JPH0444331A - 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〕 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、前記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、前記揺動アームの揺動角度を検出する
位置検出器及び前記揺動アームの揺動速度を検出する速
度検出器を含んで構成されるワイヤボンディング装置で
、前記位置検出器及び前記速度検出器の出力を検知しな
がら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接近するまでは予め定めた速度プ
ロファイルに従って前記揺動アームが動き、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
定速度で前記ボンディングパッドに接近し、前記キャピ
ラリが前記ボンディングパッドに接触し前記速度検出器
の出力がゼロになった後は前記ムービングコイルに一定
電流が流れるように前記ムービングコイルの電流を制御
する手段を含んで構成される。

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２図は従来の一例を示す斜視図である。

揺動するアーム１０１は軸１０２の周りに矢印Ａのよう
に揺動可能であり、アーム１０１の一端にはキャピラリ
１０３、他端にはムービングコイル１０４が取り付けら
れている。

ムービングコイル１０４は永久磁石１５１とヨーク１５
２により構成される磁気回路１０５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１
０１を駆動し、アーム１０１の位置と速度はそれぞれ軸
１０２に取り付けられた位置検出器１０６及び速度検出
器１０７により検出される。キャピラリ１０３は金線１
゜８を保持し、金線１０８の先端を半導体ベレット１０
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図により従来のボンディング装置の動作を説明
する。

速度指令回路１１０はキャピラリ１０３がベレット１０
９の上方からベレット１０９より所定の高さに下降する
までは、あらが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
号が切り替え回路１１３により選択され駆動回路１１４
を経てムービングコイル１０４が駆動され、キャピラリ
１０３はプロファイルにしたがって動作する。

キャピラリ１０３が所定の高さに達した後は、キャピラ
リ１０３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１１０からは低速の一定速度信号が出力されキ
ャピラリ１０Ｂは低速でベレット１０９に接触するまで
下降する。

キャピラリ１０３がベレットに接触し速度検出回路１０
７の出力がゼロになると切り替え回路１１３は圧力指令
回路１１２が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ベレット１０９に一定のボンディン
グ圧力を加える。

一般に、キャピラリ１０３がボンディングパッドに接触
するまでの速度は非常に低速であるため、低速で動いて
いるのか速度ゼロなのがを検出するにはくフィルタリン
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１０３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る。

このため、キャピラリ１０３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１０３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１０３は大きな力でボンディングパッドを加圧
することとなる。

このため従来のワイヤボンディング装置では、ムービン
グコイル１０４に印加する電圧にリミットを設けて、過
度の加圧を防ぐ方式を用いている。すなわち、キャピラ
リ１０３がボンディングパッドに接触するまでは、キャ
ピラリ１０３は低速の一定速度で動かすだけであるので
、切り替え時の過渡期を除けばムービングコイル４に印
加する電圧は微少となる。

従ってあゐ一定時間（過渡時間）後、ムービングコイル
１０４に印加する電圧に、キャピラリ１０３を低速の一
定温度で動がすのに必要な微少な電圧より大きい電圧を
印加できないようにリミッタを設定すれば、速度ゼロの
検出が若干遅れても、キャピラリ１０３は大きな力でボ
ンディングパッドを加圧することはない。

〔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、キャピラリ
がボンディングパッドに接触する際に、過大な力でボン
ディングパッドを加圧しないように、ムービングコイル
に印加する電圧にリミッタを設定しているので、キャピ
ラリの動きを乱す外乱に対して大きな復原力を発生する
ことができない、このため、キャピラリがボンディング
パッドに接触したさいに発生するキャピラリのバウンデ
ィングや振動に対して制動性が悪い、一般に、キャピラ
リでボンディングパッドを加圧する期間中までキャピラ
リのバウンディングや振動が持続すると付着やパッド下
クラックを起こし易いが、制動性が悪いので振動が持続
し易く、この結果、不着やパッド下クラックを起こし易
い。このため、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、一端に金線を通し
たキャピラリと他端に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とを有し前記磁気回
路と協動して揺動型モータを構成する揺動アームと、前
記揺動アームの揺動量を検出する位置検出手段と、前記
揺動アームの揺動速度を検出する速度検出手段と、前記
ムービングコイルに印加されている電流を検出する電流
検出手段とを含んで構成されるワイヤボンディング装置
において、前記キャピラリが半導体ベレットのボンディ
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
出手段と前記速度検出手段からの出力信号を検知しなが
ら前記ムービングコイルに電圧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
速度で前記ボンディングパッドに接近する様に前記ムー
ビングコイルに電圧を引加し、所定時間経った後前記揺
動アームが前記ボンディングパッドに接近する方向に移
動する場合のみに前記ムービングコイルに印加する電圧
が所定の電圧を越えないようにリミッタを設定し、前記
キャピラリが前記ボンディングパッドに接触し前記速度
検出器の出力がゼロになった後は前記ムービングコイル
に一定電流が流れるように前記ムービングコイルに印加
する電圧を制御する手段を含んで構成される。

