(57)【要約】【課題】  イニシャルボールの形成ごとにボールの良否を即座に、かつ精度よく判定することができるボール形成判定装置を提供すること。【解決手段】  キャピラリ１から突出したワイヤ２の先端と放電電極３との間に高電圧を印加することにより発生する放電によるスパーク光は、光ファイバケーブル１１を介して光／電変換される。光／電変換されたアナログ信号は、積分器３４において積分され、その積分値は、判定回路３６においてレベル比較される。判定回路３６と記憶論理判定回路３７によってウインドウコンパレータを構成しており、前記積分値がウインドウコンパレータにおけるウインドウ電圧から外れる場合には、不良を示す信号が出力端Ｏｕｔより出力される。【選択図】  図３
2006032760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャピラリから突出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こし、放電エネルギーにより前記ワイヤの先端部分にボールを形成するワイヤボンダにおいて利用され、ワイヤの先端部分に形成された前記ボールの良否を判定するボール形成判定装置であって、
前記放電に伴って発生するスパーク光を受光して電気的なアナログ信号に変換する光／電変換手段と、
前記光／電変換手段に基づいて得られる信号レベルと所定の閾値レベルとを比較して比較出力を得るコンパレータ手段と、
前記コンパレータ手段による比較出力に基づいて、ワイヤの先端部分に形成された前記ボールの良否結果を出力する論理判定手段と、
を具備したことを特徴とするワイヤボンダにおけるボール形成判定装置。
【請求項２】
前記光／電変換手段により得られる電気的なアナログ信号を積分する積分手段がさらに具備され、前記積分手段により得られる積分値を、前記光／電変換手段に基づいて得られる信号レベルとして利用するように構成したことを特徴とする請求項１に記載のワイヤボンダにおけるボール形成判定装置。
【請求項３】
前記コンパレータ手段と論理判定手段とによりウインドウコンパレータを構成し、当該ウインドウコンパレータにより前記光／電変換手段に基づいて得られる信号レベルが所定の範囲内であるか否かを判定することで、前記ボールの良否結果を出力するように構成したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイヤボンダにおけるボール形成判定装置。
【請求項４】
前記光／電変換手段には、前記放電に伴って発生するスパーク光と外来光とを受光して電気的な第１のアナログ信号に変換する第１光／電変換手段と、前記外来光を受光して電気的な第２のアナログ信号に変換する第２光／電変換手段が備えられると共に、前記第１および第２のアナログ信号の差分を抽出するキャンセル手段がさらに具備され、前記キャンセル手段による出力を、前記電気的なアナログ信号として利用するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のワイヤボンダにおけるボール形成判定装置。
【請求項５】
前記光／電変換手段に対して、光ファイバケーブルを利用して光／電変換用の光を導入するように構成したことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のワイヤボンダにおけるボール形成判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば半導体ディバイスの組み立て工程において、半導体チップ上の電極（ボンディングパッド）と、前記半導体チップが搭載されるパッケージ基板の端子（ボンディングリード）とをワイヤを用いて電気的に接続するワイヤボンダにおいて利用され、特にキャピラリの先端におけるワイヤの端部にイニシャルボールを形成する場合のボール形成判定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体チップ上のボンディングパッドと、パッケージ基板のボンディングリードとの間を接続するワイヤ（金属細線）は、一般的に３０μｍもしくはそれ以下の線径を有する金線が用いられている。そして、前記ワイヤをボンディングパッド上にボンディングするにあたっては、ボンディングツールとしてのキャピラリに挿通された前記ワイヤの先端部をボール状に形成させるステップが実行される。
