JPH0210573B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、IC等の半導体素子の端子電極部
に対してボンデイングワイヤを接続する作業で、
ワイヤ異常を検出させるようにしたワイヤボンデ
イング装置のワイヤクランプ抜け検出装置に関す
る。

IC等の半導体素子の端子電極に対して、金線
でなるボンデイングワイヤをボンデイングするワ
イヤボンド装置にあつては、自動的にワイヤを供
給すると共にこのワイヤの先端部をトーチ棒との
間での放電によつて溶解して、連続して供給され
る半導体素子の所定の端子部とフレームとの間の
配線を連続的に行なうものである。この場合、ボ
ンデイングワイヤの供給が正確に行なわれ、ボン
デイング作業が円滑に実行されていることを常に
監視する必要がある。また、このワイヤボンド作
業の進行状態を監視し、全体のシステムを制御す
るCPU等制御装置より信号を供給する必要があ
る。

第１図は、従来のワイヤボンド装置におけるワ
イヤの異常を検知する手段を説明する構成図を示
すもので、ボンデイングワイヤの先端を放電溶解
してボールを形成する時の放電電流を利用する手
段に係るものである。すなわち、スイツチング部
１１からの指令に対応して高圧部１２で放電用の
パルス状の高電圧信号を発生し、この高電圧信号
は電流制限抵抗１３を介して放電ギヤツプ部１４
に供給する。

ここで、ワイヤボンド部は、第２図に示すよう
に金線でなるワイヤ１５をクランプ１６で保持設
定し、このワイヤ１５の先端とトーチ棒１７とを
小間隔で対設して、ワイヤ１５とトーチ棒１７と
の間に放電を生じさせて、その放電エネルギーに
よつてワイヤ１５の先端にボール１８を形成させ
るようにしている。この場合、例えばワイヤ１５
の先端にクランプ１６を介して負極性の電圧を、
トーチ棒１７を正極性にして、電流制限抵抗１３
を介した高電圧を印加する。

このような放電ギヤツプ部１４において、放電
電流の一部をフオトカプラ１９の一次側ダイオー
ドに流すようにして、二次側のトランジスタをオ
ンさせて放電動作を検知し、その検知信号を
CPU等を含むワイヤボンド制御部２０に供給す
る。この制御部２０は、フオトカプラ１９から放
電検知信号が送出された時に、ボール１８が正常
に形成されたと判断して、ボンデイング動作を続
行させる指令を発生する。また、スイツチング１
１で高圧部１２の動作指令が発せられるタイミン
グで、上記放電検知信号の得られない時は、制御
部２０はボール１８が成形されなかつたと判断し
て、装置の停止を指令する。

ここで、例えば第３図に示すようにワイヤ１５
がクランプ１６から外れて、クランプ１６がワイ
ヤ１５を引張り切断する作用を果さなかつた場合
には、ワイヤ１５がワーク２１に二重に接続され
たワイヤ異常が発生する。

このようなワイヤ異常が発生した場合、トーチ
棒１７が放電可能位置にある状態でワイヤ１５は
トーチ棒１７と点２２で接触するようになる。し
たがつて、このような状態で電流制限抵抗１３を
介して高圧が印加されると、ワイヤ１５とトーチ
棒１７との間で短絡電流が流れる。この短絡電流
は、前記放電電流と同じタイミングで且つ同じ大
きさであるため、フオトカプラ１９の一次側ダイ
オードに電流が流れ、制御部２０に対して正常な
ボール１８が成形されたと同様の指令信号を与え
るようになる。

すなわち、正常な放電によつてボール１８が成
形されないワイヤ異常の状態にもかかわらず、制
御部２０は正常と判断し、ボンデイング作業を継
続する状態となる。したがつて、ワイヤ異常のま
まボンデイングされる状態となり、ワークは不良
となつてしまう。

この発明は上記のような点に鑑みなされたもの
で、ワイヤがクランプから外れる等のワイヤ異常
が発生したような場合、これを速やかに検知して
ワイヤボンド制御部に対して装置停止指令等が発
せられるようにするワイヤクランプ抜け検出装置
を提供しようとするものである。

すなわち、この発明に係るワイヤクランプ抜け
検出装置は、ワイヤとトーチ棒との間の放電検知
信号を、インタフエース回路を介してワイヤボン
ド制御部に供給すると共に、この放電作用よりも
速いタイミングで発生するワイヤとトーチ棒との
接触による電流を検知し、この電流検知に対応し
て特定される時間幅で上記制御部に対する信号を
断つようにインタフエース回路を制御するもので
ある。

