということである。従って、
超音波ボンデインクエネルギは、リードワイヤを、例え
ば、２５グラムのオーダの力でダイパッド乃至はリード
フレームフィンガ基板に当接した後に工具へ印加されて
いる。
例えば２５グラムのオーダの印加されたボンディング力
のスレッシュホールドレベルを検知する方法を第１図及
び第２図の従来のに＆Ｓボンディング装置に模式的に示
しである。模式的に示したボンディング工具１０は工具
ホルダ乃至は工具保持アーム１２内に支持されており、
該アーム１２はボンディング装置の可動ボンディングヘ
ッドの一部を構成している。工具ホルダ持ち上げ器乃至
は工具ホルダ持ち上げアーム１４もボンディング装置の
一部を構成しており、工具ホルダ１２を上下運動させる
が、工具ホルダ持ち上げ器１４と工具ホルダ１２との間
には幾らかの遊びがあり相対的に移動する。下降運動の
間、工具ホルダ持ち上げ器１４及び工具ホルダ１２は、
ボンディング工具１０へ所望のボンディング力を印加す
べく選択されたスプリング定数Ｋを持ったスプリングカ
ップリング１５によって結合されている。工具ホルダ持
ち上げ器１４は、偏心して取り付けられている接続ロッ
ド１７及び関連したリンク及びカップリングを介してサ
ーボモータによって駆動されるクランク１６によって上
下運動される。サーボモータで作動されるクランク１６
及び接続ロッド１７は、後に第５Ｂ図に関して説明する
サーボモータ及び制御ループによって駆動される。ポー
ルボンディング及びウェッジボンディングの為に接続ロ
ッド１７によって駆動される工具ホルダ持ち上げ器１４
及び工具ホルダ１２の下降運動の間、ボンディング工具
は、スプリング定数Ｋ及びロッド１７の行程によって決
定されるスプリングの圧縮深さに比例する所望のボンデ
ィング力で、集積回路チップ又はリードフレームフィン
ガの何れかである基板１８に当接させる。
ボンディング工具ホルダ１２は、電気的検知を与える不
図示の電気回路へ接続されている電気的コンタクト２０
において工具ホルダ持ち上げ器１４に当接する。電気的
コンタクト２０は、ボンディング工具の垂直上方向運動
の間、即ち接続ロッド１７の上方向行程の大部分の間、
閉じられている。更に、電気的コンタクトは、ボンドカ
スプリング１５上の印加された圧縮力がスプリングを圧
縮し始めてコンタクト２０を分離させこれらのコンタク
トを開放させる迄、下降行程の間は閉じられている。印
加された圧縮力乃至はボンディング力が、例えば、２５
グラムのオーダのレベルに到達するとコンタクト２０が
開放する様にこれらの要素は通常構成され且つ配設され
ている。
該コンタクトが開放すると、不図示の電気回路及びセン
サがボンディング装置の超音波発生器をターンオンさせ
且つ超音波発生器から工具ホルダ及びボンディング工具
１０への超音波ボンディングエネルギの印加を開始する
。その結果、超音波パワーの制御は機械的力の印加と機
械的コンタクトの開放とに依存している。
適宜の基板に当接するリードワイヤの超音波ボンディン
グエネルギ及び超音波振動を開始する為の機械的な検知
の従来の方法における欠点は、溶接乃至はボンディング
面積が不完全となったり減少されることである。この超
音波ボンディングエネルギを開始し且つ制御する方法か
ら発生する限定され劣悪な溶接乃至はボンディング表面
積を第３図に平面図で模式的に示してあり、集積回路チ
ップのダイパッド２４から圧縮されたボンディングボー
ルを除去した後のボールボンド箇所２２を示している。
不規則な線で示したボンディング表面積２５は円形のボ
ールボンド箇所の周辺の周りの周辺帯状領域に制限され
ている。これは、超音波ボンディングエネルギが工具に
到達すると、ボールの中心が基板に接触し且つボールが
実質的に圧縮された後に、圧縮表面の超音波振動が開始
される。その時迄に、コンタク１−の主要力担持領域は
周辺帯状領域であり、球状のボンディングボールがダイ
パッド基板に対して圧縮され且つ平坦化されるに従い外
側へ拡大する。屡々見受けられることであるが、リード
ワイヤと基板との２つの金属の間の混合溶接においては
、使用可能なボンディング表面の僅かな部分のみが実際
に酸化するに過ぎない。実際上、溶接表面積乃至はボン
ディング表面積は、超音波ボンディングエネルギの印加
からの超音波振動と共に実効的な熱圧着乃至はボンディ
ング力の一致する区域に制限される。その結果、ボール
ボンディング箇所の中央における実質的に中央区域２６
は溶接されないままである。
第４図に模式的に示した如く、溶接乃至はボンディング
表面積に関する同様の制限はウェッジ型ボンドにおいて
発生するが、この場合、ウェッジ型ボンドはリードワイ
ヤ３０をリードフレームフィンガ３２から持ち上げるこ
とによって分離される。実効的な溶接乃至ボンディング
表面積３３は、長尺ウェッジボンド２８の周辺部におい
て長尺乃至は楕円形状の周辺帯状部へ制限されている。
ウェッジボンド箇所におけるリードワイヤ３０の中央部
分３４は基板へ溶接されないままである。
ボールボンド及びウェッジボンドの両方の中心における
溶接の欠陥の為に、溶接強度は劣化し、両ボンドにおけ
る最大引張強度は減少されている。
本発明者の実験的解析によれば、リードワイヤをボール
ボンド及びウェッジボンドで圧縮させて第１又は第２ボ
ンデイング力の印加からその後の超音波ボンディングエ
ネルギの印加迄の実質的な遅れがある為にこの次善のボ
ンディング及び溶接が支配的となる。開始及び制御の為
のボンド力を検知する機械的方法は更に超音波ボンディ
ングエネルギの印加及びオンセットを遅延させる。
本発明は、以上の点に鑑み゛なされたものであって、上
述した如き従来技術の欠点を解消し、ダイパッド及びリ
ードフレームフィンガにおいてリードワイヤの溶接乃至
ボンディング表面積を増加させることによって集積回路
チップとリードフレームとの間においてリードワイヤの
改良したボンディングを提供することを目的とする。
本発明の１特徴によれば、連続的なボールボンドウェッ
ジボンドサイクルの間にボンディング工具に保持されて
いるリードワイヤの端部を集積回路チップのダイパッド
ヘボールボンデイングさせ且つ該ボールボンドから離隔
したリードワイヤの部分をリードフレームフィンガへウ
ェッジボンディングさせる可動ボンディングヘッド及び
キャピラリボンディング工具と、該ボンディング工具へ
超音波ボンディングエネルギを印加する超音波発生器と
、ボールボンドに次いでウェッジボンドに特定したボン
デイング工兵力を付与するポンド力手段と、ボールボン
ドウェッジボンドサイクルにおけるステップを開始する
と共に同期するデジタル制御信号を発生する論理制御手
段と、ボールボンドウェッジボンドサイクルを通して前
記ボンディングヘッド及びボンディング工具の運動を制
御する為にＺ運動アナログ速度波形を発生するサーボ制
御手段と、ボンディング工具位置検知手段であって集積
回路チップのダイパッドへ向い下降運動の間でボールボ
ンディングする為にボンディング工具に接触する前に前
記ボンディングヘッド及びボンディング工具の第１位置
に対応して第１出力信号を発生し且つウェッジボンディ
ングする為に前記ボンディング工具に接触する前にリー
ドフレームフィンガへ向かって下降する運動の間に前記
ボンディングヘッド及びボンディング工具の第２位置に
対応する第２出力信号を発生する様に構成され且つ配設
されている位置検知手段と、前記第１及び第２出力信号
を本ボンディング装置の超音波発生器へ結合させてボー
ルボンディング及びウェッジボンディングを夫々行なう
為に前記°ボンデイング工具の接触の前に前記ボンディ
ング工具へ超音波エネルギを印加させて接触と共に溶接
及びボンディングを開始し且つボンディング表面積を最
適化させる結合手段とを有する改良したリードワイヤボ
ールボンディング装置が提供される。
本発明の別の特徴によれば、連続的なボールボンドウェ
ッジボンドサイクルの間にボンディング工具に保持され
ているリードワイヤの端部を集積回路チップのダイパッ
ドヘボールボンデイングさせ且つ該ボールボンドから離
隔したリードワイヤの部分をリードフレームフィンガへ