【０００３】
前記ワイヤの先端部に形成させるボールは、イニシャルボールとも呼ばれている。このイニシャルボールはワイヤの先端部に対向して設けられた放電電極（トーチロッド）と、前記ワイヤとの間に高電圧を印加することで両者間に放電を起こし、その放電エネルギーによりワイヤの先端部を溶融し、ボール状に形成するようになされる。そして、このボールの直径は好ましくはワイヤの線径の２倍程度に成形される。
【０００４】
図１は、前記したイニシャルボールを形成する様子を模式的に示したものである。すなわち、図１における符号１はボンディングツールとしてのキャピラリの先端部を断面図で示したものであり、このキャピラリ１には前記ワイヤ２が挿通されて、その端部がキャピラリ１より突出した状態になされている。一方、キャピラリ１より突出したワイヤ２の端部に対峙するようにして、例えばタングステン等の素材により構成されたトーチロッド３が配置されており、このトーチロッド３と前記ワイヤ２との間には、高圧電源４および放電制御用のスイッチ５が直列状態に接続されている。
【０００５】
図１に示す構成において、前記放電制御用のスイッチ５を図に示すようにオン状態に制御することで、前記ワイヤ２の先端部とトーチロッド３との間に高電圧が印加され、これにより両者間には放電によるスパークが発生する。このスパークにより発生する熱によりキャピラリ１より突出したワイヤ２の先端部は瞬時に溶融され、図２に示したようにキャピラリ１の先端部にイニシャルボール２Ｂが形成される。
【０００６】
図２は、前記のようにしてイニシャルボール２Ｂが形成された後においてなされるボンディングステップの一部を示すものである。ボンディングテーブル６上にはパッケージ基板７が載置され、さらにパッケージ基板７上には半導体（ＬＳＩ）チップ８が搭載されて位置決めされている。ここで、半導体チップ８上に形成されたボンディングパッド９とパッケージ基板７上のボンディングリード（符号は同じく７で示す）とを前記ワイヤ２で接続する工程は２段階に分けて行なわれる。
【０００７】
まず、第１ボンディング点としての半導体チップ８上のボンディングパッド９の上に、前記したイニシャルボール２Ｂを先端部に保持するキャピラリ１が降下して、ボール２Ｂをボンディングパッド９に押し付ける。この状態で、ボール２Ｂ部分を加熱しつつ超音波エネルギーを加えることでボンディングパッド９に対してワイヤ２を接続する第１段階の接合工程が実行される。
【０００８】
そして、図２には示されていないが、所定のループコントロールにしたがってキャピラリ１を上昇させると共に、前記ボンディングテーブル６を水平方向に移動し、キャピラリ１を第２ボンディング点としてのパッケージ基板７上のボンディングリード上に位置させる。なお、前記したボンディングテーブル６の水平移動の過程において、キャピラリ１からは順次ワイヤ２が繰り出される。
【０００９】
続いて、キャピラリ１は再び降下して、キャピラリ１に挿通されたワイヤ２の一部をボンディングリード７上に押し付け、この状態で超音波エネルギーを加えることで、ボンディングリード７にワイヤ２を接続する第２段階の接合工程が終了する。続いて、キャピラリ１が上昇する過程で、図示せぬワイヤクランパが動作してキャピラリ１からのワイヤ２の繰り出しを停止させることで前記ワイヤ２は切断され、一回のボンディング工程が終了する。そして、以上の動作は半導体チップ８上の他のボンディングパッド９と、パッケージ基板上の他のボンディングリード７との接続にも同様に実行される。
【００１０】
前記したようにワイヤの先端部にイニシャルボールを形成させるにあたっては、ボールの大きさにばらつきを起こさせることなく常に同形状のボールを安定して形成させることが重要である。これを実現させるために、前記したワイヤの先端部とトーチロッドとの間の放電ギャップに印加される電圧値を帰還信号として取り出し、パルス幅変調手段を利用するなどして放電時の動作を安定化させる手段が次に示す特許文献１に示されている。
【特許文献１】特公平７−７０５５６号公報（特許第２０４０５１１号）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記した特許文献１に示された装置は、放電時の動作を安定化させることで、イニシャルボールの形成にばらつきが起きるのを防止させようとするものであり、この種のワイヤボンダに採用することで、ボール形成の安定性を飛躍的に向上させることに寄与できる。そして、これは現在稼働中の国内外における相当数のワイヤボンダに採用されている。
