(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤボンディング装置であって、
フレームと、
前記フレームに設置され、第１ステータとＸ、Ｙ方向に移動可能な第１インダクタとを有するリニアステッピングモータよりなるＸ−Ｙテーブルと、
前記Ｘ−Ｙテーブルの上面に回動可能に取り付けられ、一方の端部（第１端部）にボンディングワイヤを保持するためのキャピラリの設けられたトランスデューサと、
前記キャピラリを昇降させるべく前記トランスデューサの他方の端部（第２端部）に近接して前記フレームに設けられた第１昇降手段であって、前記フレーム上の前記第１ステータに対して垂直に設けられた第２ステータ及び該第２ステータに沿って垂直方向にスライド可能に設けられた第２インダクタを備えているリニアステッピングモータ、前記第２ステータの一方の端部に設けられたサポートと前記トランスデューサの前記第２端部とを連結するスプリング、並びに前記第２インダクタに設けられ、前記トランスデューサの前記第２端部に接触して前記トランスデューサの回動を限定するストッパーを具備して構成される第１昇降手段と、
前記第１昇降手段から前記トランスデューサの前記第１端部の方に離隔されて前記Ｘ−Ｙテーブルに配置され、ボンディング時に前記トランスデューサの前記第１端部に設けられた前記キャピラリを昇降させる第２昇降手段と、
前記フレームと前記Ｘ−Ｙテーブルに設けられて前記Ｘ、Ｙ方向への移動量を検出する第１位置検出手段とを具備してなることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項２】
前記第２昇降手段が、前記Ｘ−Ｙテーブルの第１インダクタと前記トランスデューサの前記第２端部との間に設けられたボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項３】
前記トランスデューサの前記第２端部に回転可能に設けられ、その外周面がストッパーに密着するローラを有することを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項４】
前記第１位置検出手段が、
前記第１インダクタのＸ方向の移動距離を感知するＸ方向検出部と、
前記第１インダクタのＹ方向の移動距離を感知するＹ方向検出部とを具備してなることを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項５】
前記Ｘ方向検出部が、
前記Ｘ−Ｙテーブルの第１インダクタに設けられ光を反射する所定の第１反射膜パターンを有するエンコーディングガラスと、
前記エンコーディングガラスに光を照射する光源と、前記光源から照射され前記第１反射膜パターンにより反射された光を受光する受光部とが内部に設けられ前記フレームに取り付けられたケースと、
光源及び受光部が内蔵された前記ケースの上面に設けられて前記エンコーディングガラスから反射される光を前記受光部に向けて通過させたり前記エンコーディングガラスに向けて反射したりする第２反射膜パターンを有するフォトガラスとを具備して構成されていることを特徴とする請求項４に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項６】
前記エンコーディングガラスに形成された前記第１反射膜パターンが、前記エンコーディングガラス上にＹ方向に所定のピッチを有するように配列されたストライプ状の第１反射膜よりなることを特徴とする請求項５に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項７】
前記フォトガラス上に形成された前記第２反射膜パターンが、
前記フォトガラスの上面が第１、２、３、４の四分面に分割され、これらの第１、２、３、４の四分面にＹ軸方向に配列されたストライプ状の第２反射膜が所定のピッチでそれぞれ形成され、更に、前記第１、２、３、４の四分面に形成された第２反射膜が、前記フォトガラス上のＹ軸を基準として所定のピッチずつずらして配置されてなることを特徴とする請求項５に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項８】
前記Ｙ方向検出部が、
前記Ｘ−Ｙテーブルの第１インダクタに設けられ光を反射する所定の第３反射膜パターンを有するエンコーディングガラスと、
前記エンコーディングガラスに光を照射する光源と、前記光源から照射され前記第３反射膜パターンにより反射された光を受光する受光部とが内部に設けられ前記フレームに取り付けられたケースと、
光源及び受光部が内蔵された前記ケースの上面に設けられて前記エンコーディングガラスから反射される光を前記受光部に向けて通過させたり前記エンコーディングガラスに向けて反射したりする第４反射膜パターンを有するフォトガラスとを具備して構成されていることを特徴とする請求項４に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項９】