ウェッジボンディングさせる可動ボンディングヘッド及
びキャピラリボンディング工具と、該ボンディング工具
へ超音波ボンディングエネルギを印加する超音波発生器
と、ボールボンドに次いでウェッジボンドに特定したボ
ンデイング工兵力を付与するポンド力手段と、ボールボ
ンドウェッジボンドサイクルにおけるステップを開始す
ると共に同期するデジタル制御信号を発生する論理制御
手段と、ボールボンドウェッジボンドサイクルを通して
前記ボンディングヘッド及びボンディング工具の運動を
制御する為にＺ運動アナログ速度波形を発生するサーボ
制御手段と、ポールボンディングの間前記ボンディング
工具及びリードワイヤの集積回路チップのダイパッドと
の初期的な接触を電気的に検知する電気回路手段であっ
て初期的接触を電気的に検知すると作動信号を供給する
電気回路手段と、前記作動信号を前記超音波発生器へ結
合させて前記超音波発生器を作動させると共にターンオ
ンさせて初期的接触を電気的に検知すると実質的に超音
波ボンディングエネルギを前記ボンディング工具へ印加
させる結合手段とを有する改良したリードワイヤボンデ
ィング装置が提供される。
１本発明の更に別の特徴によれば、連続的なボールボン
ドウェッジボンドサイクルの間にボールボンディング装
置のキャピラリボンディング工具内に保持されているリ
ードワイヤの端部をポールボンディングし且つ該ボール
ボンドから離隔したリードワイヤのセグメントをリード
フレームへウェッジボンディングする改良した方法にお
いて、超音波ボンディングエネルギを発生すると共にポ
ールボンディング及びウェッジボンディングを行なう為
に該超音波ボンディングエネルギを前記ボンディング工
具へ印加させ、ポールボンディングの間第１ボンドカを
前記ボンディング工具へ印加し、ウェッジボンディング
の間第２ボンドカを前記ボンディング工具へ印加し、ボ
ールボンドウェッジボンドサイクルのステップを開始し
同期をとる為にデジタル論理制御信号を発生し、該ボー
ルボンドウェッジボンドサイクルを介して前記ボンディ
ング工具の運動を制御する為のＺ運動アナログ速度波形
を発生し、該ボールボンドウェッジボンドサイクルの間
前記ボンディング工具の位置及び運動を検知し１、ポー
ルボンディングを行なう為に前記ボンディング工具によ
って接触する前に集積回路チップのダイパッドへ向かつ
て下降する前記ボンディング工具の運動の間に前記ボン
ディング工具の第１位置に対応する第１出力信号を発生
し、ポールボンディングを行なう為に前記ボンディング
工具が接触する前に前記第１出力信号に応答して超音波
ボンディングエネルギを前記ボンディング工具へ印加し
てその際に接触と共にボンディングを開始させてボンデ
ィング表面積を増加させ、ウェッジボンディングを行な
う為に前記ボンディング工具の接触の前にリードフレー
ムフィンガへ向かって下降する前記ボンディング工具の
運動の間に前記ボンディング工具の第２位置に対応する
第２出力信号を発生し、ウェッジボンディングを行なう
為に前記ボンディング工具の接触の前に超音波ボンディ
ングエネルギを前記ボンデイング工具へ印加してその際
に接触と共にボンディングを開始させてボンディング表
面積を増加させる、上記各ステップを有する方法が提供
される。
本発明の更に別の特徴によれば、連続的なボールボンド
ウェッジボンドサイクルの間にボールボンディング装置
のキャピラリボンディング工具内に保持されているリー
ドワイヤの端部をポールボンディングし且つ該ボールボ
ンドから離隔したリードワイヤのセグメントをリードフ
レームへウェッジボンディングする改良した方法におい
て、超音波ボンディングエネルギを発生すると共にボー
ルボンディング及びウェッジボンディングを行なう為に
該超音波ボンディングエネルギを前記ボンディング工具
へ印加させ、ポールボンディングの間第１ボンドカを前
記ボンディング工具へ印加し、ウェッジボンディングの
間第２ボンドカを前記ボンディング工具へ印加し、ボー
ルボンドウェッジボンドサイクルのステップを開始し同
期をとる為にデジタル論理制御信号を発生し、該ボール
ボンドウェッジボンドサイクルを介して前記ボンディン
グ工具の運動を制御する為のＺ運動アナログ速度波形を
発生し、ポールボンディングを行なう為に前記ボンディ
ング工具及びリードワイヤの集積回路チップのダイパッ
ドとの初期的接触を電気的に検知し、前記電気的に検知
した初期的接触に応答してボンディングエネルギ制御信
号を発生し、前記ボンディングエネルギ制御信号に応答
して前記ボンディング工具へ超音波ボンディングエネル
ギを印加してその際に実質的に初期的接触と共に超音波
ボンディングエネルギを前記ボンディング工具へ印加し
てボールボンドのボンディング表面積を最適化する、上
記各ステップを有することを特徴とする方法が提供され
る。
以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。
増加させたボンディング表面積でもってリードワイヤの
ボンディングを行なう本発明の好適実施例においては、
第５図及び第１０図に関して後述する如く、従来のポー
ルボンディング装置の多数の従来技術の構成要素及びス
テップ（工程）を使用している。以後に記載する従来技
術の構成要素は、例えば、クリツケ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技術訓練、　１４
１ｇ／１４１９基礎的組立及び調整コース手本（１９８
０年１２月１７日）、特にその５−５乃至５−１２頁に
記載されているに＆Ｓモデルデジタルボンディングヘッ
ド付き１４１８／１４１９自動高速ワイヤボンダに関す
るものである。
従来のボンディング装置のボンディング工具は、ボール
ボンドウェッジボンドサイクルの間、第５図のタイミン
グ線図に示した如く、Ｚ運動速度曲線、トレース又は波
形信号４０によって駆動され垂直軸又はＺ軸に沿った運
動パターンに従う。２運動速度波形信号４０は、第１図
に示した如く、偏心軸１６と接続ロッド１７ど工具持ち
上げ器１４とを介して工具ホルダ１２へ接続されている
サーボモータ乃至はＺモータを駆動し、ボンディング工
具１０は垂直乃至はＺ軸に沿って所望の運動パターンに
従う。完全なボールボンドウェッジボンドサイクルの間
ボンデイング工具の位置又は変位の実際の変化を第５図
中のＺ運動速度波形４０の上のＺ運動変位曲線５０で示
しである。ボールボンドウェッジボンドサイクルの間の
Ｚ運動速度波形及びＺ運動変位曲線に関連して幾つかの
付加的なタイミング曲線（トレース）を示してあり、例
えば接触タイミング乃至は時間線４２も示しである。こ
の２つのレベルを持ったタイムチャート４２は、第１図
の工具持ち上げ器１４と工具ホルダ１２との間のコンタ
クト２０が閉成しており且つそれらが開成するボールボ
ンドウェッジボンドサイクルの部分を示している。これ
らのコンタクト２０は、該サイクルの低レベル部分の間
閉じられており、且つ該サイクルの高レベル部分の間開
かれている。
第５図の残りのタイミングトレースは第５Ａ図に模式的
に示したボンディング装置の構成要素に適用されるもの
である。第５Ａ図はボンディング工具１１２を示してお
り、リードワイヤ１１１がボンディング工具１１２のキ
ャピラリチャンネルを介して延在しており且つボンディ
ングボール１１５で終端しており、集積回路チップのダ
イパッドヘボールボンデイングする準備がなされている
。
このリードワイヤ１１１はボンディング装置内の不図示
のスプールから軽い一定摩擦の抗力体１２０と、キャプ
スタン１２２と、ループ制御ワイヤ引張装置乃至はワイ
ヤ緊張器１２４及びワイヤクランプ１２５を介して更に
ボンディング工具１１２を通過して供給される。ボンデ
ィング工具１１２はボンディング装置のボンディングヘ
ッドによって加工物ホルダ１２６の上方に位置され、ホ
ルダ１２６の上にはリードフレーム片が載置されており
、該リードフレームにボンドされている集積回路チップ
とリードフレームフィンガとの間をリードワイヤでボン
ディングする。
ワイヤ緊張器１２４及びワイヤクランプ１２５は夫々ソ
