JPH0817876A - Wire bonder - Google Patents

Wire bonder

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JPH0817876A
JPH0817876A JP6146902A JP14690294A JPH0817876A JP H0817876 A JPH0817876 A JP H0817876A JP 6146902 A JP6146902 A JP 6146902A JP 14690294 A JP14690294 A JP 14690294A JP H0817876 A JPH0817876 A JP H0817876A
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JP
Japan
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bonding pad
arm
tip
contact
wire
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Pending
Application number
JP6146902A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Hasegawa
博 長谷川
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH0817876A publication Critical patent/JPH0817876A/en
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor
    • H10W72/07141Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/071Connecting or disconnecting
    • H10W72/0711Apparatus therefor
    • H10W72/07173Means for moving chips, wafers or other parts, e.g. conveyor belts

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  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】検知手段の構成を工夫して接触検知精度の向上
を図ること、又は、接触検知点の位置を適正化して接触
検知精度の向上を図る。 【構成】超音波振動子11を内蔵又は取り付けた腕10
の先端を、半導体チップ15上のボンディングパットに
接触させ、前記超音波振動子の振動エネルギーによる熱
摩擦によって、ボンディングパットとワイヤーとの間を
接合するワイヤーボンダーにおいて、振動エネルギーの
非発生期間における超音波振動子の電気的出力をモニタ
するモニタ手段20と、電気的出力の大きさが所定値を
越えたときに腕の先端とボンディングパットとの間の接
触を判定する判定手段16とを備える。
(57) [Summary] (Correction) [Purpose] To improve the contact detection accuracy by devising the structure of the detection means, or to improve the contact detection accuracy by optimizing the position of the contact detection point. [Structure] Arm 10 with built-in or attached ultrasonic transducer 11
In the wire bonder for contacting the tip of the bonding pad with the bonding pad on the semiconductor chip 15 and joining the bonding pad and the wire by thermal friction due to the vibration energy of the ultrasonic vibrator, the vibration during the period when the vibration energy is not generated is exceeded. The monitoring means 20 monitors the electrical output of the acoustic wave transducer, and the determining means 16 determines the contact between the tip of the arm and the bonding pad when the magnitude of the electrical output exceeds a predetermined value.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、LSIの組立工程に用
いられるワイヤーボンダー、詳しくは、半導体チップ上
のボンディングパットと、外部リード線端子との間を微
細な金属線(以下「ワイヤー」)で結線するワイヤーボ
ンダーに関し、特に、ボンディングパットとボンディン
グツール間の接触を検知する技術の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wire bonder used in an LSI assembling process, and more specifically, a fine metal wire (hereinafter referred to as "wire") between a bonding pad on a semiconductor chip and an external lead wire terminal. The present invention relates to a wire bonder that is connected with a wire, and more particularly, to improvement of a technique for detecting contact between a bonding pad and a bonding tool.

【0002】[0002]

【従来の技術】図10は、従来のワイヤーボンダーの要
部構成図である。1はテーブルであり、このテーブル1
は、スライド軸1aを立設したXYテーブル部やチップ
載置面1bを有するロータリテーブル等から組み立てら
れているが、図では便宜的に一体化して示している。
2. Description of the Related Art FIG. 10 is a schematic view of a main part of a conventional wire bonder. 1 is a table, and this table 1
Is assembled from an XY table section with a slide shaft 1a standing upright, a rotary table having a chip mounting surface 1b, etc., but is shown as an integrated unit for convenience.

【0003】スライド軸1aに取り付けられたスライド
ブロック2は、スライド軸1aの軸方向(上下方向)に
移動可能であり、このスライドブロック2には、支軸2
aを支点として若干の揺動が許容されたアーム3が取り
付けられている。アーム3の先には、超音波振動子を内
蔵したトランスジューサ4が固定されており、トランス
ジューサ4の先端にはボンディングツール(以下、単に
「ツール」と言うこともある)5が取り付けられてい
る。
The slide block 2 attached to the slide shaft 1a is movable in the axial direction (vertical direction) of the slide shaft 1a.
An arm 3 is attached which allows a slight swing around a as a fulcrum. A transducer 4 incorporating an ultrasonic transducer is fixed to the tip of the arm 3, and a bonding tool (hereinafter sometimes simply referred to as “tool”) 5 is attached to the tip of the transducer 4.

【0004】このような構成において、チップ載置面1
bに半導体チップ(図示略)を置き、別途の制御システ
ムによってXY方向の位置合わせを行った後、スライド
ブロック2を矢印A方向へ下げて行くと、ある時点でツ
ール5の先端が半導体チップ上のボンディングパットに
接触する。ワイヤーボンダーは、この接触を検知(検知
手段は後述)し、スライドブロック2の下方移動を止め
るとともに、トランスジューサ4の超音波振動子を振動
させ、その振動エネルギーをツール5に伝える。ツール
5とボンディングパットの間には、図示を略したワイヤ
ーが挟み込まれているため、上記振動エネルギーによる
摩擦熱によって、ワイヤーとボンディングパットの間が
強固に接合される。
In such a structure, the chip mounting surface 1
After placing a semiconductor chip (not shown) in b and aligning it in the XY directions by a separate control system, when the slide block 2 is lowered in the direction of arrow A, at some point the tip of the tool 5 is above the semiconductor chip. Contact the bonding pad of. The wire bonder detects this contact (detection means will be described later), stops the downward movement of the slide block 2, vibrates the ultrasonic vibrator of the transducer 4, and transmits the vibration energy to the tool 5. Since a wire (not shown) is sandwiched between the tool 5 and the bonding pad, the wire and the bonding pad are firmly bonded by the frictional heat generated by the vibration energy.

【0005】ここで、図10に示す従来のワイヤーボン
ダーの場合、検知手段は、スライドブロック2に設けら
れたメカニカルなオンオフスイッチ6で実現している。
これによれば、接触前のアーム3は、図10の中で仮想
線で示すように、自重によってわずかに下方に傾いてい
るため、スイッチ6は一方の状態(たとえばオン状態)
にあるが、ボンディングパットに接触すると、アーム3
が支軸2aを支点に上向き(矢印Bの方向)に揺動する
ため、アーム3のボディでスイッチ6が押され、その結
果、スイッチ6の状態が一方の状態(オン状態)から他
方の状態(オフ状態)へと切り替わり、この切り替えの
時点で超音波振動子が起動されることになる。なお、ス
イッチ6には、例えば渦電流検出型等の近接センサーが
用いられることもある。
Here, in the case of the conventional wire bonder shown in FIG. 10, the detection means is realized by a mechanical on / off switch 6 provided on the slide block 2.
According to this, since the arm 3 before contact is tilted slightly downward by its own weight, as shown by a virtual line in FIG. 10, the switch 6 is in one state (for example, an ON state).
However, when it contacts the bonding pad, the arm 3
Swings upward (in the direction of arrow B) about the support shaft 2a as a fulcrum, so that the switch 6 is pushed by the body of the arm 3 and, as a result, the state of the switch 6 changes from one state (ON state) to the other state. It is switched to the (OFF state), and the ultrasonic transducer is activated at the time of this switching. The switch 6 may be a proximity sensor such as an eddy current detection type sensor.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のワイヤーボンダーは、検知手段による接触検知の精
度(以下「接触検知精度」と言う)の点で、次に述べる
2つの問題点を抱えている。第1の問題点は、スイッチ
6がメカニカル(機械的)なものの場合、オンオフの繰
り返しによる接点の磨耗が避けられず、接触検出精度を
長期にわたって安定させることができないというもので
ある。また、接点の具合を調べるための保守が必要で、
そのための工数がかさむということである。さらに、メ
カニカルなオンオフに伴うチャッタリングが避けられな
いというものである。特に、摩耗が進むと、チャッタリ
ングが増大して検出遅延が大きくなるという不都合を招
く。
However, the above-mentioned conventional wire bonder has the following two problems in terms of the accuracy of contact detection by the detecting means (hereinafter referred to as "contact detection accuracy"). . The first problem is that when the switch 6 is mechanical (mechanical), contact wear due to repeated on / off cannot be avoided, and contact detection accuracy cannot be stabilized for a long period of time. Also, maintenance is required to check the condition of the contacts,
It means that the number of man-hours for that is increased. Furthermore, chattering associated with mechanical on / off is unavoidable. In particular, as wear progresses, chattering increases and detection delay increases, which is a disadvantage.

【0007】第2の問題点は、検知位置が実際の接触点
から離れていることに起因する。すなわち、いかなるタ
イプのスイッチを用いても、実接触点(ツール5の先
端)を検出するためには、スイッチの位置から実接触点
までの間に介在するアーム3やトランスジューサ4等の
寸法誤差及び取付誤差を無視できず、これらの誤差の影
響で接触検知精度を確度高く、位置の相関をとって設定
することが難しくなる。よって、ある程度の許容マージ
ンを見込まなければならないが、マージンの設定は検出
時間の遅れを生み、結局、ボンディングスピードの低下
につながるという欠点がある。 [目的]本発明の第1の目的は、検知手段の構成を工夫
して接触検知精度の向上を図ることにある。
The second problem is that the detection position is far from the actual contact point. That is, no matter what type of switch is used, in order to detect the actual contact point (the tip of the tool 5), the dimensional error of the arm 3 and the transducer 4 and the like interposed between the switch position and the actual contact point and The attachment error cannot be ignored, and the influence of these errors makes it difficult to set the contact detection accuracy with high accuracy and the position correlation. Therefore, it is necessary to allow a certain amount of margin, but the margin setting causes a delay in detection time, which eventually leads to a decrease in bonding speed. [Purpose] A first object of the present invention is to improve the contact detection accuracy by devising the structure of the detection means.

【0008】又は、本発明の第2の目的は、接触検知点
の位置を適正化して接触検知精度の向上を図ることにあ
る。
A second object of the present invention is to improve the contact detection accuracy by optimizing the position of the contact detection point.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記第1の目的を達成するために、超音波振動子を内蔵
又は取り付けた腕の先端を、半導体チップ上のボンディ
ングパットに接触させ、前記超音波振動子の振動エネル
ギーによる熱摩擦によって、前記ボンディングパットと
ワイヤーとの間を接合するワイヤーボンダーにおいて、
前記振動エネルギーの非発生期間における前記超音波振
動子の電気的出力をモニタするモニタ手段と、該電気的
出力の大きさが所定値を越えたときに前記腕の先端と前
記ボンディングパットとの間の接触を判定する判定手段
とを備えたことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention,
In order to achieve the first object, the tip of an arm having an ultrasonic oscillator incorporated therein or attached thereto is brought into contact with a bonding pad on a semiconductor chip, and the bonding is performed by thermal friction caused by the vibration energy of the ultrasonic oscillator. In the wire bonder that joins between the pad and the wire,
Monitoring means for monitoring the electrical output of the ultrasonic transducer during the period when the vibration energy is not generated, and between the tip of the arm and the bonding pad when the magnitude of the electrical output exceeds a predetermined value. And a determination means for determining the contact.