【００１２】
しかしながら、前記装置はイニシャルボールの形成ごとに、その良否を検証する機能を備えるものではなく、ボールの形成ごとにその都度ボールの良否を検証したいとする要求が潜在的に存在している。これが実現できればボールに不良が発生した場合に、即座にボンディング動作を停止させることで、ＩＣパッケージの不良が大量に発生するのを防止させることが期待できる。
【００１３】
そこで、イニシャルボールの形成ごとに、ボールの形状を画像としてとらえ、パターン認識することでボールの良否を判定することも考えられる。しかしながら、現状におけるワイヤボンダにおいては、前記したイニシャルボールの形成から第１および第２のボンディング点に対してワイヤをそれぞれ接合する一連のサイクルは、１００μ秒もしくはそれ以下の時間間隔で連続的に実行される。したがって、前記した期間内において、その都度前記した画像処理を実行しボールの良否を判定させることは困難である。
【００１４】
本件出願の発明者は、前記した理由により画像処理に頼ることなく、他の手段によりボールの良否を即座に判定する手法を種々検討した。この結果、イニシャルボールの形成時に発生するスパークによる光量に着目して検証を重ねた結果、形成されるボールの良否とスパークによる光量との関係に明らかな相関関係が存在することを見出した。
【００１５】
すなわち、正常なボールが形成される場合には、スパークにより発生する光量は比較的少ない傾向にある。これは、放電エネルギーがボールを形成させるために費やされるものであると考えられる。一方、ワイヤの表面に酸化物による汚れが発生していたり、指紋などの汚れが付着しているような場合などにおいては、スパークにより発生する光量は大きくなり、結果として小さな寸法のボールが形成されると共に、その外形形状も不満足なものになるという現象が発生する。
【００１６】
さらにワイヤの先端とトーチロッドとの間隔などの種々の変動要因により、ワイヤの先端とトーチロッドとの間にスパークが発生しない場合、もしくはスパークが発生しても、その程度が小さな場合においてはスパークによる光量は低くなり、結果としてボールが形成されたとしてもその寸法は小さく、外形形状も不満足なものになるという現象が発生することを知得している。
【００１７】
この発明は、前記したような技術的な観点に基づいてなされたものであり、イニシャルボールの形成ごとにボールの良否を即座に、かつ精度よく判定することができるボール形成判定装置を提供することを課題とするものであり、これによりＬＳＩ等のＩＣパッケージの組み立て工程における一層の歩留まりの向上を図り、生産性の向上に寄与しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記した課題を解決するためになされたこの発明にかかるワイヤボンダにおけるボール形成判定装置は、請求項１に記載のとおり、キャピラリから突出したワイヤの先端と放電電極との間に高電圧を印加することにより放電を起こし、放電エネルギーにより前記ワイヤの先端部分にボールを形成するワイヤボンダにおいて利用され、ワイヤの先端部分に形成された前記ボールの良否を判定するボール形成判定装置であって、前記放電に伴って発生するスパーク光を受光して電気的なアナログ信号に変換する光／電変換手段と、前記光／電変換手段に基づいて得られる信号レベルと所定の閾値レベルとを比較して比較出力を得るコンパレータ手段と、前記コンパレータ手段による比較出力に基づいて、ワイヤの先端部分に形成された前記ボールの良否結果を出力する論理判定手段とを具備した点に特徴を有する。
【００１９】
この場合、請求項２に記載のとおり、前記光／電変換手段により得られる電気的なアナログ信号を積分する積分手段がさらに具備され、前記積分手段により得られる積分値を、前記光／電変換手段に基づいて得られる信号レベルとして利用するように構成されることが望ましい。
【００２０】
さらに望ましくは、請求項３に記載のとおり、前記コンパレータ手段と論理判定手段とによりウインドウコンパレータを構成し、当該ウインドウコンパレータにより前記光／電変換手段に基づいて得られる信号レベルが所定の範囲内であるか否かを判定することで、前記ボールの良否結果を出力するように構成される。