レノイドによって作動される。ワイヤ緊張器１２４は、
第５図のタイミング信号４４に従って緊張器ソレノイド
によって開閉される。ワイヤ緊張器１２４はタイミング
信号４４の低レベル部分の間リードワイヤ１１１上で閉
成されており、一方該ワイヤ緊張器１２４はタイミング
信号４４の高レベル部分の間開成されている。ワイヤク
ランプ１２５は、第５図のタイミング信号４５に従って
ワイヤクランプソレノイドによって開閉される。該クラ
ンプは、タイミング信号４５の低レベル部分において前
記ボールボンドウェッジボンドサイクルの間ワイヤ上で
閉成されており、且つタイミング信号４５の高レベル部
分の間開成している。
第５図のタイミング線図は、更に、工具持ち上げ器と工
具ホルダとの間に接続されている不図示のダンパソレノ
イドに対するタイミング信号４６を示しており、ボンデ
ィング工具の高加速の間工具持ち上げ器と工具ホルダと
を相対的の位置にロックして保持し、第１図の電気的コ
ンタクト２゜が開成することを防止している。信号４６
の高レベル部分に締いてボールボンドウェッジボンドサ
イクルあ間工具持ち上げ器と工具ホルダとを相対的に固
定した関係にロックする為にダンパソレノイドが作動さ
れ、且つタイミング信号４６の低レベル部分の間工具持
ち上げ器と工具ホルダとの間の相対的な運動を許容する
為に該ダンパソレノイドは不作動状態とされる。第５図
には更に電子的フレームオフ（ＵＦＯ）ソレノイド用の
タイミング信号４８を示してあり、該ソレノイドはＥＦ
Ｏシールド乃至は電極を作動させてキャピラリ工具の下
側を揺動させてリードワイヤとシールドとの間に電気的
放電を起こさせて次のボールボンドウェッジボンドサイ
クル用のボールをリードワイヤの端部に形成する。この
点に関しては１例えば、米国特許第４，３９０，７７１
号に開示されている。
Ｚ運動速度波形信号を発生するサーボモータ乃至はＺモ
ータ制御ループ６０を第５Ｂ図に示しである。Ｚモータ
はＤＣサーボモータ６２であり、タコメータ６４と不図
示のホトセンサを構成する位置エンコーダ６５と半径方
向の線６７を具備するディスク６６を有している。ＤＣ
サーボモータ６２は第１図の偏心軸１６を回転させ且つ
所望の運動パターンでボンディング工具を駆動する。位
置エンコーダディスク６６が回転すると、ホトセンサが
半径方向の線を検知し且つ４つの組合せの繰り返しパタ
ーンを介して２つの二進信号Ａ及びＢをＸ４マルチプラ
イヤであるマルチプライヤ６８へ供給する。Ｘ４マルチ
プライヤ６８及びアップ／ダウンカウンタ７０がこれら
の組合せを個々のカウントへ分解しボンディング装置マ
イクロプロセサ７２の入力端へ供給する。
コンピュータ７２は、ボンディング工具の実際の位置を
所望の位置曲線、即ち第５図のＺ運動変位曲線５０と比
較する。ボールボンドウェッジボンドサイクルの間マイ
クロプロセサ７２が種々の可動要素を駆動すると所望の
位置は常に変化し、且つ実際の位置と所望の位置との間
の差異を表すデジタル信号は適宜処理されてデジタル・
アナログ変換器７４へ入力される。Ｄ／Ａ変換器７４の
アナログ電圧出力は調節され、且つタコメータ６４から
のタコメータ電圧はそれから差し引かれる。
この差異はプレアンプ７５とパワーアンプ７６とを通過
してサーボモータ６２へＺ運動速度波形駆動信号を供給
する。Ｚモータ乃至はサーボモータ６２は、ボンディン
グ工具の実際の位置と所望の位置との間のエラー乃至は
差異に比例する速度へ駆動される。差異がより大きいと
、該モータは高速で所望位置へ向かって走行する。この
差異乃至はエラーが減少すると、モータは低速で動作す
る。
ボンディングヘッド及びボンディング工具を手動で位置
決めする為に、方向論理７３ａを有する指先エンコーダ
７３が設けられている。
ボンディング工具コンピュータ乃至はマイクロプロセサ
７２が水平Ｘ−Ｙ軸乃至は座標系に沿った水平面内にお
いて加工物ホルダ１２６の運動を制御し、一方向時に垂
直乃至はＺ軸に沿ってのボンディングヘッド及びボンデ
ィング工具の運動を制御する。その幾つかは第５図に模
式的に示しであるが、付加的なタイミング信号を介して
、マイクロプロセサ７２は更にワイヤ緊張器１２４、ワ
イヤクランプ１２５、のタイミング及び動作、ボンディ
ングボール形成乃至はＩＥＦＯのタイミング、更に、超
音波ボンディングエネルギをボンディング工具へ供給す
る為の超音波発生器の動作を制御する。
第５図を参照すると、ボールボンドウェッジボンドサイ
クルの開始時において、Ｚモータ乃至はサーボモータ６
２は工具持ち上げ器及び工具ホルダを下方へ駆動し、一
方ダンパソレノイドは工具ホルダと工具持ち上げ器とを
一定の関係に維持してボンディング工具のＺ運動変位の
高加速度部分の間コンタクト２０が開放することを防止
する。
初期の下方向運動の間のＺ運動変位曲線及びＺ運動速度
波形の高加速度部分は、大略、参照番号５１で示しであ
る。この高加速度運動は、加工物ホルダ上に支持されて
いるリードフレーム上に取り付けられている集積回路チ
ップのダイパッドにおけるボールボンド位置の上方数ミ
ルで停止する。
ダンパソレノイドはターンオフされ、且つボンディング
工具の運動は制御された高加速度がらＺ運動変位曲線５
０及びＺ運動速度波形４ｏ上に参照番号５２で大略示し
た一定の低速度アプローチへ変化する。これらの初期的
運動態様の間、電気的コンタクト２０は閉じられており
、ワイヤクランプ１２５は開成されてリードワイヤを供
給し、且つワイヤの緊張はワイヤ緊張器乃至は緊張抗力
体１２４によって維持される。
ボンディング工具はそれが加工物（本例の場合は集積回
路チップのダイパッド）に接触する迄一定の低速度で下
降運動を継続する。工具持ち上げ器が過剰走行の所定距
離に渡って下方向へ継続して駆動されると、コンタクト
２０は開放し、第１図に示したボンドカスプリング１５
を屈曲させて第１ボンドカを付与する。コンタクト２０
が開放するとマイクロプロセサ７２へ信号が送られて超
音波発生器をターンオンさせ予め選択した期間の間ボン
デイング工具へ超音波エネルギを印加する。
この様な従来の方法による場合には、超音波エネルギが
ボンディング工具へ印加されるのは接触した後であって
かなりのボンド力が印加された後であり、従って実効的
な溶接はボールボンディング箇所における周辺部の円周
区域に制限されることとなる。
ボールボンディングを行なう為にダイパッドにおけるボ
ンディング工具の接触期間を表す２運動液位曲線５０及
びＺ運動速度波形４０の部分は大略参照番号５３で示し
である。ポールボンディングの間でボンディング工具に
よる接触期間の間、電気的コンタクト２０は開放したま
まであり、且つダンパソレノイドはターンオフされる。
ボールボンド時間の終りにおいて、Ｚモータ乃至はサー
ボモータ６２は逆転して工具ホルダを上方向へ牽引する
。工具持ち上げ器は工具ホルダと接触し且つＺ運動変位
曲線及び２運動速度波形の参照番号５４で大略示した部
分によって表される高加速度で工具ホルダ及びボンディ
ング工具を引き上げる。
ワイヤクランプ１２５は勿論開放状態のままである。ル
ープ位置５４ａへの上方向への高加速度運動の間、加工
物ホルダ乃至は加工物テーブル１２６はｘ−ｙ座標軸平
面内において予め選択した水平距離移動して、リードフ
レームフィンガの形態の第２ボンデイング箇所乃至はウ
ェッジボンド箇所をボンディング工具下側へ位置させる
。
ループ高さ５４ａに到達した後に、ボンディング工具は
Ｚ運動変位曲線５０及びＺ運動速度波形４０上に参照番
号５５で示した如く第２ボンド箇所乃至はウェッジボン
ド位置へ向かって高加速度で下方向へ駆動され、且つリ
ードフレームフィンガにおいてウェッジボンド位置の上
方数ミルでボンディング工具の運動が参照番号５６で大
略水した一定の低速度へ変化する。ボンディング工具は
、それがリードフレームフィンガ乃至は第２ボンド表面
に到達する迄一定の低速度で下方向へ駆動され続け、又
工具持ち上げ器は下方向への移動を継続してボンドカス
プリング１５を屈曲させてウェッジボンド箇所に第２ボ
ンドカを付与する。ボールボンドウェッジボンドサイク