【0010】請求項2記載の発明は、上記第1及び第2
の目的を達成するために、腕の先端を、半導体チップ上
のボンディングパットに接触させ、振動エネルギーによ
る熱摩擦又は直接的な加熱によって、前記ボンディング
パットとワイヤーとの間を接合するワイヤーボンダーに
おいて、前記ボンディングパットに第1の電位を与える
第1の電位付与手段と、前記ワイヤー又は腕に、前記第
1の電位に対して、前記半導体チップに悪影響を与えな
い程度の微弱な電位差を有する第2の電位を与える第2
の電位付与手段と、前記第1の電位と第2の電位との間
に流れる電流をモニタするモニタ手段と、該電流の大き
さが所定値を越えたときに前記腕の先端と前記ボンディ
ングパットとの間の接触を判定する判定手段とを備えた
ことを特徴とする。
According to a second aspect of the invention, the first and second aspects are provided.
In order to achieve the purpose of, the tip of the arm is brought into contact with the bonding pad on the semiconductor chip, by thermal friction or direct heating by vibration energy, in the wire bonder to bond between the bonding pad and the wire, First potential applying means for applying a first potential to the bonding pad, and second wire or arm having a weak potential difference with respect to the first potential that does not adversely affect the semiconductor chip. Second to give the electric potential of
Potential applying means, monitor means for monitoring a current flowing between the first potential and the second potential, and the tip of the arm and the bonding pad when the magnitude of the current exceeds a predetermined value. And a determination means for determining contact with

【0011】請求項3記載の発明は、上記第1及び第2
の目的を達成するために、腕の先端を、半導体チップ上
のボンディングパットに接触させ、振動エネルギーによ
る熱摩擦又は直接的な加熱によって、前記ボンディング
パットとワイヤーとの間を接合するワイヤーボンダーに
おいて、前記腕の先端を磁化する磁化手段と、前記ボン
ディングパットの近傍に設けられた磁気を検出する磁気
検出手段と、該磁気を検出する磁気検出手段の出力をモ
ニタするモニタ手段と、該出力の変化量が所定値を越え
たときに前記腕の先端と前記ボンディングパットとの間
の接触を判定する判定手段とを備えたことを特徴とす
る。
According to a third aspect of the present invention, the first and second aspects are provided.
In order to achieve the purpose of, the tip of the arm is brought into contact with the bonding pad on the semiconductor chip, by thermal friction or direct heating by vibration energy, in the wire bonder to bond between the bonding pad and the wire, Magnetizing means for magnetizing the tip of the arm, magnetism detecting means for detecting magnetism provided in the vicinity of the bonding pad, monitor means for monitoring the output of the magnetism detecting means for detecting the magnetism, and change of the output It is characterized by further comprising: a determination unit that determines a contact between the tip of the arm and the bonding pad when the amount exceeds a predetermined value.

【0012】請求項4記載の発明は、上記第1及び第2
の目的を達成するために、腕の先端を、半導体チップ上
のボンディングパットに接触させ、振動エネルギーによ
る熱摩擦又は直接的な加熱によって、前記ボンディング
パットとワイヤーとの間を接合するワイヤーボンダーに
おいて、前記腕の先端の近傍に設けられた電界を発生す
る電界発生手段と、前記ボンディングパットの近傍に設
けられた電界を検出する電界検出手段と、該電界を検出
する電界検出手段の出力をモニタするモニタ手段と、該
出力の変化量が所定値を越えたときに前記腕の先端と前
記ボンディングパットとの間の接触を判定する判定手段
とを備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the above-mentioned first and second aspects.
In order to achieve the purpose of, the tip of the arm is brought into contact with the bonding pad on the semiconductor chip, by thermal friction or direct heating by vibration energy, in the wire bonder to bond between the bonding pad and the wire, Electric field generating means for generating an electric field provided near the tip of the arm, electric field detecting means for detecting an electric field provided near the bonding pad, and output of the electric field detecting means for detecting the electric field are monitored. It is characterized by comprising a monitoring means and a judging means for judging the contact between the tip of the arm and the bonding pad when the change amount of the output exceeds a predetermined value.

【0013】請求項5記載の発明は、上記第1及び第2
の目的を達成するために、腕の先端を、半導体チップ上
のボンディングパットに接触させ、振動エネルギーによ
る熱摩擦又は直接的な加熱によって、前記ボンディング
パットとワイヤーとの間を接合するワイヤーボンダーに
おいて、各々が前記腕の先端と前記ボンディングパット
の近傍に設けられ、又は、双方が前記ボンディングパッ
トの近傍に設けられた一対の電極と、該一対の電極間の
静電容量をモニタするモニタ手段と、該静電容量の変化
量が所定値を越えたときに前記腕の先端と前記ボンディ
ングパットとの間の接触を判定する判定手段とを備えた
ことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the invention, the first and second aspects are provided.
In order to achieve the purpose of, the tip of the arm is brought into contact with the bonding pad on the semiconductor chip, by thermal friction or direct heating by vibration energy, in the wire bonder to bond between the bonding pad and the wire, A pair of electrodes, each of which is provided near the tip of the arm and the bonding pad, or both of which are provided near the bonding pad, and a monitor unit that monitors the capacitance between the pair of electrodes. It is characterized by further comprising: a determination unit that determines contact between the tip of the arm and the bonding pad when the amount of change in the capacitance exceeds a predetermined value.

【0014】請求項6記載の発明は、請求項5記載の発
明において、腕の先端を磁化したことを特徴とする。請
求項7記載の発明は、上記第1及び第2の目的を達成す
るために、腕の先端を、半導体チップ上のボンディング
パットに接触させ、振動エネルギーによる熱摩擦又は直
接的な加熱によって、前記ボンディングパットとワイヤ
ーとの間を接合するワイヤーボンダーにおいて、前記ボ
ンディングパットの近傍に設けられた発光素子及び受光
素子と、該受光素子の出力をモニタするモニタ手段と、
該出力が所定値を越えたときに前記腕の先端と前記ボン
ディングパットとの間の接触を判定する判定手段とを備
えたことを特徴とする。
The invention according to claim 6 is characterized in that, in the invention according to claim 5, the tip of the arm is magnetized. In order to achieve the first and second objects, the invention according to claim 7 brings the tip of the arm into contact with a bonding pad on the semiconductor chip, and heat-friction by vibration energy or direct heating In a wire bonder for joining between a bonding pad and a wire, a light emitting element and a light receiving element provided in the vicinity of the bonding pad, and monitor means for monitoring the output of the light receiving element,
It is characterized by further comprising: a determination unit that determines contact between the tip of the arm and the bonding pad when the output exceeds a predetermined value.

【0015】請求項8記載の発明は、請求項8記載の発
明において、前記腕の先端を鏡面仕上げし又は該先端に
光を反射する部材を取り付けたことを特徴とする。請求
項9記載の発明は、上記第1及び第2の目的を達成する
ために、腕の先端を、半導体チップ上のボンディングパ
ットに接触させ、振動エネルギーによる熱摩擦又は直接
的な加熱によって、前記ボンディングパットとワイヤー
との間を接合するワイヤーボンダーにおいて、前記腕の
先端自体又は該先端の一部を構成する圧電素子と、該圧
電素子の両端電圧をモニタするモニタ手段と、該両端電
圧が所定値を越えたときに前記腕の先端と前記ボンディ
ングパットとの間の接触を判定する判定手段とを備えた
ことを特徴とする。
The invention according to claim 8 is characterized in that, in the invention according to claim 8, the tip of the arm is mirror-finished or a member for reflecting light is attached to the tip. In order to achieve the first and second objects, the invention according to claim 9 brings the tip of the arm into contact with a bonding pad on a semiconductor chip, and heat-friction by vibration energy or direct heating, In a wire bonder for joining a bonding pad and a wire, a piezoelectric element that constitutes the tip of the arm itself or a part of the tip, a monitoring unit that monitors the voltage across the piezoelectric element, and the voltage between both ends is predetermined. It is characterized by further comprising a determination means for determining contact between the tip of the arm and the bonding pad when the value exceeds the value.

【0016】請求項10記載の発明は、請求項3、4、
5又は7記載の発明において、磁気を検出する磁気検出
手段、電界を検出する電界検出手段、一対の電極又は受
光素子を、腕の移動方向に沿って2つ配列し、且つ、配
列要素のそれぞれの検出感度域の一部を重合させたこと
を特徴とする。
The invention as defined in claim 10 is based on claim 3, 4,
In the invention described in 5 or 7, two magnetic detecting means for detecting magnetism, an electric field detecting means for detecting an electric field, a pair of electrodes or a light receiving element are arranged along the moving direction of the arm, and each of the array elements is arranged. Part of the detection sensitivity range of is polymerized.

【0017】[0017]

【作用】請求項1記載の発明では、超音波振動子に対し
て逆に振動を与えると電圧を発生するという原理を応用
し、この超音波振動子を接触検知手段に流用する。した
がって、メカニカルではない検知手段が実現され、接点
磨耗等を回避して長期にわたる良好な接触検知精度の維
持が図られる。
According to the first aspect of the invention, the principle of generating a voltage when the ultrasonic vibrator is vibrated in the opposite direction is applied, and the ultrasonic vibrator is diverted to the contact detection means. Therefore, a non-mechanical detection means is realized, contact wear is avoided, and good contact detection accuracy is maintained for a long period of time.

【0018】請求項2記載の発明では、ワイヤーを通し
てボンディングパットに流れ込む微弱な電流がモニタさ
れる。したがって、ワイヤーとボンディングパットの間
の接触が直接的に検知されるから、誤差の少ない、良好
な接触検知精度が得られる。請求項3〜請求項8記載の
発明では、磁気の変化、電界の変化、静電容量の変化又
は光量の変化に基づいて接触検知が行われる。したがっ
て、何れも、メカニカルではない非接触の接触検知手段
が実現され、接点磨耗等を回避して長期にわたる良好な
接触検知精度の維持が図られる。なお、請求項3〜8記
載の発明は、接触位置の検出を間接的に行うものである
ため、出力信号の変化を単に見るだけではなく、出力信
号の微分を見るようにすれば、より高精度に接触検知を
行えるので好ましい。
According to the second aspect of the invention, the weak current flowing into the bonding pad through the wire is monitored. Therefore, since the contact between the wire and the bonding pad is directly detected, good contact detection accuracy with less error can be obtained. In the invention according to claims 3 to 8, contact detection is performed based on a change in magnetism, a change in electric field, a change in capacitance, or a change in light amount. Therefore, in any case, non-mechanical non-contact contact detection means is realized, contact wear is avoided, and good contact detection accuracy is maintained for a long period of time. Since the inventions according to claims 3 to 8 indirectly detect the contact position, it is possible to obtain a higher level by not only looking at the change in the output signal but also looking at the derivative of the output signal. It is preferable because contact detection can be performed with high accuracy.

【0019】請求項9記載の発明では、圧電素子の両端
電圧に基づいて接触検知が行われる。したがって、メカ
ニカルではない非接触の接触検知手段が実現され、接点
磨耗等を回避して長期にわたる良好な接触検知精度の維
持が図られる。請求項10記載の発明では、2個のセン
サ(磁気を検出する磁気検出手段、電界を検出する電界
検出手段、一対の電極又は受光素子)から取り出された
2つの出力を加算し、もしくはAND論理をとることに
より、1つのセンサだけの場合に比べて、より検出幅の
狭い先鋭的な検出特性が得られる。したがって、接触検
知精度の一層の向上が図られる。
According to the ninth aspect of the invention, contact detection is performed based on the voltage across the piezoelectric element. Therefore, non-mechanical non-contact contact detection means is realized, contact wear is avoided, and good contact detection accuracy can be maintained for a long period of time. According to a tenth aspect of the present invention, two outputs taken out from the two sensors (magnetic detection means for detecting magnetism, electric field detection means for detecting an electric field, a pair of electrodes or a light receiving element) are added, or an AND logic is used. As a result, a sharp detection characteristic with a narrower detection width can be obtained as compared with the case where only one sensor is used. Therefore, the contact detection accuracy can be further improved.

