JPH02187286A - 自動ワイヤ接着装置 - Google Patents
自動ワイヤ接着装置Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、自動ワイヤ接着装置、特に、アルミワイヤを
使用するウェッジ接着装置に関するやこの接着装置は、
接着工程中に、ワイヤとこのワイヤを接着すべき面との
間の接着の品質を監視する手段を備えるものである。
使用するウェッジ接着装置に関するやこの接着装置は、
接着工程中に、ワイヤとこのワイヤを接着すべき面との
間の接着の品質を監視する手段を備えるものである。
ワイヤ接着は、細い金属ワイヤ、典型的には直径１２ミ
クロンから５００ミクロンのワイヤにより、半導体部品
中にて電気的な接続をする工程である。ワイヤ接着技術
を使ってすることができる電気的接続の例としては、分
離したチップ又は集積したチップとそれ等のパッケージ
の接触リードとの間の接続や、ハイブリッド回路の場合
において、挿入されたモノリシック（ｍｔｎｏｌｉｔｈ
ｉｃ）部品とそれらを含むフィルム回路との間の接続が
ある。
クロンから５００ミクロンのワイヤにより、半導体部品
中にて電気的な接続をする工程である。ワイヤ接着技術
を使ってすることができる電気的接続の例としては、分
離したチップ又は集積したチップとそれ等のパッケージ
の接触リードとの間の接続や、ハイブリッド回路の場合
において、挿入されたモノリシック（ｍｔｎｏｌｉｔｈ
ｉｃ）部品とそれらを含むフィルム回路との間の接続が
ある。
これまでに、多くのワイヤ接着技術が開発されてきた。
そして、特に成功しているのは、超音波を使うマイクロ
溶接技術である。そのような技術を行なうことのできる
自動ワイヤ接着装置はドイウ特許出願ＮａＰ３３ ４３
７３８号に述べられている。アルミワイヤは、それを
接着すべき接触面に接触しながら、その酸化層を破るよ
うに、それを接着すべき面の方向に激しく動かされる。
溶接技術である。そのような技術を行なうことのできる
自動ワイヤ接着装置はドイウ特許出願ＮａＰ３３ ４３
７３８号に述べられている。アルミワイヤは、それを
接着すべき接触面に接触しながら、その酸化層を破るよ
うに、それを接着すべき面の方向に激しく動かされる。
そのワイヤは、そこで圧力をかけられ、その２つの材料
の間に永久的な接合が形成される。そのワイヤの運動は
、高周波の機械的振動を生ずるように超音波発生器によ
り励振される超音波変換器により、引き起こされる。
の間に永久的な接合が形成される。そのワイヤの運動は
、高周波の機械的振動を生ずるように超音波発生器によ
り励振される超音波変換器により、引き起こされる。
ウェッジ接着として知られる特定のワイヤ接着方法では
、超音波エネルギーは、使用されるワイヤのサイズに応
じて１から５０ワツトの範囲で供給される。その超音波
エネルギーは、ウェッジとして知られる特殊工具により
アルミワイヤに向けられる。そのワイヤは、ウェッジの
底にある穴を通して供給される。アルミワイヤの付いた
ウェッジがそのワイヤを接着すべき面に接触すると、動
きは止まる。そのワイヤは、接着重量として知られる、
ある特定の小さい力で押し付けられ、そのワイヤは僅か
に変形する。この僅かな変形は予変形（ｐｒｅ−ｄｅｆ
ｏｒｍａｔｉｏｎ ）として知られている。ここで、超
音波エネルギーがスイッチオンされ、溶接工程が始まる
。この間に、アルミワイヤの直径は、数ミクロン縮まる
。実際の縮小量はワイヤのサイズ、機械的特性及び正確
な化学的性質に従う。
、超音波エネルギーは、使用されるワイヤのサイズに応
じて１から５０ワツトの範囲で供給される。その超音波
エネルギーは、ウェッジとして知られる特殊工具により
アルミワイヤに向けられる。そのワイヤは、ウェッジの
底にある穴を通して供給される。アルミワイヤの付いた
ウェッジがそのワイヤを接着すべき面に接触すると、動
きは止まる。そのワイヤは、接着重量として知られる、
ある特定の小さい力で押し付けられ、そのワイヤは僅か
に変形する。この僅かな変形は予変形（ｐｒｅ−ｄｅｆ
ｏｒｍａｔｉｏｎ ）として知られている。ここで、超
音波エネルギーがスイッチオンされ、溶接工程が始まる
。この間に、アルミワイヤの直径は、数ミクロン縮まる
。実際の縮小量はワイヤのサイズ、機械的特性及び正確
な化学的性質に従う。
自動ワイヤ接着装置では、その工程においてできるだけ
十分な管理をすることと、接着がうまくできたか否かを
判断することができることが重要である。特にウェッジ
の動きを停止することができるように、いつアルミワイ
ヤ付のウェッジがワイヤを接着すべき面に接触するかを
確認できることが重要である。また、ワイヤ接着装置の
運転者が、接着がうまくできたかを、後に続く試験手順
においてよりも、接着のときに確認することができれば
非常に有用である。自動ワイヤ接着装置の単位時間当た
りの処理は非常に速いので、その接着が行なわれている
ときに直ちに検査できれば、有利である。そうすれば、
不満足な接着が形成されたらすぐに、工程を停止し、接