ルのウェッジボンディング部分は、第５図の２運動変位
曲線５０及びＺ運動速度波形４０上に大略参照番号５７
で示しである。該サイクルのウェッジボンディング部分
の間、電気的コンタクト２０は勿論開放しており、且つ
マイクロプロセサ７２の制御下において超音波エネルギ
がボンディング工具へ印加されるが、それはボンディン
グ工具がリードフレームフィンガに接触した後である。
その結果、共混合溶接は表面接触部の面積の周りの周辺
部の円周領域に制限される。
第２ボンド期間乃至はウェッジボンド時間の終りにおい
て、Ｚモータ乃至はサーボモータ６２は逆転し且つ工具
持ち上げ器を牽引して、再度工具ホルダに係合し、ボン
ディング工具をウェッジボンド及びリードフレームフィ
ンガ表面から離隔して牽引する。ボンディング工具の初
期的な上昇の間、ワイヤクランプは開放したままであり
、且つボンディング工具はリードワイヤに沿って上方へ
摺動し、該リードワイヤはボンディング工具を介してキ
ャピラリ通路を下方向へ通過する。予めプログラムした
高さにおいて、第５図のワイヤクランプタイミング信号
４５によって示される如く、ワイヤクランプソレノイド
によって閉じられる。
既にダンパソレノイドが作動されると、工具持ち上げ器
と、工具ホルダと、ボンディング工具とが更に上方向へ
駆動され、ウェッジボンド乃至は第２ボンドに隣接した
ボンディングワイヤを切断し、予めプログラムした長さ
のワイヤテールをキャビラリボンディング工具の下側に
突出させて残し、次のボールボンドウェッジボンドサイ
クルを開始する前に別のボンディングボールを形成する
為に使用される。
Ｚ運動変位曲線及びＺ運動速度波形の大略参照番号５８
で示した部分で表される如く、ボンディング工具がその
最大高さへ上昇されると、その高さにおいて、ＥＦＯソ
レノイドがＥＦＯシールド乃至は電極をボンディング工
具の下側を揺動させてリードワイヤとシールドとの間に
アーク放電を起こさせてリードワイヤの端部にボンディ
ングボールを形成させる。このことは、例えば、米国特
許第４゜３９０．７７１号に記載されている。次いで、
コンピュータがＸ−Ｙ座標軸平面における加工物ホルダ
テーブルの運動を指示してボンディング工具下側の次の
ボールボンド位置（集積回路チップのダイパッド）へ位
置させ次のボールボンドウェッジボンドサイクルの準備
がなされる。
上述した如きＺ運動速度波形信号及びＺ運動変位曲線に
関して特徴付けられるボールボンドウエツ・ジボンドサ
イクルは更に第６図乃至第１０図に示したシーケンスに
関して説明することが可能である。キャピラリボンディ
ング工具１１２内に保持されているリードワイヤ１１１
の端部におけるリードワイヤ金属からなるボール１１５
は、第６図の集積回路チップ１１６のダイパッド１１４
上方に位置されている。Ｚ運動速度波形に基づく垂直軸
に沿っての運動に従って、リードワイヤが第７図に示し
たダイパッドへボールボンドされる。
ボンディング工具１２はループ高さへ上昇し、一方加工
物ホルダは水平なＸ−７面内を移動してボンディング工
具１１２をリードフレームフィンガ上方へ位置させると
共に充分な長さのリードワイヤ１１１を残存させてダイ
パッド１１４とリードフレームフィンガ１１８との間に
ボンドしたリードを形成する。第９図に示した如く、リ
ードワイヤ１１１をリードフレームフィンガ１１８へウ
ェッジボンディングした後に、ボンディング工具１１２
は予めプログラムした高さへ上昇し、その高さでワイヤ
クランプが作動されて、第１０図に示した如く、ボンデ
ィングヘッド及びボンディング工具のその後の上方向へ
の運動と共にウェッジボンド１１７の上方でリードワイ
ヤ１１１を切断する。
第１１図に示した本発明に基づく改良においては、第５
図に関して前述した２運動速度波形４０は入力端８０か
ら第５Ｂ図に関して前述したサーボモータ乃至はＺサー
ボモータ６２ヘタツブされる。入力端８０におけるＺ運
動速度波形信号の方向変化又は極性及び振幅が演算増幅
器乃至はオペアンプ８２によって検知され、該オペアン
プ８２にはフィードバックループ内に可変抵抗８４を具
備するスレッシュホールド調節器８３が設けられており
、検知されるべきＺ運動波形信号のスレッシュホールド
信号レベルを変化させ且つ調節する。
ＺサーボモータへのＺ運動速度波形入力の所望のスレッ
シュホールドレベルを検知する為のスレッシュホールド
調節の１例を第１２Ｂ図のタイミング線図の一番上に示
しである。前に第５図に関して説明したＺ運動速度波形
信号４０のセグメント９０を点線９２で示したオペアン
プ８２によって検知すべき選択したスレッシュホールド
レベルと共に示しである。このスレッシュホールドレベ
ルは、接触する前にリードフレームフィンガ上方のボン
ディング工具の位置に対応するＺ運動速度波形曲線上の
値９３において開始するボンディング工具の下方向への
運動の開成る極性で検知すべく設定されている。オペア
ンプ出力９５における対応するパルスの上昇端９４がフ
リップフロップ８５をセットし、従ってプリップフロッ
プ８５はダイオード８７を介して出力端８６で高レベル
信号を与え、超音波発生器を作動させてリードフレーム
フィンガ又はその他のボンディング基板と接触する前に
超音波ボンディングエネルギをボンディング工具へ供給
する。第１２Ｂ図に示した如く、フリップフロップの出
カドレース９６は、それがブリップフロップ８５のリセ
ット入力端８８においてボンドタイマーパルス９８によ
ってリセットされる迄高レベル９７のままである。第１
２Ｂ図のパルス９８によって表されるボンドタイマ信号
はマイクロプロセサ７２又はボンディング装置内におい
て従来使用されているその他のボンドタイマー信号から
派生され、超音波発生器をターンオフさせる。
従って１本発明に拠れば、超音波ボンディングエネルギ
は、ボンディング表面積を実質的にリードワイヤと基板
との間の表面接触している面積全体に増加させるべく、
特定のボンディング箇所の直上の位置で且つ接触の前に
ボンディング工具へ印加される。フリップフロップ８５
からの高レベル出力パルス９７の期間の間超音波ボンデ
ィングエネルギの印加が継続され、それにより予めプロ
グラムされており且つマイクロプロセサ７２又は超音波
発生器自身によって決定されてボンディングタイミング
パルス９８の下降端によってリセットされる迄、超音波
発生器を作動させる。
別の実施例に基づき本発明を実施する一層精巧な回路を
第１２図に示しである。第１２図に示した本発明の別の
実施例の間のスイッチングを行なう為に、別々の連結ス
イッチＳＩＡ及びＳＩＢを有する２連結スイツチ１３０
が設けられている。第１２図に示したものと反対にこの
連結スイッチ１３０を下降位置とすると、本回路は同一
の参照番号を使用した第１１図に関して前に説明したの
と同様の態様で且つ第１２Ｂ図のタイミング線図に従っ
て動作する。この例において、フリップフロップ８５は
、例えば、端子及びビン番号を図示した如く接続した７
４７４　Ｉ　Ｃフリップフロップで構成し、一方オペア
ンプ８２は１例えば、図示した如く端子ピン番号を接続
したＬＭ３２４　Ｉ　Ｃで構成することが可能である。
第１２図に示したごとく、２連結スイツチ１３０を上昇
位置とさせると、本発明は別の実施例に基づいた構成と
なり、その場合、ボンディング工具のボンディング基板
との接触を電子的に検知することによってボンディング
工具がボンディング基板と実質的に接触してから超音波
発生器が作動される。電気的な接触を検知するこの電気
的乃至は電子的な検知回路は、例えば、前掲の１９８４
年２月２８日に出願した特願昭第５９−３５４８４号の
第９図に開示したタイプのものである。ワンショットマ
ルチバイブレータ１４０は、例えば、図示した如く端子
及びピン番号を接続した７４１２１　Ｉ　Ｃで構成する
ことが可能であり、夫々抵抗Ｒ１及びＲ３を介しインバ
ータ１４２及び１４４を介して交互に高レベル又は低レ
ベルの値となる信号をトランジスタＱ１又はＱ３へ供給
する。従って、トランジスタＱ１又はＱ３の何れかが導
通すると、他方は非導通状態となる。ボンディング工具
