JP2850956B2 - フィード量自動調整ワイヤボンダ - Google Patents

フィード量自動調整ワイヤボンダ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置等
のワイヤフィード量を自動調整する機能を有するワイヤ
ボンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のワイヤボンディング装置では、ト
ーチとキャピラリから送り出されたワイヤの先端部との
ギャップ量のバラツキが、形成される金ボールの大きさ
に影響を及ぼすので、金ボールを一定の大きさに形成す
るために、以下の２つの対策手段が採用されていた。
【０００３】第１に、特開平４−１２５４０号公報に記
載されたワイヤボンダを図５に示す。ワイヤーが長い場
合について説明する。
【０００４】まず、の状態では、ワイヤ２５はキャピ
ラリ２３を貫通し、ワイヤ２５の先端部は電気トーチ２
４に接触し、テンションクランプ２１とワイヤクランプ
２２は共に閉鎖している。したがって、ギャップ量が長
過ぎる。
【０００５】次に、のように、電気トーチ２４に所定
の電圧を印加し、ワイヤ２５が接触しているか否かを通
電検出し、ワイヤ２５の接触を検出した後、ワイヤクラ
ンプ２２を開放する。
【０００６】続いて、のようにワイヤクランプ２２を
一定距離下降させて停止させる。
【０００７】更に、のように、ワイヤクランプ２２を
閉鎖した後にテンションクランプ２１を開放する。
【０００８】更に、のように、ワイヤクランプ２２を
一定距離上昇させて通電検出を行う。このとき、テンシ
ョンクランプ２１は開放されているので、ワイヤ２５に
たるみは生じない。
【０００９】最後に、ワイヤ２５が電気トーチ２４に接
触していないことを検出したとき、一定のギャップ量と
なるように、テンションクランプ２１を閉鎖しての状
態に至る。
【００１０】第２に、特開昭６４−３３９４０号公報に
記載されたワイヤボンダを図６に示す。
【００１１】ワイヤ３１は三次元方向に移動可能なキャ
ピラリ３３中に挿入され、ワイヤ３１の先端にはボール
３２が形成される。
【００１２】キャピラリ３３はモータ駆動により、リー
ドフレームアイランド３４上のペレット３５の上方とリ
ードフレームインナリード３６の上方間を水平移動させ
られる。また、キャピラリ３３はワイヤ３１を挟み込む
クランプ３７と連動させられ、パルスモータ３８によっ
て上下動させられる。
【００１３】電流オフタイミング検出器４０はワイヤ３
１からリードフレームインナリード３６に電流を供給す
ることによって、ワイヤ３１とリードフレームインナリ
ード３６との導通状態を検査する。
【００１４】ワイヤ３１が切断された後に、パルスモー
タ３８が通電されて、（ｂ）図に示すようにトーチロッ
ド４２はワイヤ３１の先端の下方に移動する。移動後
に、ワイヤ３１の先端とトーチロッド４２との間で高電
圧をかけ、スパークを起こさせることによって、（ｃ）
図に示すように、ワイヤ３１の先端にボール３２を形成
する。
【００１５】テール長検出部３９は、ワイヤ３１の先端
部からキャピラリ３３までのテール長Ｌを、パルスモー
タ３８の作動によるキャピラリ３３の上下移動のパルス
数をキャピラリ現在位置カウンタ（図示せず）でカウン
トすることによって検出する。
【００１６】キャピラリ制御部４１は、テール長検出部
３９により検出されたテール長Ｌを、キャピラリ３３の
先端とトーチロッド４２との間の間隔Ｄから差し引いた
値すなわちギャップ量Ｇが、キャピラリ制御部４１に記
憶されているボンディングに適切なボール３２の大きさ
となるギャップ量ｇであるか否かを判断する。ギャップ
量Ｇが適切なギャップ量ｇとなれば、次の作業に移行
し、適切なギャップ量ｇでなければ、適切なギャップ量
ｇになるまで前の段階にフィードバックする。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】前記第１のワイヤボン
ダは、ワイヤ先端を一度電気トーチに接触させ、ワイヤ
先端と電気トーチとのギャップ量を一定に維持するもの
であるから、作業の高速化が困難である。
【００１８】また、前記第２のワイヤボンダは、キャピ
ラリ及びクランパの位置をフィードバック制御により調
整するものであるので、作業の高速化が困難である。
【００１９】そこで、本発明は、前記従来のワイヤボン
ダの欠点を改良し、固定トーチ方式のワイヤボンダにお
いて、作業の高速化を図り、しかも、常に一定のボール
径を得ようとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、次の手段を採用する。
【００２１】（１）ワイヤ先端にボールを形成する際、
スパークジェネレータが固定トーチに放電エネルギを供
給し、前記固定トーチが前記ワイヤ先端に放電してその
放電々圧を検出し、前記固定トーチとキャピラリから送
り出された前記ワイヤ先端とのギャップ量と、前記放電
々圧との関係をクランパのアクチュエータ制御手段にフ
ィードバックさせて、前記ギャップ量を常に一定にする
フィード量自動調整ワイヤボンダ。
【００２２】（２）前記クランパのアクチュエータをボ
イスコイルモータにより作動させ、前記クランパを開閉
する前記（１）記載のフィード量自動調整ワイヤボン
ダ。
【００２３】（３）前記クランパのアクチュエータを圧
電素子により作動させ、前記クランパを開閉する前記
（１）記載のフィード量自動調整ワイヤボンダ。
【００２４】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態について図
１を参照して説明する。
【００２５】スパークジェネレータ５は固定トーチ７に
放電エネルギを供給し、固定トーチ７はフィードワイヤ
