JPH0428135B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体装置などの被加工物の素子側電
極と外部引出し電極とを金属細線で接続するワイ
ヤボンデイング装置におけるボンデイング方法に
関するものである。

従来の技術 従来のワイヤボンデイング装置として、特願昭
58−240211号出願に示されるものがある。本発明
はこの従来装置を用いたボンデイング方法に改良
を加えたものであるので、先ず第２図及び第３図
に基づいて上記従来装置について説明する。

第２図において、１は昇降位置及び昇降速度を
制御手段２によつて制御されるスライドブロツ
ク、３は枢軸４を介してスライドブロツクに回動
自在に支持されたボンデイングアーム、５はボン
デイングアーム３の先端に取付けたキヤピラリ、
６はボンデイングアーム３に弾性荷重を加える付
勢手段である。

XYテーブル７上には被加工物としての半導体
装置ａがセツトされ、その素子側電極８ａと外部
引出し電極８ｂとを、キヤピラリ５に供給される
金属細線ｂで接続するように前記装置は作動す
る。

前記スライドブロツク１はリニヤモータ９の駆
動によつて昇降せしめられ、その昇降位置及び昇
降速度は主制御回路２ａ、メモリ２ｂ、駆動回路
２ｃなどから構成される制御手段２によつて制御
されている。

前記付勢手段６は前記ボンデイングアーム３に
レバー１０を介して常に接続されているバネ６ａ
と、通電時にのみ前記レバー１０を介して前記ボ
ンデイングアーム３に弾性荷重（電磁吸引力）を
付与するソレノイド６ｂとで構成されている。

前記ボンデイングアーム３は超音波ホーンから
なり、超音波振動子１１の振動をキヤピラリ５に
伝えている。

次に前記装置におけるスライドブロツク１の昇
降運動の制御方法を第４図に基き説明する。

第４図はスライドブロツク１の昇降位置を時間
の経過に従つて示したものである。その左半分は
半導体装置ａの素子側電極８ａをボンデイングす
る第１ボンデイング工程（第２図参照）を示
し、その右半分は外部引出し電極８ｂをボンデイ
ングする第２ボンデイング工程（第３図参照）
を示しているが、両者は基本的には同様に制御さ
れる。

第４図においてＨは予め設定された上死点位
置、Ｓは予め設定されたサーチ位置、Ｃはキヤピ
ラリ５が半導体装置ａのボンデイング面に最初に
接触するときのスライドブロツク１の昇降位置
（接触位置）、Ｌは下死点位置である。

前記接触位置Ｃは、前記キヤピラリ５がボンデ
イング面に接触するとき、超音波振動の振動波形
が変わることを利用して、接触検出装置１２によ
つて検知される（第２図参照）。前記下死点位置
Ｌは接触位置Ｃより一定距離（例えば0.2mm）ΔL
下方に定められている。

かくして、第４図に示すようにスライドブロツ
ク１は上死点位置Ｈからサーチ位置Ｓまで高速速
で降下し、次いで低速度に切替えられて徐々に降
下しながら接触位置Ｃを探り、前記接触検出装置
１２によつて接触位置Ｃが検出されると、更に前
記一定距離ΔL低速度で降下し、下死点位置Ｌに
達する（尚、第４図に破線でキヤピラリ５の動き
を示している。）。

スライドブロツク１が接触位置Ｃから下死点位
置Ｌにある間に、ボンデイングが行われ、第１ボ
ンデイング工程においては、前記バネ６ａによ
る弾性荷重が、第２ボンデイング工程において
は、前記バネ６ａ及び前記ソレノイド６ｂによる
弾性荷重が夫々キヤピラリ５からボンデイング面
に加えられる。

発明が解決しようとする問題点 ところで上記従来方法によると、接触検出装置
１２による接触位置Ｃの検出が正確に行われるこ
とが必須条件となる。しかしボンデイング面の材
質やキヤピラリ５、ボンデイングアーム３などの
振動の影響を受けて前記接触検出装置１２が誤作
動することがある。