着状態をチエツクし、大量の不満足な接着による生産を
防止でき、そしてその結果として生ずる時間の無駄と高
価な部品や材料の無駄を防止することができるからであ
る。
十分な管理をすることと、接着がうまくできたか否かを
判断することができることが重要である。特にウェッジ
の動きを停止することができるように、いつアルミワイ
ヤ付のウェッジがワイヤを接着すべき面に接触するかを
確認できることが重要である。また、ワイヤ接着装置の
運転者が、接着がうまくできたかを、後に続く試験手順
においてよりも、接着のときに確認することができれば
非常に有用である。自動ワイヤ接着装置の単位時間当た
りの処理は非常に速いので、その接着が行なわれている
ときに直ちに検査できれば、有利である。そうすれば、
不満足な接着が形成されたらすぐに、工程を停止し、接
着状態をチエツクし、大量の不満足な接着による生産を
防止でき、そしてその結果として生ずる時間の無駄と高
価な部品や材料の無駄を防止することができるからであ
る。
現在商業的に使用されているほとんどのワイヤ接着機械
は、ループプル（ｉｏｏｐ−ｐｕｌｌ ）テストとして
知られるテストを使って、接着が完了した後に接着がう
まくできたか否かしかチエツクできない。このテストは
破壊試験方式として典型的に使用されるものである。こ
の方式においては、試料は、破壊に至るまで試験される
が、ここでは２つの接着部間のループを引っ張り、必要
とした破壊力と破壊が生じた点を記録する。一般には、
ワイヤが力の加えられた２つの接着部間のほぼ等距離の
点で切れたら、接着は合格と判断される。もし、破壊が
接着部自身で起こり、ワイヤがそれが接着されたはずの
面から離れて取れてしまったならば、これは接着が不十
分であったためと判断される。
は、ループプル（ｉｏｏｐ−ｐｕｌｌ ）テストとして
知られるテストを使って、接着が完了した後に接着がう
まくできたか否かしかチエツクできない。このテストは
破壊試験方式として典型的に使用されるものである。こ
の方式においては、試料は、破壊に至るまで試験される
が、ここでは２つの接着部間のループを引っ張り、必要
とした破壊力と破壊が生じた点を記録する。一般には、
ワイヤが力の加えられた２つの接着部間のほぼ等距離の
点で切れたら、接着は合格と判断される。もし、破壊が
接着部自身で起こり、ワイヤがそれが接着されたはずの
面から離れて取れてしまったならば、これは接着が不十
分であったためと判断される。
もし、その代わりにワイヤが接着部に近いところ、いわ
ゆるヒール（ｈｅｅｌ）において、切れたならば、これ
は一般に過接着（０νｅｒ−ｂｏｎｄｉｎｇ）の結果で
ある。この過接着においては、過剰な圧力または過剰な
超音波エネルギーがワイヤに加えられ、ワイヤは過剰に
変形する。
ゆるヒール（ｈｅｅｌ）において、切れたならば、これ
は一般に過接着（０νｅｒ−ｂｏｎｄｉｎｇ）の結果で
ある。この過接着においては、過剰な圧力または過剰な
超音波エネルギーがワイヤに加えられ、ワイヤは過剰に
変形する。
接着がうまくできたか否かを、接着のときにチエツクす
るために、多くの方式が提案されてきた。
るために、多くの方式が提案されてきた。
しかし、このようにして提案された方式のどれもが、完
全に成功したとは言えず、またその装置がすることを要
求されている、全範囲接着のためには適していない。加
えるに、これらの方式は高価な機器を必要とするもので
あった。
全に成功したとは言えず、またその装置がすることを要
求されている、全範囲接着のためには適していない。加
えるに、これらの方式は高価な機器を必要とするもので
あった。
提案された方式の一つは、アルミワイヤとそれが接着さ
れるべき面との間の電気的接触があるか否かを判断する
。この方式は、面が特定の電圧に接続され得るものであ
るときにしか使用できない。
れるべき面との間の電気的接触があるか否かを判断する
。この方式は、面が特定の電圧に接続され得るものであ
るときにしか使用できない。
現実的には、このことは、その方式は接着が引き出しフ
レーム（ｌｅａｄ ｆｒａｍｅ）にされているところに
しか使用されない、ということを意味する。
レーム（ｌｅａｄ ｆｒａｍｅ）にされているところに
しか使用されない、ということを意味する。
他の提案では、多くの良好な接着部からのデータ（溶接
に使用される超音波発生器の周波数と電流）が電子的に
サンプルされ、基準値が作られる。
に使用される超音波発生器の周波数と電流）が電子的に
サンプルされ、基準値が作られる。
後続の全ての接着部から得られる同様なデータが、この
基準値と比較される。この方式は、引き出しフレームの
ような再現性のある製造パラメータを持ったユニットで
はうまく働くが、部品と接着部が広い許容誤差を持った
商業的な異種の用途には適さない。
基準値と比較される。この方式は、引き出しフレームの
ような再現性のある製造パラメータを持ったユニットで
はうまく働くが、部品と接着部が広い許容誤差を持った
商業的な異種の用途には適さない。
別の提案は、使用されるアルミワイヤの量を測り、また
接着中に電気信号を機械的運動に変換する変換器の偏差
