JPS6167928A - ワイヤボンデイング装置 - Google Patents
ワイヤボンデイング装置Info
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- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
望するボンディング荷重を付与できるようにした装置で
ある。
ある。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕ワイヤボンディ
ング装置は当業者において周知なものでボンディングヘ
ッドは、一端にキャピラリを有するボンディングツール
が設けられ、このボンディングツールを駆動源によって
上下動させている。この駆動源は一般にモータと、この
モータの回転運動を往復運動させるためにカムまたはリ
ンクを係合させた構成のものが現在実用されている。
ング装置は当業者において周知なものでボンディングヘ
ッドは、一端にキャピラリを有するボンディングツール
が設けられ、このボンディングツールを駆動源によって
上下動させている。この駆動源は一般にモータと、この
モータの回転運動を往復運動させるためにカムまたはリ
ンクを係合させた構成のものが現在実用されている。
従って、カムやリンク等の動力伝２１！ｖｂ ｉｓ ｔ
モータとともにボンディングヘッドに内蔵する必要がら
り、構造が複雑化して大形化するという欠点がある。
モータとともにボンディングヘッドに内蔵する必要がら
り、構造が複雑化して大形化するという欠点がある。
塘た、カムやリンＶｔ採用しているため動力伝／専達の
追従性が悪く、高速化が望まれている。
追従性が悪く、高速化が望まれている。
さらに、機械的摩耗が著しく高精度なボンディングが期
待できない。
待できない。
これらの要望に対して駆＃ｌ徐としてリニアモータを用
い、このリニア七−夕に直結してツールアームｒ設けた
構成が特開昭５６−３０７３５号１％公昭５８−５５６
６＝ｉ号などにより開示されている。このアイテアは、
上記要望に対しては改善されるが、リニアモータはイナ
ーシャ−が大きいためにボンティング荷重をかけた時に
所望する荷重の制御が困難であり、ボンディングパット
を傷めたり、ペレットを破壊する場合もあるなど、改良
が要望されていた。
い、このリニア七−夕に直結してツールアームｒ設けた
構成が特開昭５６−３０７３５号１％公昭５８−５５６
６＝ｉ号などにより開示されている。このアイテアは、
上記要望に対しては改善されるが、リニアモータはイナ
ーシャ−が大きいためにボンティング荷重をかけた時に
所望する荷重の制御が困難であり、ボンディングパット
を傷めたり、ペレットを破壊する場合もあるなど、改良
が要望されていた。
この発明は上記点に鑑みなされたもので、所望するボン
ディング荷重をかけるための制御が可能なワイヤボンデ
ィング装置を提供するものである。
ディング荷重をかけるための制御が可能なワイヤボンデ
ィング装置を提供するものである。
ツールアームを揺動自在に支持し回転目在なツールリフ
タアームを設け、このツールリフタアームを回転する如
く回転モータを直結し、上記ツールリフタアームの回転
動作を上記ツールアームの上下方向の移動および加圧動
作に伝達するバネ部材を設け、このバネ部材の振動が上
記ノールアームに伝達しないように作用する電磁石体と
を設けたワイヤボンディング装置を提供する本のである
。
タアームを設け、このツールリフタアームを回転する如
く回転モータを直結し、上記ツールリフタアームの回転
動作を上記ツールアームの上下方向の移動および加圧動
作に伝達するバネ部材を設け、このバネ部材の振動が上
記ノールアームに伝達しないように作用する電磁石体と
を設けたワイヤボンディング装置を提供する本のである
。
次に本発明装置の実施例を図面を診照して説明する。
ワイヤボンディング装置は第１図（５）に示めす如（Ｘ
−Ｙテーブル（１）上に載置されたボンデ１ングヘツド
（２）によりワイヤボンディングを行う。このボンデ１
ングヘツド（２）は揺動可ｎ目に設けられたノールアー
ム（３）の先端にキャピラリ（４）を設け、このキャピ
ラリ（４）にボンディングワイヤ（５）ｒ挿通させ、こ
のキャピラリ（４）をＸ−Ｙ方向に移動させると共に上
下方向に移動させてボンディング面に加圧ボンディング
を行う。ボンディング面は向えば半導体ペレット（６）
