JPH0744197B2 - ボンデイング装置 - Google Patents

ボンデイング装置

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JPH0744197B2
JPH0744197B2 JP60053411A JP5341185A JPH0744197B2 JP H0744197 B2 JPH0744197 B2 JP H0744197B2 JP 60053411 A JP60053411 A JP 60053411A JP 5341185 A JP5341185 A JP 5341185A JP H0744197 B2 JPH0744197 B2 JP H0744197B2
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睦 末松
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はワイヤボンデイングやチップマウンテイングを
行なうボンダの改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
半導体組立工程において、半導体部品と、例えばアウタ
ーリードとの間に配線を施すワイヤボンデイング装置
や、半導体部品を、例えば回路基板上に接着するチップ
マウンテイング装置のようなボンダが知られている。
このような装置は一般にスイングアームの一端部に例え
ばキャピラリとか接着剤を塗布するデイスペンサなどの
ようなボンデイング用工具を保持し、他端部に例えばリ
ニアモータの可動部を取付け、リニアモータの駆動によ
り揺動動作を行なうようになっている。
これらの装置は生産性向上、半導体部品の微細化によ
り、ボンデイング用工具には非常に高速かつ複雑な動き
が要求されている。これをワイヤボンデイング装置を例
に説明する。第5図はボンデイングヘッド(1)の要部
を示すもので、これは図示しないXYテーブルに載置され
ていて、フレーム(2)にスイングアーム(3)が揺動
自在に取付けられている。このスイングアーム(3)は
その一端部にワイヤ(4)を挿通したキャピラリ(5)
が取付けられていて、他端部に設けられたリニアモータ
(6)により上下のZ方向に駆動され、半導体部品
(7)とアウターリード(8)との間をワイヤ(4)で
連結する。そしてキャピラリ(5)の運動を制御するた
め、制御手段(9)が設けられている。これはスイング
アーム(3)とリンク(11)を介して連結され、かつフ
レーム(2)に摺動自在に設けられた移動体(12)と、
これに連結された位置検出器(13),速度検出器(14)
と、その他処理回路とから構成されている。いまスイン
グアーム(3)が揺動すると、移動体(12)が進退し、
この進退は位置検出器(13),速度検出器(14)に伝え
られ、これにより制御情報を得るようになっている。
しかるに、上述したようにスイングアーム(3)の運動
は非常に高速性が要求されているが、スイングアーム
(3)の揺動運動を速度検出器(14),位置検出器(1
3)に伝達する変換機構などがあるため揺動運動に対す
る抵抗が大きく、十分な高速運動が得られないばかり
か、スイングアーム(3)を駆動するリニアモータ
(6)が過大な負荷電流のため焼損する事故もしばしば
起り、またXYテーブルを駆動するリニアモータの負荷も
過大となる不都合があった。
〔発明の目的〕
本発明は上述の事情にかんがみてなされたもので、スイ
ングアームの揺動抵抗を少なくし、ボンデイング用工具
の高速性を向上したボンデイング装置を得ることを目的
とする。
〔発明の概要〕
本発明は、一端部側にボンディング用工具が取り付けら
れ、支持軸を中心として揺動自在なスイングアームと、
このスイングアームの他端部側に設けられたスイングア
ームを揺動させる駆動装置と、上記スイングアームと対
向する位置に所定距離離間して取り付けられ、上記駆動
装置によって駆動する上記スイングアームの所定の位置
の変位を検出する検出手段とを具備することを特徴とす
るボンディング装置を得るものである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の詳細を第1図ないし第4図に示す一実施
例により説明する。第1図において、(21)はフレーム
で、これは前後面および上面を大きく開口した箱状に形
成されていて、図示しないXYテーブル上に固定されてい
る。これには側壁を貫通して支持軸(22)が回転自在に
支持されていて、これにスイングアーム(23)が固定さ
れることにより、フレーム(21)に対し揺動自在に支承
されている。スイングアーム(23)の前端部にはキャピ
ラリ(5)が取付けられており、後端部にはリニアモー
タ(6)(駆動装置)の可動部が取付けられている。ま