【0020】[0020]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 (1)図1は請求項1記載の発明に係るワイヤーボンダ
ーの一実施例を示す図であり、超音波ボンディング法を
採用するワイヤーボンダーへの適用例である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (1) FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the wire bonder according to the invention described in claim 1, which is an application example to a wire bonder adopting an ultrasonic bonding method.

【0021】図1において、10は従来例(図10参
照)のアーム3及びトランスジューサ4に相当する腕で
あり、この腕10には超音波振動子11が内蔵されてい
る。なお、超音波振動子11は、内蔵するものだけに限
らず、たとえば腕10に取り付けるものであってもよ
い。要は、腕10と一体化していればよい。腕10は、
スライド軸12に沿って上下動が可能であると共に、支
軸13を支点に若干の揺動が可能であり、先端には、ツ
ール14が一体的に取り付けられている。
In FIG. 1, reference numeral 10 is an arm corresponding to the arm 3 and the transducer 4 of the conventional example (see FIG. 10), and an ultrasonic transducer 11 is built in this arm 10. The ultrasonic transducer 11 is not limited to the built-in one, but may be attached to the arm 10, for example. The point is that it should be integrated with the arm 10. Arm 10
It can be moved up and down along the slide shaft 12, and can be slightly swung about a support shaft 13 as a fulcrum, and a tool 14 is integrally attached to the tip thereof.

【0022】15はボンディング対象の半導体チップで
あり、この半導体チップ15の表面には、図示を略した
ボンディングパットが形成されている。腕10をスライ
ド軸12に沿って下ろし、ツール14とボンディングパ
ットとの接触を検知して、超音波振動子11を起動する
と、超音波振動子11の振動エネルギーは、腕10から
ツール14を介して、ツール14とボンディングパット
との間に挟まれたワイヤー(図示略)へと伝えられる。
その結果、ワイヤーとボンディングパットとの間に摩擦
熱が発生し、ワイヤーとボンディングパットが堅固に接
合される。
Reference numeral 15 denotes a semiconductor chip to be bonded, and a bonding pad (not shown) is formed on the surface of the semiconductor chip 15. When the arm 10 is lowered along the slide shaft 12, the contact between the tool 14 and the bonding pad is detected, and the ultrasonic vibrator 11 is activated, the vibration energy of the ultrasonic vibrator 11 is transmitted from the arm 10 via the tool 14. Are transmitted to a wire (not shown) sandwiched between the tool 14 and the bonding pad.
As a result, frictional heat is generated between the wire and the bonding pad, and the wire and the bonding pad are firmly bonded.

【0023】ここで、超音波振動子11の起動は、所定
の交流電圧を印加することによって行われ、所定の交流
電圧は、制御回路16からの指示信号Saに応答して、
超音波発振回路17で作られる。超音波振動子11に
は、たとえば水晶、圧電磁器を用いたランジュバン振動
子又は凹面型圧電磁器音源などが用いられるが、何れ
も、強誘電性結晶又は圧電磁器(以下「圧電体」と言
う)に外部から電圧を印加すると、機械的変形を起こす
という現象、いわゆる圧電効果(Piezoelectric effect
s)を応用したものである。
Here, the ultrasonic transducer 11 is started by applying a predetermined AC voltage, and the predetermined AC voltage responds to the instruction signal Sa from the control circuit 16,
It is made by the ultrasonic oscillator circuit 17. As the ultrasonic oscillator 11, for example, a crystal, a Langevin oscillator using a piezoelectric ceramic, a concave piezoelectric ceramic sound source, or the like is used, but any of them is a ferroelectric crystal or a piezoelectric ceramic (hereinafter referred to as “piezoelectric body”). When a voltage is applied to the outside of the body, it causes a mechanical deformation, the so-called piezoelectric effect.
s) is applied.

【0024】圧電効果は、また、圧電体に機械的変形を
加えると、その両端に電位差が生じるという現象でも知
られており、本実施例は、この第2の現象(機械的変形
から電圧への変換現象)を利用して、ツール14とボン
ディングパットとの間の接触検知を高精度に行おうとす
るものである。すなわち、超音波発振回路17と超音波
振動子11との間を結ぶ配線18から分岐した配線19
は、ノイズカット回路等を含む電圧検出回路20に接続
されており、この電圧検出回路20は、制御回路16か
らの指示信号Sbに応答して、所定の期間(具体的には
超音波振動子11による振動エネルギーの非発生期
間)、超音波振動子11の電気的出力としての両端電圧
をモニタし、そのモニタ結果Mをディジタル値に変換し
て、制御回路16に転送する。また、制御回路16は、
転送されたモニタ値M(超音波振動子11の両端電圧に
相当する値)の大きさが所定値を越えたときに、ツール
14とボンディングパットとの間の接触を判定し、腕1
0の下降を止めるとともに、超音波発振回路17に対し
て、所定の交流電圧の発生を指示する指示信号Saを出
力する。
The piezoelectric effect is also known as a phenomenon that when a piezoelectric body is mechanically deformed, a potential difference is generated across the piezoelectric body. In the present embodiment, this second phenomenon (from mechanical deformation to voltage) is used. Is used to detect the contact between the tool 14 and the bonding pad with high accuracy. That is, the wiring 19 branched from the wiring 18 connecting the ultrasonic oscillation circuit 17 and the ultrasonic transducer 11
Is connected to a voltage detection circuit 20 including a noise cut circuit and the like. The voltage detection circuit 20 responds to an instruction signal Sb from the control circuit 16 for a predetermined period (specifically, an ultrasonic transducer). During a period in which vibration energy is not generated by 11), the voltage across the ultrasonic transducer 11 as an electrical output is monitored, and the monitoring result M is converted to a digital value and transferred to the control circuit 16. In addition, the control circuit 16
When the size of the transferred monitor value M (the value corresponding to the voltage across the ultrasonic transducer 11) exceeds a predetermined value, the contact between the tool 14 and the bonding pad is determined and the arm 1
The falling of 0 is stopped, and an instruction signal Sa for instructing the generation of a predetermined AC voltage is output to the ultrasonic oscillator circuit 17.

【0025】電圧検出回路20は、請求項1記載の各事
項のうちの、振動エネルギーの非発生期間における超音
波振動子11の電気的出力をモニタするモニタ手段に相
当し、また、制御回路16は、電気的出力が所定値を越
えたときに腕10の先端とボンディングパットとの間の
接触を判定する判定手段に相当する。このような構成に
おいて、ツール14が半導体チップ15上のボンディン
グパットに接触すると、腕10を介して超音波振動子1
1に機械的応力が伝えられるが、上述したように、超音
波振動子11は圧電効果を利用したものであるから、圧
電効果の第2の現象、すなわち機械的変形から電圧への
変換現象によって、その両端に電位差が発生する。
The voltage detection circuit 20 corresponds to the monitor means for monitoring the electrical output of the ultrasonic transducer 11 in the period in which the vibration energy is not generated, and the control circuit 16 is also included in the items described in claim 1. Corresponds to a determination unit that determines contact between the tip of the arm 10 and the bonding pad when the electrical output exceeds a predetermined value. In such a configuration, when the tool 14 comes into contact with the bonding pad on the semiconductor chip 15, the ultrasonic transducer 1 is passed through the arm 10.
Although the mechanical stress is transmitted to No. 1, as described above, since the ultrasonic transducer 11 utilizes the piezoelectric effect, the second phenomenon of the piezoelectric effect, that is, the phenomenon of conversion from mechanical deformation to voltage is caused. , A potential difference is generated at both ends.

【0026】したがって、この電位差を電圧検出回路2
0でモニタすると共に、そのモニタ結果Mを制御回路1
6で所定値と比較すれば、従来例のようなメカニカルな
スイッチを用いることなく、ツール14とボンディング
パットとの間の接触検知を行うことができる。ここで、
本実施例の接触検知精度について考察すると、本実施例
では、ツール14とボンディングパットとの接触と完全
に一致するタイミングで、超音波振動子11に機械的応
力が印加される。この完全一致性は、腕10の長さや形
状及び寸法誤差等に影響されることなく、常に一定で崩
れない。たとえば、腕10に多少の寸法誤差があったと
しても、ツール14とボンディングパットとの接触と全
く同一のタイミングで、超音波振動子11から電気的出
力が取り出される。
Therefore, this potential difference is detected by the voltage detection circuit 2
The monitoring result M is monitored at 0 and the monitoring result M is controlled by the control circuit 1.
When compared with the predetermined value in 6, it is possible to detect the contact between the tool 14 and the bonding pad without using a mechanical switch as in the conventional example. here,
Considering the contact detection accuracy of the present embodiment, in the present embodiment, mechanical stress is applied to the ultrasonic transducer 11 at a timing that completely coincides with the contact between the tool 14 and the bonding pad. This perfect matching is always constant and does not collapse without being affected by the length, shape, dimensional error, etc. of the arm 10. For example, even if the arm 10 has some dimensional error, the electrical output is taken out from the ultrasonic transducer 11 at exactly the same timing as the contact between the tool 14 and the bonding pad.

【0027】これに対して、従来例のようなスイッチを
腕10の付け根に取り付けた場合には、スイッチのオン
オフ状態が、常に、ツール14とボンディングパットと
の接触と同一のタイミングで切り替わるとは限らない。
オンオフ状態の切り替えタイミングは、腕10の長さや
形状又は寸法等で決まるからであり、これらのパラメー
タが設計値から外れていた場合には、その外れの程度
(誤差の程度)に応じてオンオフタイミングが早くなっ
たり、遅くなったりするからである。
On the other hand, when the conventional switch is attached to the base of the arm 10, the on / off state of the switch does not always switch at the same timing as the contact between the tool 14 and the bonding pad. Not exclusively.
This is because the switching timing of the on / off state is determined by the length, shape, dimensions, etc. of the arm 10, and when these parameters deviate from the design values, the on / off timing depends on the degree of deviation (degree of error). Is faster or slower.

【0028】したがって、これら両者の比較から、腕1
0の長さや形状又は寸法等の影響を受けることなく、実
際の接触と全く同じタイミングで超音波振動子11から
電気的出力を取り出すことができ、その電気的出力に基
づいて実際の接触を精度よく、しかも安定的に検知する
ことができるという点で、明らかに本実施例の方が従来
技術よりも優っており、高い検出精度を安定的に維持で
きるという格別な効果を奏することができるものであ
る。 (2)図2は請求項2記載の発明に係るワイヤーボンダ
ーの一実施例を示す図である。なお、本実施例におい
て、図1と共通する要素には図1と同一の符号を付し、
その説明の重複を避けるものとする。
Therefore, from the comparison of these two, the arm 1
The electrical output can be taken out from the ultrasonic transducer 11 at exactly the same timing as the actual contact without being affected by the length, shape, size, etc. of 0, and the actual contact can be accurately performed based on the electrical output. The present embodiment is clearly superior to the prior art in that the detection can be performed well and stably, and it is possible to exert a special effect that the high detection accuracy can be stably maintained. Is. (2) FIG. 2 is a view showing an embodiment of the wire bonder according to the invention described in claim 2. In the present embodiment, elements common to FIG. 1 are assigned the same reference numerals as those in FIG.
Duplication of the explanation shall be avoided.