１１２内に保持されているリードワイヤ１１１の端部に
おいてボール１１５を形成する為にボールボンドウェッ
ジボンドサイクルの小さな部分の間、Ｑｌは導通状態と
なる。従って、Ｑｌが導通状態にあると、リードワイヤ
１１１は接地されて、ＥＦＯシールド乃至は電極とリー
トワイヤ１１１との間にアークを確立し、例えば、米国
特許第４，３９０，７７１号に開示されている様に、溶
融してボール１１５を形成する。Ｑｌが導通状態である
と、Ｑ３は非導通状態である。
然し乍ら、ボールボンドウェッジボンドサイクルの期間
中の多くは、トランジスタＱ３が導通状態であり、第１
２図の回路を検知モードとさせてボンディング工具１１
２及びリードワイヤ１１１によってボンディング表面乃
至は基板１１６との接触を検知する。Ｑ３が導通状態で
Ｑｌが非導通状態であると、電圧源１４５が、例えばＩ
Ｋ低抵抗ある抵抗ＲＬを介してリードワイヤ１１１へ印
加され、接触と共にボンディング基板１１６を介して接
地へ電流が流される。電流センサ１４６はリードワイヤ
１１１を介して流れる電流を検知し、配線１４８を介し
て作動信号を供給してフリップフロップ８５をセットし
、前述した如く、超音波発生器を作動させる。
第１２図及び第１２Ａ図を参照して説明すると、トラン
ジスタＱ３を導通状態に駆動し且つ維持するワンショッ
トマルチバイブレータ１４０の出力における高レベルパ
ルス１５０の期間は、抵抗ＲＸ及びコンデンサＣＸの値
によって制御される。
これらの値は、各サイクルの開始時におけるボール形成
乃至は電子的フレームオフの期間を除いて、ボールボン
ドウェッジボンドサイクルの実質的に全期間に対して検
知モードの期間を維持する様に選択されでいる。電流が
リードワイヤ１１１を介して流れることを検知した場合
にセンサ１４６から得られる出力パルス１５４の上昇端
１５２はフリップフロップ８５をセットし、該フリップ
フロップ８５は高レベルパルス９７を供給して、前述し
た如く、ボンディング装置マイクロプセサ乃至はその他
のボンドタイミング回路から派生されるボンドタイミン
グ信号パルス９８の下降端によって該フリップフロップ
がリセットされる迄の期間超音波発生器を作動させる。
第１１図及び第１２図に示した本発明の実施例はＺ運動
速度波形信号のスレッシュホールドレベルに応じてボン
ディングヘッド及びボンディング工具の位置を検出する
が、ボンディングヘッド及びボンディング工具に対する
位置情報は第５Ｂ図のマイクロプロセサ７２によって発
生されるデジタル位置情報から直接派生することも可能
である。
従って、本発明は又、接触の前に超音波発生器のターン
オンを開始させる目的で、デジタル・アナログ変換器７
４ヘマイクロプロセサ７２によって与えられるデジタル
位置情報をサンプルすることによってボンディングヘッ
ド及びボンディング工具の位置を検知することも可能で
ある。ボンディング工具がボンディング基板と接触した
ことを電気的に検知して超音波発生器をターンオンさせ
る本発明の別の実施例に拠れば、本発明は又電気的な接
触を検知する為の種々のその他の電気的検知回路を使用
することが可能であり、例えば、止揚の米国特許出願第
４７０，２１７号の第８図、第９図、第１１図に示した
タイプのものを使用すること゛も可能である。
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
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図はボンディングヘッド及びボンデイング工具が上
昇位置にあり且つ電気的コンタクトを閉じた状態の従来
のボールボンディング装置のボンディングヘッド要素の
概略図、第２図は第１図におけるものと同じボンディン
グヘッド要素を示しており該ボンディングヘッド及びボ
ンディング工具が延出した下降位置にありボンディング
工具への超音波ボンディングエネルギの印加を開始する
為に電気的コンタクトを開放するボンディング力レベル
を越えて特定したボンディング力をボンディング工具へ
印加する状態の概略図、第３図はボールボンド箇所から
リードワイヤボンディングボールを引き離し切断した後
のダイパッド上の従来のボールボンディング箇所の概略
平面図、第４図はリードワイヤをウェッジボンド箇所か
ら引き離し切断した場合の従来のウェッジボンド箇所の
概略斜視図、第５図はボンディングヘッドとボンディン
グ工具の移動速度を制御する為の従来の２運動法度アナ
ログ波形信号とボンディング工具の位置又は変位を示し
た対応する変位曲線とボンディング工具の運動と同期す
るボンディングヘッド及びボンディング装置の従来の要
素の動作を理解する為のタイミングチャートとを示した
グラフ図、第５Ａ図は第５図のタイミング線図にその動
作を要約した従来のボンディングヘッド及びボンディン
グ工具の要素の簡単化した概略図、第５Ｂ図はボンディ
ング装置のマイクロプロセサとデジタル・アナログ変換
器とを有するサーボモータ制御ループのブロック線図、
第６図乃至第１０図はボールボンドウェッジボンドサイ
クルにおける連続したステップの各段階におけるキャピ
ラリボンディング工具の状態を示した各説明図、第１１
図はポールボンディング装置の論理制御、サーボ制御及
び超音波発生器へ結合する為に本発明に基づくボンディ
ング工具位置センサ及びゲートの概略図、第１２図は最
初にＺ運動速度波形からのボンディング工具位置を検知
することによってボンディング工具の接触の前に超音波
ボンディングエネルギを開始させ且つ一方では基板にお
いてボンディング工具の接触を電気的に検知することに
よってボンディング工具の接触を検知すると共に超音波
ボンディングエネルギを開始させる本発明に基づく別々
の実施例を包含する回路の概略図、第１２Ａ図は第１２
図の回路における第１実施例に対するタイミング線図、
第１２Ｂ図は第１２図の回路の別の実施例に対するタイ
ミング線図、である。 （符号の説明） １０：ボンディング工具 １２：工具ホルダ １４：工具持ち上げ器 ２０：電気的コンタクト 特許出願人　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 図面の？ｐ也・（内容に哀ｗ、（＋−，）ＦＩＧ、　Ｉ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、　３ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　５Ａ ＦＩＧ、　６　ＦＩＧ、　７ ＦＩＧ、　８　ＦＩＧ、　９ ＦＩＧ、１０ ＋　■ 撃Ｘ ＦＩＧ、１２ ＦＩＧ、　１２　Ａ 第１頁の続き ０発　明　者　マーク　ディ、デユー　アフオー　ト メリカ合衆国、メイン　０４１０１．ポートランド、グ
ランストリート　６５ 手続補正書 昭和６０年５月２６日 特許庁長官　志　賀　学　殿 １、事件の表示　昭和６０年　特　許　願　第３５４０
２号３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■、連続的なボールボンドウェッジボンドサイクルの間
    にボンディング工具に保持されているリードワイヤの端
    部を集積回路チップのダイパツドヘボールボンデイング
    させ且つ該ボールボンドから離隔したリードワイヤの部
    分をリードフレームフィンガへウェッジボンディングさ
    せる可動ボンディングヘッド及びキャピラリボンディン
    グ工具と、該ボンディング工具へ超音波ボンディングエ
    ネルギを印加する超音波発生器と、ボールボンドに次い
    でウェッジボンドに特定したボンディング工具力を付与
    するポンド力手段と、ボールボンドウェッジボンドサイ
    クルにおけるステップを開始すると共に同期するデジタ
    ル制御信号を発生する論理制御手段と、ボールボンドウ
    ェッジボンドサイクルを通して前記ボンディングヘッド
    及びボンディング工具の運動を制御する為にＺ運動アナ
    ログ速度波形を発生するサーボ制御手段と、ボンディン