のボンディングバット（７）とリードフレーム（３）の
ボンディング部（９）の間をワイヤボンディングスる。
−Ｙテーブル（１）上に載置されたボンデ１ングヘツド
（２）によりワイヤボンディングを行う。このボンデ１
ングヘツド（２）は揺動可ｎ目に設けられたノールアー
ム（３）の先端にキャピラリ（４）を設け、このキャピ
ラリ（４）にボンディングワイヤ（５）ｒ挿通させ、こ
のキャピラリ（４）をＸ−Ｙ方向に移動させると共に上
下方向に移動させてボンディング面に加圧ボンディング
を行う。ボンディング面は向えば半導体ペレット（６）
のボンディングバット（７）とリードフレーム（３）の
ボンディング部（９）の間をワイヤボンディングスる。
このような装置においてキャピラリー（１ｊを上下方向
に移、動する機構は第１図（ト）のようになっている。
に移、動する機構は第１図（ト）のようになっている。
即ち回転形モータαＩＩＫｇ！４接して位置検出器■お
よび減速機α３を設ける。位置検出器Ｑ２は回転形モー
タ（１１１の回転位置を検出することにより、キャピラ
リー（４）の上下方向での位置を検出する構成になって
いる。回転位置の検出は例えばモータａｖの回転軸にス
リットや縞模様などケ設けておき、これをホトセンサで
非接触に測定することにより検出する。
よび減速機α３を設ける。位置検出器Ｑ２は回転形モー
タ（１１１の回転位置を検出することにより、キャピラ
リー（４）の上下方向での位置を検出する構成になって
いる。回転位置の検出は例えばモータａｖの回転軸にス
リットや縞模様などケ設けておき、これをホトセンサで
非接触に測定することにより検出する。
非接触変位計（７）はツールリフタアームαりに設け、
ツールリフタアームα７）Ｋ対するツールアーム（３）
の相対位置の変化を検出するものである。減速機Ｕはモ
ータαυのトルクを増大し、キャピラリー（４）の変位
に対する位置検出器■の分解能を高める動きがある。モ
ータαＶのトルクが十分大きく位置検出器０の分解能が
十分高い場合には設けなくてもよい。まだ減速機α３は
例えば遊星歯車減速機を用い回転形モータαυの回転を
減速させてツールアーム（３）に伝達する。この時の減
速比は例えば５０：ｌである。この減速機α３と（ロ）
転形モータαυで回転アクチュエータαΦを構成し、例
えば１Ｊｃ（直流）サーボモータで構成する。上記モー
タαυの回転＠０１はきよう体０６で介してきよう体曲
内に設けられるツールリフタアーム０７１に回転駆動す
る如く結合される。このツールリフタアームαηは第１
図（Ｃ） Ｋ示めす如く板バネａ８を介してツールアー
ム（３）を上下方向に矢印で示めすＡ部金中、ｂＫｍ動
口■能に支持する。このツールアーム（３）のクールリ
フタアーム（１７）内には圧電振動子０９が結合されて
おり、キャピラリ（４）による圧着時、超音波振動＝Ｓ
すように構成される。
ツールリフタアームα７）Ｋ対するツールアーム（３）
の相対位置の変化を検出するものである。減速機Ｕはモ
ータαυのトルクを増大し、キャピラリー（４）の変位
に対する位置検出器■の分解能を高める動きがある。モ
ータαＶのトルクが十分大きく位置検出器０の分解能が
十分高い場合には設けなくてもよい。まだ減速機α３は
例えば遊星歯車減速機を用い回転形モータαυの回転を
減速させてツールアーム（３）に伝達する。この時の減
速比は例えば５０：ｌである。この減速機α３と（ロ）
転形モータαυで回転アクチュエータαΦを構成し、例
えば１Ｊｃ（直流）サーボモータで構成する。上記モー
タαυの回転＠０１はきよう体０６で介してきよう体曲
内に設けられるツールリフタアーム０７１に回転駆動す
る如く結合される。このツールリフタアームαηは第１
図（Ｃ） Ｋ示めす如く板バネａ８を介してツールアー
ム（３）を上下方向に矢印で示めすＡ部金中、ｂＫｍ動
口■能に支持する。このツールアーム（３）のクールリ
フタアーム（１７）内には圧電振動子０９が結合されて
おり、キャピラリ（４）による圧着時、超音波振動＝Ｓ
すように構成される。
上記ツールアーム（３）には断面り字状板切が固着され
、この板（至）はツールリフタアームαηに固定された
支持板Ｑの貫通孔（ホ）を貫通して設けられる。
、この板（至）はツールリフタアームαηに固定された
支持板Ｑの貫通孔（ホ）を貫通して設けられる。
上記支持板Ｑ１）には鉄心四ソレノイドコイル２４で構
