(57)【要約】  本発明は、ワイヤロール（３）からワイヤボンダの導管（１４）へワイヤ（８）を供給するための装置であって、モータによって駆動される、ワイヤロール（３）を収容するための保持部（２）と、ワイヤ供給部（４）とを備える。ワイヤ供給部（４）は、複数のチャネル（９．１〜９．ｎ）を有し、これらには圧縮空気が吹き付けられ、これらチャネルの出口開口部は、円弧上に存在しており、所定の角度範囲（Φ）を成し、円弧の中心点に対して実質的に径方向に延在し、それによってワイヤ（８）は、所定の角度範囲Φで概ね軌道に沿って延在するようになる。【選択図】図２【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータによって駆動される、ワイヤロール（３）を収容するための保持部（２）と、ワイヤ供給部（４）と、を備える、ワイヤボンダの導管（１４）にワイヤ（８）を供給するための装置であって、
前記ワイヤ供給部（４）は、圧縮空気が付与可能な複数のチャネル（９）を備え、前記チャネルの出口開口部は、円弧上に存在し、前記チャネルは、前記円弧の中心点（２３）に対して実質的に径方向に延在することを特徴とする、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記円弧が成す角度範囲Φは少なくとも９０度であり、前記チャネルの数は少なくともΦ／３０度であることを特徴とする、装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置において、
前記ワイヤ供給部の入口に１つのボルト（１５）が設けられており、前記ワイヤ供給部の出口に１つのボルト（１５）が設けられており、これらボルトは、運転中の前記ワイヤを方向転換可能であることを特徴とする、装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載の装置において、
運転中の前記ワイヤは、前記ワイヤ供給部入口の所定場所において、及び前記ワイヤ供給部の出口の所定の場所において、方向転換可能であることを特長とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤボンダにおけるワイヤを供給するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤボンダとは、半導体チップ、基板上に取り付けた後で接続するための機械である。ワイヤボンダは、クランプの先端に張設されている導管を有する。導管は、半導体チップの接続点および基板の接続点にワイヤを固定するために、そして、これら接続点間でワイヤを配線するために用いられる。半導体チップの接続点と基板の接続点との間でワイヤ接続を作成する際に、導管から突出しているワイヤ端部は、まず、ボールになるように溶融される。続いて、ワイヤボールは、半導体チップの接続点上に、圧力および超音波によって固定される。その際、クランプには、超音波発信機によって超音波が衝撃付与される。このプロセスを、ボールボンディングと呼ぶ。その後、ワイヤは、必要なワイヤ長さの分だけ引っ張られ、ワイヤジャンパーを形成し、基板の接続点に溶接される。この最後のプロセス部分をウェッジ接合と呼ぶ。ワイヤを基板の接続点上に固定した後で、ワイヤを破断して、次のボンディングサイクルを開始することができる。
【０００３】
ワイヤは、ワイヤロール上に巻きつけられている。ワイヤは、ワイヤ供給装置から導管に供給される。図１は、このようなワイヤ供給装置を示している。ワイヤ供給装置は、モータのシャフト１によって駆動される、ワイヤロール３用の保持部２と、圧縮空気によって作用する、センサを有するワイヤ格納部４と、を有する。ワイヤ格納部４は、互いに約０．２ミリメートルの所定の間隔をおいて平行に設けられている前方プレートと後方プレート６とから成る。前方プレートは、図中では省略されている。後方プレート６は、突起部７を有する。この突起部の上に、前方プレートが載置されている。このようにして、２つのプレート間の所定の感覚が設定される。ワイヤ８が、側方からワイヤ格納部４に供給され、ほぼ垂直方向にワイヤ格納部４を退去する。プレート間には、後方および前方プレートに取り付けられた追加の凹部によって、チャネル９が形成されている。このチャネルを通って圧縮空気が、矢印で示された方向に流れる。圧縮空気は、ワイヤ８の方向転換をする。ワイヤ８の最大方向転換は、当接部１０および１１によって限定される。センサ５が、当接部１０の近傍に存在している。センサ５は、光送信器および光受信器を備える光学センサである。光送信器は光線を送信し、光受信器は、ワイヤ８で反射された光が自身に跳ね返って来ているか否かを測定する。ワイヤ８が通常運転時に存在している領域の縁部は、点線１３で示されている。ワイヤの進行がワイヤロール３からのワイヤ８の繰り出し量の大きさとは無関係になるように、ワイヤロール３とワイヤ格納部４との間にボルト１５も設けられている。このボルトは、ワイヤ８を方向転換させる。