前記エンコーディングガラスに形成された前記第３反射膜パターンが、前記エンコーディングガラス上にＸ方向に所定のピッチを有するように配列されたストライプ状の第３反射膜よりなることを特徴とする請求項８に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項１０】
前記フォトガラス上に形成された前記第４反射膜パターンが、
前記フォトガラスの上面が第１、２、３、４の四分面に分割され、これらの第１、２、３、４の四分面にＸ軸方向に配列されたストライプ状の第４反射膜が所定のピッチでそれぞれ形成され、更に、前記第１、２、３、４の四分面に形成された第４反射膜が、前記フォトガラス上のＸ軸を基準として所定のピッチずつずらして配置されてなることを特徴とする請求項８に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項１１】
前記第１昇降手段に前記第２インダクタの昇降位置を検出するための第２位置検出手段が更に具備されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンディング装置。
【請求項１２】
ワイヤボンディング装置であって、
フレームと、
前記フレームに設置され、リニアステッピングモータによってＸ、Ｙ方向に移動可能なＸ−Ｙテーブルと、
一方の端部にボンディングワイヤを保持するためのキャピラリを有するトランスデューサと、
前記キャピラリを昇降させるべく前記トランスデューサの他方の端部に近接するように前記フレーム上に設けられた第１昇降手段であって、前記トランスデューサの前記の他方の端部を回動させるように付勢するためのスプリング、付勢された前記の他方の端部に接触して動きを制限するためのストッパー、及び前記ストッパーを昇降させるリニアステッピングモータを具備して構成される第１昇降手段と、
前記第１昇降手段から離隔されて前記Ｘ−Ｙテーブル上に設けられ、ボンディンング時に前記トランスデューサの前記一方の端部に設けられた前記キャピラリを昇降させる第２昇降手段と、
前記フレームと前記Ｘ−Ｙテーブルに隣接して設けられ、前記Ｘ−Ｙテーブルの移動量を検出するための位置検出装置とを具備してなることを特徴とするワイヤボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はワイヤボンディング装置に係り、更に詳細にはボンディングヘッドの改良されたワイヤボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通常、複数のリードの形成されているリードフレーム上にチップを装着した後、チップとリードとの間を極めて細いワイヤ（ゴールドワイヤがよく用いられる）で接続するワイヤボンディング工程は、ボンディング装置の中核部であるボンディングヘッドにより行われる。
【０００３】
このようなワイヤボンディング装置のボンディングヘッドには駆動方式により様々な種類のものがある。例えば、日本国所在の新川社製造のボンディングヘッド（モデル名ＵＴＣ−１００）は、トランスデューサをＸ、Ｙ方向へ移動させるのにボールスクリューとリニアガイドを備えたＸ−Ｙテーブルを用い、Ｚ方向に移動させるのにモータとカムを使用している。ボンデイィグヘッドの他の例では、Ｘ、Ｙ方向への移動のためにリニアモータを用いたものもある。
【０００４】
上述したような従来のボンディングヘッドを用いたワイヤボンディング装置は次のような問題点を抱えている。
【０００５】
即ち、トランスデューサをＸ、Ｙ方向に移動させるためにボールスクリューとリニアガイドを用いており、且つＺ方向に移動させるためにモータとカムを用いているため、摩擦によるエネルギーの損失が大きく、また部品の磨耗が激しいため一定期間使用した後部品を交換しなければならない。また、構造が非常に複雑なため組立に多くの作業工数が必要であり、生産性向上が困難となっている。ワイヤボンディングを高速化するにはＸ−ＹテーブルにＡＣまたはＤＣサーボモータと駆動装置とを用いるとよいが、それはコスト上昇につながる。更に、このようなＸ−Ｙテーブルは重く、設置するのに広いスペースを必要とする。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した問題点を解決するために創出されたものであり、本発明の目的は、駆動部の摩擦によるエネルギーの損失を低減すると共に、構造が非常に簡単なワイヤボンディング装置を提供することである。本発明の他の目的は、コンパクトな設計が可能であり、Ｘ−Ｙテーブルの移動による正確な位置制御の可能なボンディングヘッドを有するワイヤボンディング装置を提供することである。