【００２１】
一方、前記したボール形成判定装置においては請求項４に記載したとおり、好ましくは前記光／電変換手段には、前記放電に伴って発生するスパーク光と外来光とを受光して電気的な第１のアナログ信号に変換する第１光／電変換手段と、前記外来光を受光して電気的な第２のアナログ信号に変換する第２光／電変換手段が備えられると共に、前記第１および第２のアナログ信号の差分を抽出するキャンセル手段がさらに具備され、前記キャンセル手段による出力を、前記電気的なアナログ信号として利用するように構成される。
【００２２】
この場合、請求項５に記載のとおり、前記光／電変換手段に対して、光ファイバケーブルを利用して光／電変換用の光を導入するように構成することが望ましい。
【発明の効果】
【００２３】
前記した請求項１に記載のボール形成判定装置によると、ワイヤの先端部と放電電極との間に発生する放電によるスパーク光が、光／電変換手段によって電気信号に変換され、その信号レベルが予め定められたレベルと比較されると共に、その比較結果に基づいてワイヤの先端部分に形成された前記ボールの良否が判定されるようになされる。この構成によると、形成されたボールの良否を即座に判定することが可能なボール形成判定装置を提供することができる。それ故、不良なボールが生成された場合には、即座にボンディング動作を停止させることが可能となり、ＩＣパッケージの組み立て工程における歩留まりを一層向上させることができる。
【００２４】
また、前記した請求項２に記載の発明をさらに採用した場合によると、光／電変換手段により得られる電気的なアナログ信号を積分する手段が採用され、その積分値が前記したように予め定められたレベルと比較されるようになされるので、光／電変換手段により得られるアナログ信号の瞬間的なスパイク状のレベル変動（いわゆる、あばれ）による判定誤差を効果的に抑制することができ、ボールの良否の判定精度を大幅に向上させることが可能となる。
【００２５】
さらに、請求項３に記載の判定装置によると、コンパレータ手段と論理判定手段とによりウインドウコンパレータを構成し、当該ウインドウコンパレータにより前記光／電変換手段に基づいて得られる信号レベルが所定の範囲内であるか否かを判定するように構成したので、前記したようにその判定結果を即座に出力することが可能であり、またボンディング動作の１サイクルの期間において、この結果を保持することができる。
【００２６】
また、請求項４に記載の判定装置によると、スパーク光と外来光とによる第１のアナログ信号と、外来光による第２のアナログ信号との差分をキャンセル手段により抽出するようになされるので、外来光による影響を除去した真のスパーク光に基づく電気信号を取得することができる。これにより、ボールの良否の判定精度をさらに向上させることが可能となる。
【００２７】
また、請求項５に記載の判定装置によると、光／電変換手段に対して光ファイバケーブルを利用して光／電変換用の光を導入するようになされるので、特にワイヤボンダ側において前記したスパーク動作時に発生する高レベルの電磁的なノイズの影響を、ボール形成判定装置が受けるのを効果的に低減させることができる。これにより総合的に動作の信頼性が高いボール形成判定装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、この発明にかかるワイヤボンダにおけるボール形成判定装置について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。図３はその全体構成をブロック図によって示したものであり、すでに説明したワイヤボンダ側のキャピラリ１、このキャピラリに挿通されたボンディング用のワイヤ２、およびワイヤの先端部との間で放電動作がなされる放電電極（トーチロッド）３は、それぞれ同一の符号で示している。
【００２９】
図３に示す符号１１は、その一端が前記キャピラリ２に対峙するように配置された第１の光ファイバケーブル（放電光検出用ファイバケーブル）を示しており、この第１の光ファイバケーブルにおけるキャピラリ２に対向する端部は、前記ワイヤ２とトーチロッド３との間に発生する放電による輻射熱によりファイバケーブルが損傷を受けるのを避けるために耐熱処理部１１ａを構成している。この第１の光ファイバケーブル１１における他端部には、当該光ファイバケーブル１１により導入される光をアナログ電気信号に変換するための第１の光／電変換手段（図示せず）が具備されている。この第１の光／電変換手段は、例えば周知のフォトダイオードが使用されており、これは光ファイバケーブル１１の他端部に接続されたプラグ１３内に収容されている。
