JPH11330168A - 二重ワイヤ―ボンディング検出システム及びその方法 - Google Patents

二重ワイヤ―ボンディング検出システム及びその方法

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JPH11330168A JP11106947A JP10694799A JPH11330168A JP H11330168 A JPH11330168 A JP H11330168A JP 11106947 A JP11106947 A JP 11106947A JP 10694799 A JP10694799 A JP 10694799A JP H11330168 A JPH11330168 A JP H11330168A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 二重ワイヤーボンディングによる製品不良を
防止するための二重ワイヤボンディングの検出システム
及びその検出方法を提供する。 【解決手段】 キャピラリ１０７が下降してワイヤーボ
ール１３がパッド１４またはワイヤーループ１５に接触
する場合に、接触端子１１から印加された電圧と基準電
圧を比較した信号と、キャピラリ１０７の先端に形成さ
れるワイヤーボール１３の高さデータとを利用して、パ
ッド１４とリード１６間に既に形成されているワイヤー
ループ１５に、ワイヤーボール１３が接触されているか
を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体組立工程
で、ワイヤーボンディング工程時のパッドとリード間に
既に形成されているワイヤーループにワイヤーボールが
接触しているかを検出するための二重ワイヤーボンディ
ング検出システム及びその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、図２に示されたリードフレーム
９１が、パッド９２とリード間のワイヤーボンディング
が行われる位置に移送されると、図１に示されたワイヤ
ーボンディング装置は、ワイヤーボンディング工程を実
施する。
【０００３】図１は一般的なワイヤーボンディング装置
の概略構成図である。図１に示されるように、ワイヤー
スプール１０１にはワイヤーが巻回されており、ワイヤ
ーガイド１０３は、ワイヤースプール１０１から引き出
されたワイヤーを案内し、ワイヤーループ制御ユニット
１０２は、ガイド１０３により案内されたワイヤーの存
在を検出するセンサ１０４を具備する。
【０００４】また、ワイヤー引張器１０５は、引き出さ
れたワイヤーに引張力を与え、ワイヤークランプ１０６
は、ワイヤー引張器１０５により移送されるワイヤーが
挿通され、キャピラリ１０７は、ワイヤークランプ１０
６の下方に位置して、パッドとリード間のワイヤーボン
ディングを行う。
【０００５】従来から、リードフレームは、複雑なワイ
ヤーの結線構造が構成されるように設計されている。こ
れに伴い、リードとパッド間を連結するのに必要な座標
の正確度が不良の有無を決定づける重要な要素となるの
で、半導体組立工程のパッドとリードを連結するワイヤ
ーボンディング工程において、ワイヤーボンディング装
置と連結されたプロセッサーで設定された座標に基づい
て両者を正確に連結することが重要である。
【０００６】半導体組立工程でパッドの配列とリードフ
レームの配列順序が決まって、ワイヤーボンディング工
程がプログラミングされると、ワイヤーボンディング装
置は、プログラミングされたワイヤーボンディング工程
によってパッドとリード間にワイヤーボンディングを行
う。
【０００７】ワイヤーボンディング装置がワイヤーボン
ディングを行う時、プロセッサーで設定されたボンディ
ング座標によりパッドとリードのボンディング中心座標
をワイヤーが正確に連結するように、リードフレームの
位置整列が正確になされなければならない。
【０００８】しかし、作業者の未熟練によるボンディン
グ材料の位置のずれまたは材料待機位置のずれ等のよう
な生産工程において生じるばらつきによって、ワイヤー
ボンディング材料を再ローディングしなければならない
場合が生じることがあり、また、ワイヤーボンディング
の途中に、インデックス不良や、ワイヤーにブレーキが
かかる等の不良が生じ、作業が失敗することがある。
【０００９】前述したような原因により、パッドとリー
ド間にボンディングしようとする位置が所定の許容範囲
