JPS63261724A - ボンデイング面位置検出回路 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、ワイヤボンディング装置に係わり、特にボン
ディング面の位置を検出するためのボンディング面位置
検出回路の改良に関する。

（従来の技術） 集積回路の組み立てに用いられるワイヤボンディング装
置は、一般にワイヤが挿通されたキャピラリをボンディ
ングアームに取着し、このボンディングアームを揺動さ
せることによりキャピラリを上下動させてボンディング
対象物に対しワイヤボンディングを行なうように構成さ
れている。

第３図はこの装置の機構部分の構成の一例を示すもので
ある。同図において、（１）はＸＹテーブルで、このＸ
Ｙテーブル（１）上には支持柱（２）により矢印方向に
揺動可能に揺動ブラケット（３）が搭載されている。こ
の揺動ブラケット（３）は、略丁字形をなし、その前方
アーム（３ａ）の下方には先端部にキャビラリ（４）を
保持したボンディングアーム（５）が配置されている。

このボンディングアーム（５）の基端部はアーム保持器
（６）に固定され、このアーム保持器（６）は板ばね（
７）を介して揺動ブラケット（３）に固定されている。

また、上記アーム保持器（６）の上方突片（６ａ）と、
揺動ブラケット（３）の突片（３ｂ）との間には、引張
りばね（８）が張設されている。この引張りばね（８）
は、前記板ばね（７）とともにキャピラリ（４）をボン
ディング対象物αＱのボンディング面に押し付ける際の
荷重を与えるものである。なお、図中（９）は揺動ブラ
ケット（３）に対するボンディングアーム（５）の初期
位置を設定するためのストッパ、＜１１）はバランスば
ねである。

このような構成であるから、ＸＹテーブル（１）の水平
移動によりキャピラリ（４）をボンディング対象物αＱ
のボンディング位置上方に位置合わせし、この状態で図
示しない駆動機構により揺動ブラケット（３）を揺動さ
せると、それに伴なってボンディングアーム（５）が揺
動し、これによりキャピラリ（４）は降下して先ずボン
ディング対象物（１０のボンディング面に当接する。そ
してざらに揺動ブラケット（３）を揺動させると、キャ
ビ２す（４）は板ばね（７）および引張りばね（８）の
弾性力により所定の圧力でボンディングが行なわれる。

ところで、このようなボンディング動作においてキャピ
ラリ（４）の押圧力を一定に保つことは、高品質のボン
ディングを行なうために極めて重要であり、そのために
はギヤビラ１月４）がボンディング面に接触する点、つ
まりキャビＦ　リ（４）に対するボンディング面の位置
を正確に検出する必要がある。

そこで従来では、例えば揺動ブラケット（３）の先端部
（３ａ）に図示する如くボンディングアーム（５）との
間隔の変化、つまりキャピラリ（４）との間隔の変化を
検出するためのセンサ■を取着し、このセンナｅＧの出
力を第４図に示す回路に導びいてボンディング面の位置
検出を行なりている。すなわち、この検出回路は、セン
サ（イ）からの出力を増幅器Ｃυで増幅したのちサンプ
ルホールド回路のに導入し、この回路Ｑ３で一定の周期
でサンプルホールドしてそれらの出力をＡ／Ｄ変換変換
器上りそれぞれデジタル信号に変換する。そして、その
各ホールド毎のデジタル信号を制御回路２４に導入し、
この回路（財）で上記ホールド出力の変化を監視するこ
とによりキャピラリ（４）がボンディング面に当接した
点、つまりボンディング面の位置を検出している。

ところが、一般にキャピラリ（４）の降下速度は極めて
高速であり、このため前記従来の回路にあっては、上記
速度に対応するために検出出力のサンプルホールド周期
を極めて短かくシ、またＡβ変換器（ハ）に高速のもの
を用いなければならない。このため、回路が非常に高価
であった。

また、キャビ２す（４）は、降下する際に揺動駆動モー
タの応答特性や各ばね等の機緘的応答特性により微少振
動が発生すると、前記従来の回路ではキャビ５　！Ｊ　
ｆ４）がボンディング面に接近して上記振動により一時
的に接触した場合−にも、このときのキャピラリ（４）
の位置をボンディング面の位置として検出してしまうこ
とがあり、検出精度が低かっ九。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、キャピラリの降下速度が高速であっても、ま
た振動を起しても簡単かつ安価な回路構成にて高精度の
位置検出を行ない得るボンディング面位置検出回路を提
供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）ボンディング面
にモータにより駆動される圧着体を当接させてボンディ
ングを行うボンディング装置のボンディング面位置検出
回路において、モータの速度を検出する手段と、ボンデ
ィング直前の速度検出出力を基準レベルとしてサンプル
ホールドするサンプルホールド回路と、基準レベルに基
づいて得られた判定値と速度検出出力とを比較し、比較
結果に基づいてボンディング面を検出する比較器とを有
し、高精度のボンディング面検出と回路の簡略化を可能
としたものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳述する。な
お、前記第３図と同一部分には同一符号を付しである。