１８の先端に放電し、その電圧をスパークジェネレータ
５内の放電々圧監視回路６がモニターし、その結果をア
クチュエータ制御手段４にフィードバックする。そし
て、アクチュエータ制御手段４は、フィードバックルー
プ１２を経てフィードバックされた情報に基づき、ドラ
イバ３を介してクランパ１のアクチュエータ２の開閉の
タイミングを制御する。
【００２６】
【実施例】まず、本発明の第１実施例について図２と図
３を参照して説明する。第１実施例は、図２に示される
ように、スパークジェネレータ５、白金製の固定トーチ
７、金のワイヤ先端９、スパークジェネレータ５内の放
電々圧監視回路６、クランパ１のアクチュエータ制御手
段４、アクチュエータ２のドライバ３及びアクチュエー
タ２を具備したワイヤのクランプ１から構成される。
【００２７】次に、第１実施例の動作について説明す
る。スパークジェネレータ５は白金製の固定トーチ７に
放電エネルギを供給し、固定トーチ７は金のワイヤ先端
９に放電し、その電圧をスパークジェネレータ５内の放
電々圧監視回路６がモニターする。ここで、固定トーチ
７と金のワイヤ先端９との間隔が大きいと、放電々圧が
小さいから、放電によって作られる金ボールが小さく、
間隔が小さいと、放電々圧が大きいから、放電によって
作られる金ボールが大きいので、金ボールの径の安定化
を図るには、金のワイヤ先端９と固定トーチ７との間隔
を一定に維持することが必要になる。図２に示されるよ
うに、ワイヤーフィード量１０を一定とすれば、金のワ
イヤ先端９と固定トーチ７との間隔を一定に維持するこ
とができる。
【００２８】そして、図３に示されているように、金ワ
イヤ１６の先端の金ボール１７は、リードフレームアイ
ランド１４上のペレット１３にボンディングされ、ま
た、金ワイヤ１６の中間部は、リードフレームインナリ
ード１５にボンディングされている。金ワイヤ１６のフ
ィード量は、クランパ１を開閉するタイミングによって
決定される。したがって、スパークジェネレータ５内の
放電々圧監視回路６によって放電々圧をモニターし、そ
の値をクランパ１のアクチュエータ２を制御するアクチ
ュエータ制御手段４へフィードバックループ１２を経て
フィードバックし、クランパ１のドライバ３を介し、ボ
イスコイルモータによりアクチュエータ２を動作させ、
クランパ１の開閉のタイミングを制御することにより、
ワイヤフィード量１０を一定に維持する。
【００２９】また、クランパ１のアクチュエータ制御手
段４には、データ記憶比較回路１１が設けられている。
アクチュエータ制御手段４は、ボンディングを連続して
行う際に、以前のボンディング時のデータに基づいて、
順次に次の金ワイヤ１６のボンディングのためにクラン
パ１のドライバ３へ送る制御データを補正する機能を有
する。
【００３０】続いて、本発明の第２実施例について図４
を参照して説明する。第２実施例は、クランパ１のアク
チュエータ１３が圧電素子で構成されており、その他の
点は第１実施例と同様である。
【００３１】第２実施例は、第１実施例と対比して、ボ
ンディングヘッドが軽量となり、ひいてはワイヤボンダ
が高速化し、また、クランパの応答速度が向上する。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次の効果を奏することができる。
【００３３】（１）ボンディングごとに放電々圧を監視
し、そのデータをフィードバックして、ワイヤ先端と固
定トーチとの間隔を一定に維持しているから、固定トー
チ方式のワイヤボンディングにおいて、常に安定したボ
ール径を得ることができる。
【００３４】（２）ワイヤフィード量のバラツキに起因
するスパークミスによる作業の暫時停止が減少する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明の第１実施例のブロック図である。
【図３】本発明の第１実施例における金ワイヤのボンデ
ィング状態を示す正面図である。
【図４】本発明の第２実施例のブロック図である。
【図５】従来の第１のワイヤボンダの要部の正面図であ
る。
【図６】従来の第２のワイヤボンダのブロック図であ
る。
【符号の説明】
１ クランパ ２ アクチュエータ ３ ドライバ ４ アクチュエータ制御手段 ５ スパークジェネレータ ６ 放電電圧監視回路 ７ 固定トーチ ８ キャピラリ ９ ワイヤ先端 １０ ワイヤフィード量 １１ データ記憶比較回路 １２ フィードバックループ １３ ペレット １４ リードフレームアイランド １５ リードフレームインナリード １６ 金ワイヤ １７ 金ボール １８ フィードワイヤ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワイヤ先端にボールを形成する際、スパ
    ークジェネレータが固定トーチに放電エネルギを供給
    し、前記固定トーチが前記ワイヤ先端に放電してその放
    電々圧を検出し、前記固定トーチとキャピラリから送り
    出された前記ワイヤ先端とのギャップ量と、前記放電々
    圧との関係をクランパのアクチュエータ制御手段にフィ
    ードバックさせて、前記ギャップ量を常に一定にするこ
    とを特徴とするフィード量自動調整ワイヤボンダ。
  2. 【請求項２】 前記クランパのアクチュエータをボイス
    コイルモータにより作動させ、前記クランパを開閉する
    ことを特徴とする請求項１記載のフィード量自動調整ワ
    イヤボンダ。
  3. 【請求項３】 前記クランパのアクチュエータを圧電素
    子により作動させ、前記クランパを開閉することを特徴
    とする請求項１記載のフィード量自動調整ワイヤボン
    ダ。
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