例えばキヤピラリ５がボンデイング面に接触す
る前に前記接触検出装置１２が誤作動すると、そ
の後スライドブロツク１は前記一定距離ΔLしか
降下しないため、前記付勢手段６からキヤピラリ
５に及ぼされる弾性荷重が不足して、適切なボン
デイングが行われなくなり、又極端な場合にはボ
ンデイングが不可となる。他方、前記接触が前記
接触検出装置１２によつて検出されない場合に
は、前記弾性荷重が過大になつて、この場合にも
ボンデイング不良が生ずる。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明方法は、昇
降位置及び昇降速度を制御手段によつて制御され
るスライドブロツクに、キヤピラリを取付けたボ
ンデイングアームを回動自在に支持せしめると共
に、キヤピラリが被加工物のボンデイング面に接
触してボンデイングアームが回動するとき、ボン
デイングアームの回動に応じた弾性荷重を前記キ
ヤピラリに与える付勢手段を配設してなるワイヤ
ボンデイング装置において、前記キヤピラリが前
記ボンデイング面に最初に接触するときのスライ
ドブロツクの昇降位置としての接触位置を予め決
定し、この接触位置の上下に接近する接触直前位
置と下死点位置とを設定して、これらをスライド
ブロツクの上死点位置と共に前記制御手段に記憶
させると共に、上死点位置から接触直前位置への
スライドブロツクの降下速度及び接触直前位置か
ら下死点位置へのスライドブロツクの降下速度を
前記制御手段に記憶させ、これらデータに基づい
てスライドブロツクを上死点位置から接触直前位
置へ降下させた後、接触直前位置から下死点位置
へ降下させることを特徴とする。

作 用 本発明は上記構成を有し、第１図に示すように
スライドブロツクは上死点位置Ｈから接触直前位
置Ｍに高速度に降下した後、所定の低速度で一定
距離ΔH降下して下死点位置Ｌに達する間に、ボ
ンデイングを行うことができる。そして本発明で
は、従来例において行われた接触位置の検知を行
わないので、接触検出装置の誤作動による悪影響
を受けることがない。従つて本発明によれば、キ
ヤピラリが前記ボンデイング面に最初に接触した
ときから下死点位置Ｌに達するまでのスライドブ
ロツクの降下距離に大きな差異が生じないので、
ボンデイング時の弾性荷重を適正値に維持できる
結果、従来例にみられたボンデイング不良の問題
を解決できる。

実施例 以下本発明の一実施例のワイヤボンデイング装
置におけるボンデイング方法について、図面を参
照しながら説明する。

第２図及び第３図に示すワイヤボンデイング装
置は、従来装置と基本的には同一に構成されてい
るが、仮想線で示す接触検出装置１２を有してい
ない点で異なつている。

スライドブロツク１は機枠１３に設けたガイド
ロツド１４に案内されて昇降動する。この昇降動
はリニヤモータ９の駆動によつて行われるが、こ
のリニヤモータ９は機枠１３側に固定されるセン
タポール９ａ、ヨーク９ｂ、磁石９ｃ及びスライ
ドブロツク１側に固着されるボビン９ｄ、コイル
９ｅによつて構成されている。

前記スライドブロツク１には枢軸４を介して超
音波ホーンで構成されるボンデイングアーム３が
回動自在に枢支してある。このボンデイングアー
ム３の先端にはキヤピラリ５が取付けてあり、こ
こに金属細線ｂが供給される。又ボンデイングア
ーム３の基端には超音波発振器１８によつて起振
される超音波振動子２２が取付けてある。

６ａはレバー１０を介してボンデイングアーム
３を第２図反時計方向に付勢するバネで、第１ボ
ンデイング時及び第２ボンデイング時にボンデイ
ングアーム３に作用する。これ以外のときは、前
記レバー１０はストツパ１５に当接している。

６ｂは通電時に吸引板１６を吸引して、その電
磁吸引力によつてレバー１０を介してボンデイン
グアーム３を第２図反時計方向に付勢するソレノ
イドである。制御手段２の主制御回路２ａから、
第２ボンデイング時に通電命令が出され、前記ソ
レノイド６ｂはボンデイングアーム３を付勢す
る。尚、１７はバネ力の弱い補助スプリングであ
る。

前記スライドブロツク１の昇降位置、昇降速度
は制御手段２によつて制御される。この制御手段
２は主制御回路２ａ、メモリ２ｂ、駆動回路２ｃ
などから構成されている。尚、１９はスライドブ
ロツク１の昇降位置を検出する位置センサ、２０
はスライドブロツク１の昇降速度を検出する速度
センサである。

被加工物としての半導体装置ａを固定支持する
XYテーブル７は前記主制御回路２ａの指令に基
づいてXY2方向の所定運動を行う。

前記制御手段２のメモリ２ｂには、キヤピラリ
５が前記ボンデイング面に最初に接触するときの
スライドブロツク１の昇降位置として予め決定さ
れる接触位置に対し、その上方に接近した位置で
ある接触直前位置Ｍ及びその下方に接近した設置
である下死点位置Ｌを、スライドブロツク１の上
死点位置Ｈと共に記憶させている。又上死点位置
Ｈから接触直前位置Ｍへのスライドブロツク１の
降下速度及び接触直前位置Ｍから下死点位置Ｌへ
のスライドブロツク１の降下速度も、前記メモリ
２ｂに記憶させている。