    グ工具位置検知手段であって集積回路チップのダイパッ
    ドへ向い下降運動の間でボールボンディングする為にボ
    ンディング工具に接触する前に前記ボンディングヘッド
    及びボンディング工具の第１位置に対応して第１出力信
    号を発生し且つウェッジボンディングする為に前記ボン
    ディング工具に接触する前にリードフレームフィンガへ
    向かって下降する運動の間に前記ボンディングヘッド及
    びボンディング工具の第２位置に対応する第２出力信号
    を発生する様に構成され且つ配設されている位置検知手
    段と、前記第１及び第２出力信号を本ボンディング装置
    の超音波発生器へ結合させてボ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う為に前記ボンディング
    工具の接触の前に前記ボンディング工具へ超音波エネル
    ギを印加させて接触と共に溶接及びボンディングを開始
    し且つボンディング表面積を最適化させる結合手段とを
    有する改良したリードワイヤボールボンディング装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記ボンディング
    装置論理制御手段は超音波発生器をターンオフし且つボ
    ンディング工具の運動の前にボンディング表面積を設定
    する為に特定したボンディング工具力を付与した後に所
    定の時間期間後に前記超音波発生器をターンオフするデ
    ジタル制御信号を発生することを特徴とする装置。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項において、前記ボ
    ンディング工具位置検知手段は、Ｚ運動波形信号の信号
    レベル及び方向変化に応じて前記ボンディングヘッド及
    びボンディング工具の位置を決定する為に２運動速度波
    形信号を受け取り且つ前記Ｚ運動速度波形信号の信号レ
    ベル及び方向変化を検知すべく接続されているＺ運動ア
    ナログ速度波形信号センサを有していることを特徴とす
    る装置。 ４、特許請求の範囲第３項において、前記ボンディング
    工具位置検知手段はその１つの入力端を前記Ｚ運動速度
    波形信号へ接続させたオペアンプを有すると共に前記オ
    ペアンプからの前記第１及び第２出力信号を発生する為
    に前記Ｚ運動速度波形信号が検知されるスレッシュホー
    ルドレベルを変化させる為に前記オペアンプに接続した
    スレッシュホールド調節手段１有していることを特徴と
    する装置。 ５、特許請求の範囲第４項において、前記結合手段は第
    １入力端を前記オペアンプの出力端へ接続したゲート手
    段を有しており、前記ゲート手段はボールボンドウェッ
    ジボンドサイクルの開始を表す為に本ボンディング装置
    の論理制御手段からデジタル論理制御信号を受け取るべ
    く接続した第２入力端を有しており、前記ゲート手段は
    ボールボンディング及びウェッジボンディングの為に前
    記ボンディング工具の接触の前に前記ボンディング工具
    へ超音波ボンディングエネルギを印加する為に前記発生
    器をターンオンさせる為に前記超音波発生器へ接続され
    ている出力端を有することを特徴とする装置。 ６、特許請求の範囲第５項において、前記ゲート手段は
    フリップフロップを有しており、前記オペアンプの出力
    端は該フリップフロップのセット入力端に接続されてお
    り、該フリップフロップのリセット入力端は前記ボンデ
    ィング装置論理制御手段からの前記デジタル論理制御信
    号を受け取るべく接続されており、該フリップフロップ
    の出力端はダイオード手段を介して本ボンディング装置
    の超音波発生器へ接続されていることを特徴とする装置
    。 ７、　連続的なボールボンドウェッジボンドサイクルの
    間にボンディング工具に保持されているリードワイヤの
    端部を集積回路チップのダイバソドヘボールボンデイン
    グさせ且つ該ボールボンドから離隔したリードワイヤの
    部分をリードフレームフィンガへウェッジボンディング
    させる可動ボンディングヘッド及びキャピラリボンディ
    ング工具と、該ボンディング工具へ超音波ボンディング
    エネルギを印加する超音波発生器と、ボールボンドに次
    いでウェッジボンドに特定したボンディング工具力を付
    与するボンドカ手段と、ボールボンドウェッジボンドサ
    イクルにおけるステップを開始すると共に同期するデジ
    タル制御信号を発生する論理制御手段と、ボールボンド
    ウェッジボンドサイクルを通して前記ボンディングヘッ
    ド及びボンディング工具の運動を制御する為にＺ運動ア
    ナログ速度波形を発生するサーボ制御手段と、ポールボ
    ンディングの間前記ボンディング工具及びリードワイヤ
    の集積回路チップのダイパッドとの初期的な接触を電気
    的に検知する電気回路手段であって初期的接触を電気的
    に検知すると作動信号を供給する電気回路手段と、前記
    作動信号を前記超音波発生器へ結合させて前記超音波発
    生器を作動させると共にターンオンさせて初期的接触を
    電気的に検知すると実質的に超音波ボンディングエネル
    ギを前記ボンディング工具へ印加させる結合手段とを有
    する改良したリードワイヤボンディング装置。 ８、特許請求の範囲第７項において、前記電気的回路手
    段が、第１電子的スイツチが導通している場合に前記ボ
    ンディング工具が前記ダイパッドと接触すると前記リー
    ドワイヤ及びチップを介して接地へ電流を流す為に前記
    リードワイヤ及びチップと直列に接続された電圧源と抵
    抗と第１電子的スイツチとを具備する第１回路手段と、
    第２電子的スイツチが導通している場合に前記リードワ
    イヤを接地電位へ接続させる為に前記リードワイヤと直
    列に接続されている接地電位カップリングと第２電子的
    スイツチとを具備している第２回路手段と、前記第１及
    び第２電子的スイツチを反対の導通状態に制御するゲー
    ト手段であってポールボンドウェッジボンドサイクルの
    ポールボンディング工程の間前記第１電子的スイツチを
    導通させ且つ前記第２電子的スイツチを非導通とさせる
    様に本ボンディング装置の論理制御手段へ接続されてい
    るゲート手段と、前記第１回路手段に接続されており前
    記第１電子的スイツチが導通している場合に前記第１回
    路手段内の電流を検知し且つ前記作動信号を発生してポ
    ールボンディングの為の前記ボンディング工具とリード
    ワイヤとの間の初期的接触を表すセンサ手段とを有して
    いることを特徴とする装置。 ９、特許請求の範囲第８項において、前記ボンディング
    装置はポンド力検知手段と特定したボンド力の検知と共
    に前記ボンディング工具への超音波エネルギの印加のタ
    イミングをとるタイミング手段とを有しており、本ボン
    ディング装置の前記論理制御手段は特定した時間期間の
    経過後で且つポールボンディング位置から上方向へのボ
    ンディング工具の運動の前に前記超音波発生器を自動的
    にターンオフすることを特徴とする装置。 １０、連続的なボールボンドウェッジボンドサイクルの
    間にポールボンディング装置のキャピラリボンディング
    工具内に保持されているリードワイヤの端部をポールボ
    ンディングし且つ該ポールボンドから離隔したリードワ
    イヤのセグメントをリードフレームへウェッジボンディ
    ングする改良した方法において、超音波ボンディングエ
    ネルギを発生すると共にポールボンディング及びウェッ
    ジボンディングを行なう為に該超音波ボンディングエネ