【０００７】
【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によると、フレームと、前記フレームに設けられ第１ステータと第１インダクタとを有するリニアステッピングモータよりなるＸ−Ｙテーブルと、このＸ−Ｙテーブルの上面に回動可能に設けられ一方の端部（第１端部）にワイヤをボンディングするためのキャピラリの設けられたトランスデューサと、前記フレームに設けられて前記トランスデューサの他方の端部（第２端部）を昇降させることによりワイヤをボンディングするのための前記キャピラリを昇降させる第１昇降手段と、前記第１昇降手段の前面のＸ−Ｙテーブル上に設けられてボンディング時前記トランスデューサの前記第２端部を上昇方向に付勢する第２昇降手段と、前記フレームと前記Ｘ−Ｙテーブルに設けられて前記Ｘ、Ｙ方向への移動量を検出する第１位置検出手段とを具備してなるワイヤボンディング装置が提供される。
【０００８】
本発明において、前記第１昇降手段は、前記フレームに垂直に設けられた第２ステータと該第２ステータに沿って垂直方向にスライド可能な第２インダクタとを具備したリニアステッピングモータと、前記第２インダクタの端部に設けられたサボータと前記トランスデューサの第２端部とを連結するスプリングと、前記第２インダクタに設けられ前記トランスデューサの端部の上面と接触するストッパーとを具備して構成されることが望ましい。
【０００９】
また、前記第１検出手段は、第１インダクタのＸ方向の移動量を検出するＸ方向検出部と、Ｙ方向の移動量を検出するＹ方向検出部とからなるのが好ましい。
【００１０】
前記Ｘ方向検出部は、前記Ｘ−Ｙテーブルの第１インダクタに設けられ光を反射する所定の第１反射膜パターンを有するエンコーディングガラスと、前記フレームに設けられ前記エンコーディングガラスに光を照射する光源と前記光源から照射され前記第１反射膜パターンによって反射された光を受光する受光部が内部に設けられたケースと、前記光源及び受光部が内蔵された前記ケースの上面に設けられて前記エンコーディングガラスから反射される光を受光素子側に通過させたりエンコーディングガラス側に反射したりする第２反射膜パターンを有するフォトガラスとを具備して構成することができる。
【００１１】
前記第１昇降手段に、第１インダクタの昇降位置を検出する第２位置検出手段が更に設けてあることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明によるワイヤボンディング装置は、ヒータブロックと、このヒータブロックに配置されたリードフレームをワイヤボンディングするボンディングヘッドを具備して構成される。このようなワイヤボンディング装置の一実施例を図１に示す。
【００１３】
このワイヤボンディング装置は、フレーム１と、リニアステッピングモータからなるＸ−Ｙテーブル１０と、Ｘ−Ｙテーブル１０の上面に回動可能に設けられてワイヤをボンディングするヘッド部２０と、ヘッド部２０のトランスデューサ２３の一端に近接して設けられてトラスデューサを昇降させる第１昇降部３０と、この第１昇降部３０の前面のＸ−Ｙテーブル１０に設けられてヘッド部のトランスデューサ２３を昇降させる第２昇降部４０と、フレーム１とＸ−Ｙテーブルに設けられてＸ、Ｙ方向の移動量（移動距離）を検出する第１位置検出部１００と、第１昇降部３０に設けられて昇降位置を検出する第２位置検出部６０とを含む。
【００１４】
Ｘ−Ｙテーブル１０はフレーム１上に固定され、通常のリニアステッピングモータからなる。より詳細に述べると、このＸ−Ｙテーブル１０は、フレーム１に固定された第１ステータ１１と、この第１ステータ１１の上に永久磁石１２とエアベアリング及び電磁石（図示せず）によりＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に設けられた第１インダクタ１３からなる。ここで、第１ステータ１１と第１インダクタ１３の相互対向する面には、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ複数列の歯１４が形成されている。
【００１５】
リードフレームのリードとチップの端子とをワイヤボンディングするためのヘッド部２０は、Ｘ−Ｙテーブル１０の第１インダクタ１３に回動可能に取り付けられている。詳述すると、第１インダクタ１３に固定されたブラケット２１と保持部材２２によって、トラスデューサ２３がその両端部の間の中間部に於いて回動可能なように保持されている。更に、トランスデューサ２３の一方の端部（第１端部）にはワイヤ５００をボンディングするためのキャピラリ２４が設けられ、他方の端部（第２端部）にはトランスデューサ２３に対して回転可能なローラ２５が設けられている。トランスデューサ２３の上部には保持部材２２に保持されたワイヤクランプ２６が設けられている。