成される１！磁石に）は固定され、ンレノイドコイルＣ
ゆに電流を流すことにより上記板物ヶ吸后するように、
この仮（イ）の少なくとも電磁石（５）の当接面は磁性
体例えば鉄片（至）が収納きれている。勿嗣板（イ）忙
磁性体で構成してもよい。
成される１！磁石に）は固定され、ンレノイドコイルＣ
ゆに電流を流すことにより上記板物ヶ吸后するように、
この仮（イ）の少なくとも電磁石（５）の当接面は磁性
体例えば鉄片（至）が収納きれている。勿嗣板（イ）忙
磁性体で構成してもよい。
さらに板？Ｕ紫上記電磁石（四に常時臣従するように支
持体２１）から値設された支持片りθと板（イ）間にバ
ネ部材例えばスプリング＠を張設する。
持体２１）から値設された支持片りθと板（イ）間にバ
ネ部材例えばスプリング＠を張設する。
次に作用について説明する。
ツールアーム（４）の速度曲線は第２図に示めすように
周矧の逼りである。この曲線においてボンディング面よ
りやや上の予め定められた第２図の所定位置ＡＡまでは
予め定められた速度曲線に従ってツールアーム（３）が
下降する。Ａ点に達した仮、一定の速度指令信号を与え
ることによりツールアーム（３）は等速で下降する。キ
ャビ２１月４）がボンディング面に達すると、ツールア
ーム（３）はそれ以上下降セス、またツールリフタアー
ムαηは引続き下降するため、ノールアーム（３１にツ
ールリフタアームα力が近づき非接触変位計（７）の出
力信号に変化が生ずる。この変化によりキャピラリ（４
）がボンディング面に達したのを検知する。なお、コイ
ル（ト）は初めＡＮされ、板（支）を成層しでいるが、
ボンディング面に達する少し前に切れて、ツールアーム
Ｕとツールリフタアームα４の位置関係はバネ体４ｅで
保たれている。
周矧の逼りである。この曲線においてボンディング面よ
りやや上の予め定められた第２図の所定位置ＡＡまでは
予め定められた速度曲線に従ってツールアーム（３）が
下降する。Ａ点に達した仮、一定の速度指令信号を与え
ることによりツールアーム（３）は等速で下降する。キ
ャビ２１月４）がボンディング面に達すると、ツールア
ーム（３）はそれ以上下降セス、またツールリフタアー
ムαηは引続き下降するため、ノールアーム（３１にツ
ールリフタアームα力が近づき非接触変位計（７）の出
力信号に変化が生ずる。この変化によりキャピラリ（４
）がボンディング面に達したのを検知する。なお、コイ
ル（ト）は初めＡＮされ、板（支）を成層しでいるが、
ボンディング面に達する少し前に切れて、ツールアーム
Ｕとツールリフタアームα４の位置関係はバネ体４ｅで
保たれている。
ボンディング面を積卸した後、ツールリフタアームα力
はさらに所定量回転し、停止する。この吟ツールリフタ
アームｕ７）の回転により鉄心（至）と鉄片（至）間に
前記所定回転量に応じた隙間ができ、その分だけスプリ
ング■が引張られ、キャビ２１月４）はその引張力に応
じた加圧力ｔボンディング面に加えることになる。この
キャピラリ（４）がボンディング面に当接後スプリング
（至）による加圧期間中に圧電振動子ｑ９によりキャビ
２１月４）に超音ｅ、去動が印加される。このようにし
て、金属ワイヤ（５）例えばＡｕ、 Ｃｕ、 Ａｔなど
のワイヤをボンディング面に一定時間圧着した後、ツー
ルアームυは予め定められた速度曲線に従って上杵し、
ＸＹテーブル山によってキャピラリ（４）がリード（３
）上に移動し、上述と同様の手順で金属ワイヤ（５）ｅ
ｌ、ｌ−ド（３）面に圧着し、第１図（３）の如くボン
ディングを行うのである。
はさらに所定量回転し、停止する。この吟ツールリフタ
アームｕ７）の回転により鉄心（至）と鉄片（至）間に
前記所定回転量に応じた隙間ができ、その分だけスプリ
ング■が引張られ、キャビ２１月４）はその引張力に応
じた加圧力ｔボンディング面に加えることになる。この
キャピラリ（４）がボンディング面に当接後スプリング
（至）による加圧期間中に圧電振動子ｑ９によりキャビ
２１月４）に超音ｅ、去動が印加される。このようにし
て、金属ワイヤ（５）例えばＡｕ、 Ｃｕ、 Ａｔなど
のワイヤをボンディング面に一定時間圧着した後、ツー
ルアームυは予め定められた速度曲線に従って上杵し、
ＸＹテーブル山によってキャピラリ（４）がリード（３
）上に移動し、上述と同様の手順で金属ワイヤ（５）ｅ
ｌ、ｌ−ド（３）面に圧着し、第１図（３）の如くボン
ディングを行うのである。