【０００４】
ワイヤ格納部４と導管１４との間には、追加のワイヤ張設装置１６が設けられている。このワイヤ張設装置は、おおむね小型管から成り、この小型管を通って、ワイヤ張設装置１６の横に示されている矢印の方向に空気が吹き付けられ、それによってワイヤが導管１４の上側に設けられているワイヤチャンバ１７の領域に張設されたまま保持される。
【０００５】
ボンディングの最中、ワイヤが消費される、すなわち、ワイヤホースが形成され、それによってワイヤがワイヤ格納部４から引き抜かれるか、または、ワイヤがワイヤ格納部４内に戻って衝突する、すなわち、導管１４が持ち上げられて、新しいワイヤボールを形成するかのいずれかである。
【０００６】
ワイヤ８は、一定の速度で連続して繰り出されるのではなく、センサ５によって制御された状態で需要に応じてワイヤロール３から繰り出される。すなわち、ワイヤ８がセンサ５の測定領域を退出したというセンサ５の出発信号が表示される場合はいつでも、モータは、ワイヤ８が再びセンサ５の測定領域に入ったというセンサ５の出発信号が表示されるまでワイヤロール３を回転させる。
【０００７】
チャネル９内を流れる空気は、ワイヤを方向転換させ、これによってワイヤ内に引っ張り張力を生成する。このワイヤ格納部４の欠点は、引っ張り張力は、ワイヤ格納部４内のワイヤ８の目下の進行またはワイヤ格納部内に格納されているワイヤの目下の量に依存しており、その結果ワイヤの高さがばらつく（技術分野の用語では「ループ高さ」と呼ぶ）ということである。とりわけこのばらつきは、幾何学形状上の観点からは非常に非直線的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、ワイヤ格納部に格納されているワイヤの目下の量に可能な限り無関係にワイヤを張設することができるようになっている、ワイヤ格納部を有するワイヤボンダにおいてワイヤを供給するための装置および方法を開発することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、ワイヤ供給部内の圧縮空気は、ワイヤが所定の角度範囲で概ね軌道に沿って延びるようにワイヤに吹き付けられる。ワイヤ供給部が目下のところ、ワイヤの最小量、ワイヤの最大量、またはその間の任意のワイヤ量を収容しているか否かに関係なく、ワイヤは常に軌道に近接して延在しており、ただ径が変化するのみである。したがって、ワイヤ供給部からある時点で収容されたワイヤの量は、ワイヤの引っ張り張力に対して特筆すべき影響を与えない。
【００１０】
ワイヤロールからワイヤボンダの導管へワイヤを供給するための装置は、モータによって駆動される、ワイヤロールを収容するための保持部と、ワイヤ供給部とを備える。本発明によるワイヤ供給部は、互いに離間して設けられている２つのプレートを備える。これらプレートの間には、複数のチャネルが形成されている。これらチャネルの出口開口部は、円弧上に存在しており、円弧の中心点に対して実質的に径方向に延在している。チャネルは、角度範囲Φを成す。運転中、チャネルには圧縮空気が衝撃付与可能である。この圧縮空気は、径方向に流れるとともにワイヤを張設する。ワイヤは、角度範囲Φで概ね軌道に沿って延在する。角度範囲Φは、典型的には１５０度〜１８０度であるが、少なくとも９０度である。チャネルの数は、好適には少なくともΦ／３０度である。
【００１１】
好適には、ワイヤ供給部の入口およびワイヤ供給部の出口においてそれぞれ１つのボルトが設けられており、これらボルトによって運転中のワイヤが方向転換されることである。あるいは、ワイヤ供給部自体が、運転中のワイヤがワイヤ供給部の入口の所定の場所およびワイヤ供給部出口の所定場所において方向転換されるように構成される。このようにして、ワイヤがワイヤ供給部の中に入る方向、および、ワイヤがワイヤ供給部を退去する方向が、ワイヤ供給部内に収容されているワイヤの長さとは無関係になる、ということが達成される。これによって、ワイヤの引っ張り張力は、ワイヤ供給部内に収容されているワイヤの長さとはほぼ無関係になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本明細書に統合されるとともに明細書の一部を成している添付の図面は、本発明の１つまたは複数の実施例を示しており、詳細な説明とあいまって、本発明の基礎および実施を説明するのに役立つ。図面は縮尺どおりに図示されていない。
【００１３】
【図１】従来技術に係るワイヤ供給装置の上面図である。
【図２】本発明に係るワイヤ格納部を有するワイヤ供給装置の実施例の上面図である。