を測ることを含むものである。これらの提案のいずれも
が現実には満足なものとは言えない。
接着中に電気信号を機械的運動に変換する変換器の偏差
を測ることを含むものである。これらの提案のいずれも
が現実には満足なものとは言えない。
この発明は、上記の問題を減少し又は実質的に除去する
自動ワイヤ接着装置を提供すること、特に接着の形成が
接着した時に検査できる自動ワイヤ接着装置を提供する
ことを口約とする。
自動ワイヤ接着装置を提供すること、特に接着の形成が
接着した時に検査できる自動ワイヤ接着装置を提供する
ことを口約とする。
（課題を解決するための手段〕
本発明は、超音波変換器に載せた接着工具を備えた接着
ヘッドと、電子又は電気部品の接触面に対して、適当な
ワイヤサプライから引き出されるワイヤであるアルミワ
・Ｃヤを押し付けるように機械の操作において調整され
る、工具のチップと、ワイヤサプライから引き出される
ワイヤをクランプするワイヤクランプとを備え、そのワ
イヤクランプは、一般的には、接着完了後スプールから
引き出されたワイヤの自由端を位置決めするために適切
にワイヤを供給する方向に前後に可動なワイヤクランプ
である、アルミワイヤを使用するウェッジ接着のための
自動ワイヤ接着装置において、ワイヤとそれを接着すべ
き面との間に形成される接着の品質を接着中に監視する
手段を備え、その監視は超音波励振によるワイヤの変形
に対する予め定められた最高値と最低値の間に納まらな
い接着部を見分けることにより行なうことを特徴とする
自動ワイヤ接着装置を提供する。
ヘッドと、電子又は電気部品の接触面に対して、適当な
ワイヤサプライから引き出されるワイヤであるアルミワ
・Ｃヤを押し付けるように機械の操作において調整され
る、工具のチップと、ワイヤサプライから引き出される
ワイヤをクランプするワイヤクランプとを備え、そのワ
イヤクランプは、一般的には、接着完了後スプールから
引き出されたワイヤの自由端を位置決めするために適切
にワイヤを供給する方向に前後に可動なワイヤクランプ
である、アルミワイヤを使用するウェッジ接着のための
自動ワイヤ接着装置において、ワイヤとそれを接着すべ
き面との間に形成される接着の品質を接着中に監視する
手段を備え、その監視は超音波励振によるワイヤの変形
に対する予め定められた最高値と最低値の間に納まらな
い接着部を見分けることにより行なうことを特徴とする
自動ワイヤ接着装置を提供する。
また、本発明による、接着中に接着の品質を監視するた
めの手段は、接着がうまく形成されたか否かを判断する
のに、又接着が企図する最終用途に対して規定される要
項を満足するかを判断するのに使うことができるもので
ある。
めの手段は、接着がうまく形成されたか否かを判断する
のに、又接着が企図する最終用途に対して規定される要
項を満足するかを判断するのに使うことができるもので
ある。
また、本発明による、接着の品質監視のための手段は、
接着工程中にウェッジの位置の変化を測定するためのセ
ンサを備える。
接着工程中にウェッジの位置の変化を測定するためのセ
ンサを備える。
適当なセンサとしては、線形応答距離測定センサ、特に
線形応答可動線輪センサ（目ｎｅａｒ ｒｅｓｐ。
線形応答可動線輪センサ（目ｎｅａｒ ｒｅｓｐ。
ｎｓｅ ｍｏｖｉｎｇ ｃｏｉｌ ５ｅｎｓｏｒ）又は
光学的センサを含む。線形応答可動線輪センサとしては
、例えば出力振幅が線形的に変化するＩＭＨｚのＬ−Ｃ
共振器は特に適していることが分かっている。
光学的センサを含む。線形応答可動線輪センサとしては
、例えば出力振幅が線形的に変化するＩＭＨｚのＬ−Ｃ
共振器は特に適していることが分かっている。
本発明による自動ワイヤ接着装置は、望ましくは、さら
に各接着毎に、相対変形／時間カーブを標準相対変形／
時間カーブと、接着中に比較するための手段を備える。
に各接着毎に、相対変形／時間カーブを標準相対変形／
時間カーブと、接着中に比較するための手段を備える。
第１図に示すように、自動ワイヤ接着機は超音波振動変
換器６のホーン４にとりつけられた接着ウェッジ２を備
える。ホーン４は、軸２４において軸支持されており、
そして上方に延びた板２０を備える。この板２０はポン
ドウェイト （ｂｏｎｄｗｅｉｇｈｔ）ばね１４により
時計方向に力をくわえられている。ワイヤ８は、部品１
６に接着するために、ワイヤフィーダスプール１０から
ワイヤクランプ（図示せず）のあご１２に供給される。
換器６のホーン４にとりつけられた接着ウェッジ２を備
える。ホーン４は、軸２４において軸支持されており、
そして上方に延びた板２０を備える。この板２０はポン
ドウェイト （ｂｏｎｄｗｅｉｇｈｔ）ばね１４により
時計方向に力をくわえられている。ワイヤ８は、部品１
６に接着するために、ワイヤフィーダスプール１０から
ワイヤクランプ（図示せず）のあご１２に供給される。
ワイヤ８は部品の面１６に接着されるべきであり、その
ボンドウェイトばね工４は、ワイヤ８がその面１Ｇに接
触しているところにおいて、接着ワイヤ８に、公知の方