この発明にあつては、ワイヤクランプ抜け発生
時においてワイヤとトーチ棒とが接触する点に着
目し、またこの接触タイミングが本来の放電タイ
ミングより速い現象に着目した。この接触タイミ
ングが放電タイミングより速い現象は、トーチ棒
１７の動きから理解できる。すなわち、トーチ棒
１７は第４図のＡに示すように角度15度の往復運
動をしているもので、正常放電動作時には、トー
チ棒１７が角度15度最大に振り切つた所で、２３
で示す位置で放電する。しかし、ワイヤクランプ
抜け発生時には、ワイヤ１５が第３図で示したよ
うにワーク２１部まで接続されている状態にある
ため、第４図のＢに示すようにトーチ棒１７の側
面に２４で示すようにワイヤと接触するようにな
る。すなわち、トーチ棒１７が角度15度を振り切
る前に、14度付近でワイヤと接触する状態とな
り、正常の場合と約１度の角度差でワイヤ異常の
時に速いタイミングで接触する。

トーチ棒１７の放電部幅は1.2mmであり、正常
の放電時にはこの放電部幅の中央部付近２３で放
電する。しかし、ワイヤ異常の時にはトーチ棒１
７の放電部の手前側面部２４でワイヤと接触し、
このため約0.6mmを移動する分のタイミング差が
生ずる。

以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第５図はその構成を示したもので、第１図
で示した場合と同様に、スイツチング部１１から
の指令に対応して高圧部１２でパルス状高電圧信
号を発生し、この高電圧信号は電流制限抵抗１３
を介して放電ギヤツプ部１４に印加し、放電部に
流れる電流はフオトカプラ１９で検知されるよう
にする。そして、このような回路部に対して、さ
らにワイヤ異常検出制御部２５を設けるもので、
この検出制御部２５はセンサ部２６、タイマー部
２７およびインタフエース回路２８からなり、フ
オトカプラ１９からの検出信号は、このインタフ
エース回路２８を介して制御部２０に供給される
ようにしてなる。

第６図は上記ワイヤ異常検出制御部２５をさら
に具体的に示したもので、センサ部２６はシリコ
ンダイオードＤ、抵抗Ｒ１、コンデンサＣ１から
なり、定常時は「＋12V」にプルアツプされた電
圧信号を次段のタイマー部２７に与える。しか
し、ワイヤとトーチ棒とが接触する状態の時は、
「＋12V」がダイオードＤおよび電流制御抵抗１
３を介して接地ライン（GND）に流れるように
なり、放電部に電流が流れることを検出するよう
になる。

タイマー部２７は、例えば入力特性が電源電圧
の1/3以下となつた時にトリガされ動作状態とな
るICによるタイマー回路２９（例えばNE555）
と、抵抗Ｒ２、コンデンサＣ２の積分回路、さら
にコンデンサＣ３からなる。そして、上記センサ
部２６からの検出信号は、タイマー回路２９に供
給する。

さらに、インターフエース回路２８は一次側ダ
イオードおよび二次側トランジスタからなるフオ
トカプラPCと、これにダーリントン接続したト
ランジスタTr、さらに電源を供給する抵抗Ｒ３
および発光素子LEDからなる。

すなわち、上記のようなワイヤ異常検出制御部
２５において、静止状態の場合にはタイマー回路
２９の入力ピンNo.２のレベルは、抵抗Ｒ１によつ
て約12（Ｖ）にプルアツプされている。このタイ
マー回路２９は前述したように電源電圧に対して
１／３以下になつた時にトリガされるものであるた
め、この12（Ｖ）（入力電源電圧）の状態ではタイ
マー動作はしない。したがつて、この時のタイマ
ー回路２９の出力ピンNo.３のレベルはローレベル
となり、フオトカプラPCの一次側ダイオードに
電流が流れ、発光素子LEDが発光表示すると共
にダーリントン接続されたトランジスタTrがオ
ンの状態となる。したがつて、放電を検知するフ
オトカプラ１９よりの放電検知信号は、インタフ
エース回路２８を介して制御部２０に送られる。
すなわち、第７図のａにＡで示すようにパルス状
高電圧信号が発生し、ワイヤ１５とトーチ棒１７
との間で放電された時に、同図のｄに示すような
信号が制御部２０に送出され、ボンデイングが正
常に行なわれていることを指示するようになる。