【0029】図2において、30は図外のワイヤー供給
装置から繰り出されたワイヤーであり、このワイヤー3
0の先端は、現在、半導体チップ15上のボンディング
パット(図示略)に接している。ボンディングパット
は、たとえばグランド用のパットであり、このパットは
半導体チップ15の基板及びグランドを通して、直流電
源31の一方の電極31a(図2では負電極)に接続さ
れている。また、直流電源31の他方の電極31b(図
2では正電極)は、スイッチ回路32内の接点32a、
電流検出回路33及び配線34を通して、ワイヤー30
に接続されている。なお、配線34の接続先はワイヤー
30だけとは限らない、ツール14を含む腕10の任意
の部分であってもよい。但し、ツール14を含む腕10
の任意の部分に接続する場合は、ツール14又は腕10
が導電性材料で形成されている必要がある。
In FIG. 2, reference numeral 30 is a wire fed from a wire supply device (not shown).
The tip of 0 is currently in contact with a bonding pad (not shown) on the semiconductor chip 15. The bonding pad is, for example, a ground pad, and this pad is connected to one electrode 31a (negative electrode in FIG. 2) of the DC power supply 31 through the substrate of the semiconductor chip 15 and the ground. The other electrode 31b (the positive electrode in FIG. 2) of the DC power supply 31 is a contact 32a in the switch circuit 32,
The wire 30 is passed through the current detection circuit 33 and the wiring 34.
It is connected to the. The connection destination of the wiring 34 is not limited to the wire 30, and may be an arbitrary portion of the arm 10 including the tool 14. However, the arm 10 including the tool 14
To connect to any part of the tool 14 or arm 10
Must be made of a conductive material.

【0030】直流電源31の電極間電位Eは、半導体チ
ップ15に形成された素子にダメージ等の悪影響を与え
ない程度の微弱な値に設定する。この直流電源31は、
請求項2記載の各事項のうちの、ボンディングパットに
第1の電位(図2ではグランド電位)を与える第1の電
位付与手段に相当するとともに、ワイヤー30又は腕1
0に、第1の電位に対して、半導体チップ15に悪影響
を与えない程度の微弱な電位差を有する第2の電位(図
2では電位差E)を与える第2の電位付与手段に相当す
るものである。
The interelectrode potential E of the DC power supply 31 is set to a weak value that does not adversely affect the elements formed on the semiconductor chip 15 such as damage. This DC power supply 31
Of the matters described in claim 2, it corresponds to a first potential applying means for applying a first potential (ground potential in FIG. 2) to the bonding pad, and also corresponds to the wire 30 or the arm 1.
0 corresponds to a second potential applying means for applying a second potential (potential difference E in FIG. 2) having a weak potential difference that does not adversely affect the semiconductor chip 15 with respect to the first potential. is there.

【0031】電流検出回路33は、ワイヤー30とボン
ディングパットとが接触している状態で形成される閉回
路、すなわち、直流電源31の正電極31b、接点32
a、電流検出回路33、配線34、ワイヤー30、半導
体チップ15及び直流電源31の負電極31aからなる
閉回路に流れる電流iをモニタするもので、そのモニタ
結果Mbは、制御回路36に転送される。制御回路36
は、モニタ結果Mbを所定値と比較し、所定値を越えた
ときに、ワイヤー30の先端とボンディングパットとの
接触を判定するもので、電流検出回路33は、請求項2
記載の各事項のうちの、第1の電位と第2の電位との間
に流れる電流iをモニタするモニタ手段に相当し、ま
た、制御回路36は、電流iの大きさが所定値を越えた
ときに腕10の先端(正確にはワイヤー30の先端)と
ボンディングパットとの間の接触を判定する判定手段に
相当する。
The current detection circuit 33 is a closed circuit formed when the wire 30 and the bonding pad are in contact with each other, that is, the positive electrode 31b of the DC power supply 31 and the contact 32.
a, the current detection circuit 33, the wiring 34, the wire 30, the semiconductor chip 15 and the negative electrode 31a of the DC power supply 31 are used to monitor the current i flowing through the closed circuit, and the monitoring result Mb is transferred to the control circuit 36. It Control circuit 36
Compares the monitoring result Mb with a predetermined value, and judges contact between the tip of the wire 30 and the bonding pad when the result exceeds the predetermined value.
Of the matters described, it corresponds to a monitor means for monitoring the current i flowing between the first potential and the second potential, and the control circuit 36 controls the magnitude of the current i to exceed a predetermined value. It corresponds to a determination means for determining contact between the tip of the arm 10 (more precisely, the tip of the wire 30) and the bonding pad when the arm 10 is exposed.

【0032】このような構成において、腕10を下降さ
せて行くと、ある時点で、図2に示すように、ワイヤー
30の先端とボンディングパットとの間が接触し、直流
電源31を電源とする閉回路が形成される。そして、そ
の閉回路中の電流iの大きさが所定値を越えたときに接
触が判定される。ここで、所定値は、ノイズマージンを
確保するだけのできるだけ低い値であり、実際には、閉
回路の形成と同時に接触判定がなされる。
In this structure, when the arm 10 is lowered, the tip of the wire 30 and the bonding pad come into contact with each other at a certain point, and the DC power source 31 is used as the power source. A closed circuit is formed. Then, the contact is determined when the magnitude of the current i in the closed circuit exceeds a predetermined value. Here, the predetermined value is a value that is as low as possible to secure a noise margin, and in reality, the contact determination is performed at the same time when the closed circuit is formed.

【0033】したがって、本実施例によれば、実際の接
触タイミングで閉回路を形成すると共に、この閉回路
は、腕10の長さや形状又は寸法に全く影響されないか
ら、接触検知の精度を向上でき、且つ、これを長期にわ
たって安定的に維持することができる。なお、本実施例
では、超音波ボンディング法によるワイヤーボンダーを
例にしているが、本実施例に超音波振動子11は必須の
要件ではないから、加熱法によるワイヤーボンダーにも
適用可能である。 (3)図3は請求項3記載の発明に係るワイヤーボンダ
ーの一実施例を示す図である。なお、本実施例におい
て、図1又は図2と共通する要素には図1又は図2と同
一の符号を付し、その説明の重複を避けるものとする。
Therefore, according to the present embodiment, the closed circuit is formed at the actual contact timing, and the closed circuit is not affected by the length, shape or size of the arm 10 at all, so that the accuracy of contact detection can be improved. Moreover, this can be stably maintained for a long period of time. In this embodiment, the wire bonder by the ultrasonic bonding method is taken as an example, but since the ultrasonic vibrator 11 is not an essential requirement in this embodiment, it can be applied to the wire bonder by the heating method. (3) FIG. 3 is a view showing an embodiment of the wire bonder according to the invention of claim 3. In the present embodiment, elements common to those of FIG. 1 or 2 are designated by the same reference numerals as those of FIG. 1 or 2, and their description will not be repeated.

【0034】図3において、40はツールである。この
ツール40は、その形状の点で上記の各実施例と類似し
ているが、磁化されている点で大きく異なっている。す
なわち、ツール40は、それ自体又は電磁石等の他の手
段によって磁化されており、請求項3記載の各事項のう
ちの、腕10の先端を磁化する磁化手段に相当するもの
である。
In FIG. 3, reference numeral 40 is a tool. The tool 40 is similar to the above-described embodiments in terms of its shape, but differs greatly in that it is magnetized. That is, the tool 40 is magnetized by itself or by other means such as an electromagnet, and corresponds to the magnetizing means for magnetizing the tip of the arm 10 among the matters described in claim 3.

【0035】半導体チップ15上の図示を略したボンデ
ィングパットの近傍には、小型コイル又はホール素子等
を用いた磁気センサ41が配置されており、この磁気セ
ンサ41の出力は、ノイズカット回路を含む信号処理回
路42でモニタされ、そのモニタ結果Mcは制御回路4
3に転送される。制御回路43は、モニタ結果Mcに基
づいて、磁気センサ41の出力の変化量を計算し、その
変化量が所定値を越えたときに腕10の先端(すなわち
ツール40)とボンディングパットとの間の接触を判定
する。
A magnetic sensor 41 using a small coil or a Hall element is arranged near the bonding pad (not shown) on the semiconductor chip 15. The output of the magnetic sensor 41 includes a noise cut circuit. It is monitored by the signal processing circuit 42, and the monitoring result Mc is the control circuit 4
3 is transferred. The control circuit 43 calculates the amount of change in the output of the magnetic sensor 41 based on the monitor result Mc, and when the amount of change exceeds a predetermined value, it is between the tip of the arm 10 (that is, the tool 40) and the bonding pad. Determine the contact.

【0036】磁気センサ41は、請求項3記載の各事項
のうちの、ボンディングパットの近傍に設けられた磁気
を検出する磁気検出手段に相当し、信号処理回路42
は、磁気センサ41の出力をモニタするモニタ手段に相
当し、制御回路43は、磁気センサ41の出力の変化量
が所定値を越えたときに腕10の先端(すなわちツール
40)とボンディングパットとの間の接触を判定する判
定手段に相当する。
The magnetic sensor 41 corresponds to a magnetic detecting means for detecting magnetism provided in the vicinity of the bonding pad, among the matters described in claim 3, and the signal processing circuit 42.
Corresponds to monitoring means for monitoring the output of the magnetic sensor 41, and the control circuit 43 causes the tip of the arm 10 (that is, the tool 40) and the bonding pad when the amount of change in the output of the magnetic sensor 41 exceeds a predetermined value. It corresponds to the determination means for determining the contact between the two.

【0037】このような構成において、腕10を下降さ
せる前は、ツール40と磁気センサ41との距離が離れ
ているため、磁気センサ41の出力は、ほぼゼロか又は
小さな値であるが、腕10を降下させて行くと、磁気セ
ンサ41の出力は徐々に増加し、ツール40と磁気セン
サ41とが最も接近したときにピークを迎える。したが
って、制御回路43でこのピークを検出するようにすれ
ば、磁気センサ41の位置にツール40が到達したこと
を精度よく判定することができる。
In such a configuration, before the arm 10 is lowered, the distance between the tool 40 and the magnetic sensor 41 is large, so the output of the magnetic sensor 41 is almost zero or a small value. As 10 is lowered, the output of the magnetic sensor 41 gradually increases, and reaches a peak when the tool 40 and the magnetic sensor 41 are closest to each other. Therefore, if the control circuit 43 detects this peak, it can be accurately determined that the tool 40 has reached the position of the magnetic sensor 41.

【0038】このように、本実施例の技術は、磁気セン
サ41の位置にツールが到達したか否かを判定する技術
であって、上記各実施例のように、ツール40とボンデ
ィングパットとの接触を直接的に判定するものではな
い。しかし、磁気センサ41をボンディングパットので
きるだけ近くに配置するようにすれば、磁気センサ41
の位置は、すなわちボンディングパットの位置に相当す
るから、上記各実施例と同様に、ツール40とボンディ
ングパットとの接触を判定できるのである。しかも、磁
気センサ41の位置は、腕10の長さや形状又は寸法等
の影響を全く受けないため、接触検知の精度を向上で
き、且つ、これを長期にわたって安定的に維持すること
ができる。
As described above, the technique of this embodiment is a technique for determining whether or not the tool has reached the position of the magnetic sensor 41, and as in each of the above-described embodiments, the tool 40 and the bonding pad are combined. It does not directly determine contact. However, if the magnetic sensor 41 is arranged as close as possible to the bonding pad, the magnetic sensor 41
Since the position of (1) corresponds to the position of the bonding pad, the contact between the tool 40 and the bonding pad can be determined in the same manner as in the above embodiments. Moreover, since the position of the magnetic sensor 41 is not affected by the length, shape or size of the arm 10 at all, the accuracy of contact detection can be improved, and this can be stably maintained for a long period of time.