【００１６】
第１昇降部３０は、Ｘ−Ｙテーブル１０に対して垂直にフレーム１に設けられ、ブラケット２１に回動可能に取り付けられたヘッド部２０のトランスデューサ２３を回動させるもので、一般的なリニアステッピングモータからなる。詳述すると、この第１昇降部３０は、フレーム１に垂直に固定された第２ステータ３１と、この第２ステータ３１にエアベアリング、永久磁石及び電磁石によりＺ軸方向に昇降可能に設けられた第２インダクタ３２と、昇降時に第２ステータ３１に対して第２インダクタ３２が回転するのを防止するためのガイド部材３３とを具備している。更に、第２ステータ３１に設けられたサポート３４と、サポート３４の端部とトランスデューサ２３の第２端部とを連結するスプリング３５と、ローラ２５の上面と接触可能なように第２インダクタ３２の前面に所定の長さだけ突出するように設けられたストッパー３６とを具備する。ここで、ガイド部材３３は、第２インダクタ３２に固定され第２ステータ３１の側面とスライド可能に接触する板状の永久磁石よりなる。
【００１７】
第２昇降部４０は、トランスデューサ２３とＸ−Ｙテーブル１０の第１インダクタ１３との間に設けられトランスデューサ２３を回動させるための通常のボイスコイルモータ４１よりなる。
【００１８】
図２を参照されたい。第１位置検出部１００は、フレーム１とＸ−Ｙテーブル１０の第１インダクタ１３に設けられて、ヘッド部２０の取り付けられた第１インダクタ１３のＸ軸方向の移動距離を検出するＸ方向検出部１１０とＹ軸方向の移動距離を検出するＹ方向検出部１２０とからなる。
【００１９】
Ｘ方向検出部１１０は次のように構成されている。Ｘ−Ｙテーブル１０の第１インダクタ１３に、光を反射する所定の第１反射膜パターン１１１を有するエンコーディングガラス１１２が設けられている。エンコーディングガラス１１２に対し垂直に位置するようにフレーム１に固定されたケース１１３内には、エンコーディングガラス１１２に向けて光を照射する光源１１４と、第１反射膜パターン１１１によって反射された光量を感知する受光部１１５とが配置されている。ケース１１３の上部にはエンコーディングガラス１１２から反射されてきた光を受光部１１５に届くように通過させたりエンコーディングガラス１１２に向けて再反射したりする第２反射膜パターン１１６を有するフォトガラス１１７が設けられている。第１インダクタ１３にはエンコーディングガラス１１２を保持するための保持孔１３ａが形成されており、エンコーディングガラス１１２はこの保持孔１３ａの内部に固定されて外部からの干渉を受けないようになっている。
【００２０】
エンコーディングガラス１１２に形成された第１反射膜パターン１１１は、図３に示されているように、所定のピッチを有し互いに平行にＹ方向に配列された複数個のストライプ状の第１反射膜１１１ａが透明なエンコーディングガラス１１２の上面に形成されてなる。また、フォトガラス１１７に形成された第２反射膜パターン１１６は、図３に示されているように、第１、２、３、４の四分面Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に分割されたフォトガラス１１７の上面にそれぞれＹ軸方向に配列されたストライプ状の第２反射膜１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄが所定のピッチに形成されてなる。ここで第１、２、３、４の四分面Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４に形成された第２反射膜１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄは、フォトガラス面上のＹ軸を基準にして所定のピッチずつずらして配設されている。
【００２１】
Ｙ方向検出部１２０は次のように構成されている。図１及び図２に示されているＸ−Ｙテーブル１０のインダクタ１３に、光を反射する所定の第３反射膜パターン１２１を有するエンコーディングガラス１２２が設けられている。エンコーディングガラス１２２に対し垂直に位置するようにフレームに保持されたケース１２３内にエンコーディングガラス１２２に向けて光を照射する光源１２４と第３反射膜パターン１２１によって反射された光量を感知する受光部１２５が設けられている。ケース１２３の上部にはエンコーディングガラス１２２から反射されてきた光を受光部１２５に届くように通過させたりエンコーディングガラス１２２に向けて再反射したりする第４反射膜パターン１２６を有するフォトガラス１２７が設けられている。
【００２２】
