JPH0298149A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はワイヤボンディング装置、特に、半導体装置の
組立工程に適用しうるワイヤボンディング装置に関する
。

〔従来の技術〕

従来の技術としては、例えば、特公昭６２−４３３３６
号公報に示されているようにワイヤボンディング装置が
ある。

従来のワイヤボンディング装置は、一端にキャピラリを
有し、他端には永久磁石とヨークからなる磁気回路の空
隙内を磁束と直角な面内で揺動可能なムービングコイル
を有し、磁気回路と協動して揺動型モータを構成する揺
動アームと、揺動アームの揺動角度を検出する位置検出
器及び揺動速度を検出する速度検出器を含んで構成され
る。

このワイヤボンディング装置は、位置検出器及び速度検
出器の出力を検知しながらキャピラリが半導体ペレット
のボンディングパッドの所定の距離に接近するまでは予
め定め九速度プロファイルに従って揺動アームが動き、
キャピラリが所定の距離に達し次後は揺動アームが一定
速度でボンディングパッドに接近し、キャピラリがボン
ディングパッドに接触して速度検出器の出力がゼロにな
っり後は、ムービングコイルに一定電流が流れるように
ムービングコイルの電流を制御している。

次に、従来のワイヤボンディング装置について図面を参
照して詳細に説明する。

第４図は従来のワイヤボンディング装置の一例を示す斜
視図である。図４において揺動アーム１は軸２の周シに
図中矢印のように揺動可能であり、揺動アーム１の一端
にはキャピラリ３、他端にはムービングコイル１０４が
取シ付けられている。

ムービングコイル１０４は永久磁石５１とヨーク５２に
よシ構成される磁気回路５の空隙内にあり、ムービング
コイル１０４に電流を流すことによりアームｌを駆動し
、アーム１の位置と速度はそれぞれ軸２に取り付けられ
た位置検出器６及び速度検出器７によシ検出される。キ
ャピラリ３は金線８を保持し、金線８の先端を半導体ペ
レット９のボンディングパッドに押圧し、ボンディング
する。

次に、第５図によ多動作を説明する。速度指令回路１１
０はキャピラリ３がペレット９の上方から所定の高さに
下降するまでは、あらかじめキャピラリが短時間で移動
できるように設定したプロファイルに従って速度指令信
号を比較回路１１１に出力し、比較回路１１１から出力
された差信号が切シ替え回路１１３によシ選択され駆動
回路１１４を経てムービングコイル１０４が駆動され、
キャピラリ３はプロファイルにしたがって動作する。キ
ャピラリ３が所定の高さに達した後は、キャピラリ３と
ボンディングパッドが激突しないように速度指令回路１
１０からは低速の一定速度信号が出力され、キャピラリ
３は低速で下降しペレ、）１０９に接触する。

キャビ２す３がペレット９に接触して速度検出器７の出
力がゼロになると、切シ替え回路１１３は圧力指令回路
１１２から信号を選択し、ムービングコイル１０４に一
定電流を印加してペレット９に一定のボンディング圧力
を加える。

ところが、キャピラリ３がボンディングパッドに接触す
るまでは非常に低速であるため、動いているのか速度ゼ
ロなのかを検出するには、フィルタリング等のために、
ある程度の時間を必要とし、実際にキャピラリ３がボン
ディングパッドに接触してから速度ゼロを検出するまで
罠は若干の時間遅れが生じる。このため、キャピラリ３
とボンディングパッドが接触しても、この時間遅れの間
キャピラリ３は速度指令回路１１０で指令された速度で
動こうとするので、キャピラリ３は適切な加圧よシも大
きな力でボンディングパッドを加圧することとなる。

