(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤが挿通されるノズルを有したバキュームテンショナに対するバキュームを行って、該バキュームにより前記ワイヤを前記ノズル内に保持する、ワイヤボンダにおけるバキュームテンショナの制御方法において、
前記ノズルが太ノズルと細ノズルとからなり、該細ノズルから前記ワイヤの先端側が引き出され、且つ該太ノズルに対して前記バキュームが行われ、
前記ノズルに挿通されたワイヤに張力を付与する場合に前記バキュームを行い、前記バキュームテンショナ内のクリーニングを行う場合は前記バキューム時の気流と逆方向のエアブローを前記ノズルに供給し、前記ノズルにワイヤを通す場合は前記バキューム及び前記エアブローのいずれも行わない
ことを特徴とするワイヤボンダにおけるバキュームテンショナの制御方法。
【請求項２】
予めプログラムされたタイミングで前記エアブローを前記バキュームテンショナに供給することを特徴とする請求項１記載のワイヤボンダにおけるバキュームテンショナの制御方法。
【請求項３】
ワイヤが挿通されるノズルを有したバキュームテンショナに、該バキュームテンショナに対するバキュームを行うための制御ポートを設けたバキュームテンショナの構造において、
前記ノズルが太ノズルと細ノズルとからなり、該細ノズルから前記ワイヤの先端側が引き出され、且つ該太ノズルに前記制御ポートを連通させて設け、
２系統以上の切換え弁の一方を前記制御ポートに接続し、該切換え弁の他方をバキューム配管及びエア配管に接続し、
前記切換え弁は、前記ノズルに挿通されたワイヤに張力を付与する場合は前記制御ポートと前記バキューム配管とを連通させ、前記バキュームテンショナ内のクリーニングを行う場合は前記制御ポートと前記エア配管とを連通させ、前記ノズルにワイヤを通す場合は前記バキューム配管及び前記エア配管のいずれとも前記制御ポートと連通させないように、選択的に切換え可能に構成されている
ことを特徴とするバキュームテンショナの構造。
【請求項４】
プログラムされたタイミングに基づいてバキュームとエアブローとが交互にバキュームテンショナに供給されるように前記切換え弁を制御するワイヤボンダＣＰＵを前記切換え弁に接続したことを特徴とする請求項３記載のバキュームテンショナの構造。
【請求項５】
前記太ノズル、前記細ノズルよりも太いエア吸込専用の吸気ポートを前記太ノズルに連通させて設け、前記吸気ポートの先端にはエアフィルタを取り付けたことを特徴とする請求項３又は４記載のバキュームテンショナの構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、バキュームを用いてワイヤに適度な張力を与える機構（以下、「バキュームテンショナ」という。）を使用したワイヤボンダのワイヤへの張力制御方法とその構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワイヤボンダにおけるバキュームテンショナでは、ワイヤ保持のためのバキュームが連続的に供給されていた。
即ち、第１点目をボンディングしてから、第２点目をボンディングするまでの間、然るべきループ形状を得るために、ワイヤは後述するキャピラリ、ワイヤクランパと相対的に一定の位置に保持されなければならない。そのため、バキュームテンショナには十分なワイヤ保持力が維持されるように、バキュームは常時供給状態となっていた。
従って、バキュームテンショナに供給されるバキュームが遮断（カット）されるのは、一般的にはワイヤをバキュームテンショナ内に通すときのみであった。これは、バキュームテンショナ内にバキュームが作用していると、ワイヤがバキュームテンショナ内に保持され、ワイヤの挿通が困難となるためであった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のバキュームテンショナの制御方法では、バキュームが連続的に供給されるため、バキュームテンショナ周辺の微小なゴミが吸入されることになり、バキュームテンショナ・ノズルに目詰まりが生じることがあった。そして、一時的にノズル内にゴミが吸入されると、ワイヤのテンション（張力）にバラツキが生じ、信頼性が低下することになった。即ち、完全な目詰まりでは、連続的な不良品発生に至るため検出は容易となり、適切な処置が行えるが、一時的な目詰まりでは、目詰まりの後、バキュームにてノズルからゴミが除去されると、バキュームテンショナの機能が正常に復帰してしまい、不良品の検出が困難となるためであった。