更に、図４に示されているように、エンコーディングガラス１２２に形成された第３反射膜パターン１２１は所定のピッチを有し互いに平行にＸ軸方向に配列された複数個のストライプ状の第３反射膜１２１ａが透明なエンコーディングガラス１２２の上面に形成されてなる。また、フォトガラス１２７に形成された第４反射膜パターン１２６は、第１、２、３、４の四分面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に四分割されたフォトガラス１２７の上面にそれぞれＸ軸方向に配列されたストライプ状の第４反射膜１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄが所定のピッチに形成されてなる。ここで、第１、２、３、４の四分面Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４に形成された第４反射膜１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄは、フォトガラス面上のＸ軸を基準にして所定のピッチずつずらして配設されている。
【００２３】
第２位置検出部６０は、第２インダクタ３２の第２ステータ３１に対するＺ軸方向の移動距離を感知するものである。その一例を図５に示す。この第２位置検出部６０は、第２ステータ３１の側面から突出し相互に所定の間隔だけ離隔された一対の保持突起６１、６２に保持されると共に、所定の反射膜パターンの形成されたエンコーディングガラス６４と、第２ステータに固定されエンコーディングガラス６４の挿入される溝６５が形成されたブラケット６６と、エンコーディングガラス６４の一方の面と対向するように設けられて光を照射する光源６７と、ブラケット６６のエンコーディングガラス６４の他方の面と対向する側に設けられたフォトガラス６８と、受光部６９とを具備してなる。フォトガラス６８とエンコーディングガラス６４には、第１位置検出部で説明したようなパターンと同様に反射膜パターンが形成されている。
【００２４】
上述したように構成された本発明によるワイヤボンディング装置の作用は次の通りである。
【００２５】
図６は本発明によるワイヤボンディング装置に於けるホンディングサイクルを示すダイヤグラムであり、図７乃至図１４には本発明によるワイヤボンイィング装置の作動状態が順次的に示されている。
【００２６】
ヘッド部２０のトランスデューサ２３の第１端部に設けられたキャピラリ２４の垂直下方にヒータブロック２００が配置され、このヒータブロック２００にリードフレーム３００とチップ４００が供給された状態に於いて、チップとリードとのボンディング過程を、図６乃至図１４を参照しつつ以下に説明する。
【００２７】
最初、ブラケット２１に回動可能に支持されたトランスデューサ２３に、第１昇降部３０のスプリング３５により回動力が作用しているが、第１昇降部３０の第２インダクタ３２に設けられたストッパー３６がトランスデューサ２３の第２端部に設けられたローラ２５に接触することによって、トランスデューサ２３の第２端部の上昇が防止され、図７に示されているような状態にある。このとき、トランスデューサ２３の第１端部に設けられたキャピラリ２４のＺ軸方向の位置は図６に示されたＺ５の位置となっている。
【００２８】
この状態から第１昇降部３０を作動させ、第２インダクタ３２を第２ステータ３１に対して上昇させると、それにつれてストッパー３６が上昇し、トランスデューサ２３がスプリング３４の収縮力により回動し、第１端部に設けられたキャピラリ２４が下降し、図８に示されたような状態になり、キャピラリ２４はＺ４の位置にくる。キャピラリ２４のＺ４位置はボンディングのための初期位置である。
【００２９】
更に第１昇降部３０を作動させて第２インダクタ３２を上昇させ、キャピラリ２４を約２５０ｍｍ／ｓｅｃの高速で動作させＺ２の位置まで下降させる。このとき、チップとキャピラリの終端の高さは１５０乃至２００μｍ程度となり、図９に示されているような状態となる。
【００３０】
上記動作の間に、フレーム１上に設けられたＸ−Ｙテーブル１０、即ちリニアステッピングモータからなるＸ−Ｙテーブル１０の第１インダクタ１３を第１ステータ１１に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動して、トランスデューサ２３の第１端部に設けられたキャピラリ２４がこれからリードフレームのリード端子とボンディングしようとするチップ端子の上部に正確に位置するようにする。
【００３１】
この状態でボンディングのための加圧力を生成するためのボイスコイルモータ４１に電流を印加して、第２インダクタ３２の上昇速度よりキャピラリ２４の下降速度が遅くなるように変化させる。それによって、第２インダクタ３２上のストッパー３６とトランスデューサ２３のローラ２５は離隔する。更にボイスコイルモータ４１が作動し続けてトランスデューサの第２端部が上昇すると、図１０に示されているようにチップ４００にキャピラリが接触する。この状態でボイスコイルモータ４１によりトランスデューサ２３を回転させるような力を加え続けることにより、キャピラリ２４に一定時間ボンディングのための力を加えてボンディングを行う。チップ４００の端子へのボンディングが終了するとボイスコイルに印加された電流を切る。