そのために、上述した従来のワイヤボンディング装置を
改良して、ムービングコイル１０４に印加する電流に’
Ｊ＜ツタを設けて、過度の加圧を防ぐ方式のワイヤボン
ディング装置も発明されている。しかし、高速ボンディ
ングを行うワイヤボンダでは揺動アームを短時間に加減
速するために、ムービングコイル１０４と磁気回路５と
から構成される揺動モータの駆動力と電流の比である推
力常数が大きいと、微少な電流に対しても大きな加圧力
を発生するので、電流リスツタの微妙な設定での完全な
制御は困難で、ボンディングパッドに過度の加圧を加え
るという欠点を完全には除去できず、ボンディングの信
頼性が低いという欠点があった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のワイヤボンディング装置は、揺動アーム
を駆動する揺動モータの推力常数が高いので、ムービン
グコイルに流す電流にりばツタを設けることでキャピラ
リとボンディングパッドとの接触時の加圧力の調整を行
っても、電流りｉワタの微妙な設定では完全な制御が困
難であるために１ボンディングバ、ドに過度の加圧を加
えやすくボンディングの信頼性が低いという欠点があっ
た。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のワイヤボンディング装置は、少くとも２個のコ
イルを有するムービングコイルと、一端にキャビシリを
有し他端には永久磁石とヨークからなる磁気回路の空隙
内を磁束と直角な面内で揺動可能に前記ムービングコイ
ルを設けて前記磁気回路と協働して揺動型モータを構成
する揺動アームと、前記揺動アームの揺動角度を検出す
る位置検出器と、前記揺動アームの揺動速度を検出する
速度検出器とを含んで構成される。

また、本発明のワイヤボンディング装置は、前記ムービ
ングコイルが第１コイルと第２コイルを有して前記第１
コイルの巻数が前記第２コイルの巻数の少くとも１０倍
となって構成される。

さらに、また、本発明のワイヤボンディング装置は、前
記キャビ２りが半導体ペレットのボンディングパッドか
ら所定の距離に到達するまでは前記位置検出器と前記速
度検出器からの出力信号を検知しながら前記第１コイル
と前記第２コイルに電流を印加して所定のプロファイル
に従って前記揺動アームを動かし、前記キャピラリが前
記所定の距離に達した後は前記揺動アームが一定の速度
で前記ボンディングパッドに接近するように第２コイル
だけに電流を印加し、前記キャピラリが前記ボンディン
グパッドに接触して前記速度検出器からの出力信号がゼ
ロになった後は前記第２コイルに一定電流を印加して前
記ムービングコイルの電流を制御する手段とを含んで構
成される。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第
２図は第１図の矢印人に示す側面図である。

第１図に示すワイヤボンディング装置において、揺動ア
ーム１は軸２の周りに図中矢印のようＫｍ動可能であり
、揺動アーム１の一端にはキャビラ！ｊ３、他ｍにはム
ービングコイル４が取り付けられている。ムービングコ
イル４は第２図に示すように第１コイル４１と第２コイ
ル４２とから構成されている。第１コイル４１の巻数は
ムービングコイル４の巻数の大多数をしめており、本実
施例では第２コイルの巻数の２０倍の巻数を持っている
。

ムービングコイル４はそれぞれ永久磁石５１とヨーク５
２により構成される磁気回路５の空隙内に存在し、いわ
ゆるショートコイル型ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）で
ある揺動モータを構成して第１コイルおよび第２コイル
に電流を流すことによりアーム１を駆動する。アーム１
の位置と速度はそれぞれ軸２に取り付けられた位置検出
器６及び速度検出器７によシ検出される。キャピラリ３
は金線８を保持し、金線８の先端を半導体ペレット９の
ボンディングパッドに押圧し、ボンディングする。

次に、第３図によｐ本発明のボンディング装置の動作を
説明する。

速度指令回路１０はキャピラリ３がペレット９の上方か
ら所定の高さに下降するまでは、あらかじめキャピラリ
が短時間で移動できるように設定したプロファイルに従
って速度指令信号を比較回路１１に出力し、比較回路１
１から出力された差信号が切り替え回路１３によシ選択
され駆動回路１４ｅｉてムービングコイル４の第１コイ
ルと第２コイルの両方が駆動され、キャピラリ３はプロ
ファイルにしたがって動作する。キャピラリ３が所定の
高さに達すると速度指令回路ｌＯからは低速の一定速度
信号が出力され、またコイル切り替え信号を駆動回路１
４に送る。駆動回路１４はムービングコイル４の第１コ
イル４１の印加電流を４ｕｌｋ−切シ第２コイル４２だ
けに電流を印加してキャピラリ３を低速で駆動しペレッ
ト９に接触するまで下降する。