また、言うまでもなく、バキュームテンショナ・ノズルにおいては、定期的な分解・クリーニングの必要があり、メンテナンスが煩雑なものとなった。
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、目詰まりが生じないワイヤボンダにおけるバキュームテンショナの制御方法とその構造を提供し、もって、信頼性の向上、メンテナンスの省力化を図ることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るワイヤボンダにおけるバキュームテンショナの制御方法は、ワイヤが挿通されるノズルを有したバキュームテンショナに対するバキュームを行って、このバキュームによりワイヤをノズル内に保持する、ワイヤボンダにおけるバキュームテンショナの制御方法において、ノズルが太ノズルと細ノズルとからなり、細ノズルから前記ワイヤの先端側が引き出され、且つ太ノズルに対してバキュームが行われ、ノズルに挿通されたワイヤに張力を付与する場合にバキュームを行い、バキュームテンショナ内のクリーニングを行う場合はバキューム時の気流と逆方向のエアブローをノズルに供給し、ノズルにワイヤを通す場合はバキューム及びエアブローのいずれも行わないことを特徴とするものである。
バキュームテンショナの構造は、ワイヤが挿通されるノズルを有したバキュームテンショナに、このバキュームテンショナに対するバキュームを行うための制御ポートを設けたバキュームテンショナの構造において、ノズルが太ノズルと細ノズルとからなり、細ノズルからワイヤの先端側が引き出され、且つ太ノズルに制御ポートを連通させて設け、２系統以上の切換え弁の一方を前記制御ポートに接続し、この切換え弁の他方をバキューム配管及びエア配管に接続し、切換え弁は、ノズルに挿通されたワイヤに張力を付与する場合は制御ポートとバキューム配管とを連通させ、バキュームテンショナ内のクリーニングを行う場合は制御ポートとエア配管とを連通させ、ノズルにワイヤを通す場合はバキューム配管及びエア配管のいずれとも制御ポートと連通させないように、選択的に切換え可能に構成されていることを特徴とするものである。
また、バキュームテンショナの構造は、エア吸込専用の吸気ポートを太ノズルに連通させて設け、吸気ポートの先端にはエアフィルタを取り付けたことを特徴とするものであってもよい。
【０００５】
【作用】
ワイヤボンダにおけるバキュームテンショナの制御方法では、ワイヤを保持するためにバキュームが供給されると、ノズル開口周辺のエアが太ノズル及び細ノズルから吸入され、エアに混入した埃がノズルに詰まろうとするが、この際エアブローが供給されると、バキューム時の気流と逆方向のエアが排出され、クリーニングブローを実施した場合と同様の状態となる。
バキュームテンショナの構造では、バキューム配管又はエア配管が切換え弁を介して制御ポートに接続され、バキュームとエアブローが交互に制御ポートに供給可能となり、バキューム時にはノズル開口周辺のエアが太ノズル及び細ノズルから吸入され、エアブロー時には制御ポートからのエアが太ノズル及び細ノズルから外部へと排出され、ノズルへの吸気と排気が容易に行えるようになる。
また、吸気ポートを太ノズルに連通させて設けたバキュームテンショナの構造では、吸気ポートからその殆どのエアが吸引され、ノズルからのエアの吸入が相対的に減少し、ノズルから埃が吸引される確率が低くなる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るワイヤボンダにおけるバキュームテンショナの制御方法とその構造の好適な実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明バキュームテンショナの構造の第一実施例を表す配管回路図である。
バキュームテンショナ１にはノズルである太ノズル３、細ノズル５が同一中心で連設されている。図に示すように、太ノズル３には、制御ポート７を、相互の内部流路を連続させた状態に（即ち、連通させて）設けている。つまり、太ノズル３、細ノズル５は制御ポート７と連通している。太ノズル３、細ノズル５にはワイヤ９が挿通され、図に示すように、細ノズル５から引き出されたワイヤ９は先端側がワイヤクランパ１１を経てキャピラリ１３から導出されている。