【００３２】
この後、第１昇降部３０の第２インダクタ３２を高速で下降させストッパー３６とトランスデューサ２３の第２端部に設けられたローラ２５とを接触させ、キャピラリ２４を高速で上昇させて、図１１に示されているように、チップからの高さがＺ３になるようにする。
【００３３】
チップ端子のボンディング完了後、フレーム１の上部に設けられたＸ−Ｙテーブル１０を構成するリニアステッピングモータの第１インダクタ１３をＸ方向、Ｙ方向に動かしてチップの端子と連結するためのリードフレームのリード端子の上部にキャピラリ２４を位置させる。この際、第１位置検出部１００により第１ステータ１１に対する第１インダクタ１３の移動量を検出することによって、第１インダクタ１３の上面に設けられたトランスデューサ２３の第１端部に位置するキャピラリ２４を、ボンディングしようとするリードフレームの上部に正確に位置させることができる。
【００３４】
第１位置検出部１００による第１インダクタ１３の移動量の検出は、Ｘ方向検出部１１０とＹ方向検出部１２０とによりなされる。Ｘ方向検出部１１０での第１インダクタ１３の移動量の検出について説明すると以下の通りである。
【００３５】
先ず、光源１１４を点灯させて第２反射膜パターン１１６の形成されたフォトガラス１１７と第１反射膜パターン１１１の形成されたエンコーディングガラス１１２に向けて光を照射する。光源１１４から照射された光は第２反射膜パターン１１６を介して第１反射膜パターン１１１に照射され、第１反射膜パターン１１１を成す第１反射膜１１１ａにより反射されて第２反射膜パターン１１６の第２反射膜の間を通過して受光部１１５により受光される。この状態で第１インダクタ１３の移動に伴ってエンコーディングガラスが移動する。従って、第１反射膜１１１ａ、第２反射膜１１６ａ〜１１６ｄには互いに重なる部分が生じ、その重なりの程度によって受光部１１５に感知される光量が変わる。詳述すると、上述したように、エンコーディングガラス１１２に形成された第１反射膜パターン１１１の第１反射膜１１１ａは所定のピッチでＹ方向に配列され、ストライプ状に形成されており、また、フォトガラス１１７に形成された第２反射膜パターン１１６は、フォトガラス１１７上の第１、２、３、４の四分面にそれぞれ所定のピッチを有し、ストライプ状に配列された第２反射膜１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄからなり、これらの第２反射膜パターン１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄはフォトガラス１１７のＹ軸を基準にして所定のピッチずつ互いにずらして形成されているため、第１インダクタ１３に設けられたエンコーディングガラス１１２が移動すると、第１反射膜パターン１１１と第２反射膜パターン１１６とが部分的に重なって光干渉が生じることにより、第１反射膜パターン１１１から反射された光が第１、２、３、４の四分面に形成された第２反射膜パターン１１６を通じて受光部１１５に受光される際、受光される光量が変わる。受光部１１５に感知される光量を距離に換算することで第１インダクタ１３のＸ軸方向の移動距離を正確に算出することができる。
【００３６】
第１位置検出部１００のＹ方向検出部も、上述したのと同様な方法で、Ｘ方向に形成された第３反射膜パターン１２１と第４反射膜パターン１２６の干渉の結果受光部１２５に感知される光量を第１インダクタ１３のＹ軸方向への移動距離に換算する。
【００３７】
第１位置検出部１００により算出された第１インダクタ１３の移動距離を基にＸ−Ｙテーブルの移動位置が制御されてキャピラリ２４がボンディングしようとするリードフレームのリード端子の上部に正確に位置するようにして、第１昇降部３０の第２インダクタ３２を上昇させキャピラリ２４を下降させ、図６及び図１２に示されたようにキャピラリ２４の高さがＺ２になるようにする。キャピラリ２４がＺ２の位置にくると、第２昇降部４０のボイスコイルモータ４１に電流を供給してキャピラリ２４の下降速度を低速に変える。第２インダクタ３２は高速で上昇を続けてストッパー３６とトランスデューサ２３の第２端部に設けられたローラ２５は離隔する。キャピラリ２４はボイスコイルモータ４１の作用によって下降して、図１３に示されているように、リード端子に接触しワイヤボンディングを行う。このときボイスコイルモータに電流を一定期間印加してボンディンクのための力を加える。
【００３８】
