JPS63119540A - ワイヤボンデイング用のボ−ル形成装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体製造装置におけるワイヤボンディング
用のボール形成装置に関する。

［従来の技術］ 第３図はワイヤボンディング装置を示す模式図であり、
ワイヤ１は、クランパー２およびポンディングツール３
を通して、ヒーター４の上に載置されたベレット５およ
びリードフレーム６にポンディングされる。続いて、ク
ランパー２によってワイヤ１をもち上げると、リードフ
レーム６にポンディングした部分でワイヤ１が切断され
、その先端部は破線で示す位置に戻される。また、ワイ
ヤ先端部ＩＡの側方には、電源を内蔵する放電発生装置
７とともに電気トーチを形成する電極８が配置され、ワ
イヤ先端部ｌＡと電極８との間に高電圧を印加すること
によって放電を発生させ、ワイヤ先端部ＩＡにボールＩ
Ｂを形成する。このボールＩＢはペレット５に対するポ
ンディングを好適ならしめるものであるが、その前提と
してペレット５のポンディングパッド面積の変更、ワイ
ヤｌの直径の変更等に応じて適正なボール径が要求され
る。

そこで従来、ワイヤ１と電極８の間に定電圧を印加した
り、定電波回路を付加して放電時の電流を一定制御する
等の放電発生方法の採用により、ボール径の適正化を図
っている。

上記のように、ボール径の適正化を図るべく、放電発生
方法に改良が加えられたとしても、ポンディングに際し
ては適正なボールが形成されたことの確認、すなわちボ
ール径の良否判定を行なうとともに、適正ボール径のボ
ールをより確実に形成することが必要である。

従来のボール径の良否判定方法は、放電中のある一瞬の
タイミングで電流が流れているか否か、あるいは放電ギ
ャップ間にかかる電圧が異常でないかを検出することに
より、放電状態をモニターし、この放電状態が異常であ
れば、ボール径も異常であるものと判定している。しか
し、この方法は放電状態の検出タイミングが放電中のあ
る一瞬に限られるため、そのタイミング以外での放電状
態は無視されることとなり、判定精度が悪い。

そこで従来、特開昭８０−２０８１４５号公報に記載さ
れるように、放電状態の検出タイミングを無数に設定し
、判定精度の向上を図る方法も提案されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、放電状態の検出タイミングを無数に設定
し、各タイミングの放電状態を検出する場合には、無数
の検出タイミング信号を発生させる必要があり、複雑な
制御回路を必要とすることとなって、装置構成が極めて
複雑化する。

本発明は、簡素な装置構成により、ボール径の判定精度
を向上可攬とすることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、ワイヤの先端部と電極との間に放電を発生さ
せて、ワイヤの先端部にボールを形成するワイヤボンデ
ィング用のボール形成装置において、一定のボール径を
形成するために放電時にワイヤに与えるべき電荷量の相
当値を設定する電荷量設定手段と、放電時にワイヤに与
えられる電荷量の相当値を累積する電荷量累積手段と、
電荷量累積手段の累積値を電荷量設定手段の設定値と比
較し、ボール径を判定するボール径判定手段とを有して
なるようにしたものである。

し作用］ ボール径は放電時にワイヤに与えられる電荷量によって
決定される。そこで１本発明によれば、放電開始ととも
にワイヤに与えられる電荷量の相当値を累積し、上記電
荷量の累積値を電荷量設定手段に予め設定されている設
定値と比較することにより、ボール径がどの程度になっ
ているかを任意のタイミングで判定することができる。

これにより、本発明によれば、複雑な制御回路を必要と
することなく簡素な装置構成により、ボール径の判定精
度を向上できる。

また、本発明にあっては、電荷量累積手段が、放電電流
の相当値を放電時間で積分する積分器からなるものとす
ることにより、放電時のワイヤに与えられる電荷量の相
当値を容易に累積できる。

また、本発明にあっては、７ｆｔ荷量設定手段が適正ボ
ール径に対応する電荷量の相当値をグツドレベルとして
設定するものとすることにより、ボール径判定手段がボ
ール径の適正化状態（良否）を容易に判定できる。

