KR960002995B1 - 와이어본딩 방법 및 장치 - Google Patents

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도오루 모찌다
요시미쓰 데라가도
아끼히로 히라야나기
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가부시끼가이샤 신가와
아라이 가즈오
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Abstract

내용 없음.

Description

와이어본딩 방법 및 장치
제1도는 본 발명을 적용한 본딩장치의 실시예를 도시한 측면도.
제2도는 제1도의 본딩장치에 사용하는 구동장치의 블록도.
제3도는 본 발명의 본딩방법의 실시예를 도시한 리니어센서의 출력도.
제4도는 a, b는 노이즈가 발생하고 있는 경우에 있어서 본 발명의 본딩방법의 1실시예를 도시한 리니어센서의 출력도.
제5도는 본 발명을 적용한 본딩장치의 다른 실시예를 도시한 측면도.
제6도는 제5도의 경우에 있어서의 리니어센서의 출력도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
4 : 아암호울더 6 : 커필러리
13 : 리니어센서 B : 일정한 판독입력 시간범위
C : 일정허용범위 C1,C2…Cn : 출력변화
[산업상의 이용분야]
본 발명은 와이어본딩 방법 및 장치에 관한 것이며, 특히 본드면의 높이위치(레벨)를 검출하여 얻는 와이어본딩 방법 및 장치에 관한 것이다.
[종래의 기술]
종래 본드면의 레벨을 검출하여 얻는 와이어본딩장치로서, 예컨대 일본국 특공소 64-9730호 공보, 특공평 1-31695호 공보가 알려져 있다. 이 구조는 커필러리를 유지하는 틀아암이 아암호울더에 부착이 되어, 아암호울더는 리프터아암에 요동이 가능하게 부착이 되어 있다. 또 리프터아암은 본딩헤드에 상하로 움직이기 또는 요동이 가능하게 부착이 되어 있다. 그리고 갭 검출용센서는 상기 리프터아암에 상기 툴아암이 대향하여 부착이 되어 있다.
그리고 리프터아암이 하강 또는 리프터아암의 커필러리측이 하강하는 방향으로 리프터아암이 회동이 되면, 커필러리가 하강하여 본드면에 접촉을 한다. 이 상태에서 리프터아암이 다시 하강 또는 회동을 하면, 툴아암과 갭 검출용 센서와의 갭이 변화하므로 검출출력의 값이 초기값보다 일정량 변화한 시점을 커필러리가 본드면에 접촉한 시점으로 간주하고 있다.
[발명이 해결하려고 하는 과제]
상기 종래 기술은 검출출력의 값이 초기값보다 일정량 변화한 시점, 즉 검출출력의 절대치의 변화량으로 본드면레벨로 간주함으로 리프터아암 및 아암호울더의 미진동, 특히 커필러리가 본드면에 접촉하는 직전에 있어서 미진동, 또는 갭 검출용센서에 노이드가 들어온 경우등에 바른 본드면이 아닌데도 불구하고 본드면 레벨이라 판단하여 잘못 검출한다는 문제점이 있었다.
또 갭 검출용센서는 자기센서로부터 이루어진 것임으로 센서의 역치에 대한 응답지연이 있다. 이 때문에 커필러리가 실제로 본드면에 접촉하고 있으므로 자기센서가 본드면으로 판단하기까지에 시간이 걸리고, 그 시간분 커필러리가 와이어를 본드면에 가압하여 와이어 또는 불을 눌러 찌부러뜨리는 량(crushing amount), 소위 당업자에서 불리고 있는 가라앉는 것이 많게 되어 버린다.