【0039】なお、本実施例では、超音波ボンディング
法によるワイヤーボンダーを例にしているが、本実施例
に超音波振動子11は必須の要件ではないから、加熱法
によるワイヤーボンダーにも適用可能である。また、本
実施例では、ボンディングパットの近傍に磁気センサ4
1を配置しているが、この磁気センサ41を渦電流検出
センサに置き換えてもよい。渦電流センサも磁気の変化
(正確には磁束の変化)に応じた電気信号を出力するか
ら、磁気検出手段に相当する。 (4)図4は請求項4記載の発明に係るワイヤーボンダ
ーの一実施例を示す図である。なお、本実施例におい
て、図1又は図2と共通する要素には図1又は図2と同
一の符号を付し、その説明の重複を避けるものとする。
In this embodiment, the wire bonder by the ultrasonic bonding method is taken as an example, but since the ultrasonic vibrator 11 is not an essential requirement in this embodiment, it can be applied to the wire bonder by the heating method. Is. Further, in this embodiment, the magnetic sensor 4 is provided near the bonding pad.
However, the magnetic sensor 41 may be replaced with an eddy current detection sensor. The eddy current sensor also outputs an electric signal according to a change in magnetism (correctly, a change in magnetic flux), and thus corresponds to a magnetism detecting means. (4) FIG. 4 is a view showing an embodiment of the wire bonder according to the invention of claim 4. In the present embodiment, elements common to those of FIG. 1 or 2 are designated by the same reference numerals as those of FIG. 1 or 2, and their description will not be repeated.

【0040】図4において、50はツール(電界を遮蔽
する位置にある)14の近傍に設けられた電極である。
この電極50には、電圧印加回路51からの所定の電圧
が加えられており、電極50の周囲には、該印加電圧の
大きさに応じた強さの電界が生じている。したがって、
この電極50は、請求項4記載の各事項のうちの、腕1
0の先端(正確にはツール14)の近傍に設けられた電
界を発生する電界発生手段に相当する。
In FIG. 4, reference numeral 50 is an electrode provided in the vicinity of the tool (at a position for shielding the electric field) 14.
A predetermined voltage from the voltage application circuit 51 is applied to the electrode 50, and an electric field having a strength corresponding to the magnitude of the applied voltage is generated around the electrode 50. Therefore,
The electrode 50 corresponds to the arm 1 of the items described in claim 4.
It corresponds to an electric field generating means for generating an electric field provided near the tip of 0 (correctly, the tool 14).

【0041】一方、半導体チップ15上の図示を略した
ボンディングパットの近傍には、上記電極50と向かい
合うようにして、電界センサ52が設けられており、こ
の電界センサ52は、請求項4記載の各事項のうちの、
ボンディングパットの近傍に設けられた電界を検出する
電界検出手段に相当する。電界センサ52の出力、すな
わち電極50との距離に応じて増減変化する信号は、電
界検出回路53によって、たとえば電圧値に変換され、
ノイズカット回路を含む信号処理回路54を経て、制御
回路55に転送される。
On the other hand, an electric field sensor 52 is provided near the bonding pad (not shown) on the semiconductor chip 15 so as to face the electrode 50. The electric field sensor 52 is defined in claim 4. Of each matter,
It corresponds to an electric field detecting means for detecting an electric field provided in the vicinity of the bonding pad. The output of the electric field sensor 52, that is, the signal that increases or decreases according to the distance from the electrode 50 is converted into a voltage value, for example, by the electric field detection circuit 53,
It is transferred to the control circuit 55 via the signal processing circuit 54 including a noise cut circuit.

【0042】電界検出回路53及び信号処理回路54
は、電界センサ52の出力をモニタするもので、請求項
4記載の各事項のうちの、モニタ手段に相当する。ま
た、制御回路55は、電界センサ52の出力が所定値を
越えたときに腕10の先端(正確にはツール14)とボ
ンディングパットとの間の接触を判定するもので、請求
項4記載の各事項のうちの、判定手段に相当する。
Electric field detection circuit 53 and signal processing circuit 54
Is for monitoring the output of the electric field sensor 52 and corresponds to the monitoring means in each item of claim 4. The control circuit 55 determines contact between the tip of the arm 10 (correctly, the tool 14) and the bonding pad when the output of the electric field sensor 52 exceeds a predetermined value. It corresponds to the determination means of each item.

【0043】このような構成によれば、ツール14の下
降に伴って、電界センサ52の出力が増大側に変化する
から、制御手段55における判定規準値(所定値)を最
適化することにより、ツール14とボンディングパット
との間の接触を高精度に判定することができる。しか
も、電界センサ52の出力は、もっぱら電極50と電界
センサ52との間の距離にしか影響されず、腕10の長
さや形状又は寸法等の影響を全く受けないので高い接触
検知精度を長期にわたって安定的に維持することができ
る。
According to such a configuration, the output of the electric field sensor 52 changes to the increasing side as the tool 14 descends. Therefore, by optimizing the judgment reference value (predetermined value) in the control means 55, The contact between the tool 14 and the bonding pad can be determined with high accuracy. Moreover, the output of the electric field sensor 52 is affected only by the distance between the electrode 50 and the electric field sensor 52, and is not affected by the length, shape, size, or the like of the arm 10 at all, so that high contact detection accuracy is maintained for a long time. It can be maintained stable.

【0044】なお、本実施例では、超音波ボンディング
法によるワイヤーボンダーを例にしているが、本実施例
に超音波振動子11は必須の要件ではないから、加熱法
によるワイヤーボンダーにも適用可能である。 (5)図5は請求項5、6記載の発明に係るワイヤーボ
ンダーの一実施例を示す図である。なお、本実施例にお
いて、図1又は図2と共通する要素には図1又は図2と
同一の符号を付し、その説明の重複を避けるものとす
る。
In this embodiment, the wire bonder by the ultrasonic bonding method is taken as an example, but since the ultrasonic vibrator 11 is not an essential requirement in this embodiment, it can be applied to the wire bonder by the heating method. Is. (5) FIG. 5 is a view showing an embodiment of the wire bonder according to the invention described in claims 5 and 6. In the present embodiment, elements common to those of FIG. 1 or 2 are designated by the same reference numerals as those of FIG. 1 or 2, and their description will not be repeated.

【0045】図5において、60はツール(静電容量を
変化させる位置にある)14の近傍に設けられた第1の
電極、61は半導体チップ15上の図示を略したボンデ
ィングパットの近傍に設けられた第2の電極であり、こ
れら2つの電極60、61は、請求項5記載の各事項の
うちの、一対の電極に相当する。第1及び第2の電極6
0、61には、静電容量検出回路62が接続されてお
り、この静電容量検出回路62は、たとえば、高周波信
号に対する対向電極間のインピーダンス変化からその対
向電極間の静電容量を検出するという原理を応用して、
第1及び第2の電極間60、61の静電容量を検出する
もので、その検出値は、ノイズカット回路を含む信号処
理回路63を経て、制御回路64に転送される。
In FIG. 5, reference numeral 60 denotes a first electrode provided near the tool (at a position where the capacitance is changed) 14 and 61 is provided near a bonding pad (not shown) on the semiconductor chip 15. The two electrodes 60 and 61 correspond to a pair of electrodes in the matters described in claim 5. First and second electrodes 6
An electrostatic capacitance detection circuit 62 is connected to 0 and 61, and the electrostatic capacitance detection circuit 62 detects the electrostatic capacitance between the counter electrodes from the impedance change between the counter electrodes with respect to a high frequency signal, for example. Applying the principle of
The capacitance between the first and second electrodes 60 and 61 is detected, and the detected value is transferred to the control circuit 64 via the signal processing circuit 63 including a noise cut circuit.

【0046】静電容量検出回路62及び信号処理回路6
3は、請求項5記載の各事項のうちの、一対の電極間の
静電容量をモニタするモニタ手段に相当し、また、制御
回路64は、静電容量の変化量が所定値を越えたときに
腕10の先端(正確にはツール14)と半導体チップ1
5上の図示を略したボンディングパットとの間の接触を
判定する判定手段に相当する。
Capacitance detection circuit 62 and signal processing circuit 6
3 corresponds to a monitor means for monitoring the electrostatic capacitance between the pair of electrodes, among the matters described in claim 5, and the control circuit 64 causes the change amount of the electrostatic capacitance to exceed a predetermined value. Sometimes the tip of the arm 10 (to be exact, the tool 14) and the semiconductor chip 1
5 corresponds to a determination means for determining contact with the bonding pad (not shown).

【0047】このような構成によれば、ツール14の下
降に伴って、第1の電極60と第2の電極61の距離が
接近し、静電容量検出回路62の出力が増大側に変化す
るから、制御手段64における判定規準値(所定値)を
最適化することにより、ツール14とボンディングパッ
トとの間の接触を高精度に判定することができる。しか
も、静電容量検出回路62の出力は、もっぱら第1の電
極60と第2の電極61との間の距離にしか影響され
ず、腕10の長さや形状又は寸法等の影響を全く受けな
いので、高い接触検知精度を長期にわたって安定的に維
持することができる。
According to this structure, as the tool 14 descends, the distance between the first electrode 60 and the second electrode 61 becomes shorter, and the output of the electrostatic capacitance detection circuit 62 changes to the increasing side. Therefore, by optimizing the determination reference value (predetermined value) in the control means 64, the contact between the tool 14 and the bonding pad can be determined with high accuracy. Moreover, the output of the capacitance detection circuit 62 is affected only by the distance between the first electrode 60 and the second electrode 61, and is not affected by the length, shape or size of the arm 10 at all. Therefore, high contact detection accuracy can be stably maintained for a long period of time.

【0048】なお、本実施例では、超音波ボンディング
法によるワイヤーボンダーを例にしているが、本実施例
に超音波振動子11は必須の要件ではないから、加熱法
によるワイヤーボンダーにも適用可能である。また、本
実施例では、第1の電極60を腕10側に配置するとと
もに、第2の電極61を半導体チップ15側に配置し、
腕10の下降に伴うこれら2つの電極間60、61の距
離の変化を静電容量の変化として取り出しているが、こ
れに限るものではない。たとえば、第1及び第2の電極
60、61の双方を、半導体チップ15側のチップ近傍
に配置しておき、ツール14の接近に伴う第1及び第2
の電極60、61間の容量変化を取り出すようにしても
よい。 (6)図6は請求項7、8記載の発明に係るワイヤーボ
ンダーの一実施例を示す図である。なお、本実施例にお
いて、図1又は図2と共通する要素には図1又は図2と
同一の符号を付し、その説明の重複を避けるものとす
る。
In this embodiment, the wire bonder by the ultrasonic bonding method is taken as an example, but since the ultrasonic vibrator 11 is not an essential requirement in this embodiment, it can be applied to the wire bonder by the heating method. Is. In addition, in this embodiment, the first electrode 60 is arranged on the arm 10 side, and the second electrode 61 is arranged on the semiconductor chip 15 side.
Although the change in the distance between the two electrodes 60 and 61 due to the lowering of the arm 10 is taken out as the change in electrostatic capacitance, the present invention is not limited to this. For example, both the first and second electrodes 60 and 61 are arranged in the vicinity of the chip on the side of the semiconductor chip 15 and the first and second electrodes are moved when the tool 14 approaches.
Alternatively, the capacitance change between the electrodes 60 and 61 may be extracted. (6) FIG. 6 is a view showing an embodiment of the wire bonder according to the invention described in claims 7 and 8. In the present embodiment, elements common to those of FIG. 1 or 2 are designated by the same reference numerals as those of FIG. 1 or 2, and their description will not be repeated.