【００３０】
また図３に示す符号１２は、その一端部１２ａが前記キャピラリ２を避けた位置に配置された第２の光ファイバケーブル（不要光キャンセル用ファイバケーブル）を示しており、この第２の光ファイバケーブル１２における他端部には、当該光ファイバケーブル１２により導入される光をアナログ電気信号に変換するための第２の光／電変換手段（図示せず）が具備されている。この第２の光／電変換手段も、例えばフォトダイオードが使用されており、これは光ファイバケーブル１２の他端部に接続された前記した共通のプラグ１３内に収容されている。
【００３１】
そして、前記した第１の光／電変換手段により得られる電気的な第１のアナログ信号、および前記した第２の光／電変換手段により得られる電気的な第２のアナログ信号は、ボール形成判定装置２１側に配置されたジャック２２を介してボール形成判定装置２１側にそれぞれ供給されるように構成されている。
【００３２】
一方、前記ワイヤボンダ側から提供される放電制御信号が、放電制御信号伝達用光ファイバケーブル１５を介してボール形成判定装置２１側に導入できるように構成されている。すなわち、前記放電制御信号伝達用光ファイバケーブル１５の一端部１６には、ワイヤボンダ側から提供される放電制御信号を光信号に変換する電／光変換手段としての例えばＬＥＤが収容されており、また前記ケーブル１５の他端部には、プラグ１７が接続され、このプラグ１７内には例えばフォトダイオードによる光／電変換手段が収容されている。要するにワイヤボンダ側から提供される放電制御信号は、一旦光信号に変換され、光ファイバケーブル１５を介してボール形成判定装置２１側に配置されたジャック２３に対して電気信号として供給されるように構成されている。
【００３３】
前記したように、第１の光ファイバケーブル１１、第２の光ファイバケーブル１２、さらに放電制御信号伝達用光ファイバケーブル１５を使用することにより、特にワイヤボンダ側において前記したスパーク動作時に発生する高レベルの電磁的なノイズの影響を、ボール形成判定装置が受けるのを効果的に低減させることができる。これにより総合的に動作の信頼性が高いボール形成判定装置を提供することが可能となる。
【００３４】
なお、前記したボール形成判定装置２１には、さらに商用電源（ＡＣ１００Ｖ）の導入用コネクタ２４が配備されており、このコネクタ２４を介した前記商用電源を受けて、電源回路２５は後述する各回路ブロックに対して動作電源を供給するように機能する。
【００３５】
前記したジャック２２を介してそれぞれ導入される第１および第２のアナログ信号は、キャンセル手段を構成するキャンセルアンプ３１に供給されるように構成されている。ここで、前記第１のアナログ信号はすでに説明したとおり、その一端部が前記したキャピラリ２に対峙するように配置された第１の光ファイバケーブル１２を介して得られるものである。
【００３６】
したがって、この第１のアナログ信号は前記した放電に伴って発生するスパーク光よるアナログ電気信号に加え、キャピラリ１の近傍に照射されるモニター用の光や、ワイヤボンダが設置されている室内照明光（例えば蛍光灯などの点滅光）により生成されるアナログ信号成分が重畳された状態で得られる。
【００３７】
また、前記第２のアナログ信号については、その一端部が前記キャピラリ２を避けた位置に配置された第２の光ファイバケーブル１５を介して得られるように構成されている。したがって、この第２のアナログ信号には、前記したキャピラリ１の近傍に照射されるモニタ用の光や、ワイヤボンダが設置されている室内照明光により生成されるアナログ信号成分のみが得られる。
【００３８】
そこで、前記第１および第２のアナログ信号を、差動増幅器により構成される前記キャンセルアンプ３１に導入することで、両者の差分を抽出することができ、キャンセルアンプ３１からは、主に放電に伴って発生するスパーク光よるアナログ電気信号を導出させることができる。これにより、外来光による影響を除去した真のスパーク光に基づく電気信号（これを、放電波形とも言う。）を取得することができ、後述するボールの良否の判定精度をさらに向上させることが可能となる。