ボンディングが終了すると、ボイスコイルモータ４１への電流の供給を止め、ワイヤクランプ２６でワイヤを保持し、図１４に示されているように、第２インダクタ３２を下降させてストッパー３６とローラ２５とを接触させキャピラリ２４をワイヤ５００を保持したまま上昇させ、ワイヤが切れるようにする。図６に示されているようにキャピラリの高さがＺ４になるとキャピラリの上昇を停止する。Ｘ−Ｙテーブルを作動させてキャピラリの位置を移動し、上述したようにして続けてボンディグ作業を行う。
【００３９】
【発明の効果】
以上、説明したように、従来的なワイヤボンディング装置がＸ−Ｙ方向の移動にボールスクリュー及びリニアガイドを備えたＸ−Ｙテーブルを用いており、且つＺ方向の移動にモータ及びカムを用いているのと比較して、本発明のワイヤボンディング装置は、Ｘ−Ｙ方向の移動にリニアステッピングモータを備えたＸ−Ｙテーブルを用いており、且つＺ方向の移動にリニアステッピングモータを備えた第１昇降手段及びボンディング用第２昇降手段を用いているので、正確な位置制御が可能であると共に摩擦によるエネルギー損失を大幅に減らすことができる。また、構造が簡単なので整備及び補修が容易である。
【００４０】
本発明はワイヤボンディング装置に限らず、高速精密機器、各種の半導体製造装置に広く用いることができるだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるワイヤボンディング装置の斜視図である。
【図２】第１位置検出部を抜粋して示した斜視図である。
【図３】第１位置検出部のＸ方向検出部のエンコーディングガラスとフォトガラスとを示した斜視図であり、第１反射膜パターンと第２反射膜パターンとを示したものである。
【図４】第１位置検出部のＹ方向検出部のエンコーディングガラスとフォトガラスとを示した斜視図であり、第３反射膜パターンと第４反射膜パターンとを示したものである。
【図５】第２位置検出部を抜粋して示した斜視図である。
【図６】本発明によるワイヤボンディング装置のボンディングサイクルを示したダイヤグラムである。
【図７】本発明によるワイヤボンディング装置の作動状態を示したものである。
【図８】本発明によるワイヤボンディング装置の作動状態を示したものである。
【図９】本発明によるワイヤボンディング装置の作動状態を示したものである。
【図１０】本発明によるワイヤボンディング装置の作動状態を示したものである。
【図１１】本発明によるワイヤボンディング装置の作動状態を示したものである。
【図１２】本発明によるワイヤボンディング装置の作動状態を示したものである。
【図１３】本発明によるワイヤボンディング装置の作動状態を示したものである。
【図１４】本発明によるワイヤボンディング装置の作動状態を示したものである。
【符号の説明】
１  フレーム
１０  Ｘ−Ｙテーブル
１１  第１ステータ
１２  永久磁石
１３  第１インダクタ
１３ａ  保持孔
１４  ステッピングモータの歯
２０  ヘッド部
２１  ブラケット
２２  保持部材
２３  トランスデューサ
２４  キャピラリ
２５  ローラ
２６  ワイヤクランプ
３０  第１昇降部
３１  第２ステータ
３２  第２インダクタ
３３  ガイド部材
３４  サポート
３５  スプリング
３６  ストッパー
４０  第２昇降部
４１  ボイスコイルモータ
６０  第２位置検出部
６１、６２  保持突起
６４  エンコーディングガラス
６５  溝
６６  ブラケット
６７  光源
６８  フォトガラス
６９  受光部
１００  第１位置検出部
１１０  Ｘ方向検出部
１１１  第１反射膜パターン
１１１ａ  第１反射膜
１１２  エンコーディングガラス
１１３  ケース
１１４  光源
１１５  受光部
１１６  第２反射膜パターン
１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ  第２反射膜
１１７  フォトガラス
１２０  Ｙ方向検出部
１２１  第３反射膜パターン
１２１ａ  第３反射膜
１２２  エンコーディングガラス
１２３  ケース
１２４  光源
１２５  受光部
１２６  第４反射膜パターン
１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄ  第４反射膜
１２７  フォトガラス
２００  ヒータブロック
３００  リードフレーム
４００  チップ
５００  ワイヤ
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４  フォトガラス１１７の四分面
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４  フォトガラス１２７の四分面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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