制御ポート７には分岐管を介してエア系配管１５とバキューム系配管１７が接続され、エア系配管１５、バキューム系配管１７は制御用切換え弁１９、２１を有している。制御用切換え弁１９、２１には制御弁切換えスイッチ２３、２５が接続され、制御弁切換えスイッチ２３、２５は制御用切換え弁１９、２１を交互に開閉して切換えを行う。
バキュームテンショナ１、制御ポート７、ワイヤ９、キャピラリ１３、制御用切換え弁１９、２１、制御弁切換えスイッチ２３、２５を主な部材として、バキュームテンショナの構造２７が構成されている。
【０００７】
このように構成されたバキュームテンショナの構造２７の機能を説明する。
バキュームテンショナ１の制御ポート７にバキュームが供給されると、ワイヤ９がバキュームテンショナ１内に保持され、ワイヤ９が繰り出される際に高度なテンション（張力）が発生する。この時、太ノズル３、細ノズル５の開口周辺のエアが吸入されるため、エアに混入した埃によりノズル内に詰まりが発生する可能性が生じる。
このような状況下で、今までバキュームが供給されていた制御ポート７にエアが供給されると、太ノズル３、細ノズル５から逆方向にエアが排出され、クリーニングブローを実施した場合と同様の効果が得られる。
【０００８】
エア供給のための制御方法は、以下の３形態のスイッチングの組合せで行われる。
即ち、ワイヤ９に張力を付与したい場合（第１の形態）は、制御弁切換えスイッチ２３をＯＦＦ、スイッチ２５をＯＮにして制御ポート７にはバキュームを供給する。
ワイヤ９を通す場合（第２の形態）は、バキュームテンショナ１内にはエアもバキュームもない方が作業性が良いので、制御弁切換えスイッチ２３、２５はいずれもＯＦＦにする。
バキュームテンショナ１内のクリーニングを行う場合（第３の形態）は、制御弁切換えスイッチ２３をＯＮ、スイッチ２５をＯＦＦにし、制御ポート７にエアを供給することで、ノズル内のクリーニングブローを行う。
【０００９】
上述のバキュームテンショナの構造２７及び制御方法によれば、バキュームテンショナ１に制御用切換え弁１９とその制御弁切換えスイッチ２３を設けたので、逆方向のエアを排出することで、制御ポート７からのエアを太ノズル３及び細ノズル５から外部へと排気し、ノズル内に吸い込んだ埃をこの排気に伴って外部へ排出して、詰まりを解消することができ、バキュームテンショナ１を分解することなくクリーニングすることができる。
また、ワイヤボンダにおいては、ワイヤ９、キャピラリ１３の交換が必然的に生じるため、この時に制御弁切換えスイッチ２３、２５を操作してバキュームテンショナ内が随時クリーニングブロー可能となることは、極めて容易で且つ合理的な手段となる。
更に、上述のワイヤ９、キャピラリ１３の交換に合わせることなく、装置の停止している時にクリーニングブローを行うことは、技術的にも何ら支障なく、定期的なクリーニングブローとしても有効となる。
【００１０】
図２は本発明バキュームテンショナの構造の第二実施例を表す配管回路図である。
この実施例では、バキュームテンショナ１、太ノズル３、細ノズル５、制御ポート７、ワイヤ９、ワイヤクランパ１１、キャピラリ１３が上述のバキュームテンショナの構造２７と同様に構成されている。
一方、制御ポート７には切換え弁３１が接続され、切換え弁３１はエア系配管１５とバキューム系配管１７と接続される。つまり、ＣＰＵ３３から出力された信号がドライバ３５を経て、切換え弁３１に伝えられることにより、制御ポート７にエア又はバキュームが供給されるようになっているのである。
バキュームテンショナ１、切換え弁３１、ＣＰＵ３３、ドライバ３５を主な部材として、バキュームテンショナの構造３７が構成されている。
【００１１】
ここで、ワイヤボンダの１サイクル動作を図３に基づき説明する。図３はワイヤボンディングの１サイクル動作の概要を表した説明図である。
図中（Ａ）において、ワイヤクランパ１１、キャピラリ１３にはワイヤ９が挿通され、キャピラリ１３の先端にはボール状に形成された金球３９が配置されている。キャピラリ１３は、第１ボンディング点４１にボンディングするため、降下して金球３９をチップ４３上の点４１に圧接しようとしている。
点４１まで降下したキャピラリ１３は、再度上昇した後、水平方向に移動され、第２ボンディング点であるポスト４５上の点４７を目指して降下をはじめ、点４５にて２点目のボンディングを行う。これが図中（Ｂ）の状態である。