【００３９】
なお、前記キャンセルアンプ３１に配置された半固定抵抗Ｒ1 は、前記した第２のアナログ入力信号のレベルを調整するものであり、これにより外来の不要光レベルを調整し、キャンセルアンプ３１におけるキャンセル効果を最良の状態に調整することができる。また、半固定抵抗Ｒ2 は、キャンセルアンプ３１のゲイン（利得）を調整するために使用される。
【００４０】
前記キャンセルアンプ３１からの出力信号は校正・切替えアンプ３２に供給されるように構成されている。この校正・切替えアンプ３２には切替えスイッチＳＷ１が具備され、当該スイッチＳＷ１を切替えることにより、校正・切替えアンプ３２は、「校正モード」もしくは「測定モード」に択一的に選択されるように機能する。
【００４１】
ここで、「校正モード」を選択した場合には校正・切替えアンプ３２は、これに備えられた半固定抵抗Ｒ3 を利用して校正操作を実行することができる。これにより、例えばボンディングに用いられるワイヤの太さ、あるいはワイヤの素材等に応じて、キャンセルアンプ３１からの出力を後述する積分器に伝達させる場合の伝達特性等を変更するようになされる。また、前記切替えスイッチＳＷ１を「測定モード」に切替えた場合には、校正・切替えアンプ３２は、後述するインバータからの指令信号に基づいてキャンセルアンプ３１からの出力を後述する積分器に供給するように機能する。
【００４２】
一方、前記したジャック２３を介して供給される放電制御信号は、インバータ回路３３を介して電圧ロジックが反転され、前記校正・切替えアンプ３２等に供給されるように構成されている。なお、インバータ回路３３の出力端にはモニタランプに点灯指令を与えるための端子ＰＬ１が備えられており、放電制御信号が到来している状態において、例えば青色のモニタ表示器（図示せず）を点灯させることができるように構成されている。
【００４３】
前記した校正・切替えアンプ３２より、放電波形に対応したアナログ信号が積分器３４に供給されるように構成されており、また、積分器３４にはインバータ回路３３からの放電制御信号によって制御される積分制御回路３５からの指令信号が供給されるように構成されている。この指令信号を受けて積分器３４は、積分回路中における図示せぬキャパシタを放電してリセットさせると共に、リセットに続いて積分作用が実行されるように制御される。なお、前記積分器３４には半固定抵抗Ｒ4 が備えられており、これにより積分時定数が調整できるように構成されている。
【００４４】
前記積分器３４による積分出力（請求項２において表現した「光／電変換手段に基づいて得られる信号レベル」）は、コンパレータ手段を構成する判定回路３６に供給されるように構成されている。この判定回路３６は“Ｌ”および“Ｈ”の２つの判定閾値を設定することができるレベル比較器により構成されている。なお、判定回路３６に備えられた２つの半固定抵抗Ｒ5 およびＲ6 は、前記“Ｌ”および“Ｈ”の２つの判定閾値を設定するものである。
【００４５】
前記判定回路３６には、前記したインバータ回路３３より放電制御信号が供給されるように構成されており、判定回路３６は後述するように前記放電制御信号の出力終了時における前記積分器３４からの積分出力のレベルを比較判定するように動作する。すなわち、前記“Ｌ”レベルの比較器は、無放電もしくは低レベルの放電状態を識別し、前記“Ｈ”レベルの比較器は、高レベルの異常放電状態を識別する。
【００４６】
この２つのレベル比較器の出力は、論理判定手段としての記憶論理判定回路３７に供給され、前記積分出力のレベルが所定の範囲内、すなわち“Ｌ”から“Ｈ”の範囲内であるか否かを判定するようになされる。換言すれば、前記判定回路３６と記憶論理判定回路３７とにより、ウインドウコンパレータが構成されており、前記ウインドウコンパレータにおけるウインドウ電圧から外れた場合において、不良を示す判定出力が出力端Ｏｕｔに出力されるようになされる。そして、出力端Ｏｕｔにおける出力は、次ボンディング動作のまでの１サイクルの期間にわたり保持される。
【００４７】
なお、前記記憶論理判定回路３７にはモニタランプに点灯指令を与えるための端子ＰＬ２が備えられており、前記したように不良を示す判定出力が出力される場合において、例えば赤色のモニタ表示器（図示せず）を点灯させることができるように構成されている。