接触直前位置Ｍと下死点位置Ｌとの間の距離
ΔHは例えば0.5mmに定められている。又上死点位
置Ｈから接触直前位置Ｍへの降下速度に比較し接
触直前位置Ｍから下死点位置Ｌへの降下速度は低
速に設定されている。

第１ボンデイング工程と第２ボンデイング工
程の各昇降位置Ｈ，Ｍ，Ｌは第１図に示すよう
に両電極８ａ，８ｂの高低差分だけ相違してい
る。

かくして、前記制御手段２はメモリ２ｂに記憶
された諸データに基き、スライドブロツク１の昇
降動を第１図に示すように制御する。

先ず第１ボンデイング工程において、スライ
ドブロツク１は上死点位置Ｈより接触直前位置Ｍ
に高速で降下する（このとき例えばキヤピラリ５
は電極８ａのボンデイング面の直上約0.3mmの高
さになる。）。次いで接触直前位置Ｍより下死点位
置Ｌに一定距離ΔH（例えば0.5mm）低速で降下す
る。この間キヤピラリ５は第１図に破線で示すと
共に第２図に示すように、前記ボンデイング面に
接触し、スライドブロツク１の降下に伴うボンデ
イングアーム３の第２図時計方向の回動により生
ずるバネ６ａの弾性荷重を利用して第１ボンデイ
ング作用を行う。

スライドブロツク１は下死点位置Ｌで所定時間
停止した後、高速で上昇し、第２ボンデイング工
程の上死点位置Ｈに達する。

スライドブロツク１が前記上死点位置Ｈに停止
している間に、XYテーブルが移動して、キヤピ
ラリ５の直下に電極８ｂが位置するようになる。
次いでスライドブロツク１は第１ボンデイング工
程と同様に昇降して、第２ボンデイングを行
う。但し第２ボンデイング工程においては、ソ
レノイド６ｂに通電がなされて、バネ６ａとソレ
ノイド６ｂとの両者の弾性荷重が作用する状態で
ボンデイングが行われる。

本発明は上記実施例に示す外、種々の態様に構
成することができる。例えば、スライドブロツク
１の昇降位置、昇降速度に関する運動特性は第１
図に示すものに限定されないことは勿論である。

発明の効果 本発明は上記構成を有し、スライドブロツクの
接触直前位置と下死点位置とが予め正確に設定さ
れ、この間を低速でスライドブロツクが降下する
とき、キヤピラリが被加工物のボンデイング面に
接触し、付勢手段による弾性荷重が加えられた状
態でボンデイングが行われ、キヤピラリが前記ボ
ンデイング面に最初に接触したときから前記下死
点位置に達するまでのスライドブロツクの降下距
離に大きな差異が生じないので、ボンデイング時
の弾性荷重を適正値に維持することができる。

従つて本発明によれば、従来例における接触検
出装置の誤作動に基づくボンデイング不良の問題
を解決することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるスライドブ
ロツクの運動特性図、第２図は本発明に用いられ
るワイヤボンデイング装置の１例を示す一部縦断
側面図（但し、仮想線で示す部分は従来例を示
す。）、第３図はその作用を示す要部の側面図、第
４図は従来例におけるスライドブロツクの運動特
性図である。 １……スライドブロツク、２……制御手段、３
……ボンデイングアーム、５……キヤピラリ、６
……付勢手段、ａ……被加工物、Ｈ……上死点位
置、Ｍ……接触直前位置、Ｌ……下死点位置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 昇降位置及び昇降速度を制御手段によつて制
   御されるスライドブロツクに、キヤピラリを取付
   けたボンデイングアームを移動自在に支持せしめ
   ると共に、キヤピラリが被加工物のボンデイング
   面に接触してボンデイングアームが移動すると
   き、ボンデイングアームの移動に応じた弾性荷重
   を前記キヤピラリに与える付勢手段を配設してな
   るワイヤボンデイング装置において、前記キヤピ
   ラリが前記ボンデイング面に最初に接触するとき
   のスライドブロツクの昇降位置としての接触位置
   を予め決定し、この接触位置の上下に接近する接
   触直前位置と下死点位置とを設定して、これらを
   スライドブロツクの上死点位置と共に前記制御手
   段に記憶させると共に、上死点位置から接触直前
   位置へのスライドブロツクの降下速度及び接触直
   前位置から下死点位置へのスライドブロツクの降
   下速度を前記制御手段に記憶させ、これらデータ
   に基づいてスライドブロツクを上死点位置から接
   触直前位置へ降下させた後、接触直前位置から下
   死点位置へ降下させることを特徴とするワイヤボ
   ンデイング装置におけるボンデイング方法。