の誤差を越えてボンディングされる場合が生じ、前述し
たような作業の失敗によって、リードフレームが正規の
座標位置でない場所に位置する場合が生じ得る。この場
合には、ディスプレー上において、プロセッサーで設定
された座標とは異なる座標にボンディング座標が位置す
るため、ワイヤーボンディング状態を監視するカメラが
ワイヤーボンディングの状態を感知できないという結果
を生じる。
【００１０】したがって、従来のワイヤーボンディング
装置は、ワイヤーボンディングの不良の有無を検出する
ことができず、パッドとリードとが既に連結されている
ワイヤーループに二重でワイヤーをボンディングする場
合が生じ、この結果、二重ワイヤーボンディングにかか
る製品不良を招くという問題点があった。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の問題
点を解決するために案出されたものであり、キャピラリ
が下降してワイヤーボールがパッドまたはワイヤールー
プに接触する場合に、接触端子から印加された電圧と基
準電圧とを比較した信号と、キャピラリの先端に形成さ
れたワイヤーボールの高さデータとを利用して、パッド
とリード間に既に形成されているワイヤーループにワイ
ヤーボールが接触されているかを検出することができる
二重ワイヤーボンディング検出システム及びその方法を
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明は、二重ワイヤーボンディングを検出するため
の二重ワイヤーボンディング検出システムにおいて、ワ
イヤースプールからワイヤーを繰り出してワイヤーボー
ルを形成し、パッドとリード間にワイヤーボンディング
を行うワイヤーボンディング手段と、前記ワイヤーボン
ディング手段の前記ワイヤーボールがワイヤーループま
たはパッドに接触する場合に、前記ワイヤーボンディン
グ手段から印加された電圧と基準電圧を比較する比較手
段と、前記ワイヤーボンディング手段を垂直方向に駆動
制御する垂直駆動制御手段と、前記垂直駆動制御手段が
前記ワイヤーボンディング手段を駆動制御して、移動さ
せた位置に関するデータを提供する位置データ提供手段
と、前記比較手段からの比較結果信号及び前記位置デー
タ提供手段からの位置データを受信して、前記ワイヤー
ボールがパッドとリード間に既に形成されているワイヤ
ーループに接触しているかを検出する検出手段とを備え
てなる。
【００１３】また、本発明は、二重ワイヤーボンディン
グ検出システムに適用される二重ワイヤーボンディング
検出方法において、ワイヤーボンディング装置のキャピ
ラリが、ワイヤー終端にワイヤーボールを形成して、ワ
イヤーボンディングを行うために下降する第１段階と、
比較部で、前記ワイヤーボンディング装置から電圧が印
加されているかを確認して、ワイヤーボンディング装置
からの印加電圧と基準電圧を比較して比較した結果信号
を検出部へ出力する第２段階と、前記検出部で比較され
た前記結果信号が、ローレベル信号であるかまたはハイ
レバル信号であるかを判断する第３段階と、前記第３段
階の判断結果、比較された前記結果信号がハイレバル信
号ならば、前記ワイヤーボンディング装置が正常にワイ
ヤーボンディングを行う第４段階と、前記第３段階の判
断結果、比較された前記結果信号がローレベル信号なら
ば、前記検出部で前記キャピラリのワイヤーボールがパ
ッド上に接触したかまたはワイヤーループ上に接触した
かを決定するために、位置データ提供部からキャピラリ
のワイヤーボールの位置データを受信して、二重ワイヤ
ーボンディングを検出する第５段階とを備えてなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明にかかる望ましい実施例を詳細に説明する。
【００１５】図３は本発明にかかる二重ワイヤーボンデ
ィング検出システムの一実施形態を示す概略構成図であ
り、ワイヤーボンディング装置３００、比較部１０、Ｚ
軸駆動部１７、比較部１９及びＸ−Ｙ軸駆動部２０を具
備する。
【００１６】図３に示すように、ワイヤーボンディング
装置３００のキャピラリ１０７は、ワイヤースプール１
０１から繰り出されたワイヤー１００によりワイヤーボ
ール１３を形成して、パッド１４とリード１６間にワイ
ヤーボンディングを行う。
【００１７】ワイヤーボンディング装置３００のキャピ
ラリ１０７が下降して、ワイヤーボール１３がワイヤー
ループ１５またはパッド１４に接触すると、比較部１０