본 발명의 목적은 본드면레벨을 고정확도로 검출하는 것이 가능한 와이어 본딩방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1수단은 커필러리를 유지한 아암호울더를 상하동 또는 요동시켜서 커필러리에 삽통이 된 와이어를 본드면에 접속하는 와이어본딩방법에 있어서, 상기 아암호울더의 상하방향의 변위를 리니어센서로 수차 검출하여 이 검출이 된 일정한 판독입력시간 범위내의 출력데이타의 변화가 일정허용범위내에 있는가 어떤지를 조사, 일정허용범위내에 있으면 본드면레벨이라고 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2수단은 커필러리를 유지한 아암호울더를 상하로 움직여서 또는 요동시켜서 커필러리에 끼워통한 와이어를 본드면에 접속하는 와이어본딩방법에 있어서, 상기 아암호울더의 상하방향의 변위를 리니어센서로 수차검출하여, 이 검출된 일정한 판독입력시간 범위내의 출력데이타의 평균 또는 총합을 순차로 구하고, 그전의 출력데이타의 평균 또는 총합과 비교하여, 그차가 일정허용범위내에 있는 경우에 본드면레벨이라고 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제3수단은 커필러리를 유지한 아암호울더를 상하로 움직여서 또는 요동시켜서 커필러리에 끼워통한 와이어를 본드면에 접속하는 와이어본딩장치에 있어서, 상기 아암호울더의 상하방향의 변위를 검출하는 리니어센서와, 이 리니어센서로 수차 검출이 된 일정한 판독입력시간 범위내의 출력데이타의 변화가 일정허용범위내에 있는가 어떤가를 조사, 일정허용범위내이면 본드면레벨이라고 판단하는 제어회로를 갖춘 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제4수단은 커필러리를 유지한 아암호울더를 상하로 움직여서 또는 요동시켜서 커필러리에 끼워통한 와이어를 본드면에 접속하는 와이어본딩장치에 있어서, 상기 아암호울더의 상하방향의 변위를 검출하는 리니어센서와, 이 리니어센서로 수차 검출이 된 일정한 판독입력시간 범위내의 출력데이타의 평균 또는 총합을 순차로 구하고, 그의 앞의 출력데이타의 평균 또는 총합과 비교하여 그차가 일정허용범위내에 있는 경우에 본드면레벨이라고 판단하는 제어회로를 갖춘 것을 특징으로 한다.
[작용]
제1수단 및 제3수단에 의하면 리니어센서로 검출이 된 일정한 판독입력시간 범위내의 출력데이타의 변화가 일정허용범위내인가 어떤지로 본드면레벨을 판단하여 또 제2수단 및 제4수단에 의하면 리니어센서로 검출이 된 일정한 판독입력시간 범위내의 출력데이타의 평균 또는 총합을 그 앞의 출력데이타의 평균 또는 총합과 비교하여 본드면레벨을 판단함으로 일정한 판독입력시간 범위 및 일정허용범위를 어느 일정크기로 설정함으로써 노이즈를 무시할 수가 있으며 정확한 본드면레일의 검출을 얻는다. 또 상기 각 수단에 의하면, 갭 검출용센서는 리니어센서로부터 이루어짐으로 수차 위치를 읽어갈 수가 있으며, 또 응답지연이 없으므로 검출정확도가 보다 향상한다.
[실시예]
이하 본 발명의 실시예1을 제1도 내지 제4도에 의해서 설명한다. 제1도에 도시한 바와같이 XY테이블(1)상에는 본딩헤드(2)가 탑재되어 있다. 본딩헤드(2)에는 지축(3)이 회전이 자유롭게 지지되어 있으며, 지축(3)에는 아암호울더(4)가 고정되어 있다. 아암호울더(4)에는 툴아암(5)이 고정이 되어, 툴아암(5)의 선단부에는 커필러리(6)가 고정이 되어 있다. 또 본딩헤드(2)에는 정역회전이 가능한 모터(7)가 고정이 되어 있으며, 모터(7)의 출력측에는 캡축(8)이 고정이 되어, 캠축(8)에는 캠(9)이 고정이 되어 있다. 그리고 아암호울더(4)에 회전이 자유롭게 설치된 로울러로부터 된 캠플로워(follower)(10)가 캠(9)에 압접하도록 아암호울더(4)는 스프링(11)으로 가세되어 있다. 또 아암호울더(4)에는 지축(3)을 중심으로서 커필러리(6)와 반대측의 하면에 검출판(12)이 아암호울더(4)의 측면으로부터 돌출하도록 고정이 되어 있고, 이 검출판(12)의 상면에 대향하여 본딩헤드(2)에는 리니어센서(13)가 고정이 되어 있다.