【0049】図6において、70は発光素子、71は受
光素子であり、これらの発光素子70及び受光素子71
は、半導体チップ15上の図示を略したボンディングパ
ットの近傍に配置されている。発光素子70は、たとえ
ばレーザダイオードや発光ダイオード又はランプ等であ
り、その光軸70aは所定方向に指向している。受光素
子71は、たとえばフォトダイオード等であり、その光
軸71aは所定方向に指向している。
In FIG. 6, reference numeral 70 is a light emitting element, 71 is a light receiving element, and these light emitting element 70 and light receiving element 71 are provided.
Is arranged in the vicinity of a bonding pad (not shown) on the semiconductor chip 15. The light emitting element 70 is, for example, a laser diode, a light emitting diode, a lamp, or the like, and its optical axis 70a is oriented in a predetermined direction. The light receiving element 71 is, for example, a photodiode or the like, and its optical axis 71a is directed in a predetermined direction.

【0050】発光素子70の光軸70aと受光素子71
の光軸71aとのほぼ交わる地点は、腕10を下降させ
たときのツール14の表面の一部に概略一致し、ツール
14の該表面には、光学的な反射鏡72が取り付けられ
ている。なお、図では、反射鏡72を別部材(たとえば
小型ミラー)として示してあるが、これに限るものでは
ない。たとえば、ツール14の表面をメッキ処理して鏡
面仕上げしてもよいし、あるいは、ツール14の表面に
元々光沢があれば特別な処理を施さずにそのまま使用し
ても構わない。
Optical axis 70a of light emitting element 70 and light receiving element 71
The point substantially intersecting with the optical axis 71a of the tool substantially coincides with a part of the surface of the tool 14 when the arm 10 is lowered, and an optical reflecting mirror 72 is attached to the surface of the tool 14. . Although the reflecting mirror 72 is shown as a separate member (for example, a small mirror) in the drawing, the present invention is not limited to this. For example, the surface of the tool 14 may be plated to be mirror-finished, or if the surface of the tool 14 is originally glossy, it may be used as it is without any special treatment.

【0051】73は発光素子70を駆動するための駆動
回路、74は駆動回路73の同期をとるとともに、受光
素子71の出力から受光光量の変化を検出する光量変化
検出回路であり、光量変化検出回路74の出力は、ノイ
ズカット回路を含む信号処理回路75を経て、制御回路
76に転送される。光量変化検出回路74及び信号処理
回路75は、請求項7記載の各事項のうちの、受光素子
71の出力をモニタするモニタ手段に相当し、また、制
御回路76は、モニタ手段の出力が所定値を越えたとき
に腕10の先端(正確にはツール14)と半導体チップ
15上の図示を略したボンディングパットとの間の接触
を判定する判定手段に相当する。
Reference numeral 73 is a drive circuit for driving the light emitting element 70, and 74 is a light amount change detecting circuit for synchronizing the drive circuit 73 and detecting a change in the received light amount from the output of the light receiving element 71. The output of the circuit 74 is transferred to the control circuit 76 via the signal processing circuit 75 including a noise cut circuit. The light quantity change detection circuit 74 and the signal processing circuit 75 correspond to the monitor means for monitoring the output of the light receiving element 71, and the control circuit 76 has a predetermined output of the monitor means. It corresponds to a determining means for determining contact between the tip of the arm 10 (correctly, the tool 14) and a bonding pad (not shown) on the semiconductor chip 15 when the value exceeds the value.

【0052】このような構成によれば、ツール14の下
降に伴って、発光素子70の光軸70aと受光素子71
の光軸71aとの交わる地点に反射鏡72が位置する
と、発光素子70からの光が反射鏡72で反射し、その
反射光の大部分が受光素子71で受光される。したがっ
て、光量変化検出回路74の出力が増大側に変化するか
ら、制御手段76における判定規準値(所定値)を最適
化することにより、ツール14とボンディングパットと
の間の接触を高精度に判定することができる。しかも、
光量変化検出回路74の出力は、もっぱら発光素子70
及び受光素子71と反射鏡72(言い換えればツール1
4)との位置関係にしか影響されず、腕10の長さや形
状又は寸法等の影響を全く受けないので、高い接触検知
精度を長期にわたって安定的に維持することができる。
According to this structure, the optical axis 70a of the light emitting element 70 and the light receiving element 71 are moved as the tool 14 descends.
When the reflecting mirror 72 is located at a point where it intersects with the optical axis 71a, the light from the light emitting element 70 is reflected by the reflecting mirror 72, and most of the reflected light is received by the light receiving element 71. Therefore, since the output of the light amount change detection circuit 74 changes to the increasing side, the contact between the tool 14 and the bonding pad can be determined with high accuracy by optimizing the determination reference value (predetermined value) in the control means 76. can do. Moreover,
The output of the light amount change detection circuit 74 is exclusively the light emitting element 70.
And the light receiving element 71 and the reflecting mirror 72 (in other words, the tool 1
Since it is only affected by the positional relationship with 4) and is not affected by the length, shape or size of the arm 10 at all, high contact detection accuracy can be stably maintained for a long period of time.

【0053】なお、本実施例では、超音波ボンディング
法によるワイヤーボンダーを例にしているが、本実施例
に超音波振動子11は必須の要件ではないから、加熱法
によるワイヤーボンダーにも適用可能である。また、発
光素子70は、駆動回路74によって高周波的に変調駆
動するのが望ましい。発光素子70からの変調光は、反
射鏡72の下降速度に応じた低い周波数で第2の変調を
受けるからで、この第2の変調に伴う光の乱れを光量検
出回路74で検知すればよいからである。
In this embodiment, the wire bonder by the ultrasonic bonding method is taken as an example, but since the ultrasonic vibrator 11 is not an essential requirement in this embodiment, it can be applied to the wire bonder by the heating method. Is. Further, it is desirable that the light emitting element 70 is driven by modulation at a high frequency by the drive circuit 74. Since the modulated light from the light emitting element 70 undergoes the second modulation at a low frequency according to the descending speed of the reflecting mirror 72, the light quantity detection circuit 74 may detect the turbulence of the light due to the second modulation. Because.

【0054】また、反射鏡72又はツール14の表面
に、マイクロカットされた微細な溝を形成することも好
ましい。第2の変調が深くなり、光の乱れ方が強まって
検知性能がアップするからである。 (7)図7は請求項9記載の発明に係るワイヤーボンダ
ーの一実施例を示す図である。なお、本実施例におい
て、図1又は図2と共通する要素には図1又は図2と同
一の符号を付し、その説明の重複を避けるものとする。
It is also preferable to form micro-cut fine grooves on the surface of the reflecting mirror 72 or the tool 14. This is because the second modulation becomes deeper, the way the light is disturbed becomes stronger, and the detection performance is improved. (7) FIG. 7 is a view showing an embodiment of the wire bonder according to the invention of claim 9. In the present embodiment, elements common to those of FIG. 1 or 2 are designated by the same reference numerals as those of FIG. 1 or 2, and their description will not be repeated.

【0055】図7において、80はツール81の先端に
取り付けた圧電素子である。圧電素子80は、強誘電性
結晶や圧電磁器等の圧電体に機械的応力を加えるとその
両端に電位差が生じるという、いわゆる圧電効果(piez
oelectric effects)を利用した素子であり、圧電素子
80から取り出された電圧は、電圧変化検出回路82で
増幅等の処理を受けた後、ノイズカット回路を含む信号
処理回路83を経て、制御回路84に転送される。
In FIG. 7, reference numeral 80 is a piezoelectric element attached to the tip of the tool 81. The piezoelectric element 80 has a so-called piezoelectric effect that a potential difference is generated at both ends when a mechanical stress is applied to a piezoelectric body such as a ferroelectric crystal or a piezoelectric ceramic.
The voltage extracted from the piezoelectric element 80 is subjected to processing such as amplification by the voltage change detection circuit 82, and then passes through a signal processing circuit 83 including a noise cut circuit and then a control circuit 84. Transferred to.

【0056】制御回路84は、圧電素子80から取り出
された電圧が所定値を越えたときに腕10の先端(正確
にはツール81の先端に取り付けられた圧電素子80)
と半導体チップ15上のボンディングパットとの間の接
触を判定する。電圧変化検出回路82及び信号処理回路
83は、請求項9記載の各事項のうち、圧電素子80の
両端電圧をモニタするモニタ手段に相当し、また、制御
回路84は、圧電素子80の両端電圧が所定値を越えた
ときに腕10の先端とボンディングパットとの間の接触
を判定する判定手段に相当する。
The control circuit 84 controls the tip of the arm 10 (correctly, the piezoelectric element 80 attached to the tip of the tool 81) when the voltage taken out from the piezoelectric element 80 exceeds a predetermined value.
The contact between the contact pad and the bonding pad on the semiconductor chip 15 is determined. The voltage change detection circuit 82 and the signal processing circuit 83 correspond to the monitoring means for monitoring the voltage across the piezoelectric element 80, and the control circuit 84 controls the voltage across the piezoelectric element 80. Corresponds to a determining means for determining contact between the tip of the arm 10 and the bonding pad when exceeds a predetermined value.

【0057】このような構成によれば、ツール81の下
降に伴って、圧電素子80とボンディングパットとが接
触すると、その接触力を受けて圧電素子80の両端電圧
が増大側に変化する。したがって、この変化が所定値を
越えた場合に、制御回路84によって腕10の先端とボ
ンディングパットとの間の接触が判定されるから、制御
手段84における判定規準値(所定値)を最適化するこ
とにより、ツール81とボンディングパットとの間の接
触を高精度に判定することができる。しかも、圧電素子
80の出力電圧は、実際の接触動作だけに依存して変化
し、腕10の長さや形状又は寸法等の影響を全く受けな
いので、高い接触検知精度を長期にわたって安定的に維
持することができる。
According to such a structure, when the piezoelectric element 80 and the bonding pad come into contact with each other as the tool 81 descends, the contact force of the piezoelectric element 80 causes the voltage across the piezoelectric element 80 to increase. Therefore, when this change exceeds the predetermined value, the control circuit 84 determines the contact between the tip of the arm 10 and the bonding pad, so that the determination reference value (predetermined value) in the control means 84 is optimized. As a result, the contact between the tool 81 and the bonding pad can be determined with high accuracy. Moreover, the output voltage of the piezoelectric element 80 changes depending only on the actual contact operation, and is not affected by the length, shape, size, or the like of the arm 10 at all, so that high contact detection accuracy is stably maintained for a long period of time. can do.