は、接触端子１１を通じて印加される電圧と基準電圧と
を比較した信号を比較部１９に出力する。
【００１８】ここで、図３に示されるように、ワイヤー
ボール１３がパッド１４とリード１６間に既に形成され
ているワイヤーループ１５に接触すれば、ワイヤールー
プ１５がリード１６を通じて接地されるため、比較部１
０が、ワイヤーボンディング装置３００の接触端子１１
から印加されたローレベル電圧を基準電圧と比較して、
ローレベル信号を出力する。
【００１９】また、パッド１４が接地されている場合、
ワイヤーボール１３がワイヤーボンディングのためにパ
ッド１４に接触すれば、比較部１０が、ワイヤーボンデ
ィング装置３００の接触端子１１から印加されたローレ
ベル電圧を基準電圧と比較して、ローレベル信号を出力
する。一方、パッド１４が接地されていない場合、比較
部１０が、接触端子１１から印加されたハイレバル電圧
を受けて、ハイレバル信号を出力する。
【００２０】Ｚ軸駆動部１７は、ワイヤーボンディング
装置３００のキャピラリ１０７を制御してＺ軸上でキャ
ピラリ１０７を駆動し、キャピラリ１０７がＺ軸上で移
動した位置に関する位置データ（キャピラリ１０７の先
端に形成されたワイヤーボール１３の高さデータを含
む）を比較部１９へ出力する。
【００２１】比較部１９は、比較部１０からの出力信号
及び位置データを受信して、ワイヤーボール１３が、パ
ッド１４とリード１６間に既に形成されているワイヤー
ループ１５に接触しているかを検出する。すなわち、比
較部１０からの出力信号レベルがローレベルで、キャピ
ラリ１０７のワイヤーボール１３の高さに関する位置デ
ータ提供部１８からの位置データが所定高さ値以上であ
れば、比較部１９において、ワイヤーボール１３がパッ
ド１４とリード１６間に既に形成されているワイヤール
ープ１５に接触したことを検出する。
【００２２】Ｚ軸駆動部１７及びＸ−Ｙ軸駆動部２０
は、比較部１９の検出結果によって、キャピラリの位置
を補正するために、Ｘ，Ｙ，Ｚ軸上でワイヤーボンディ
ング装置３００のキャピラリ１０７を移動させる。
【００２３】一方、ワイヤーボンディング装置３００
は、キャピラリ１０７の上方にリニアサーボモーターを
含む変換器（図示せず）を具備して、キャピラリ１０７
がＺ軸上で移動した位置データを提供することもでき
る。
【００２４】図４は二重ワイヤーボンディング検出シス
テムの比較部１０の回路図である。図４に示されるよう
に、電気的な接触端子１１は、ワイヤースプール１０１
の軸１０１ａの外周面に位置し、ワイヤー終端と連結さ
れており、ワイヤーボールがパッドまたはワイヤールー
プに接触すれば、電圧を比較部１０へ印加する。
【００２５】比較部１０は、非反転入力端子と反転入力
端子を持つ差動増幅器１２を具備し、接触端子１１から
印加された電圧が差動増幅器１２の非反転入力端子に印
加され、基準電圧が差動増幅器１２の反転入力端子に印
加される。したがって、比較部１０は、ワイヤーボンデ
ィング装置からの印加電圧と、基準電圧を比較して比較
結果信号を出力する。
【００２６】図５はワイヤーボールがパッドに接触した
状態を表した説明図である。図５に示されるように、高
電圧トーチ（Torch）１７は、高さ位置ＨＴで、キャピ
ラリ１０７から引き出されるワイヤーの端部にワイヤー
ボール１３を形成する。キャピラリ１０７が下降する
と、ワイヤーボール１３は、高さ位置ＨＬでパッド１４
上に接触する。
【００２７】図６はワイヤーボールがワイヤーループに
接触された状態を表した説明図である。図６に示される
ように、キャピラリ１０７が下降すると、ワイヤーボー
ル１３は、高さ位置ＨＬから略ΔＹの高さだけ離隔した
高さ位置ＨＭで、パッド１４とリード１６間に既に形成
されているワイヤーループ１５の上部に接触する。
【００２８】図７は本発明にかかる二重ワイヤーボンデ
ィング検出方法の一実施形態を示すフローチャートであ
る。図７に示されるように、ワイヤーボンディング装置
のキャピラリが、ワイヤー終端にワイヤーボールを形成
してワイヤーボンディングを行うために、下降する（Ｓ
３１）。ついで、第１比較部が、ワイヤーボンディング
装置の接触端子から電圧が印加されているかを確認して
（Ｓ３２）、接触端子から電圧が印加されていれば、接
触端子からの印加電圧と基準電圧とを比較して、比較し
た結果信号を第２比較部へ出力する（Ｓ３３）。
【００２９】次に、第２比較部で比較された結果信号が
ローレベル信号であるかまたはハイレバル信号であるか