なお、コイル（至）は圧着時以外には通電されて、ツー
ルリフタアームαηが高速で上下動しても、ツールアー
ム（３）とツールリフタアームαでの位置関係は一定に
保たれる。
ルリフタアームαηが高速で上下動しても、ツールアー
ム（３）とツールリフタアームαでの位置関係は一定に
保たれる。
以上の動作は全て制御回路内のマイクロコンピュータに
より、予め定められたプログラムに従つ第３図のように
なる。即ち、第２図に示めす回転モータ３υによるキャ
ピラリ（１）の速度曲線に基つく回転は位置検出器■で
検出し、この検出出力を位置 −速匣変換器田および制
御回路［有］に供給する。
より、予め定められたプログラムに従つ第３図のように
なる。即ち、第２図に示めす回転モータ３υによるキャ
ピラリ（１）の速度曲線に基つく回転は位置検出器■で
検出し、この検出出力を位置 −速匣変換器田および制
御回路［有］に供給する。
位置−速度変換器一ジ出力をサーボ増幅器（至）にフィ
ードバックすると共に制御回路の出力の予め記憶された
制御信号も上記Ｊ置信号を参照した速度指令信号として
サーボ型幅器Ｃもに供給して増幅したのち回転アクチュ
エータｑ８を駆動し、回転モータ３ｖの回転位置を監視
しつつ、コンピュータ制御を実行する。
ードバックすると共に制御回路の出力の予め記憶された
制御信号も上記Ｊ置信号を参照した速度指令信号として
サーボ型幅器Ｃもに供給して増幅したのち回転アクチュ
エータｑ８を駆動し、回転モータ３ｖの回転位置を監視
しつつ、コンピュータ制御を実行する。
（二の！ｆＩｌｌ １ｊＩＩ装置（列のブロック図例は
第３図の通りである。
第３図の通りである。
即ち位置検出器■の出力信号はディジタル４ｇ号に変換
して常時位置カウンタ４υでカウントしている。
して常時位置カウンタ４υでカウントしている。
ＣＰＵ（６）は位置カウンタ１ｖの内容を適当なタイミ
ングで読取シ、メモＩＪ Ｅの現在位置カウンタｌに書
き加える。
ングで読取シ、メモＩＪ Ｅの現在位置カウンタｌに書
き加える。
ＣＰＵＵは予めメモリされている目標位置カウンタ曲と
現在位置カウンタ（ト）との差を計算し偏差カウンタに
）に格納する。
現在位置カウンタ（ト）との差を計算し偏差カウンタに
）に格納する。
ＣＰＵ（６）はさらに、偏差カウンタ＠０の内容に応じ
た速度指令をＤ／ＡコンバータｖＩ７）を通じてアナロ
グ信号に変換してサーボ増幅器（７）に出力する。この
サーボ増幅器（至）は速度指令に応じた速度でモータｃ
３１）を回転させる。
た速度指令をＤ／ＡコンバータｖＩ７）を通じてアナロ
グ信号に変換してサーボ増幅器（７）に出力する。この
サーボ増幅器（至）は速度指令に応じた速度でモータｃ
３１）を回転させる。
このように回転モータに直結してツールアームを駆動す
るので、カム機構が不要となり高速駆動が可能である。
るので、カム機構が不要となり高速駆動が可能である。
さらに、回転モータはイナーンヤルが比較的小さいので
ボンディングのための加圧制御がより高密度に実行でき
、加圧による破ボンディング面の破壊を防止できる効果
がある。
ボンディングのための加圧制御がより高密度に実行でき
、加圧による破ボンディング面の破壊を防止できる効果
がある。
さらにま７ヒ、上記実施例では回転アクチュエータＱ４
１としてＩＪＣナーボモータαｎｔ用いた例について説
明しノーが、回転モータであｉＬばガえばＡＵモータ、
ステッピングモータ等でもよい。この場合も上記Ｈｔ＠
１＞ｉＪと同様に回転アクチュエータの同軸上に減速
機金膜けても同様な効果が得られる。
１としてＩＪＣナーボモータαｎｔ用いた例について説
明しノーが、回転モータであｉＬばガえばＡＵモータ、
ステッピングモータ等でもよい。この場合も上記Ｈｔ＠
１＞ｉＪと同様に回転アクチュエータの同軸上に減速
機金膜けても同様な効果が得られる。
た構成であるからボンディング動作の高速化が可能であ
り、小形にも構成できる。さらに回転モータは比較的イ
ナーシャが小さいので、ボンディング面への接触を検知
後ポンディング面への加圧を所望の値に制御できる効果
がある。
り、小形にも構成できる。さらに回転モータは比較的イ
ナーシャが小さいので、ボンディング面への接触を検知
後ポンディング面への加圧を所望の値に制御できる効果
がある。
＝１． 図０１１の１１１１４４’−な説明第１図は
本発明装置の５（流力【説明するだめの図で（５）図は
尉視図、（麹図は（５）図の回転アクチュエ・−；′シ