    ルギを前記ボンディング工具へ印加させ、ポールボンデ
    ィングの間第１ボンドカを前記ボンディング工具へ印加
    し、ウェッジボンディングの間第２ポンドカを前記ボン
    ディング工具へ印加し、ボールボンドウェッジボンドサ
    イクルのステップを開始し同期をとる為にデジタル論理
    制御信号を発生し、該ボールボンドウェッジボンドサイ
    クルを介して前記ボンディング工具の運動を制御する為
    のＺ運動アナログ速度波形を発生し、該ボールボンドウ
    ェッジボンドサイクルの間前記ボンディング工具の位置
    及び運動を検知し、ポールボンディングを行なう為に前
    記ボンディング工具によって接触する前に集積回路チッ
    プのダイパッドへ向かって下降する前記ボンディング工
    具の運動の間に前記ボンディング工具の第１位置に対応
    する第１出力信号を発生し、ポールボンディングを行な
    う為に前記ボンディング工具が接触する前に前記第１出
    力信号に応答して超音波ボンディングエネルギを前記ボ
    ンディング工具へ印加してその際に接触と共にボンディ
    ングを開始させてボンディング表面積を増加させ、ウェ
    ッジボンディングを行なう為に前記ボンディング工具の
    接触の前にリードフレームフィンガへ向かって下降する
    前記ボンディング工具の運動の間に前記ボンディング工
    具の第２位置に対応する第２出力信号を発生し、ウェッ
    ジボンディングを行なう為に前記ボンディング工具の接
    触の前に超音波ボンディングエネルギを前記ボンディン
    グ工具へ印加してその際に接触と共にボンディングを開
    始させてボンディング表面積を増加させる、上記各ステ
    ップを有することを特徴とする方法。 １１、特許請求の範囲第１０項において、前記ボンディ
    ング工具への超音波ボンディングエネルギの印加のタイ
    ミングを取り、ポールボンディング又はウェッジボンデ
    ィングの何れかの為に前記ボンディング工具を接触させ
    たままで前記ボンディング工具への超音波ボンディング
    エネルギの印加を終了させ、ボンディング表面積を設定
    した後に前記ボンディング工具を上昇させる、ことを特
    徴とする方法。 １２、特許請求の範囲第１Ｏ項において、前記ボンディ
    ング工具の位置及び運動を検知する工程が、Ｚ運動速度
    波形信号を検知し、Ｚ運動速度波形信号レベル及び方向
    変化を検出し、且つＺ運動速度波形信号レベル及び方向
    変化に応じて前記ボンディング工具の位置を決定するこ
    とを特徴とする方法。 １３、特許請求の範囲第１２項において、前記ボンディ
    ング工具の位置及び運動を検知する工程が、ボールボン
    ドウェッジボンドサイクルにおける工程を開始すると共
    にタイミングをとる為に発生されるデジタル制御信号を
    検知し、ボールボンド工程及びウェッジボンド工程の夫
    々に対して前記ボンディング工具の運動を開始させるデ
    ジタル制御信号を検出し、前記デジタル制御信号に応じ
    て前記ボンディング工具の位置及び運動を決定すること
    を特徴とする方法。 １４、連続的なボールボンドウェッジボンドサイクルの
    間にボールボンディング装置のキャピラリボンディング
    工具内に保持されているリードワイヤの端部をポールボ
    ンディングし且つ該ボールボンドから離隔したリードワ
    イヤのセグメントをリードフレームへウェッジボンディ
    ングする改良した方法において、超音波ボンディングエ
    ネルギを発生すると共にボールボンディング及びウェッ
    ジボンディングを行なう為に該超音波ボンディングエネ
    ルギを前記ボンディング工具へ印加させ、ポールボンデ
    ィングの間第１ボンドカを前記ボンディング工具へ印加
    し、ウェッジボンディングの間第２ボンドカを前記ボン
    ディング工具へ印加し、ボールボンドウェッジボンドサ
    イクルのステップを開始し同期をとる為にデジタル論理
    制御信号を発生し、該ボールボンドウェッジボンドサイ
    クルを介して前記ボンディング工具の運動を制御する為
    のＺ運動アナログ速度波形を発生し、ポールボンディン
    グを行なう為に前記ボンディング工具及びリードワイヤ
    の集積回路チップのダイパッドとの初期的接触を電気的
    に検知し、前記電気的に検知した初期的接触に応答して
    ボンディングエネルギ制御信号を発生し、前記ボンディ
    ングエネルギ制御信号に応答して前記ボンディング工具
    へ超音波ボンディングエネルギを印加してその際に実質
    的に初期的接触と共に超音波ボンディングエネルギを前
    記ボンディング工具へ印加してボールボンドのボンディ
    ング表面積を最適化する。上記各ステップを有すること
    を特徴とする方法。 １５、特許請求の範囲第１４項において、前記ボンディ
    ング工具への超音波ボンディングエネルギの印加のタイ
    ミングを取り、ポールボンディングの為に前記ボンディ
    ング工具を接触させたままで超音波ボンディングエネル
    ギの印加を終了させ、ボールボンド表面積の設定の後に
    ボンディング工具を上昇することを特徴とする方法。 １６、特許請求の範囲第１４項において、ポールボンデ
    ィングの為に前記ボンディング工具とリードワイヤの初
    期的接触を検知する工程が、前記リードワイヤを検知回
    路内に結合させ、前記リードワイヤへ電圧を印加し、前
    記リードワイヤを有する回路を介しての電流の通過を検
    知することを特徴とする方法。
JP60035402A 1984-02-27 1985-02-26 増加したボンデイング表面積を有するリ−ドワイヤボンデイング Granted JPS60223137A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4824005A (en) * 1986-08-13 1989-04-25 Orthodyne Electronics Corporation Dual mode ultrasonic generator in a wire bonding apparatus
JPS63194343A (ja) * 1987-02-09 1988-08-11 Toshiba Corp ワイヤボンディング装置の制御方法
US4817848A (en) * 1988-05-12 1989-04-04 Hughes Aircraft Company Compliant motion servo
JPH088285B2 (ja) * 1990-02-23 1996-01-29 株式会社東芝 ワイヤボンディング方法
US5459672A (en) * 1990-07-30 1995-10-17 Hughes Aircraft Company Electrical interconnect integrity measuring method
US5386092A (en) * 1991-11-04 1995-01-31 Unitek Equipment Inc. Fast response weld head
US5225647A (en) * 1991-11-04 1993-07-06 Unitek Equipment Inc. Motorized weld head
US5868300A (en) * 1995-06-29 1999-02-09 Orthodyne Electronics Corporation Articulated wire bonder
US5929521A (en) * 1997-03-26 1999-07-27 Micron Technology, Inc. Projected contact structure for bumped semiconductor device and resulting articles and assemblies