キャピラリ３がペレットに接触し速度検出器７の出力が
ゼロになると切シ替え回路１３は圧力指令回路１２から
信号を選択し一定電流を第２コイル４２に印加してペレ
ット９に一定のボンディング圧力を加える。

上述したように１本発明のワイヤボンディング装置は、
キャピラリ３がボンディングパッドに接触してから速度
ゼロを検出するまでには若干の時間遅れが生じても、第
２コイル４２に電流を印加して磁気回路５とで構成され
る揺動モーターは第１コイル４１と第２コイル４２とに
電流を引加して磁気回−ξら構成される揺動モーターに
比べ駆動力と電流の比である推力常数が１／２１と小さ
いので、揺動アームの制動性が高ま９過度の加圧を抑え
ることができる。

〔発明の効果〕

本発明のワイヤボンディング装置ハ、ムービングコイル
を第１コイルと第２コイルを有するムービングコイルに
変更することによシ、ボンディングパッドを加圧する時
の推力常数を低下でき、揺動アームの制動性を高められ
るので、ボンディングパッドに過度の加圧を加えること
がなくボンディングの信頼性を向上できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図の矢印人に示す側面図、第３図は第１図に示す実施例
の制御装置の構成を示すブロック図、第４図は従来の一
例を示す余（視図、第５図は第４図に示す従来例の制御
装置の構成を示すプロ、り図である。 Ａ・・・・・・矢印、 ｌ・・・・・・揺動アーム、２・・・・・・軸、３・・
・・・・キャビン’）　％　４１１０４・・・・・・ム
ービングコイル、５・・・・・・磁気回路、６・・・・
・・位置検出器、７・・・・・・速度検出器、８・・・
・・・金線、９・・・・・・ペレッ）、１０，１１０・
・・・・・速度指令回路、１１，１１１・°°・・・比
較回路、１２゜１１２・パ・・・圧力指令回路、１３，
１１３°゛°°°゛切り換え回路、１４，１１４・・・
・・・駆動回路、４１・・・・・・第１コイル、４２・
・・・・・第２コイル、５１・・・・・・磁石、５２・
・・・・・ヨーク。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋 第Ｚ図 鳩、３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少くとも２個のコイルを有するムービングコイルと
   、一端にキャピラリを有し他端には永久磁石とヨークか
   らなる磁気回路の空隙内を磁束と直角な面内で揺動可能
   に前記ムービングコイルを設けて前記磁気回路と協働し
   て揺動型モータを構成する揺動アームと、前記揺動アー
   ムの揺動角度を検出する位置検出器と、前記揺動アーム
   の揺動速度を検出する速度検出器とを含むことを特徴と
   するワイヤボンディング装置。 ２、前記ムービングコイルが第１コイルと第２コイルを
   有して前記第１コイルの巻数が前記第２コイルの巻数の
   少くとも１０倍である特許請求の範囲第１項記載のワイ
   ヤボンディング装置。 ３、前記キャピラリが半導体ペレットのボンディングパ
   ッドから所定の距離に到達するまでは前記位置検出器と
   前記速度検出器からの出力信号を検知しながら前記第１
   コイルと前記第２コイルに電流を印加して所定のプロフ
   ァイルに従って前記揺動アームを動かし、前記キャピラ
   リが前記所定の距離に達した後は前記揺動アームが一定
   の速度で前記ボンディングパッドに接近するように第２
   コイルだけに電流を印加し、前記キャピラリが前記ボン
   ディングパッドに接触して前記速度検出器からの出力信
   号がゼロになった後は前記第２コイルに一定電流を印加
   して前記ムービングコイルの電流を制御する手段を含む
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のワイヤボ
   ンディング装置。