第１図は、この実施例のボンディング面位置検出回路を
示している。この回路は、揺動ブラケット（３）を揺動
させるモータ（７）の移動速度を検出する速度センサＧ
υと、この速度センナＣ３１）からの速度検出信号Ｓ■
を増幅する増幅器Ｇ２と、この増幅器０２からの増幅さ
れた速度信号ＶＩを入力してサンプルホールドするサン
プルホールド回路（至）と、このサンプルホールド回路
（至）からの基準値信号ＶＢに基づいて得られる判定値
ＶＪ及び速度信号ＶＩとを比較する比較器（２）と、こ
の比較器（ロ）からの検出信号ＯＴに基づきボンディン
グ面位置を検出するとともにワイヤボンディング装置本
体からのキャピラリ（４）の降下開始信号ＳＴを受けた
時点から所定時間後にサンプルホールド信号８Ｈをサン
プルホールド回路側に出力する例えばマイクロコンビエ
ータなどの制御部（至）とから構成されている。一方、
サンプルホールド回路（至）は、制御部（ハ）からのサ
ンプルホールド信号８Ｈに従って、キャピラリ（４）が
メンディング面に当接する前の状態でかつ当接直前のタ
イミングにおいて速度信号ＶＩをサンプルホールドする
ものである。そして、このサンプルホールド出力を基準
値信号ＶＢとして比較器（ロ）に出力するようになって
いる。なお、上記サンプルホールドタイミングは、キャ
ビ２１月４）の降下速度とボンディング面のおおよその
位置とに基づいて制御部（ハ）であらかじめ設定してお
く。一方、比較器（ロ）にはあらかじめ設定値■Ｓが設
定されており、基準値信号ＶＢが入力すると基準値ＶＢ
から設定値ｖＳの減算が行われ判定値ＶＪが算出された
後、この判定値ＶＪと速度信号ＶＩとの大小関係を比較
し後者が前者より小さくなったとき１Ｈ″レベルの検出
信号ＯＴを出力するようになっている（第２図参照）。

さらに、制御部（至）は、モータ（至）の回転位置を示
すパルスジェネレータ（７）からのパルス信号ＰＭのパ
ルス数を示すカウンタＧηからの出力信号ＰＣを入力し
、この信号ＰＣに基づいてボンディング面を算出し、算
出結果に基づいてモータ（７）の駆動を制御する駆動信
号ＭＳを出力し、ブラケット（３）の揺動量を厳密に制
御することができるようになっている。

つぎに、上記構成のボンディング面位置検出回路の作ｉ
について述べる。

まず、キャピラリ（４）が降下し、ボンディング面の直
前位置に達すると、制御部Ｏ５からサンプルホールド信
号８Ｈがサンプルホールド回路（ハ）に印加され、これ
により速度信号ＶＩが示す電圧値がサンプルホールドさ
れる。しかして、このサンプルホールドされた電圧値は
、基準値信号ＶＢとして比較器（財）の一方の入力端子
に印加され、あらかじめ設定されている設定値■Ｓによ
り判定値ＶＪが設定される。

一方、この比較器（ロ）の他方の入力端子には、速度信
号ＶＩが入力していて、逐次、大小比較が行われる。こ
の状態で、キャピラリ（４）がボンディング面に確実に
当接するまで揺動ブラケット（３）が揺動すると、速度
信号ＶＩの電圧値が急速に減少する（第２図参照）。す
ると、速度信号ＶＩは、判定値ＶＪより小さくなり、＠
Ｈ”レベルの検出信号ＯＴが制御部Ｃ３，ｉ）に出力さ
れる。しかして、制御部（３）は、キャピラリ（４）が
ボンディング面に確実に当接したものと判断する。そし
て、このときのキャピラリ（４）の位置をボンディング
面の位置と認識し、前記カウンタＧηからの信号ＰＣを
入力し、この信号ＰＣが示すパルス数に基づいてこのと
きのボンディング面の高さを算出する。この状態で揺動
ブラケット（３）をさらに所定量揺動させるための駆動
信号ＭＳをモータ（至）に出力する。かくて、キャピラ
リ（４）は、上記揺動量に応じた押圧力でボンディング
面に押付けられ、この結果、ワイヤボンディングが常に
一定の押圧力でなされる。