たフレーム(21)の前部にはL形の取付金具(25)が取
付けられている。これには非接触変位センサ(26)(検
出手段)がスイングアーム(23)に離間対向して取付け
られていて、スイングアーム(23)との間隙tを非接触
で検出している。これは例えば高周波渦電流を原理とす
る変位センサである。さらにまたこの取付金具(25)に
は原点位置センサ(27)が取付けられている。これはス
イングアーム(23)側に取付けられた遮へい板(28)が
上昇して原点位置センサ(27)の間隙に入り予め設定し
た所定位置(スイングアームの原点)に到達したとき信
号を発するもので常に一定の基準となる原点を得ること
ができる。これは例えば光ビームを遮へい板が遮ぎるこ
とにより信号を発する光電スイッチのようなものであ
る。本実施例においては、上述のセンサ(26),(27)
の他に、これらの検出信号に基づいてキャピラリ(5)
の運動(スイングアーム(23)の揺動)を制御するため
の後述する制御回路(31)(第2図参照)が設けられて
いて、両者で制御手段(32)を構成している。制御手段
(32)全体については本実施例の作用とともに説明す
る。
次に作用につき説明する。
制御回路(31)は指令発生回路(33)と、これの出力を
受ける比較回路(34)と、これにより制御されてリニア
モータ(6)を駆動する駆動回路(35)と、非接触変位
センサ(26)からの出力を速度に変換し比較器(34)に
入力する位置−速度変換手段としてのエレクトロニック
タコジェネレータ(36)とから構成されている。そして
指令発生回路(33)はキャピラリ(5)の先端が所定の
速度プロファイルに従って移動するように速度信号を出
す速度プロファイル発生アルゴリズム(37)と、キャピ
ラリ(5)先端がワイヤ(4)を介して半導体部品
(7)およびアウターリード(8)に接したときこれら
を押圧する力を発生する加圧プロファイル発生アルゴリ
ズム(38)と、キャピラリ(5)と半導体部品(7)ま
たはアウターリード(8)との接触を検出するタッチ検
出アルゴリズム(39)と、切換回路(40)とからなって
いる。第4図(イ),(ロ)は作動を説明する線図で、
第3図(イ)は縦軸に半導体部品(7)に対するキャピ
ラリ(5)先端の変位をとり、横軸に時間をとったもの
で、曲線Sのa部分は半導体部品(7)に近づく下降行
程であり、曲線b部分で減速した後曲線C部分において
ワイヤ(4)を介して半導体部品(7)に接していて、
所定時間後半導体部品(7)から急速に上昇離間し曲線
d部分を経て再び下降し、ワイヤ(4)を介してアウタ
ーリード(8)に接し、曲線e部分に示す所定時間経過
後再び上昇して一サイクルを終る行程を示したものであ
る。第3図(ロ)は縦軸に加圧力をとり、横軸に時間を
とったもので、曲線Pは上述の曲線C部分および曲線e
部分に対応した位置において、半導体部品(7)または
アウターリード(8)に接触したキャピラリ(5)に加
圧力W1,W2を与えることを示している。
さて、指令発生回路(33)はキャピラリ(5)がワイヤ
(4)を介して半導体部品(7)に接するまでは、速度
プロファイル発生アルゴリズム(37)により曲線Sのプ
ロファイルに従って速度信号を比較回路(34)に出力す
る。一方、位置−速度変換回路(36)は常時非接触変位
センサ(26)からの信号を速度信号に変換している。比
較回路(34)は速度プロファイル発生アルゴリズム(3
7)からの速度信号と、位置−速度変換回路(36)から
の信号を比較し、差信号を駆動回路(35)に出力する。
駆動回路(35)は、その差信号に応じた電流をリニアモ
ータ(6)に流す。キャピラリ(5)が半導体部品
(7)の上面に達すると、キャピラリ(5)はそれ以上
下降しないため位置信号の変化が小さくなる。タッチ検
出アルゴリズム(39)はこの変化をとらえ、切換回路
(40)を切換え、加圧プロファイル発生アルゴリズム
(38)と比較回路(34)とを連結すると同時に加圧プロ
ファイル発生アルゴリズム(38)が始動して、予め定め
られた加圧プロファイルに従って加圧信号を比較回路
(34)に出力する。この信号は速度信号と同様に比較回
路(34),駆動回路(35)を通り、加圧プロファイルに
応じた電流をリニアモータ(6)に流し、その電流に応
じた加圧力がワイヤ(4)および半導体部品(7)に加
えられる。その後所定時間経過すると、再びタッチ検出
アルゴリズム(39)により切換回路(40)が作動し速度
プロファイル発生アルゴリズム(37)が比較回路(34)
に連結され、再び曲線Sの部分dのプロファイルに従っ
た速度信号が速度プロファイル発生アルゴリズム(37)
から出され前述と同様にキャピラリ(5)の先端は変位
し、ワイヤ(4)を介してアウターリード(8)に当接