상기 캠(9)은 리니어 또는 편심캠으로 되고, 제1도의 상태에서 화살표시 A방향으로 180° 정회전하는 범위는 하강프로필로 되어 있다. 따라서 캠(9)은 180°의 범위를 정역회전하고 있다. 즉 캠(9)은 정회전하면, 하강프로필로 되고 역회전하면 상승프로필로 된다.
따라서 캠(9)는 화살표시 A방향으로 정회전시키면, 캠(9)의 하강프로필에 의하여 아암호울더(4)는 지축(3)을 중심으로서 화살표시 B방향으로 회동시켜서, 커필러리(6)는 하강한다. 이 경우, 아암호울더(4)의 회동량에 따라서 검출판(12)과 리니어센서(13)와의 갭(G)은 크게 변화하여, 리니어센서(13)로부터는 제3도에 도시한 바와같이 갭(G)에 비례한 전압 또는 전류가 출력이 된다.
상기와 같은 커필러리(6)가 하강하여 시료(14)에 접촉한 후는 갭(G)은 일정한 갭으로 되어서 변화하지 않고, 리니어센서(13)로부터는 일정한 전압 또는 전류가 출력이 된다. 이 일정한 전류 또는 전압의 출력의 판단방법에 대해서는 후술하나, 일정한 출력이 리니어센서(13)로부터 출력이 되면, 이 출력은 후기하는 제어회로에 의하여 본드면레벨로 판단이 되어, 검출점이 제어회로의 메모리에 기억이 된다. 이 검출점을 기준으로 하여 모터(7)는 일정량회전이 되어, 캠(9)과 캠폴로워(10)의 사이에 일정한 갭이 생겨서, 커필러리(6)에는 스프링(11)의 가세력에 의하여 일정한 하중이 가하여져서 소위 당업자가 말하는 커필러리(6)의 가라앉음이 행하여진다. 그리고 커필러리(6)에 끼워통하게 된 도시하지 않는 와이어는 시료(14)에 본딩이 된다. 그후, 모터(7)는 역회전이 되어 캠(9)의 상승프로필에 의하여 커필러리(6)는 상승한다.
제2도는 제어장치를 도시한다. 모터(7)는 제어회로(20)에 미리 기억이 된 데이타에 의거하여 펄스출력제어회로(21), 서어보제어회로(22), 모터구동회로(23)를 통하여 구동이 되어, 정회전량 및 역회전량이 제어된다. 또 이 경우에 있어서 모터(7)의 회전위치는 제어회로(20) 및 서어보제어회로(22)에 기입이 된다. 그리고 상기한 바와같이 모터(7)가 회전하여 커필러리(6)가 하강하고 있을때의 검출판(12)과 리니어센서(13)와의 갭(G)에 의한 리니어센서(13)의 출력은 수차 센서앰프(24)에 의하여 증폭이 되어 A/D 변환기(25)에 의하여 디지탈데이타로 변환이 되어서 제어회로(20)에 입력이 된다. 제3도는 검출판(12)과 리니어센서(13)와의 갭 G의 변화로부터 얻어지는 리니어센서(13)의 출력의 변화를 나타낸다. 제어회로(20)에는 제3도에 나타난 일정한 판독입력시간 범위 B와 일정허용 범위(C)를 미리 설정한다. 여기서, 일정한 판독입력시간 범위(B)는 리니어센서(13)의 출력을 미리 결정된 일정시간에서 읽어들이는 경우에 있어서의 판독입력시간의 미리 결정된 판독입력회로에 있어서의 시간을 나타낸다. 예를 들면, 판독입력시간이 2μSec 마다에 있는 것으로 한다면, 제3도의 경우는 2μSec 마다에 4회 읽어들이고 있으므로, 일정한 판독입력시간 범위(B)는 4×2μSec=8μSec가 된다. 일정허용범위(C)는 판독입력시간(예컨대 2μSec)마다에 있어서의 일정한 판독입력시간 범위(B)의 각각에 의해서 생기는 출력변화 C1, C2…Cn과 비교되는 미리 결정된 출력허용범위를 나타낸다.