法で、力を加えている。この自動ワイヤ接着機はさらに
、距離測定器を具備しており、この距離測定器は、接着
操作中に、２２の方向における板２０の運動を測定する
ためのセンサ１８を備える。板２０の運動はウェッジ２
の運動に直接的に比例することが分かる。ウェッジの運
動はそれ自身接着工程中接着ワイヤ８の変形に直接的に
依存する。
ボンドウェイトばね工４は、ワイヤ８がその面１Ｇに接
触しているところにおいて、接着ワイヤ８に、公知の方
法で、力を加えている。この自動ワイヤ接着機はさらに
、距離測定器を具備しており、この距離測定器は、接着
操作中に、２２の方向における板２０の運動を測定する
ためのセンサ１８を備える。板２０の運動はウェッジ２
の運動に直接的に比例することが分かる。ウェッジの運
動はそれ自身接着工程中接着ワイヤ８の変形に直接的に
依存する。
この自動ワイヤ接着機の操作中、ウェッジ２は、先ず部
品１６にぶつかったワイヤ８と接触する。
品１６にぶつかったワイヤ８と接触する。
それから、制御手段（図示せず）が、ウェッジ２により
ワイヤ８の予変形（ｐｒｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を
起こさせるようにばね１４を働かせ、また板２０をゼロ
位置に動かす。センサ１８の読み、すなわち、予変形の
後のレベルが、超音波励振における変形量の測定のため
のゼロ値として取られる。それから、超音波変換器６は
スイッチオンし、ウェッジ２はワイヤ８をさらに変形さ
せ、そのワイヤを部品１６に接着する。そして、ウェッ
ジ２の運動はセンサ１８により検知される。もはや変形
しなくなったとき、その超音波変換器６はスイッチオフ
される。このようにして、各接着のための超音波励振時
間は確実に最小限に抑えられ、そして、接着の品質は確
実に許容範囲内に納められ、かくしてその機械は最適の
利用が確保される。
ワイヤ８の予変形（ｐｒｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を
起こさせるようにばね１４を働かせ、また板２０をゼロ
位置に動かす。センサ１８の読み、すなわち、予変形の
後のレベルが、超音波励振における変形量の測定のため
のゼロ値として取られる。それから、超音波変換器６は
スイッチオンし、ウェッジ２はワイヤ８をさらに変形さ
せ、そのワイヤを部品１６に接着する。そして、ウェッ
ジ２の運動はセンサ１８により検知される。もはや変形
しなくなったとき、その超音波変換器６はスイッチオフ
される。このようにして、各接着のための超音波励振時
間は確実に最小限に抑えられ、そして、接着の品質は確
実に許容範囲内に納められ、かくしてその機械は最適の
利用が確保される。
板２０の運動はセンサー１８により検知され、ウェッジ
２の位置を示す信号が制御回路に与えられて、第３図に
線図的に示される特性が得られる。
２の位置を示す信号が制御回路に与えられて、第３図に
線図的に示される特性が得られる。
第２図は、ウェッジ２の効果によるワイヤ８の変形を示
す、拡大図である。
す、拡大図である。
第５図は、この発明によるセンサーが自動ワイヤ接着機
を制御するために、どの様に使用されてるかを示すブロ
ック線図である。
を制御するために、どの様に使用されてるかを示すブロ
ック線図である。
線形センサ１０１は、金属板の動きを検知して、正弦波
オシレータ１０２の振幅変化を生ずる。ＡＣ（交流）信
号１０３は、整流器１０４に供給され、この整流器はそ
のＡＣ信号をＤＣ（直流）電圧１０５に変換する。ＤＣ
電圧の変動は小さいので、増幅器１０６で増幅される。
オシレータ１０２の振幅変化を生ずる。ＡＣ（交流）信
号１０３は、整流器１０４に供給され、この整流器はそ
のＡＣ信号をＤＣ（直流）電圧１０５に変換する。ＤＣ
電圧の変動は小さいので、増幅器１０６で増幅される。
この増幅器１０６は増幅された信号１０７を出力する。
増幅信号１０７は、運動する金属板とセンサ１０１との
間の距離の直接的測定値を表わす。超音波電源がスイッ
チオンすると、°イネイブル”信号が接着機（ｂｏｎｄ
ｅｒ）により発っせられる。この点において、信号１０
７により表わされている、板からセンサ１０１までの距
離の初期値が、“サンプルアンドホールド（ｓａｍｐｌ
ｅ ａｎｄ ｈｏｌｄ ） ”回路１０Ｂに記憶され
る。
間の距離の直接的測定値を表わす。超音波電源がスイッ
チオンすると、°イネイブル”信号が接着機（ｂｏｎｄ
ｅｒ）により発っせられる。この点において、信号１０
７により表わされている、板からセンサ１０１までの距
離の初期値が、“サンプルアンドホールド（ｓａｍｐｌ
ｅ ａｎｄ ｈｏｌｄ ） ”回路１０Ｂに記憶され
る。
記憶された信号１０９と新たな信号１０７は、差動増幅
器１１０に供給される。この増幅器の出力１１１は、超
音波電源が加えられたとき、ワイヤの変形の絶対値をリ
ャルタイムで与える。
器１１０に供給される。この増幅器の出力１１１は、超
音波電源が加えられたとき、ワイヤの変形の絶対値をリ
ャルタイムで与える。
変形信号１１１は、ウィンドウディスクリミネータ１】