【0058】なお、本実施例では、超音波ボンディング
法によるワイヤーボンダーを例にしているが、本実施例
に超音波振動子11は必須の要件ではないから、加熱法
によるワイヤーボンダーにも適用可能である。また、本
実施例では、ツール81の先端に圧電素子80を取り付
けているが、これに限るものではなく、たとえばツール
自体を圧電素子で構成してもよい。 (8)図8、9は請求項10記載の発明に係るワイヤー
ボンダーの一実施例を示す図であり、上記各実施例のう
ち、特に、磁気センサを利用するもの(図3参照)、電
界センサを利用するもの(図4参照)、静電センサを利
用するもの(図5参照)又は光センサを利用するもの
(図6参照)に適用して好ましい例である。
In this embodiment, the wire bonder by the ultrasonic bonding method is taken as an example, but since the ultrasonic vibrator 11 is not an essential requirement in this embodiment, it can be applied to the wire bonder by the heating method. Is. Further, in this embodiment, the piezoelectric element 80 is attached to the tip of the tool 81, but the invention is not limited to this. For example, the tool itself may be formed of a piezoelectric element. (8) FIGS. 8 and 9 are views showing an embodiment of the wire bonder according to the invention described in claim 10. Of the above-mentioned embodiments, particularly, those using a magnetic sensor (see FIG. 3), electric field This is a preferable example when applied to a device utilizing a sensor (see FIG. 4), a device utilizing an electrostatic sensor (see FIG. 5) or a device utilizing an optical sensor (see FIG. 6).

【0059】本実施例の特徴とするところは、以上の各
センサを利用する上記の各実施例において、そのセンサ
の数を2個とすること、2個のセンサの配列方向を腕1
0の移動方向に一致させること、2個のセンサの一方の
検出感度域と他方の検出感度域とを一部で重合させるこ
とにある。このような特徴を満足するようにした2個の
センサの合成検出感度特性は、図8のように示される。
The feature of this embodiment is that, in each of the above-described embodiments using each of the above sensors, the number of the sensors is two, and the arrangement direction of the two sensors is the arm 1
Matching with the movement direction of 0 is to partially overlap the detection sensitivity range of one of the two sensors and the detection sensitivity range of the other. The combined detection sensitivity characteristics of the two sensors that satisfy such characteristics are shown in FIG.

【0060】図8において、縦軸はセンサの配列方向
(言い換えれば腕10の移動方向)、横軸は検出感度で
ある。左端のグラフは、2個のセンサの生の検出感度を
表しており、一方のセンサの感度は特性線90で、他方
のセンサの感度は特性線91で示してある。センサ間隔
を調節することにより、2つの特性線90、91の一部
が重なり合っている。
In FIG. 8, the vertical axis represents the sensor array direction (in other words, the moving direction of the arm 10), and the horizontal axis represents the detection sensitivity. The graph on the left end shows the raw detection sensitivities of the two sensors, the sensitivity of one sensor is shown by the characteristic line 90, and the sensitivity of the other sensor is shown by the characteristic line 91. By adjusting the sensor interval, the two characteristic lines 90 and 91 partially overlap each other.

【0061】ここで、2個のセンサ出力を加算すると
(たとえばアナログAND論理をとると)と、その加算
出力は、中央のグラフのように示される。この合成特性
線92は、2つの特性線90、91の重合中心に一致し
た高いピークを持ち、且つ、その幅W(半値幅)は2つ
の特性線90、91のどちらの幅Wa、Wbよりも狭
い。
Here, when two sensor outputs are added (for example, by analog AND logic), the added output is shown as the graph in the center. The synthetic characteristic line 92 has a high peak corresponding to the center of polymerization of the two characteristic lines 90 and 91, and its width W (half-value width) is larger than either width Wa or Wb of the two characteristic lines 90 and 91. Is also narrow.

【0062】したがって、1個のセンサだけの場合に比
べて、腕10の移動方向における検出分解能を高めるこ
とができ、腕10の先端とボンディングパットとの間の
接触検出を、より微細に行うことができるようになるか
ら、特に、磁気センサを利用する上記実施例(図3参
照)、電界センサを利用する上記実施例(図4参照)、
静電センサを利用する上記実施例(図5参照)又は光セ
ンサを利用する上記実施例(図6参照)に適用すると、
その検出性能を向上でき、好ましいものとすることがで
きる。
Therefore, the detection resolution in the moving direction of the arm 10 can be increased as compared with the case of only one sensor, and the contact between the tip of the arm 10 and the bonding pad can be detected more finely. In particular, the above-described embodiment using a magnetic sensor (see FIG. 3), the above-described embodiment using an electric field sensor (see FIG. 4),
When applied to the above-described embodiment utilizing an electrostatic sensor (see FIG. 5) or the above-described embodiment utilizing an optical sensor (see FIG. 6),
The detection performance can be improved, which is preferable.

【0063】なお、図8の右端のグラフは、合成特性線
92と閾値93とを比較して2値信号94に変換したも
のである。これによれば、閾値93の大きさを適正化す
ることによって、合成特性線92の頂点部分だけを取り
出すことができ、合成特性線92の幅Wよりもさらに狭
い幅Wcの検出信号を生成できるから、より一層の分解
能向上を図ることができる。
The graph at the right end of FIG. 8 is a graph in which the synthetic characteristic line 92 and the threshold value 93 are compared and converted into a binary signal 94. According to this, by optimizing the size of the threshold value 93, only the apex portion of the combined characteristic line 92 can be taken out, and a detection signal having a width Wc narrower than the width W of the combined characteristic line 92 can be generated. Therefore, the resolution can be further improved.

【0064】なお、本実施例は、かかるアナログ処理を
主体としたものだけに限らない。たとえば、図9に示す
ように、2つの特性線90、91と所定の閾値95とを
比較し、2つの2値信号96、97に変換した後、これ
ら2つの2値信号96、97のAND論理をとってもよ
い。98はAND論理の出力信号であり、図8と同様
に、幅の狭い高分解能の検出信号を生成できる。
The present embodiment is not limited to the one mainly based on such analog processing. For example, as shown in FIG. 9, after comparing two characteristic lines 90 and 91 with a predetermined threshold value 95 and converting them into two binary signals 96 and 97, AND of these two binary signals 96 and 97 is performed. You may take logic. Reference numeral 98 denotes an AND logic output signal, which can generate a high-resolution detection signal with a narrow width, as in FIG.

【0065】[0065]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、超音波振
動子に対して逆に振動を与えると電圧を発生するという
原理を応用し、この超音波振動子を接触検知手段に流用
するので、メカニカルではない検知手段を実現でき、接
点磨耗等を回避して長期にわたる良好な接触検知精度の
維持を図ることができる。
According to the first aspect of the invention, the principle of generating a voltage when the ultrasonic vibrator is vibrated in the opposite direction is applied, and the ultrasonic vibrator is diverted to the contact detection means. Therefore, a non-mechanical detection means can be realized, contact wear and the like can be avoided, and good contact detection accuracy can be maintained for a long period of time.

【0066】請求項2記載の発明によれば、ワイヤーを
通してボンディングパットに流れ込む微弱な電流から、
ワイヤーとボンディングパットの間の接触を直接的に検
知できる。したがって、誤差の少ない、良好な接触検知
精度を得ることができる。請求項3〜請求項8記載の発
明によれば、磁気の変化、電界の変化、静電容量の変化
又は光量の変化に基づいて接触検知が行われる。したが
って、何れも、メカニカルではない非接触の接触検知手
段を実現でき、接点磨耗等を回避して長期にわたる良好
な接触検知精度の維持を図ることができる。
According to the invention of claim 2, from the weak current flowing into the bonding pad through the wire,
The contact between the wire and the bonding pad can be directly detected. Therefore, it is possible to obtain good contact detection accuracy with little error. According to the inventions of claims 3 to 8, contact detection is performed based on a change in magnetism, a change in electric field, a change in capacitance, or a change in light quantity. Therefore, in any case, non-mechanical non-contact contact detection means can be realized, contact wear and the like can be avoided, and good contact detection accuracy can be maintained for a long period of time.

【0067】請求項9記載の発明によれば、圧電素子の
両端電圧に基づいて接触検知が行われる。したがって、
メカニカルではない非接触の接触検知手段を実現でき、
接点磨耗等を回避して長期にわたる良好な接触検知精度
の維持を図ることができる。請求項10記載の発明によ
れば、2個のセンサ(磁気を検出する磁気検出手段、電
界を検出する電界検出手段、一対の電極又は受光素子)
から取り出された2つの出力を加算し、もしくはAND
論理をとることにより、1つのセンサだけの場合に比べ
て、より検出幅の狭い先鋭的な検出特性を得ることがで
きる。したがって、検出遅延を少なくして接触検知精度
の一層の向上を図ることができる。
According to the invention of claim 9, contact detection is performed based on the voltage across the piezoelectric element. Therefore,
It is possible to realize a non-contact contact detection means that is not mechanical,
It is possible to avoid contact wear and the like and maintain good contact detection accuracy for a long period of time. According to the invention described in claim 10, two sensors (magnetic detection means for detecting magnetism, electric field detection means for detecting electric field, pair of electrodes or light receiving element)
The two outputs taken from are added or ANDed
By taking the logic, it is possible to obtain a sharp detection characteristic with a narrower detection width than in the case where only one sensor is used. Therefore, it is possible to reduce the detection delay and further improve the contact detection accuracy.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】請求項1記載の発明の一実施例の概念図であ
る。
FIG. 1 is a conceptual diagram of an embodiment of the invention described in claim 1.

【図2】請求項2記載の発明の一実施例の概念図であ
る。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an embodiment of the invention described in claim 2;

【図3】請求項3記載の発明の一実施例の概念図であ
る。
FIG. 3 is a conceptual diagram of an embodiment of the invention according to claim 3;

【図4】請求項4記載の発明の一実施例の概念図であ
る。
FIG. 4 is a conceptual diagram of an embodiment of the invention described in claim 4;

【図5】請求項5、6記載の発明の一実施例の概念図で
ある。
FIG. 5 is a conceptual diagram of an embodiment of the invention described in claims 5 and 6.

【図6】請求項7、8記載の発明の一実施例の概念図で
ある。
FIG. 6 is a conceptual diagram of an embodiment of the invention described in claims 7 and 8.