그래서, 제3도의 경우에는 제1회째의 일정한 판독입력시간 범위(B)에 있어서 출력변화는 (C1)이고, 이 출력변화(C1)는 일정허용범위(C)보다 크므로, 제어회로(20)는 본드면레벨이 아니라고 판단한다. 다시 말하면, 제어회로(20)는 커필러리(6)가 본드면에 아직 접촉하고 있지 않다고 판단한다. 제2회째의 일정한 판독입력시간 범위(B)에 있어서 출력변화는(C2)이고, 이 출력변화(C2)는 일정허용범위(C)보다 크므로, 제1회째와 같이 본드면레벨이 아니라고 판단한다. 그리고, 제n회째의 일정한 판독입력시간 범위(B)에서는 출력변화(Cn)(제3도의 경우는 Cn이 0으로 변화하지 않는다)는 일정허용범위(C)보다 작으므로, 본드면레벨로 판단한다. 다시 말하면, 제어회로(20)는 커필러리(6)가 본드면에 접촉했다고 판단한다.
제2회째, 제3회째…도 마찬가지로 본드면레벨이 아니라고 판단한다. 그리고, 제n회째의 일정한 판독입력시간 범위(B)에서는 출력변화(Cn)(제3도의 경우는 Cn은 0으로 변화는 없다)는 일정허용범위(C)보다 작으므로, 본드면레벨로 판단한다. 이와같이 제어회로(20)이 본드면레벨을 판단하면 그때에 있어서 리니어센서(13)의 출력데이타를 본드면레벨로서 제어회로(20)의 메모리에 기억한다. 그리고, 상기 본드면레벨검출점을 기준으로서 모터(7)의 회전량을 제어하여 커필러리(6)의 가라앉음 및 본딩후에 있어서 커필러리(6)의 상승량을 결정한다.
그런데 리니어센서(13)의 출력은 제3도와 같이 직선으로 나타내는 것은 없고, 진동등에 의하여 제4도와 같이 노이즈(30,31)가 나타난다. 이 경우, 제4a도와 같이 일정한 판독입력시간 범위를 B1과 같이 작게 설정을 하면, 출력변화(C2)는 일정허용범위(C)보다 작으므로, 노이즈(30)에 의하여 제2회째의 비교에서 본드면레벨로 판단하여 잘못 검출한다. 이것은 제4도(2)와 같이 일정한 판독입력시간 범위(B)를 B2와 같이 설정함으로서 노이즈(30)가 있어도 출력변화(C2)는 일정허용범위(C)보다 크게 되어서 노이즈(30)를 무시할 수 있으므로 본드레벨이 아니라고 판단하여, 잘못 검출은 없다. 또 제4a도와 같이 일정허용범위(C)를 작게 설정하면 제n회째의 비교에서 본드면레벨인데도 불구하고 노이즈(31)에 의하여 출력변화(Cn)가 일정허용범위(C)보다 크고 본드면레벨이 검출할 수 없게 된다. 이것은 제4도(2)와 같이, 일정허용범위(C)를 노이즈(30,31)보다 크게 취함으로써 노이즈(30,31)를 무시할 수 있어, 잘못 검출이 없게 된다. 상기한 노이즈(30,31)은 본딩장치에서는 그의 크기는 어느 일정치 이하이므로 실험에 의하여 미리 노이즈(30,31)의 나오는 쪽을 조사하여 두고, 이것에 의거하여 일정한 판독입력시간 범위(B) 및 일정허용범위(C)를 설정하는 것이 필요하다.
또한 상기 실시예는 각 회째의 일정한 판독입력시간 범위(B)의 출력변화(C1,C2,…Cn)을 일정허용범위(C)와 비교하였으나, 각 회째의 일정한 판독입력시간범위(B)내의 출력데이타의 평균 또는 총합을 구하고 제2회째는 제1회째와 제3회째는 제2회째와, 제n회째는 제n-1회째와 각각 비교하여, 그차가 일정허용범위(C) 이내에 있으면 본드면레벨이라고 판단하도록 하여도 좋다.