また、本発明にあっては、ボール径が適正値に達したこ
とをボール径判定手段が判定した時点で放電を終了制御
するものとすれば、適正ボール径のボールをより確実か
つ能率的に形成できる。

［実施例］ ｆ５を図は本発明の一実施例に係るボール形成装置を示
すブロック図、第２図はボール形成装置に用いられる制
御波形を示す波形図である。

ボール形成装置１０は、放電発生装置１１、放電電流検
出部１２）積分器（電荷量累積手段）１３、ボール径判
定部（ボール径判定手段）１４、グツドレベル設定部（
電荷量設定手段）１５を備えている。また、ボール形成
装置１０は、放電電圧検出部１６、ショート判定部１７
゜積分中止スイッチ部１８を備えている。

放電発生装置１１は、定電流電源回路を内蔵しており、
放電指令Ａｌ−Ａ３に基づいて、ワイヤ２１の先端部２
１Ａと電極２２の間に放電を発生させ、ワイヤ先端部２
１Ａにボールを形成する。

この例では、放電指令Ａ！による放電状態は正常、放電
指令Ａ２による放電状態は放電ギャップが広すぎる不良
状Ｓ（オープン）、放電指令Ａ３による放電状態はワイ
ヤ２１が電極２２に接触した不良状７！（シ璽−ト）に
あるものとする。

グツドレベル設定部１５は、適正ボール径を形成するた
めに、放電時のワイヤ２１に与えるべき電荷量の相当値
をグツドレベル交１として設定されている・ 積分器１３は、各放電指令Ａ１〜Ａ３に対応し、放電発
生装置１１から放電時間ｔを与えられるとともに、放電
電流検出部１２から放電゛電流１１〜ｉ３の相当値（放
電電流を電圧信号に変換し、扱いやすいレベルに整形し
た信号）を与えられ、放電中にワイヤ２１に流れる放電
電流の上記相当値を放電時間で積分することにより、放
電中にワイヤ２１に与えられる電荷量の相当値をその積
分値３１〜Ｓ３として累積する。

ボール径判定部１４は、積分器１３の積分値５１〜Ｓ３
を、グツドレベル設定部１５の設定値立！と比較し、ボ
ール径の適正化状態を判定し、ボール径が適正化状態に
ある時にグツド信号Ｇを出力する等２判定結果をポンデ
ィング装置に出力する。

これにより、放電状態が正常である場合には、放電指令
Ａ１の全発生期間中、放電電流１１が流れ、積分値Ｓ１
はグツドレベル１１を越えて、グツド信号Ｇが出力され
、ボール径長が判定される。

また、放電状態がオープンとなる場合には、放電指令Ａ
２の全発生期間中のうちで上記オープン状態に至ってい
ない間だけ放電電流Ｉ２が流れ、積分値Ｓ２はグツドレ
ベル文１に達することができず、ボール径不良が判定さ
れる。

ところで、放電状態がショートとなる場合には、放電発
生装置１１が定電流電源回路を用いているため、放電指
令Ａ３の全発生期間中、はとんど同一レベルの放電電流
ｉ３が流れる。したがって、この場合には、ショート判
定部１７がショートの発生を判定した時点以後の積分器
１３による積分を、積分中止スイッチ部１８の作動によ
り停止する。すなわち、ショート判定部１７は、放電電
圧検出部１６が検出する放電電圧ｖ１〜ｖ３を受けて、
ショート発生時の放電電圧ｖ３が、予め定められている
ショートレベルｈより小となることを検出し、シ璽−ト
発生を判定可衡としている。これにより、ショート発生
時の積分器１３による積分値Ｓ３はグツドレベル交１に
達することができず、ボール径不良が判定できる。

次に、上記実施例の作用について説明する。

ボール径は放電時にワイヤ２１に与えられる電荷量によ
って決定される。そこで、上記実施例によれば、放電開
始とともにワイヤ２１に与えられる電荷量の相当値が、
積分器１３によって放電電流の相当値を放電時間で積分
することによって容易に累積し、その電荷量の累積値を
グツドレベル設定部１５に予め設定されている設定値と
比較することにより、ボール径の適正化状態（良否）を
容易に判定できる。これにより、複雑な制御回路を必要
とすることなく簡素な装置構成により、ボール径の判定
精度を向上できる。