【図7】請求項9記載の発明の一実施例の概念図であ
る。
FIG. 7 is a conceptual diagram of an embodiment of the invention described in claim 9;

【図8】請求項10記載の発明の一実施例の特性図であ
る。
FIG. 8 is a characteristic diagram of an embodiment of the invention set forth in claim 10;

【図9】請求項10記載の発明の一実施例の他の特性図
である。
FIG. 9 is another characteristic diagram of the embodiment of the invention as set forth in claim 10;

【図10】従来例の要部構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram of a main part of a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10:腕 11:超音波振動子 15:半導体チップ 16:制御回路(判定手段) 20:電圧検出回路(モニタ手段) 30:ワイヤー 31:直流電源(第1の電位付与手段、第2の電位付与
手段) 33:電流検出回路(モニタ手段) 36:制御回路(判定手段) 40:ツール(磁化手段) 41:磁気センサ(磁気検出手段) 42:信号処理回路(モニタ手段) 43:制御回路(判定手段) 50:電極(電界発生手段) 52:電界センサ(電界検出手段) 53:電界検出回路(モニタ手段) 54:信号処理回路(モニタ手段) 55:制御回路(判定手段) 60、61:電極(一対の電極) 62:静電容量検出回路(モニタ手段) 63:信号処理回路(モニタ手段) 64:制御回路(判定手段) 70:発光素子 71:受光素子 74:光量変化検出回路(モニタ手段) 75:信号処理回路(モニタ手段) 76:制御回路(判定手段) 80:圧電素子 82:電圧変化検出回路(モニタ手段) 83:信号処理回路(モニタ手段) 84:制御回路(判定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Arm 11: Ultrasonic transducer 15: Semiconductor chip 16: Control circuit (judgment means) 20: Voltage detection circuit (monitor means) 30: Wire 31: DC power supply (first potential application means, second potential application) Means) 33: Current detection circuit (monitoring means) 36: Control circuit (determination means) 40: Tool (magnetization means) 41: Magnetic sensor (magnetism detection means) 42: Signal processing circuit (monitoring means) 43: Control circuit (determination) Means) 50: Electrode (electric field generating means) 52: Electric field sensor (electric field detecting means) 53: Electric field detecting circuit (monitoring means) 54: Signal processing circuit (monitoring means) 55: Control circuit (judging means) 60, 61: Electrodes (Pair of electrodes) 62: Capacitance detection circuit (monitoring means) 63: Signal processing circuit (monitoring means) 64: Control circuit (judging means) 70: Light emitting element 71: Light receiving element 74: Quantity change detection circuit (monitoring means) 75: Signal processing circuit (monitoring means) 76: Control circuit (determination means) 80: Piezoelectric element 82: Voltage change detection circuit (monitoring means) 83: Signal processing circuit (monitoring means) 84: Control circuit (determination means)

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】超音波振動子を内蔵又は取り付けた腕の先
端を、半導体チップ上のボンディングパットに接触さ
せ、前記超音波振動子の振動エネルギーによる熱摩擦に
よって、前記ボンディングパットとワイヤーとの間を接
合するワイヤーボンダーにおいて、 前記振動エネルギーの非発生期間における前記超音波振
動子の電気的出力をモニタするモニタ手段と、 該電気的出力の大きさが所定値を越えたときに前記腕の
先端と前記ボンディングパットとの間の接触を判定する
判定手段とを備えたことを特徴とするワイヤーボンダ
ー。
1. A bonding pad on a semiconductor chip is brought into contact with a tip of an arm having an ultrasonic vibrator built-in or attached thereto, and thermal friction caused by vibration energy of the ultrasonic vibrator causes a gap between the bonding pad and the wire. In a wire bonder for joining, a monitoring means for monitoring the electrical output of the ultrasonic transducer during the period in which the vibration energy is not generated, and the tip of the arm when the magnitude of the electrical output exceeds a predetermined value. A wire bonder, comprising: a determination unit that determines contact between the bonding pad and the bonding pad.
【請求項2】腕の先端を、半導体チップ上のボンディン
グパットに接触させ、振動エネルギーによる熱摩擦又は
直接的な加熱によって、前記ボンディングパットとワイ
ヤーとの間を接合するワイヤーボンダーにおいて、 前記ボンディングパットに第1の電位を与える第1の電
位付与手段と、 前記ワイヤー又は腕に、前記第1の電位に対して、前記
半導体チップに悪影響を与えない程度の微弱な電位差を
有する第2の電位を与える第2の電位付与手段と、 前記第1の電位と第2の電位との間に流れる電流をモニ
タするモニタ手段と、 該電流の大きさが所定値を越えたときに前記腕の先端と
前記ボンディングパットとの間の接触を判定する判定手
段とを備えたことを特徴とするワイヤーボンダー。
2. A wire bonder in which the tip of an arm is brought into contact with a bonding pad on a semiconductor chip, and the bonding pad and the wire are bonded to each other by thermal friction by vibration energy or direct heating. And a second potential having a weak potential difference with respect to the first potential that does not adversely affect the semiconductor chip, to the wire or arm. Second electric potential applying means for giving, monitor means for monitoring a current flowing between the first electric potential and the second electric potential, and a tip of the arm when the magnitude of the electric current exceeds a predetermined value. A wire bonder, comprising: a determination unit that determines contact with the bonding pad.
【請求項3】腕の先端を、半導体チップ上のボンディン
グパットに接触させ、振動エネルギーによる熱摩擦又は
直接的な加熱によって、前記ボンディングパットとワイ
ヤーとの間を接合するワイヤーボンダーにおいて、 前記腕の先端を磁化する磁化手段と、 前記ボンディングパットの近傍に設けられた磁気を検出
する磁気検出手段と、 該磁気を検出する磁気検出手段の出力をモニタするモニ
タ手段と、 該出力の変化量が所定値を越えたときに前記腕の先端と
前記ボンディングパットとの間の接触を判定する判定手
段とを備えたことを特徴とするワイヤーボンダー。
3. A wire bonder in which a tip of an arm is brought into contact with a bonding pad on a semiconductor chip, and the bonding pad and the wire are joined by thermal friction or direct heating by vibration energy. A magnetizing means for magnetizing the tip, a magnetism detecting means for detecting magnetism provided in the vicinity of the bonding pad, a monitor means for monitoring the output of the magnetism detecting means for detecting the magnetism, and a change amount of the output is predetermined. A wire bonder comprising: a determining unit that determines contact between the tip of the arm and the bonding pad when the value exceeds a value.
【請求項4】腕の先端を、半導体チップ上のボンディン
グパットに接触させ、振動エネルギーによる熱摩擦又は
直接的な加熱によって、前記ボンディングパットとワイ
ヤーとの間を接合するワイヤーボンダーにおいて、 前記腕の先端の近傍に設けられた電界を発生する電界発
生手段と、 前記ボンディングパットの近傍に設けられた電界を検出
する電界検出手段と、 該電界を検出する電界検出手段の出力をモニタするモニ
タ手段と、 該出力の変化量が所定値を越えたときに前記腕の先端と
前記ボンディングパットとの間の接触を判定する判定手
段とを備えたことを特徴とするワイヤーボンダー。
4. A wire bonder in which the tip of an arm is brought into contact with a bonding pad on a semiconductor chip, and the bonding pad and the wire are joined by thermal friction or direct heating by vibration energy. Electric field generating means for generating an electric field provided near the tip, electric field detecting means for detecting the electric field provided near the bonding pad, and monitor means for monitoring the output of the electric field detecting means for detecting the electric field. A wire bonder comprising: a determination unit that determines contact between the tip of the arm and the bonding pad when the amount of change in the output exceeds a predetermined value.
【請求項5】腕の先端を、半導体チップ上のボンディン
グパットに接触させ、振動エネルギーによる熱摩擦又は
直接的な加熱によって、前記ボンディングパットとワイ
ヤーとの間を接合するワイヤーボンダーにおいて、 各々が前記腕の先端と前記ボンディングパットの近傍に
設けられ、又は、双方が前記ボンディングパットの近傍
に設けられた一対の電極と、 該一対の電極間の静電容量をモニタするモニタ手段と、 該静電容量の変化量が所定値を越えたときに前記腕の先
端と前記ボンディングパットとの間の接触を判定する判
定手段とを備えたことを特徴とするワイヤーボンダー。
5. A wire bonder in which a tip of an arm is brought into contact with a bonding pad on a semiconductor chip, and the bonding pad and the wire are bonded by thermal friction or direct heating by vibration energy, A pair of electrodes provided near the tip of the arm and the bonding pad, or both of which are provided near the bonding pad; monitoring means for monitoring the capacitance between the pair of electrodes; A wire bonder comprising: a determination unit that determines contact between the tip of the arm and the bonding pad when the amount of change in capacitance exceeds a predetermined value.
【請求項6】腕の先端を磁化したことを特徴とする請求
項5記載のワイヤーボンダー。
6. The wire bonder according to claim 5, wherein the tip of the arm is magnetized.
【請求項7】腕の先端を、半導体チップ上のボンディン
グパットに接触させ、振動エネルギーによる熱摩擦又は
直接的な加熱によって、前記ボンディングパットとワイ
ヤーとの間を接合するワイヤーボンダーにおいて、 前記ボンディングパットの近傍に設けられた発光素子及
び受光素子と、 該受光素子の出力をモニタするモニタ手段と、 該出力が所定値を越えたときに前記腕の先端と前記ボン
ディングパットとの間の接触を判定する判定手段とを備
えたことを特徴とするワイヤーボンダー。
7. A wire bonder in which the tip of an arm is brought into contact with a bonding pad on a semiconductor chip, and the bonding pad and the wire are bonded to each other by thermal friction by vibration energy or direct heating. A light-emitting element and a light-receiving element, monitor means for monitoring the output of the light-receiving element, and contact between the tip of the arm and the bonding pad when the output exceeds a predetermined value. A wire bonder having a determining means for
【請求項8】前記腕の先端を鏡面仕上げし又は該先端に
光を反射する部材を取り付けたことを特徴とする請求項
8記載のワイヤーボンダー。
8. The wire bonder according to claim 8, wherein the tip of the arm is mirror-finished or a member for reflecting light is attached to the tip.
【請求項9】腕の先端を、半導体チップ上のボンディン
グパットに接触させ、振動エネルギーによる熱摩擦又は
直接的な加熱によって、前記ボンディングパットとワイ
ヤーとの間を接合するワイヤーボンダーにおいて、 前記腕の先端自体又は該先端の一部を構成する圧電素子
と、 該圧電素子の両端電圧をモニタするモニタ手段と、 該両端電圧が所定値を越えたときに前記腕の先端と前記
ボンディングパットとの間の接触を判定する判定手段と
を備えたことを特徴とするワイヤーボンダー。
9. A wire bonder in which the tip of the arm is brought into contact with a bonding pad on a semiconductor chip, and the bonding pad and the wire are joined by thermal friction or direct heating by vibration energy. A piezoelectric element forming the tip itself or a part of the tip, a monitor means for monitoring the voltage across the piezoelectric element, and a portion between the tip of the arm and the bonding pad when the voltage across the piezoelectric element exceeds a predetermined value. A wire bonder, which is provided with a determining means for determining the contact of the wire bonder.
【請求項10】磁気を検出する磁気検出手段、電界を検
出する電界検出手段、一対の電極又は受光素子を、腕の
移動方向に沿って2つ配列し、且つ、配列要素のそれぞ
れの検出感度域の一部を重合させたことを特徴とする請
求項3、4、5又は7記載のワイヤーボンダー。
10. A magnetic detection means for detecting magnetism, an electric field detection means for detecting an electric field, a pair of electrodes or a light-receiving element are arranged in two along the movement direction of the arm, and the detection sensitivity of each of the array elements. The wire bonder according to claim 3, 4, 5 or 7, wherein a part of the area is polymerized.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0949670A3 (en) * 1998-04-09 1999-11-17 TAIYO YUDEN Co., Ltd. Flip-chip mounting method and mounting apparatus of electronic part

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0949670A3 (en) * 1998-04-09 1999-11-17 TAIYO YUDEN Co., Ltd. Flip-chip mounting method and mounting apparatus of electronic part
EP1469319A1 (en) * 1998-04-09 2004-10-20 Taiyo Yuden Co., Ltd. Flip-chip mounting method and mounting apparatus of electronic part
EP1486790A1 (en) * 1998-04-09 2004-12-15 Taiyo Yuden Co., Ltd. Mounting method and mounting apparatus of electronic part

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