最後に、図中（Ｃ）に示したように、キャピラリ１３先端にくり出されたワイヤ９の下部にて、電気トーチ４９からワイヤ９の間に高電圧を放電させ、その熱エネルギーによって、金球３９を成形させる。以上、（Ａ）〜（Ｂ）の動作が１サイクルであるが、通常は連続的に必要本数だけ、これらの動作が繰り返されることになる。
【００１２】
図４は１サイクル動作の中でキャピラリ先端点の軌跡を時分割して表した説明図である。
図中、ｔ０  はスタート点、ｔ１  は第１ボンディング点、ｔ３  は第２ボンディング点、ｔ４  は電気トーチ放電、ｔ５  は１サイクル終了の各時刻である。なお、本図では、代表的な軌跡を用いたが、実際には各種の複雑形状で表されることになる。
図５は図４に示した時間軸ｔ０  〜ｔ５  に対応してバキュームとエアが制御ポートに供給される際のタイミングチャートである。
本実施例では、ｔ０  〜ｔ４  間にてバキュームを供給し、ｔ４  〜ｔ５  間ではエアが供給されている。即ち、本実施例では、１サイクルのうち一定時間帯にバキュームとエアが交互に供給されることがポイントとなり、図５における任意の時間ｔｎ  の時点でバキュームとエアが切換えられればよい。
【００１３】
上述のバキュームテンショナの構造３７及び制御方法によれば、１サイクル動作の中でバキュームとエアブローとを交互に制御ポート７に供給できるようにしたので、バキュームテンショナ１のノズル開口部においては、吸気と排気が交互に行われることになる。この結果、従来方式の問題点であった埃吸入によるノズル詰まりが解消できるとともに、動作上の信頼性向上及びメンテナンス性の改善（メンテナンスフリー化）を達成することができる。
なお、エアブローのタイミングについては、上述のように特に限定はないが、ｔ４  〜ｔ５  の時間帯では図３（Ａ）（Ｃ）に示したように、ワイヤクランパ１１が閉じた状態（即ち、ワイヤ９を機械的にクランプした状態）であるため、エアブローを行っても、ワイヤ９自体はバキュームテンショナ１内に固定されたのと同様な状態となるので、この時間帯が最も安定したエアブローが得られると予想される。
【００１４】
次に、上述のバキュームテンショナの構造３７及び制御方法の変形例を説明する。
上述のバキュームテンショナの構造３７による制御方法では、１サイクルボンディングの任意の時間帯でエアブローを行って埃等の異物を除去する方法を説明した。
ところで、昨今のワイヤボンダ動作速度の向上は目ざましいものがあり、１サイクル当たり、０．１ｓｅｃなる高速のものも出現している。その結果、切換え弁３１の応答性、流体の応答性、或いは切換え弁３１の耐久性について障害が生じ、設計値通りに作動しなくなる虞れがある。
そこで、１サイクル内ではなく、ｎサイクル毎に１回の割合でエアブローを行うことでも本機能は実現できる。これは、動作速度の向上により、ノズルからの埃吸入時間も減少するので、ｎサイクル毎に実施しても等価と考えることができるためである。
また、このように、エアブロー時間を別途挿入するようにした場合、周期的にロスタイムが発生することになるので、ワーク搬送時間、即ち、ワイヤボンド完了ＩＣを次ＩＣと入れ換える時間に、エアブローすることが有効である。
【００１５】
図６は本発明バキュームテンショナの構造の第三実施例を表す断面図である。上述の実施例では、バキュームテンショナ１が、太ノズル３、細ノズル５、制御ポート７で構成されていたが、本実施例では、新たに吸気ポート５１を太ノズル３に連通させて設けている。つまり、吸気ポート５１は、図６に示すように、太ノズル３、細ノズル５、制御ポート７に連通して設けられている。また、吸気ポート５１の先端にはエアフィルタ５３が取り付けられている。そして、吸気ポート５１は、太ノズル３、細ノズル５よりも十分に太くなっており、制御ポート７にバキュームを供給すると、吸気ポート５１からその殆どのエアが吸引されるようになっている。
バキュームテンショナ１、太ノズル３、細ノズル５、制御ポート７、吸気ポート５１を主な部材又は部位として、バキュームテンショナの構造５３が構成されている。
【００１６】
このように構成されたバキュームテンショナの構造５３では、吸気ポート５１が設けられたことにより、太ノズル３、細ノズル５からのエアーの吸入が相対的に無視できる程度に減少される。また、吸気ポート５１の先端にエアフィルタ５３が取り付けられることにより、バキュームテンショナ１への埃の吸入は極めて少ないものとなる。