とソールアーノ・との係合状態説明図、（０図は速度曲
線図、第３図はｉ１図回転アクチュエータの駆動系を示
めす回路構成図である。
本発明装置の５（流力【説明するだめの図で（５）図は
尉視図、（麹図は（５）図の回転アクチュエ・−；′シ
とソールアーノ・との係合状態説明図、（０図は速度曲
線図、第３図はｉ１図回転アクチュエータの駆動系を示
めす回路構成図である。
４、・・・キャピラリ、 ３・・・ツールアーム。
代理人 弁理士 則 近 意 佑
（ほか１名）
第２図
時間−
第３図
Claims (3)
- （１）ツールアームを揺動自在に支持し回転自在なツー
ルリフタアームと、このツールリフタアームを回転する
如く直結された回転モータと、上記ツールリフタアーム
の回転動作を上記ツールアームの上下動作に伝達するバ
ネ部材と、このバネ部材の振動が上記ツールアームに伝
達しないように作用する電磁石体とを具備してなること
を特徴とするワイヤボンディング装置。 - （２）ツールリフタアームとツールアームの係合はツー
ルアームと一体に少なくとも磁性特性を有する部分を有
する突条片を設け、この突条片と上記ツールリフタアー
ム間にスプリングおよび電磁石の結合部材を設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のワイヤボンデ
ィング装置。 - （３）ツールアームを揺動自在に支持し回転自在なツー
ルリフタアームとの係合関係は上記ツールアームとツー
ルリフタアームとを板バネに固定したものである特許請
求の範囲第１項記載のワイヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189761A JPS6167928A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | ワイヤボンデイング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59189761A JPS6167928A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | ワイヤボンデイング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6167928A true JPS6167928A (ja) | 1986-04-08 |
Family
ID=16246733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59189761A Pending JPS6167928A (ja) | 1984-09-12 | 1984-09-12 | ワイヤボンデイング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6167928A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5156320A (en) * | 1991-02-27 | 1992-10-20 | Kaijo Corporation | Wire bonder and wire bonding method |
| US5180094A (en) * | 1991-02-27 | 1993-01-19 | Kaijo Corporation | Wire bonder with bonding arm angle sensor |
-
1984
- 1984-09-12 JP JP59189761A patent/JPS6167928A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5156320A (en) * | 1991-02-27 | 1992-10-20 | Kaijo Corporation | Wire bonder and wire bonding method |
| US5180094A (en) * | 1991-02-27 | 1993-01-19 | Kaijo Corporation | Wire bonder with bonding arm angle sensor |
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