を判断して（Ｓ３４）、比較された結果信号がハイレバ
ル信号ならば、ワイヤーボンディング装置は、正常にワ
イヤーボンディングを行う（Ｓ３５）。
【００３０】一方、比較された結果信号がローレベル信
号ならば、第２比較部でキャピラリのワイヤーボールが
パッド上に接触したか、または、ワイヤーループ上に接
触したかを決定するために、キャピラリのワイヤーボー
ルの位置データを受信する（Ｓ３６）。
【００３１】そして、第２比較部で、キャピラリのワイ
ヤーボールの高さデータが所定高さ値以上であるかを判
断する（Ｓ３７）。キャピラリのワイヤーボールの高さ
データが所定高さ値以上ならば、キャピラリのワイヤー
ボールがワイヤーループに接触したことを検出して外部
へ警報音を出力し（Ｓ３８）、キャピラリの位置を補正
するために、検出された結果をＺ軸駆動部及びＸ−Ｙ軸
駆動部に出力し（Ｓ３９）、Ｚ軸駆動部及びＸ−Ｙ軸駆
動部がキャピラリの位置を補正する（Ｓ４０）。
【００３２】一方、キャピラリのワイヤーボールの高さ
データが所定高さ値以上でなければ、ワイヤーボンディ
ング装置が正常にワイヤーボンディングを行う（Ｓ３
５）。
【００３３】以上に説明した本発明は、前述した実施の
形態及び添付された図面により限定されるものでなく、
本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で種々の置換、
変形及び変更が可能であることは、本発明が属する技術
分野における通常の知識を持った者にとって明白であ
る。
【００３４】
【発明の効果】前述したように本発明によれば、パッド
とリードを結線したワイヤーループに新しいワイヤーボ
ールが接触しているかの有無を検出することにより、二
重ボンディングを検出し、これに基づいてＺ軸駆動部及
びＸ−Ｙ軸駆動部によりキャピラリの位置を補正するこ
とによって、信頼性のあるワイヤーボンディングを行う
ことができ、不良率を減少させて生産効率を高めること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 一般的なワイヤーボンディング装置の概略構
成図。
【図２】 本発明に利用されるリードフレーム及びパッ
ドに関する説明図。
【図３】 本発明にかかる二重ワイヤーボンディング検
出システムの一実施形態を示す概略構成図。
【図４】 二重ワイヤーボンディング検出システムの比
較部の回路図。
【図５】 ワイヤーボールがパッドに接触した状態を表
した説明図。
【図６】 ワイヤーボールがワイヤーループに接触した
状態を表した説明図。
【図７】 本発明にかかる二重ワイヤーボンディング検
出方法の一実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０ 比較部 １３ ワイヤーボール １４ パッド １５ ワイヤーループ １６ リード １７ Ｚ軸駆動部 １８ 位置データ提供部 １９ 比較部 ２０ Ｘ−Ｙ軸駆動部 １０７ キャピラリ ３００ ワイヤーボンディング装置

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 二重ワイヤーボンディングを検出するた
    めの二重ワイヤーボンディング検出システムにおいて、 ワイヤースプールからワイヤーを繰り出してワイヤーボ
    ールを形成し、パッドとリード間にワイヤーボンディン
    グを行うワイヤーボンディング手段と、 前記ワイヤーボンディング手段の前記ワイヤーボールが
    ワイヤーループまたはパッドに接触する場合に、前記ワ
    イヤーボンディング手段から印加された電圧と基準電圧
    とを比較する比較手段と、 前記ワイヤーボンディング手段を垂直方向に駆動制御す
    る垂直駆動制御手段と、 前記垂直駆動制御手段が前記ワイヤーボンディング手段
    を駆動制御して、移動させた位置に関するデータを提供
    する位置データ提供手段と、 前記比較手段からの比較結果信号及び前記位置データ提
    供手段からの位置データを受信して、前記ワイヤーボー
    ルがパッドとリード間に既に形成されているワイヤール
    ープに接触しているかを検出する検出手段とを備えてな
    る二重ワイヤーボンディング検出システム。
  2. 【請求項２】 前記検出手段の検出結果によって、前記
    ワイヤーボンディング手段のキャピラリの位置を補正す
    るために前記ワイヤーボンディング手段を水平駆動させ