〔実施例〕

次に、本発明について、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ブロック図である。

軌道生成回路１０はキャピラリ１０３がベレット１０９
の上方からベレット１０９より所定の高さに下降するま
では、あらかじめキャピラリ１０３が短時間で移動でき
るように設定した目標軌道をサーボ回路１１に出力し、
サーボ回路１１から出力された制御信号が切り替え回路
１３により選択され駆動回路１４を経てムービングコイ
ル１０４が駆動され、キャピラリ１０３は目標軌道にし
たがって動作する。

キャピラリ１０３が所定の高さに達すると軌道生成回路
１０からは低速の一定速度で移動するための目標軌道が
出力されキャピラリ３は低速の一定速度でベレット１０
９に接触するまで下降する。

この際、キャピラリ１０３は低速の一定速度で動かすだ
けであるので、切り替え時の過渡期を除けばムービング
コイル４に印加する電圧は微少となる。

リミッタ１８は予め定められた過渡時間（切り替え時の
過渡期間を実験により測定しそれより少し長めの時間）
経過した後、キャピラリ１０３がベレット１０９に接近
する方向く以下、この方向を下向きと称す、又、逆方向
を上向きと称す、）に移動している場合に限り、ムービ
ングコイル１０４に印加する電圧が所定の電圧（以下リ
ミット電圧と称す）を越えないように制限する。すミツ
ト電圧は、キャピラリ１０３を低速の一定速度で動かす
のに必要な微少な電圧より少し大きな電圧とするのが普
通である。

キャピラリ１０３がペレット１０９に接触すると、サー
ボ回路１１は、キャピラリ１０３がペレット１０９に接
触して一定速度で動けないにも拘らず一定速度で動かそ
うとするため、駆動回路１４はムービングコイル１０４
に大きな電圧を印加しようとする。

しかし、キャピラリ１０３が下向きに移動する場合には
リミッタ１６が動くので、ムービングコイル１０４には
微少なリミット電圧しか印加されず、このため、キャピ
ラリ１０３が大きな力でボンディングパッドを加圧する
ことはない。

一方、キャピラリ１０３がバウンディングや振動を発生
したりしてキャピラリ１０３が上向きに移動する場合に
はリミッタ１６は働かないので、大きな復原力でキャピ
ラリ１０３を一定速度で動かそうとする。この結果、発
生したバウンディングや振動は急速に抑制される。

この後、速度検出器７に出力がゼロになると切り替え回
路１３は圧力指令回路１２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ベレット１０９に一
定のボンディング圧力を加える。

〔発明の効果〕

本発明のワイヤボンディング装置は、キャピラリが低速
の一定速度の動きに切り替わって所定時間後、キャピラ
リが下向きに移動している場合に限りムービングコイル
に印加する電圧にリミッタを設定するので、ボンディン
グパッドを過剰に加圧することがない、このため、キャ
ピラリとボンディングパッドの接触の際に余分な加圧力
を与えることが無いので、安定したボンディングが得ら
れるという効果がある。

また、キャピラリが上向きに移動している場合ではリミ
ッタを設定しないので、キャピラリがボンディングパッ
ドに接触したさいに発生するキャピラリのバウンディン
グや振動に対して制動性が良い。一般に、キャピラリで
ボンディングパッドを加圧する期間中にまでキャピラリ
のバウンディングや振動が持続すると不着やパッド下ク
ラックを起こし易いが、制動性が良いので振動が持続せ
ず、この結果、不着やパッド下クラックを起こし難い。

このなめ、ボンディングの信頼性が高いという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
従来の一例を示す斜視図、第３図は従来の例のブロック
図である。 １０・・・軌道生成回路、１１・・・サーボ回路、１２
１１２・・・圧力指令回路、１３，１１３・・・切り替
え回路、１４．１１４・・・駆動回路、１５・・・揺動
モータ、１６・・・リミッタ、５１，１５１・・・磁石
、５２゜１５２・・・ヨーク、１０１・・・揺動アーム
、１０２・・・軸、１０３・・・キャピラリ、１４・・
・ムービングコイル、１０５・・・磁気回路、１０６・
・・位置検出器、１０７・・・速度検出器、１０８・・
・金線、１０９・・・ベレット、１１０・・・速度指令
回路、１１１・・・比較回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　一端に金線を通したキャピラリと他端に磁気回路の空
   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
   とを有し前記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、前記揺動アームの揺動量を検出する位
   置検出手段と、前記揺動アームの揺動速度を検出する速
   度検出手段と、前記ムービングコイルに印加されている
   電流を検出する電流検出手段とを含んで構成されるワイ
   ヤボンディング装置において、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手段と前記速度検出手段からの出
   力信号を検知しながら前記ムービングコイルに電圧を印
   加して所定のプロファイルに従つ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速度で前記ボンディングパッドに接
   近する様に前記ムービングコイルに電圧を引加し、所定
   時間経った後前記揺動アームが前記ボンディングパッド
   に接近する方向に移動する場合のみに前記ムービングコ
   イルに印加する電圧が所定の電圧を越えないようにリミ
   ッタを設定し、前記キャピラリが前記ボンディングパッ
   ドに接触し前記速度検出器の出力がゼロになった後は前
   記ムービングコイルに一定電流が流れるように前記ムー
   ビングコイルに印加する電圧を制御する手段を備えたこ
   とを特徴とするワイヤボンディング装置。