２により試験され、２つの限界値（可調整）すなわち、
第４図に示すような許容変形の最高値と最低値、の間に
あるか否かを調べる。
２により試験され、２つの限界値（可調整）すなわち、
第４図に示すような許容変形の最高値と最低値、の間に
あるか否かを調べる。
超音波エネルギがスイッチオフされると、イネイブル信
号は不活性状態にもどる。このスイッチングにより、偏
差信号１１３は、偏差ラッチ１１４においてラッチされ
、接着を制御する状態にはいる。
号は不活性状態にもどる。このスイッチングにより、偏
差信号１１３は、偏差ラッチ１１４においてラッチされ
、接着を制御する状態にはいる。
短時間の遅れの後に、そのサンプルプントホールド回路
１０８はスイッチによりサンプルモードにもどり、その
システムは次の測定の待機状態となる。
１０８はスイッチによりサンプルモードにもどり、その
システムは次の測定の待機状態となる。
第６図は第５図に追加する手段を示すブロック図である
。この図は、この発明によるセンサが、いかにして追加
的に使用されて、相対的変形／時間カーブを分析し、そ
れを標準の相対的変形／時間カーブと比較するかを示し
ている。
。この図は、この発明によるセンサが、いかにして追加
的に使用されて、相対的変形／時間カーブを分析し、そ
れを標準の相対的変形／時間カーブと比較するかを示し
ている。
センサからくる信号の前処理は、第５図と第６図の点１
０７までは同一である。点１０７にて、コンピュータ制
御のアナログ／デジタルコンパータ１２０が、マイクロ
コンピュータシステム１２２により処理することのでき
るデジタル信号１２１を生ずる。そのマイクロコンピュ
ータシステム１２２は、特殊ツーログラムを使用して、
上記第５図の説明にて既に議論した処理に加えて、相対
的変形／時間カーブを分析する。そのマイクロコンピュ
ータシステム１２２は、ＣＰ Ｕ （ｃｅｎｔｒａｌｐ
ｒｏｃｅｓｓｔｎｇ ｕｎｉｔ ） １２３、プログラ
マブルメモリ１２４そしてデータメモリ１２５を備える
。このデータメモリ１２５はホストインターフェース１
２６を介してホストコンピュータリンク１２７に接続さ
れる。接着の品質と変形／時間に関する情報は、接着操
作中に、ホストコンピュータに連続的に与えられる。
０７までは同一である。点１０７にて、コンピュータ制
御のアナログ／デジタルコンパータ１２０が、マイクロ
コンピュータシステム１２２により処理することのでき
るデジタル信号１２１を生ずる。そのマイクロコンピュ
ータシステム１２２は、特殊ツーログラムを使用して、
上記第５図の説明にて既に議論した処理に加えて、相対
的変形／時間カーブを分析する。そのマイクロコンピュ
ータシステム１２２は、ＣＰ Ｕ （ｃｅｎｔｒａｌｐ
ｒｏｃｅｓｓｔｎｇ ｕｎｉｔ ） １２３、プログラ
マブルメモリ１２４そしてデータメモリ１２５を備える
。このデータメモリ１２５はホストインターフェース１
２６を介してホストコンピュータリンク１２７に接続さ
れる。接着の品質と変形／時間に関する情報は、接着操
作中に、ホストコンピュータに連続的に与えられる。
自動ワイヤ接着工程を監視するための実際のシステムに
おいて、この発明による接着品質管理手段を使用するた
めに、次の操作手順が、行なわれる。
おいて、この発明による接着品質管理手段を使用するた
めに、次の操作手順が、行なわれる。
ワイヤ接着工程中に、ワイヤと種々の接触面との間で、
種々の特性を有する接着が形成される。
種々の特性を有する接着が形成される。
例えば、ワイヤが部品とサブストレートとの間に接続を
作るのに使用されるところでは、接着時間と接着パワー
のような種々の接着パラメータがワイヤ／サブストレー
ト接着とワイヤ／部品接着に対して要求される。特別の
接着に要する接着パラメータは、超音波発生器のチャネ
ルとして特定される。
作るのに使用されるところでは、接着時間と接着パワー
のような種々の接着パラメータがワイヤ／サブストレー
ト接着とワイヤ／部品接着に対して要求される。特別の
接着に要する接着パラメータは、超音波発生器のチャネ
ルとして特定される。
ステップ１
縦軸がホームポジションにある。
ステップ２
超音波発生器チャネルが選定される。線形センサ電圧が
サンプルされ、基準値として蓄積される。
サンプルされ、基準値として蓄積される。
ステップ３
ウェッジが傾斜位置に向かって垂直に動く。ワイヤが接
着されるべき面にウェッジが接触すると期待される位置
に近い傾斜位置において、そのウェッジはさらにゆっく
りと動く。
着されるべき面にウェッジが接触すると期待される位置
に近い傾斜位置において、そのウェッジはさらにゆっく
りと動く。
ステップ４
！１１重位置への垂直の動きが完了すると、ワイヤクラ
ンプが開き、センサはタッチダウンセンサ機能により活
性化する。
ンプが開き、センサはタッチダウンセンサ機能により活
性化する。
ステップ５
ボンドウェイトのスイッチが入り、ワイヤは予変形する
。
。
ステップ６
ウェッジは、サブストレート又は部品の実際の高さに応
じたボンド高さに向かって垂直に動く。