    る水平駆動手段をさらに備えてなる請求項１に記載の二
    重ワイヤーボンディング検出システム。
  3. 【請求項３】 前記比較手段は、 接地された前記パッドに前記ワイヤーボールが接触する
    と、前記ワイヤーボンディング手段からローレベル電圧
    が入力され、これを基準電圧と比較してローレベル信号
    を前記検出手段に出力することを特徴とする請求項２に
    記載の二重ワイヤーボンディング検出システム。
  4. 【請求項４】 前記比較手段は、 接地されていない前記パッドに前記ワイヤーボールが接
    触すると、前記ワイヤーボンディング手段からハイレバ
    ル電圧が入力され、これを基準電圧と比較してハイレバ
    ル信号を前記検出手段に出力することを特徴とする請求
    項２に記載の二重ワイヤーボンディング検出システム。
  5. 【請求項５】 前記比較手段は、 接地された前記ワイヤーループに前記ワイヤーボールが
    接触すると、前記ワイヤーボンディング手段からローレ
    ベル電圧が入力され、これを基準電圧と比較してローレ
    ベル信号を前記検出手段に出力することを特徴とする請
    求項２に記載の二重ワイヤーボンディング検出システ
    ム。
  6. 【請求項６】 前記検出手段は、 前記比較手段からローレベル信号を受信すると、前記位
    置データ提供手段から前記ワイヤーボールの位置データ
    を受信し、前記ワイヤーボールの高さデータが所定高さ
    値以上であるかを確認して、二重ワイヤーボンディング
    を検出することを特徴とする請求項５に記載の二重ワイ
    ヤーボンディング検出システム。
  7. 【請求項７】 二重ワイヤーボンディング検出システム
    に適用される二重ワイヤーボンディング検出方法におい
    て、 ワイヤーボンディング装置のキャピラリが、ワイヤー終
    端にワイヤーボールを形成して、ワイヤーボンディング
    を行うために下降する第１段階と、 比較部で、前記ワイヤーボンディング装置から電圧が印
    加されているかを確認して、ワイヤーボンディング装置
    からの印加電圧と基準電圧を比較して比較した結果信号
    を検出部へ出力する第２段階と、 前記検出部で比較された前記結果信号が、ローレベル信
    号であるかまたはハイレバル信号であるかを判断する第
    ３段階と、 前記第３段階の判断結果、比較された前記結果信号がハ
    イレバル信号ならば、前記ワイヤーボンディング装置が
    正常にワイヤーボンディングを行う第４段階と、 前記第３段階の判断結果、比較された前記結果信号がロ
    ーレベル信号ならば、前記検出部で前記キャピラリのワ
    イヤーボールがパッド上に接触したかまたはワイヤール
    ープ上に接触したかを決定するために、位置データ提供
    部からキャピラリのワイヤーボールの位置データを受信
    して、二重ワイヤーボンディングを検出する第５段階と
    を備えてなる二重ワイヤーボンディング検出方法。
  8. 【請求項８】 前記第５段階は、 前記検出部で前記キャピラリのワイヤーボールがパッド
    上に接触したか、または、ワイヤーループ上に接触した
    かを決定するために前記位置データ提供部から前記キャ
    ピラリのワイヤーボールの位置データを受信する第６段
    階と、 前記検出部でキャピラリのワイヤーボールの高さデータ
    が所定高さ値以上であるかを判断する第７段階と、 前記第７段階の判断の結果、前記キャピラリのワイヤー
    ボールの高さデータが所定高さ値以上ならば、前記キャ
    ピラリのワイヤーボールがワイヤーループに接触したこ
    とを検出する第８段階と、 前記第７段階の判断の結果、前記キャピラリのワイヤー
    ボールの高さデータが所定高さ値以上でなければ、前記
    ワイヤーボンディング装置が正常にワイヤーボンディン
    グを行う第９段階と、 前記検出部が、前記キャピラリの位置を補正するため
    に、検出された結果をＺ軸駆動部及びＸ−Ｙ軸駆動部へ
    出力する第１０段階と、 前記Ｚ軸駆動部及び前記Ｘ−Ｙ軸駆動部がキャピラリの
    位置を補正する第１１段階とを備えてなる請求項７に記
    載の二重ワイヤーボンディング検出方法。
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