또 상기 실시예는 리니어센서(13)를 검출판(12)의 상면에 대향시켰으나 제5도에 도시한 바와 같이 리니어센서(13)를 검출판(12)의 하면에 대향시켜서 본딩헤드(2)에 고정하여도 좋다. 따라서 본 실시예의 경우에는 커필러리(6)가 하강하면 제6도에 도시한 바와같이 리니어센서(13)의 출력은 크게 되도록 변화한다. 그리고 커필러리(6)가 시료(14)에 맞닿은 후는 일정한 출력으로 된다. 이와같은 경우도 상기 실시예와 마찬가지로 검출할 수가 있다. 또 상기 각 실시예에 있어서는 아암호울더(4)를 지축(3)을 통하여 본딩헤드(2)에 회전 자유로이 부착하였으나, 아암호울더(4)를 스프링을 통하여 본딩헤드(2)에 요동이 가능하게 부착하여도 좋다. 또 아암호울더(4)는 요동은 아니고, 상하로 평행으로 이동키는데도 적용할 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면 노이즈의 영향을 받지 않고 본드면레벨을 검출할 수 있으므로 고정밀도의 검출이 가능하다.

Claims (4)

  1. 커필러리를 유지한 아암호울더를 상하로 움직여서 또는 요동시켜서 커필러리에 끼워통한 와이어를 본드면에 접속하는 와이어본딩방법에 있어서, 상기 아암호울더의 상하방향의 변위를 리니어센서로 수차 검출하고, 이 리니어센서에서 검출되어 보내져온 일정한 판독입력시간 범위내의 출력데이타의 변화가 일정허용 범위내에 있는가 어떤지를 조사하고, 이 변화가 일정허용범위내에 있을 때에는 본드면레벨이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 와이어본딩방법.
  2. 커필러리를 유지한 아암호울더를 상하로 움직여서 또는 요동시켜서 커필러리에 끼워통한 와이어를 본드면에 접속하는 와이어본딩방법에 있어서, 상기 아암호울더의 상하방향의 변위를 리니어센서로 수차 검출하고, 이 리니어센서에서 검출되어 보내져온 일정한 판독입력시간 범위내의 출력데이타의 평균 또는 총합을 순차로 구하고, 상기 평균 또는 총합을 그전의 출력데이타의 일정한 판독입력시간 범위에 있는 평균 또는 총합과 비교하고, 이 비교에 의해서 얻어진 차가 일정허용범위내에 있을 때에는 본드면레벨이라고 판단하는 것을 특징으로 하는 와이어본딩방법.
  3. 커필러리를 유지한 아암호울더를 상하로 움직여서 또는 요동시켜서 커필러리에 끼워통한 와이어를 본드면에 접속하는 와이어본딩방법에 있어서, 상기 아암호울더의 상하방향의 변위를 검출하는 리니어센서와, 이 리니어센서로 수차 검출이 된 일정한 판독입력시간 범위내의 출력데이타의 변화가 일정허용범위내에 있는지 어떤지를 조사, 일정허용범위내에 있으면 본드면레벨이라고 판단하는 제어회로를 갖춘 것을 특징으로 하는 와이어본딩방장치.
  4. 커필러리를 유지한 아암호울더를 상하로 움직여서 또는 요동시켜서 커필러리에 끼워통한 와이어를 본드면에 접속하는 와이어본딩방법에 있어서, 상기 아암호울더의 상하방향의 변위를 검출하는 리니어센서와 이 리니어센서로 수차 검출이 된 일정한 판독입력시간 범위내의 출력데이타의 평균 또는 총합을 순차로 구하여, 그앞의 출력데이타의 평균 또는 총합과 비교하여, 그차가 일정허용범위내에 있는 경우에 본드면레벨이라고 판단하는 제어회로를 갖춘 것을 특징으로 하는 와이어본딩장치.
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