し、部分eに示すように一定時間ワイヤ(4)およびア
ウターリード(8)を加圧し、一本のワイヤの接合が終
了し、再び半導体部品(7)の別の位置と別のアウター
リード(8)との接合が行なわれる。
第4図に示すものは、他の制御手段である。すなわち、
非接触変位センサ(26)からの出力は位置−速度変換手
段であるエレクトロニックタコジェネレータ(36)に入
力されて位置情報および速度情報がA/D変換されてマイ
クロコンピュータ(45)に入力される。ここにおいて予
め記憶された速度プロファイルと比較され、その差に応
じた電流が駆動回路(35)に供給され、リニアモータ
(6)が制御される。また加圧,その他についても第2
図において説明したと同様な制御がなされる。なおキャ
ピラリ(5)の原点位置は原点位置センサ(27)の情報
に基づいてソフト処理により別個に設定してもよい。
また本実施例においてはワイヤボンデイング装置につき
説明したが、回路基板に接着剤を塗布するデイスペンサ
装置,スタンプ装置などのようなボンデイング用工具を
もったスイングアームに適用してもよいことはいうまで
もない。さらにまた駆動はリニアモータに限らず、DCサ
ーボモータ,パルスモータ,カム駆動でもよい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、スイングアームの変位を非接触式変位
センサで検出するようにしたので、スイングアームの揺
動抵抗が小となるとともに全体的に小型、軽量化される
ため、高速ボンダを得ることができる。また、スイング
アームの変位を直接検出できるため、ボンディング用工
具の変位を正確に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の要部を示す断面図、第2図
は同じく制御手段のブロック図、第3図(イ)は同じく
速度プロファイル線図、第3図(ロ)は同じく加圧力プ
ロファイル線図、第4図は同じく他の制御手段を示すブ
ロック図、第5図は従来例としてのワイヤボンデイング
装置の要部を示す断面図である。 (5):キャピラリ,(23):スイングアーム, (26):非接触変位センサ,(27):原点位置センサ, (32):制御手段, (36):位置−速度変換回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−103148(JP,A) 特開 昭59−69940(JP,A) 特開 昭60−57640(JP,A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一端部側にボンディング用工具が取り付け
    られ、支持軸を中心として揺動自在なスイングアーム
    と、このスイングアームの他端部側に設けられスイング
    アームを揺動させる駆動装置と、上記スイングアームと
    対向する位置に所定距離離間して取り付けられ、上記駆
    動装置によって駆動する上記スイングアームの所定の位
    置の変位を検出する検出手段とを具備することを特徴と
    するボンディング装置。
  2. 【請求項2】上記検出手段は、非接触変位センサである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のボンディ
    ング装置。
  3. 【請求項3】一端部側にボンディング用工具が取り付け
    られ、支持軸を中心として揺動自在なスイングアーム
    と、このスイングアームの他端部側に設けられスイング
    アームを揺動させる駆動装置と、上記スイングアームと
    対向する位置に所定距離離間して取り付けられ、上記駆
    動装置によって駆動する上記スイングアームの所定の位
    置の変位を検出する検出手段と、この検出手段の検出結
    果に基づき上記スイングアームの揺動を制御する制御手
    段とを具備することを特徴とするボンディング装置。
  4. 【請求項4】上記制御手段は、上記検出手段からの出力
    に基づいて上記ボンディング用工具の速度情報を得る位
    置−速度変換手段を有することを特徴とする特許請求の
    範囲第3項記載のボンディング装置。
  5. 【請求項5】上記検出手段は、非接触変位センサである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第3項または第4項記
    載のボンディング装置。
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JPS61214441A JPS61214441A (ja) 1986-09-24
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