これに対して、ワイヤ１５がクランプ１６から
外れている場合には、第７図のａに示す正常の放
電タイミングに対して、同図のｂに示すようにや
や速いタイミングでワイヤ１５とトーチ棒１７と
が接触する。このようにワイヤ１５とトーチ棒１
７とが接触すると、電流制限抵抗１３および放電
ギヤツプ１４を介して抵抗Ｒ１が接地される状態
となり、入力電圧12Vは抵抗Ｒ１と流れた電流の
積の電圧降下を起こし、タイマー回路２９の入力
ピンNo.２の電位は入力電圧の1/3以下となる。し
たがつて、タイマー回路２９はトリガされ、抵抗
Ｒ２、コンデンサＣ２による積分回路の時定数に
よつて、第７図のｃに示すように一定時間（例え
ば330m_s）の範囲で出力ピンNo.３のレベルはハイ
レベルとなる。したがつて、フオトカプラPCの
一次側ダイオードに流れる電流は遮断され、発光
素子LEDは消灯し、トランジスタTrがオフ状態
となつて、フオトカプラ１９と制御部２０との回
路を遮断するようになる。

すなわち、スイツチング部１１からの指令で、
第７図のａで示すような放電指令信号が発生し、
接触したワイヤ１５とトーチ棒１７を介して、放
電の場合と同じような信号がフオトカプラ１９で
検知されたとしても、その信号は誤放電信号と判
別されて、制御部２０への送出がカツトされるよ
うになる。

その他、ダイオードＤは放電時に印加される高
電圧をカツトし、コンデンサＣ１，Ｃ２はノイズ
吸収の作用をするようになり、さらに抵抗Ｒ３は
電流制限抵抗として作用する。

尚、タイマー回路２９としても入力特性の電源
電圧の1/3以下の電圧でトリガするものとしたの
は、次のような理由による。すなわち、電流制限
抵抗１３を通してスイツチングすると、タイマー
回路の入力ピンの電圧は零とはならず数（Ｖ）の
電圧が発生する状態となる。したがつて、一般の
デイスクリート素子やICでは、正常なスイツチ
ング動作はしない。また、タイマー回路を放電ギ
ヤツプ１４に対して直接接続する状態とすると、
ノイズに対して誤動作を生じ易くなり、これらの
点を満足させるためにタイマー回路２９の入力特
性を、電源電圧の1/3以下の電圧でトリガされる
素子で構成するようにしたものである。

上記実施例においては、ワイヤクランプ抜けに
対応する誤放電信号の遮断を、フオトカプラ１９
と制御部２０との間のインタフエース回路２８を
断とすることにより実現した。しかし、高圧部や
ワークの特性によつては、放電ギヤツプに短絡電
流が流れては不都合な場合がある。このような時
には、インタフエース回路２８のトランジスタ
Trからの信号によつて、スイツチング部１１を
カツト状態にするか、あるいはリセツト状態とな
るインタフエース回路によつてスイツチング部１
１に指令信号を送出し、高圧部１２に対する指令
を断つようにすれば、ワイヤ１５とトーチ棒１７
とが接触してもそこには短絡電流が流れることな
く、結果として制御部２０に対する誤放電信号を
遮断することになり、ワイヤボンド装置の停止制
御が実行されるようになる。

以上のようにこの発明によれば、ワイヤクラン
プ抜けによる不良率（この不良率はクランプ抜け
に限らず、ワイヤとトーチ棒が接触することによ
り発生する不良をも含む）は、従来の0.5％以下
とすることができ、ワイヤボンド装置の制御に大
きな効果を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のワイヤボンド装置を説明する構
成図、第２図および第３図はそれぞれワイヤボン
ドの放電部の状態を説明する図、第４図は上記放
電部のトーチ棒とワイヤとの関係を説明する図、
第５図はこの発明の一実施例に係るワイヤボンド
装置を説明する構成図、第６図は上記装置のワイ
ヤ異常検出制御部を示す回路図、第７図は上記装
置の作用を説明する図である。 １１…スイツチング部、１２…高圧部、１３…
電流制限抵抗、１４…放電ギヤツプ、１５…ワイ
ヤ、１６…クランプ、１７…トーチ棒、１８…ボ
ール、１９…フオトカプラ、２０…ワイヤボンド
制御部、２５…ワイヤ異常検出制御部、２６…セ
ンサ部、２７…タイマー部、２８…インタフエー
ス回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ワイヤボンド装置におけるワイヤクランプ抜
   けを検出する装置において、ワイヤボンド装置稼
   動中、ワイヤクランプ部からワイヤが外れた場合
   にボンデイングワイヤとトーチ棒との接触により
   流れる電流を検知する手段と、この電流検知に対
   応して特定される時間の範囲で放電信号をワイヤ
   ボンド制御部に供給するインタフエース回路を制
   御し放電検知信号がワイヤボンド制御部に供給さ
   れることがないようにする手段とを具備したこと
   を特徴とするワイヤクランプ抜け検出装置。