また、ボール径が適正値に達したことをボール径判定部
１４が判定した時点で、ボール径判定部１４が放電終了
信号Ｃを放電発生装置１１に伝え、これにより放電を終
了するものとしてもよい、これによれば、適正ボール径
のボールをより確実かつ能率的に形成できる。

なお、本発明は放電発生装置１１がワイヤ２１と電極２
２の間に定電圧を印加する回路を内蔵するものである場
合にも適用可能である。この時、放電状態がショートと
なる場合には、以下の■または■の方法によってボール
径の不良発生を判定する。

■定電圧制御状態下で、放電状態がショートになると、
放電電流ｉ３はｉ　３ｚ、放電電圧ｖ３はｖ３ｚとなる
。そこで、放電電流検出部１２が検出する電流ｉ３が電
流ｉ　３ｚとなる異常上昇をとらえてショート発生を判
定するショート判定部を設け、このショート判定部の判
定結果によって前記積分中止スイッチ部１８を作動させ
て積分器１３によるショート発生以後の積分を中止させ
、ボール径判定部１４によってボール径の不良発生を判
定可能とする。

■上記■のシ、−ト判定部を設けず、積分器１３による
積分をショート発生後も継続するものとすれば、積分値
Ｓ３は増大してｓ３ｚとなる。そこで、この場合には、
グツドレベル文１に一定レベルを加えたシ冒−トレベル
文２を、文１とともにボール径判定部１４に併用し、ボ
ール径判定部１４によって、積分値ｓ３ｚがショートレ
ベル立２を越える状態をショート発生、すなわちボール
径の不良発生として判定可能とする。

また、上記実施例にあっては５本発明における電荷量設
定手段をグツドレベル設定部１５としたが、電荷量設定
手段は各種ボール径とそれに対応する電荷量の相当値の
多数の組合わせを予め設定されているものであってもよ
い、この場合には、ボール径判定部１４は、ボール径が
適正値に達したか否かの判定のみでなく、放電によって
形成されているボール径の増加状態を任意のタイミング
で判定できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、簡素な装置構成により、ボール径の判
定精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るボール形成装置を示す
ブロック図、第２図はボール形成装置に用いられる制御
波形を示す波形図、第３図はワイヤボンディング装置を
示す模式図である。 ｌＯ・・・ボール形成装置、１１・・・放電発生装置。 １２・・・放電電流検出部、１３・・・積分器（電荷量
累積手段）、１４・・・ボール径判定部（ボール径判定
手段）、１５・・・グツドレベル設定部（電荷量設定手
段）、２１・・・ワイヤ１．２２・・・電極。 代理人　弁理士　　塩　川　修　治 第　３　回

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワイヤの先端部と電極との間に放電を発生させて
   、ワイヤの先端部にボールを形成するワイヤボンディン
   グ用のボール形成装置において、一定のボール径を形成
   するために放電時にワイヤに与えるべき電荷量の相当値
   を設定する電荷量設定手段と、放電時にワイヤに与えら
   れる電荷量の相当値を累積する電荷量累積手段と、電荷
   量累積手段の累積値を電荷量設定手段の設定値と比較し
   、ボール径を判定するボール径判定手段とを有してなる
   ことを特徴とするワイヤボンディング用のボール形成装
   置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、電荷量累積手段
   が、放電中にワイヤに流れる放電電流の相当値を放電時
   間で積分する積分器であるワイヤボンディング用のボー
   ル形成装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項において、電
   荷量設定手段が適正ボール径を形成するに必要な電荷量
   の相当値をグッドレベルとして設定し、ボール径判定手
   段がボール径の適正化状態を判定するワイヤボンディン
   グ用のボール形成装置。
4. （４）特許請求の範囲第３項において、放電中にボール
   径が適正値に達したことをボール径判定手段が判定した
   時点で、放電を終了するワイヤボンディング用のボール
   形成装置。