じたボンド高さに向かって垂直に動く。
実際のセンサ電圧は蓄積された基準電圧と連続的に比較
される。垂直運動は、電圧差がプログラムされた値を持
つに至ると停止する。このことは、ワイヤが面に接触し
、絶対的な行き過ぎ距離を与えているということを示す
。その実際の電圧が、接着品質評価のための新しい基準
値として蓄積される。
される。垂直運動は、電圧差がプログラムされた値を持
つに至ると停止する。このことは、ワイヤが面に接触し
、絶対的な行き過ぎ距離を与えているということを示す
。その実際の電圧が、接着品質評価のための新しい基準
値として蓄積される。
ステップ７
超音波発生器のスイッチが入る。超音波パワーによるワ
イヤの変形により引き起こされる距離センサの電圧変化
がサンプルされる。
イヤの変形により引き起こされる距離センサの電圧変化
がサンプルされる。
ステップ８
超音波発生器がスイッチオフされる。ワイヤクランプが
閉となる。変形カーブの形が評価され、それがプログラ
ムされた仕様に合致しているか否かが判断される。その
変形が予め設定された限界内にないときは、機械は停止
する。
閉となる。変形カーブの形が評価され、それがプログラ
ムされた仕様に合致しているか否かが判断される。その
変形が予め設定された限界内にないときは、機械は停止
する。
ステップ９
ウェッジは垂直に動き、ゼロ位置に戻る。
操作中、この発明に従った装置は、自動ワイヤ接着機に
より形成された接着が、その意図された最終的用途のた
めに要求される仕様内にあるかを判断するのに使用され
る。その装置は通常は、標準要項のために予めプログラ
ムされ供給されるが、いかなる特定の最終用途仕様に対
しても自由にプログラム可能である。実際問題として、
オペレータは多くの満足な接着及び不満足な接着に対す
る変形を記録し、これから許容できる接着品質に対する
最高と最低のレベルを確認する。
より形成された接着が、その意図された最終的用途のた
めに要求される仕様内にあるかを判断するのに使用され
る。その装置は通常は、標準要項のために予めプログラ
ムされ供給されるが、いかなる特定の最終用途仕様に対
しても自由にプログラム可能である。実際問題として、
オペレータは多くの満足な接着及び不満足な接着に対す
る変形を記録し、これから許容できる接着品質に対する
最高と最低のレベルを確認する。
第３図は多くの異なった接着条件に対する時間対接性ウ
ェッジ高さを示す図である。接着操作中には、ウェッジ
高さは変形に応対する。その変形はゼロレベルを示す。
ェッジ高さを示す図である。接着操作中には、ウェッジ
高さは変形に応対する。その変形はゼロレベルを示す。
そのゼロレベルは、超音波励振によるワイヤの変形の絶
対値を測定する基準となる予変形後の基準レベルとなる
。その時間は、予変形の終点を表わし、そこで、超音波
パワーはスイッチオンされる。その時間は変形の終点を
表わし、各カーブａ、ｂ、ｃとｄに対する点は、超音波
パワーがスイッチオフされる時間を表わす。
対値を測定する基準となる予変形後の基準レベルとなる
。その時間は、予変形の終点を表わし、そこで、超音波
パワーはスイッチオンされる。その時間は変形の終点を
表わし、各カーブａ、ｂ、ｃとｄに対する点は、超音波
パワーがスイッチオフされる時間を表わす。
カーブＡは変形が良好である接着を示し、その接着が満
足できることを示す。カーブＢは、超音波エネルギーの
スイッチオンの時間が長過ぎる接着を示す。接着は満足
できるが、余分な超音波時間は無駄時間となり、その機
械の単位時間当たりに処理できる仕事量を減らしている
。
足できることを示す。カーブＢは、超音波エネルギーの
スイッチオンの時間が長過ぎる接着を示す。接着は満足
できるが、余分な超音波時間は無駄時間となり、その機
械の単位時間当たりに処理できる仕事量を減らしている
。
カーブＣは、変形が高すぎる接着を示す。そのような環
境下では、ワイヤは偏平になり過ぎる。
境下では、ワイヤは偏平になり過ぎる。
通常は、ワイヤが偏平となり最終的な寸法が、その最初
の直径の２．５倍になるまで、許容できる。
の直径の２．５倍になるまで、許容できる。
ワイヤが偏平になり過ぎると、仕上がった接着部は部品
の表面を広く占領しすぎる。過接着のさらなる不利な点
は、強度が不充分なためにワイヤが引っ張られたとき、
接着部に近いヒールにおいて、ワイヤが切断する傾向が
あることである。過変形は、高すぎるエネルギーとあい
まって高すぎるボンドウェイト、高すぎる超音波エネル
ギー又は長すぎる超音波励振時間により引き起こされる
。
の表面を広く占領しすぎる。過接着のさらなる不利な点
は、強度が不充分なためにワイヤが引っ張られたとき、
接着部に近いヒールにおいて、ワイヤが切断する傾向が
あることである。過変形は、高すぎるエネルギーとあい
まって高すぎるボンドウェイト、高すぎる超音波エネル
ギー又は長すぎる超音波励振時間により引き起こされる
。
カーブＤは、変形が十分には高くない接着を示す。これ
は結果として、ワイヤと表面の接着が弱過ぎ、ワイヤが
浮き上がりまたサブストレートから離れる傾向をもたら
す。