以上のように、この実施例においては、モータ（至）の
速度を示す速度信号ＶＩによりボンディング面位置の検
出を行っているので、従来のような高速度のサンプルホ
ールド動作やＡ／Ｄ変換器が不要となり、回路構成が簡
単化するとともに、モータが低速度（例えば１ｍｍ／Ｓ
以下）でボンディング面に接触した場合でも検出できる
。そして、ボンディング面位置の検出精度も格段に向上
することにより、被ボンデイング物である半導体装置の
製造歩留並びにワイヤボンディング装置の稼動率が向上
する。

々お、上記実施例は、キャピラリが保持されているアー
ムが板ばねを介して揺動アームに取付けられたワイヤボ
ンディング装置への適用を例示しているが、すなわち、
第５図及び第６図に示すボンディング装置にも適用でき
る。このうち、第５図は、ＸＹテーブル（至）上に設け
られた軸受体（４０に軸支された揺動アーム（４０の一
端部にキャピラリ（財）を保持させるとともに他端部を
リニアモータ（→により上下方向に駆動して、ワークス
テージ（４３上の半導体部品０４）のワイヤボンディン
グを行うようにしたものである。この場合、リニアモー
タ（６）の駆動速度は速度センナ（ハ）により検出する
。また、リニアモータＱ２の位置検出は、軸受体ＧＯに
連結されたパルスジェネレータ０ｅにより行う。しかし
て、速度センサ（匂から出力された速度検出信号Ｓｖ１
及びパルスジェネレータ（４ｅから出力されたパルス信
号ＰＭＩに基づいて、前記実施例と同様の処理を行う。

他方、第６図に示すボンディング装置は、先端部にキャ
ピラリーが取付けられた揺動アーム６Ｄの他端部を軸受
体６２により支持させ、減蓮機構６３を介して回転モー
タ５４１により回転駆動させるようにしたものである。

そして、この回転モータ（ロ）には、回転位置を示すパ
ルス信号ＰＭ２を出力するパルスジェネレータ（至）が
連結されているとともに、軸受体６２の回転モータ（財
）取付側に対して反対側には、回転モータ６（の回転速
度を示す速度検出信号Ｓ■２を出力する速度センサωが
取付けられている。

しかして、信号８Ｖ２　、　ＰＭ２により、上記二つの
実施例と同様の処理を行うようになっている。さらにま
た、本発明は、ダイボンディング装置、チップマウント
装置、ロボット装置等にも通用できる。

さらに、速度センサの出力値としてモータ（至）の回転
位置を示すパルスジェネレータ（ＰＧ）からの出力値を
速度に変換したものを用いてもよい。

〔発明の効果〕

本発明のボンディング面位置検出回路は、回路構成が簡
単化することはもとより、ボンディング面位置の検出精
度が向上する。よって、被ボンデイング物の製造歩留並
びに装置の稼動率が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のボンディング面位１！検出
回路の構成図、第２図は同じく作動説明のためのタイミ
ングチャート、第３図はワイヤボンディング装置の構成
図、第４因は従来のボンディング面位置検出回路の説明
図、第５図及び第６図は他の実施例の説明図である。 （４）：キャビラリ（圧接体）。 叫：モータ。 Ｃ１）：速度センサ（速度検出手段）。 ０り：サンプルホールド回路。 （ロ）：比較器。 Ｉ３９：制御部。 代理人　弁理士　　則　近　憲　体 向　　　松山光速 第２図 第３ｇＡ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ボンディング面にモータにより駆動される圧接体を圧接
   させてボンディングを行うボンディング装置のボンディ
   ング面位置検出回路において、上記モータの速度を検出
   する速度検出手段と、上記圧着体が上記ボンディング面
   に当接する前に上記速度検出手段からの検出出力を基準
   レベルとしてサンプルホールドするサンプルホールド回
   路と、このサンプルホールド回路から出力された基準レ
   ベル信号に基づき判定値を設定しこの判定値と上記速度
   検出手段から出力された検出出力とを比較し比較結果に
   基づいて上記圧接体の上記ボンディング面への当接を示
   す検出信号を出力する比較器と、この比較器から出力さ
   れた検出信号に基づいて上記ボンディング面の高さを算
   出するとともに上記サンプルホールド回路にサンプルホ
   ールド信号を出力する制御部とを具備することを特徴と
   するボンディング面位置検出回路。