JP3370551B2 (ja) * 1997-04-02 2003-01-27 株式会社新川 ワイヤボンディング装置及びそのボンディング荷重補正方法
US6079607A (en) * 1997-04-29 2000-06-27 Texas Instruments Incorporated Method for high frequency bonding
JP3370556B2 (ja) * 1997-05-14 2003-01-27 株式会社新川 ワイヤボンディング装置及びその制御方法
JPH1140595A (ja) * 1997-07-16 1999-02-12 Mitsubishi Electric Corp ワイヤ配線方法、このワイヤ配線方法に使用する配線分岐パッド、および、ボンディング装置、並びに、ワイヤ配線方法をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JPH11191568A (ja) * 1997-12-25 1999-07-13 Shinkawa Ltd ワイヤボンディング方法及び装置
US6039234A (en) * 1998-06-16 2000-03-21 Kulicke & Soffa Investments, Inc. Missing wire detector
US6279810B1 (en) * 2000-02-23 2001-08-28 Asm Assembly Automation Ltd Piezoelectric sensor for measuring bonding parameters
JP4202617B2 (ja) * 2001-03-16 2008-12-24 矢崎総業株式会社 被覆電線の超音波接合方法およびその方法を用いた超音波接合装置
ATE338603T1 (de) * 2001-11-07 2006-09-15 F & K Delvotec Bondtech Gmbh Prüfverfahren für bondverbindungen und drahtbonder
KR20030066344A (ko) * 2002-02-01 2003-08-09 에섹 트레이딩 에스에이 와이어본더로 접합시에 최적의 접합 파라미터들을결정하기 위한 방법
US7777321B2 (en) * 2002-04-22 2010-08-17 Gann Keith D Stacked microelectronic layer and module with three-axis channel T-connects
US6806559B2 (en) * 2002-04-22 2004-10-19 Irvine Sensors Corporation Method and apparatus for connecting vertically stacked integrated circuit chips
JP4530984B2 (ja) * 2005-12-28 2010-08-25 株式会社新川 ワイヤボンディング装置、ボンディング制御プログラム及びボンディング方法
WO2008140541A1 (en) * 2007-05-16 2008-11-20 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Wire bonding methods and bonding force calibration
US7896218B2 (en) * 2007-06-28 2011-03-01 Western Digital Technologies, Inc. Apparatus and method for conductive metal ball bonding with electrostatic discharge detection
US7669751B2 (en) * 2007-09-25 2010-03-02 Silverbrook Research Pty Ltd Method of forming low profile wire bonds between integrated circuits dies and printed circuit boards
US8023269B2 (en) * 2008-08-15 2011-09-20 Siemens Energy, Inc. Wireless telemetry electronic circuit board for high temperature environments
EP2199732B1 (de) * 2008-12-19 2017-10-11 Klingelnberg AG Vorrichtung mit Rauheitsmesstaster
KR101477520B1 (ko) * 2013-02-25 2014-12-30 아이엘지에너지기술(주) 이동식 온풍기
US9165902B2 (en) * 2013-12-17 2015-10-20 Kulicke And Soffa Industries, Inc. Methods of operating bonding machines for bonding semiconductor elements, and bonding machines
US20190084078A1 (en) * 2016-03-18 2019-03-21 Honda Motor Co., Ltd. Ultrasonic welding device and ultrasonic welding method
DE102021101654A1 (de) * 2021-01-26 2022-07-28 Hesse Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Ultraschallverbindungsvorrichtung

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3643321A (en) * 1970-06-17 1972-02-22 Kulicke & Soffa Ind Inc Method and apparatus for tailless wire bonding
GB1536872A (en) * 1975-05-15 1978-12-20 Welding Inst Electrical inter-connection method and apparatus
GB1600021A (en) * 1977-07-26 1981-10-14 Welding Inst Electrical inter-connection method and apparatus
US4234117A (en) * 1978-05-26 1980-11-18 Foulke Richard F Vibration-free tailless wire bonder
US4390771A (en) * 1981-05-11 1983-06-28 Fairchild Camera & Instrument Corp. Bonding wire ball forming method and apparatus
US4438880A (en) * 1981-08-17 1984-03-27 Orthodyne Electronics Corporation Ultrasonic wire bond touchdown sensor

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Publication number Publication date
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US4597519A (en) 1986-07-01

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