は結果として、ワイヤと表面の接着が弱過ぎ、ワイヤが
浮き上がりまたサブストレートから離れる傾向をもたら
す。
一般論とし、予変形が最大値で全変形の１７３で、残り
の２／３が超音波励振による場合に、満足な接着が期待
できる。
の２／３が超音波励振による場合に、満足な接着が期待
できる。
第４図のグラフ上の、ＭＡＸとＭＩＮの記号のふっであ
る点線が線形の許容値の最高と最低を示す。双頭矢印か
ら分かるように、また上で述べたように、この最高値と
最低値は、接着される装置又は部品の最終用途要項に応
じて調整できる。
る点線が線形の許容値の最高と最低を示す。双頭矢印か
ら分かるように、また上で述べたように、この最高値と
最低値は、接着される装置又は部品の最終用途要項に応
じて調整できる。
第４図に示されるように、カーブ２は最高値と最低値の
間に納まっているので、接着が満足できることを意味す
る偏差信号“１”を発する。カーブ１は、変形の最低レ
ベルより下にあるので、接着が不満足であることを意味
する偏差信号“０”を発する。カーブ３は、変形の最高
値を越えているので、やはり偏差信号“０”を発する。
間に納まっているので、接着が満足できることを意味す
る偏差信号“１”を発する。カーブ１は、変形の最低レ
ベルより下にあるので、接着が不満足であることを意味
する偏差信号“０”を発する。カーブ３は、変形の最高
値を越えているので、やはり偏差信号“０”を発する。
第７図に示すように、超音波接着中の時間対変形のカー
ブの形は、接着の品質をチエツクするのに使用できる。
ブの形は、接着の品質をチエツクするのに使用できる。
カーブ（ａ）は正しい変形／時間性能を示す、しかしな
がら、カーブｆｂ）では、最高の変形は、最高相対変形
に達するのに必要な平均時間と比べて、非常に短時間で
達成される。これは、多くの理由より生じ得る。例えば
、接着ワイヤがウェッジの下に正しく置かれていなかっ
た場合や、又接着高さの検知が不正確であった場合であ
る。
がら、カーブｆｂ）では、最高の変形は、最高相対変形
に達するのに必要な平均時間と比べて、非常に短時間で
達成される。これは、多くの理由より生じ得る。例えば
、接着ワイヤがウェッジの下に正しく置かれていなかっ
た場合や、又接着高さの検知が不正確であった場合であ
る。
変形／時間カーブの形によって接着の問題が起こり得る
場合その問題についての情報が与えられ、また、接着部
が変形要項に合致はしているが、接着の品質に劣化が生
じていることも示される。その結果オペ−レータは、接
着工程を止め、そして検知の問題が発生する前に、機械
に対して必要な調整をほどこすことができる。
場合その問題についての情報が与えられ、また、接着部
が変形要項に合致はしているが、接着の品質に劣化が生
じていることも示される。その結果オペ−レータは、接
着工程を止め、そして検知の問題が発生する前に、機械
に対して必要な調整をほどこすことができる。
第１図は、接着部の品質を監視する手段を備えた自動ワ
イヤ接着機の一部を示す図であり、接着ウェッジとワイ
ヤクランプ付の変換器を備えた接着ヘッドを示す図であ
る。 第２図は、接着ワイヤの変形を示す拡大図である。 第３図は、時間対ウェッジ位置を示す図であり、満足な
接着を示すカーブが表示されている図である。 第４図は、接着が不満足なものあるときの偏差信号の発
生を示す図である。 第５図は、ワイヤ接着の形成の監視を示すブロック図で
ある。 第６図は、ワイヤ接着の形成の監視と相対的変形／時間
カーブの分析を示すプロ・ツク図である。 第７図は、時間対相対変形を示すグラフであり、。 満足な変形／時間特性と不満足な変形／時間特性を示す
カーブを示すグラフである。 １・・・・・・接着ウェッジ、４・・・・・・ホーン、
６・・・・・・超音波振動変換器、８・・・・・・ワイ
ヤ 、１４・・・・・・ポンドウエイト、１８・・・・
・・センサ、２０・・・・・・板、１０１・・・・・・
センサ、１０２・・・・・・正弦波オシレータ、１０３
・・・・・・ＡＣ（８号、１０４・・・・・・整流器、
１０５・・・・・・ＤＣ電圧、１０７・・・・・・増幅
信号、１０８・・・・・・サンプルアンドホールド回路
、１０９・・・・・・記憶信号、１２０・・・・・・デ
ジタル変換器、１２１・・・・・・デジタル信号、１２
２・・・・・・マイクロコンピュータシステム、１２３
・・・・・・ＣＰＵ、１２６・・・・・・ホストインタ
フェース、１２７・・・・・・ホストコンピュータリン
ク。 ＼
イヤ接着機の一部を示す図であり、接着ウェッジとワイ
ヤクランプ付の変換器を備えた接着ヘッドを示す図であ
る。 第２図は、接着ワイヤの変形を示す拡大図である。 第３図は、時間対ウェッジ位置を示す図であり、満足な
接着を示すカーブが表示されている図である。 第４図は、接着が不満足なものあるときの偏差信号の発
生を示す図である。 第５図は、ワイヤ接着の形成の監視を示すブロック図で
ある。 第６図は、ワイヤ接着の形成の監視と相対的変形／時間
カーブの分析を示すプロ・ツク図である。 第７図は、時間対相対変形を示すグラフであり、。 満足な変形／時間特性と不満足な変形／時間特性を示す