【図３】本発明に係るワイヤ格納部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ワイヤ供給装置は、すでに図１に示してある部材、すなわち、ワイヤロール３を収容している、モータ駆動の保持部２と、ワイヤ格納部４と、を有する。ただし、ワイヤ格納部４は、ワイヤ８内の引っ張り張力がワイヤ８の目下の位置にあまり強く依存しないように改善されている。本発明は、おおむね以下のようになっている。ワイヤ格納部４内の空気は、ワイヤ格納部４内部のワイヤが軌道に沿って延びるように流れる。ワイヤ格納部４は、互いに所定の間隔をおいて平行に設けられている前方プレート１９（図３）および後方プレート６を有する。所定の間隔は、約０．１〜０．３ミリメートルであり、典型的には０．２ミリメートルである。２つのプレート６および１９のいずれか、本例では前方プレート１９は、凹部を有さない平坦なプレートである。図２は、ワイヤ供給装置の上面図を示している。同図において、ワイヤ格納部４の前方プレート１０は省略されている。図３は、ワイヤ格納部４を図２の軌道２２に沿って切って示した断面図を示している。後方プレート６は、複数の平坦な突起部７を有する。これら突起部の間に、ｎ個のチャネル９．１〜９．ｎが形成されている。（本例ではｎ＝８である。）チャネル９．１〜９．ｎの端部は、中心点２３を共有する２つの同心円２１および２２上に存在する。チャネル９．１〜９．ｎの出口開口部は、したがって、円弧上にある。中心点２３は、一方では、この円弧の中心点であると同時に、チャネル９．１〜９．ｎが径方向に延在する際の参照点でもある。内側の円２１の内部には、孔２４が存在している。この孔内には、圧縮空気が供給される。前方プレート１９が後方プレート６に固定される場合、孔２４の領域において突起部７およびチャネル９．１〜９．ｎの入口開口部によって画定される中空空間が形成される。この中空空間は、チャネル９．１〜９．ｎによって周囲と連通している。チャネル９．１〜９．ｎによって径方向に流れる空気は、ワイヤ８を外方から複数の箇所に押圧し、これによってワイヤ８内に引っ張り強さを生成する。ワイヤ８は、外側の２つのチャネル９．１および９．ｎによって規定される角度範囲Φ内で、概ね軌道上で延在する。この軌道は、円２１および２２と同心になっている。この例では、この角度範囲は約１４５度である。
【００１５】
センサ５は、好適には、図１に係るワイヤ供給装置の場合と同じセンサであり、ワイヤ８は、センサ５によって制御されながら、ワイヤロール３から巻きつけられる。
【００１６】
外側の２つのチャネル９．１および９．ｎによって規定される角度範囲Φは、有利には少なくとも９０度である。しかし、この角度範囲は、より大きくてもよく、たとえば図２の例と同様に１４５度または、たとえば２４０度等、１８０度よりも大きくてもよい。ワイヤ８内に生成される引っ張り張力は、角度範囲Φが増加するにつれて増加する。つまり、角度範囲Φの大きさによって、引っ張り強さを大きくしたり小さくしたりすることができる。
【００１７】
好適には、ワイヤ格納部４の入口に、ボルト１５が設けられており、ワイヤ格納部の出口にボルト１５が設けられている。これらボルトによって、ワイヤが運転中に方向転換される。ワイヤは、ボルト１５において方向転換するので、常にボルト１５に接している。ボルト１５の縁は、外側の同心円２２上に載置されているか、または少なくとも、外側の同心円２２の比較的近傍に存在している。２つのボルト１５は、その機能が外側の２つの突起部によって行われる場合は省略してもよい。この突起部は、後方プレート６の外側の２つのチャネル９．１および９．ｎの外側に接している。すなわち、外側の突起部７の構成が、ワイヤがこの突起部７において挟み込まれることがないようになっている場合には、ボルトは省略してもよい。この場合、ワイヤは、ワイヤ格納部４の入口およびワイヤ格納部４の出口に直接接している。
【００１８】
図２の例において、ワイヤ８は、ボルト１５によって、一箇所で交差するように案内される。２つのボルト１５または３つ以上のボルト１５は、ワイヤ８をワイヤ供給部４に供給しワイヤ供給部からワイヤを戻す際に交差が起こらないように配置してもよい。
【００１９】
ここでは、説明する目的のために、目下のところ好適な本発明の実施例および適用を図示および記載した。しかし、本発明の概念および有効範囲内にある多くの変形形態および変更形態が可能である。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００２０】
１  シャフト
２  保持部
３  ワイヤロール
４  ワイヤ供給部
５  センサ
６  後方プレート
７  突起部
８  ワイヤ
９  チャネル
１０  当接部
１１  当接部
１３  点線
１４  導管
１５  ボルト
１６  ワイヤ張設装置
１７  ワイヤチャンバ
１９  前方プレート
２１  円
２２  円
２３  中心点
２４  孔
９．１、９．ｎ  チャネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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