このバキュームテンショナの構造５３によれば、バキュームテンショナ１に吸気ポート５１を設けたので、目詰まりの発生し易かった太ノズル３、細ノズル５からのエアの吸入が極小となり、且つ、吸気ポート５１にエアフィルタ５３を取り付けたので、バキュームテンショナ１への埃の吸入は最小となる。この結果、埃の吸入による信頼性の低下を未然に防ぐと同時に、メンテナンスフリーを実現することができる。
なお、バキュームテンショナの構造５３は、単体で用いても十分に効果を発揮するものであるが、実施例一、二の手段を併用すれば、更にエアフィルタ５３の自浄効果が期待され、最も効果的な運用が実現できる。
【００１７】
次に、上述のバキュームテンショナの構造５３の変形例を図７に基づき説明する。図７は延長チューブを介してエアフィルタが接続されたバキュームテンショナの断面図である。
この変形例では、吸気ポート５１とエアフィルタ５３が延長チューブ５５により接続され、バキュームテンショナの構造５７を構成している。
図６に示したバキュームテンショナの構造５３では、バキュームテンショナ１本体にエアフィルタ５３が直接付設されており、重量増加の一因となって高速動作の障害となる可能性がある。また、小型のエアフィルタ５３を取り付けたとしても、十分な機能が得られないばかりか、本来、埃（コンタミネーション）の存在してはならない空間で、吸入した埃をクリーニングブローによって再度放出する事態が生じかねない。
バキュームテンショナの構造５７によれば、シリコンチューブ等の柔軟な材質で延長チューブ５５を形成し、十分に離れた空間にてエアフィルタ５３より埃を放出することで、上述の不具合を解消することができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るワイヤボンダにおけるバキュームテンショナの制御方法によれば、エアブローが供給されると、バキューム時の気流と逆方向のエアが排出され、クリーニングブローを実施した場合と同様の状態となるので、ノズルの目詰まりが防止でき、信頼性を向上させることができるとともに、バキュームテンショナを分解することなくクリーニングブローが実施できるので、メンテナンスの省力化を図ることができる。
バキュームテンショナの構造によれば、バキューム配管及びエア配管を切換え弁を介して制御ポートに接続したので、バキュームとエアブローを交互に制御ポートに供給でき、ノズルへの吸気と排気を容易に行うことができる。
また、吸気ポートをノズルに連通させて設けたバキュームテンショナの構造では、吸気ポートからその殆どのエアが吸引されるので、ノズルからのエアーの吸入が相対的に減少し、ノズルから埃が吸引される確率が低くなり、ノズル部における目詰まりが発生しにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明バキュームテンショナの構造の第一実施例を表す配管回路図である。
【図２】本発明バキュームテンショナの構造の第二実施例を表す配管回路図である。
【図３】ワイヤボンディングの１サイクル動作の概要を表した説明図である。
【図４】１サイクル動作の中でキャピラリ先端点の軌跡を時分割して表した説明図である。
【図５】図４に示した時間軸ｔ０  〜ｔ５  に対応してバキュームとエアが制御ポートに供給される際のタイミングチャートである。
【図６】本発明バキュームテンショナの構造の第三実施例を表す断面図である。
【図７】延長チューブを介してエアフィルタが接続されたバキュームテンショナの断面図である。
【符号の説明】
１  バキュームテンショナ
３  太ノズル（ノズル）
５  細ノズル（ノズル）
７  制御ポート
９  ワイヤ
１５  エア配管
１７  バキューム配管
２７、３７、５３、５７  バキュームテンショナの構造
３１  切換え弁
３３  ワイヤボンダＣＰＵ
５１  吸気ポート
【図１】
0003576214.tif 000002
【図２】
0003576214.tif 000003
【図３】
0003576214.tif 000004
【図４】
0003576214.tif 000005
【図５】
0003576214.tif 000006
【図６】
0003576214.tif 000007
【図７】
0003576214.tif 000008