カーブを示すグラフである。 １・・・・・・接着ウェッジ、４・・・・・・ホーン、
６・・・・・・超音波振動変換器、８・・・・・・ワイ
ヤ 、１４・・・・・・ポンドウエイト、１８・・・・
・・センサ、２０・・・・・・板、１０１・・・・・・
センサ、１０２・・・・・・正弦波オシレータ、１０３
・・・・・・ＡＣ（８号、１０４・・・・・・整流器、
１０５・・・・・・ＤＣ電圧、１０７・・・・・・増幅
信号、１０８・・・・・・サンプルアンドホールド回路
、１０９・・・・・・記憶信号、１２０・・・・・・デ
ジタル変換器、１２１・・・・・・デジタル信号、１２
２・・・・・・マイクロコンピュータシステム、１２３
・・・・・・ＣＰＵ、１２６・・・・・・ホストインタ
フェース、１２７・・・・・・ホストコンピュータリン
ク。 ＼
Claims (4)
- （１）超音波変換器に取り付けた接着工具を備えた接着
ヘッドと、電子部品又は電気部品の接触面に対して、適
当なワイヤサプライから引き出されるアルミニウムワイ
ヤを押し付けるように操作中に配置された工具の接着チ
ップと、ワイヤサプライから引き出されるワイヤをクラ
ンプするワイヤクランプであって、接着操作完了後スプ
ールから引き出されたワイヤの自由端を位置決めするた
めに、一般的には、適切にワイヤを供給する方向に前後
に可動するワイヤランプとを備えるアルミワイヤを使用
するウェッジ接着用の自動ワイヤ接着装置において、ワ
イヤとこのワイヤを接着すべき面との間に形成される接
着の品質を接着中に監視する手段を備え、 その監視は、超音波励振によるワイヤの変形に対する所
定の最高値と最低値の間に納まらない接着部を見分ける
ことにより行なうことを特徴とする自動ワイヤ接着装置
。 - （２）前記接着の品質を監視するための手段が接着工程
中にウェッジの位置の変化を追うための線形応答距離セ
ンサを備えることを特徴とする請求項１記載の自動ワイ
ヤ接着装置。 - （３）前記線形応答距離測定センサが線形応答可動線輪
センサ（ｌｉｎｅａｒ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｍｏｖｉｎ
ｇ ｃｏｉｌ ｓｅｎｓｏｒ）である請求項２記載の装
置。 - （４）接着中に、各接着毎に相対変形／時間カーブを標
準相対変形／時間カーブと比較するための手段を備える
ことを特徴とする、請求項１ないし３いずれかに記載の
自動ワイヤ接着装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8826488.2 | 1988-11-11 | ||
| GB888826488A GB8826488D0 (en) | 1988-11-11 | 1988-11-11 | Quality control for wire bonding |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187286A true JPH02187286A (ja) | 1990-07-23 |
Family
ID=10646748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1294761A Pending JPH02187286A (ja) | 1988-11-11 | 1989-11-13 | 自動ワイヤ接着装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4984730A (ja) |
| EP (1) | EP0368533B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02187286A (ja) |
| DE (1) | DE68902904T2 (ja) |
| GB (1) | GB8826488D0 (ja) |
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| JP2017005228A (ja) * | 2015-06-16 | 2017-01-05 | 富士電機株式会社 | 良否判断装置、ワイヤボンダ装置及び良否判断方法 |
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-
1989
- 1989-10-31 DE DE8989311229T patent/DE68902904T2/de not_active Revoked
- 1989-10-31 EP EP89311229A patent/EP0368533B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-11-03 US US07/432,092 patent/US4984730A/en not_active Expired - Fee Related
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