【００４８】
図４は、前記した放電制御信号に基づいてなされる放電時の光レベル、すなわち放電波形と、その積分値をインドウコンパレータにより比較する状況を説明するものである。すなわち、（ａ）は放電制御信号を示しており、これは前記したようにキャピラリから突出したワイヤの先端と、トーチロッドとの間に高電圧が印加される期間において立ち上がり状態になされる。なお、この放電制御信号（ａ）は、すでに説明したとおり放電制御信号伝達用光ファイバケーブル１５を介してインバータ回路３３によって得られる。
【００４９】
したがって、ワイヤの先端とトーチロッドとの間に正常な放電によるスパークが発生すれば（ｂ）として示す放電波形が得られることになる。なお、（ｂ）として示す放電波形は模式的に示したものであり、そのレベルは平坦状になされているが、現実にはワイヤの先端とトーチロッドの双方の物性等に基づいて生ずるスパイク状のレベル変動分が含まれている。そして、（ｂ）として示す放電波形は光／電変換されて、前記した積分器３４に供給されることになる。前記積分器３４は、（ａ）として示す放電制御信号の立ち上がりに伴って積分動作を開始し、放電制御信号の立ち下がりのタイミングにおいて積分動作を終了する。
【００５０】
そして、積分動作の終了のタイミングにおいて、判定回路３６において積分値のレベルを判定する動作が実行される。この時、判定回路３６と記憶論理判定回路３７とは、前記したとおり前記積分値をウインドウコンパレータにおいて比較するように作用する。ここで、図４（ｃ）に示す例は、積分値が判定タイミングにおいて、レベルＨとレベルＬとの間にあり、この状態は形成されたボールは良品であると判定される。
【００５１】
一方、図４（ｄ）に示すように積分値がレベルＨを超える場合には、すでに説明したとおり、ワイヤの表面に酸化物による汚れが発生していたり、指紋などの汚れが付着しているなどの原因により異常放電となるケースであり、結果として小さな寸法のボールが形成されると共に、その外形形状も不満足なものになる場合が多い。したがって、図４（ｄ）に示すように積分値がレベルＨを超える場合には、記憶論理判定回路３７の出力端Ｏｕｔより、不良を示す信号が出力される。
【００５２】
さらに、図４（ｅ）に示すように積分値がレベルＬに達しない場合には、すでに説明したとおり、ワイヤの先端とトーチロッドとの間にスパークが発生しない場合、もしくはスパークが発生しても、その程度が小さな場合であり、結果としてボールが形成されたとしてもその寸法は小さく、外形形状も不満足なものになる場合が多い。したがって、図４（ｅ）に示すように積分値がレベルＬに達しない場合においても、記憶論理判定回路３７の出力端Ｏｕｔより、不良を示す信号が出力される。
【００５３】
以上の説明で明らかなとおり、この発明にかかるボール形成判定装置によると、イニシャルボールの形成ごとにボールの良否を即座に、かつ精度よく判定することができる。したがって、イニシャルボールに不良が発生した場合には、その時点でボンディング動作を停止させることができるので、ＬＳＩ等のＩＣパッケージの組み立て工程における一層の歩留まりの向上を図ることができ、生産性の向上に寄与することができる。
【００５４】
なお、前記した実施の形態においては、放電に伴って得られる光／電変換された電気信号を積分し、この積分値をレベル比較するようにしているが、多少信頼性は低下するものの、放電に伴って得られる光／電変換された電気信号を、そのままレベル比較するように構成しても、実用上において好適に利用し得るボール形成判定装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】ワイヤボンダにおいてイニシャルボールを形成する様子を示した模式図である。
【図２】イニシャルボールが形成された後においてなされるボンディングステップの一部を説明する模式図である。
【図３】この発明にかかるボール形成判定装置の構成例を示したブロック図である。
【図４】図３に示すボール形成判定装置においてなされるボールの良否の判定動作を説明するタイミング図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      キャピラリ
２      ワイヤ
２Ｂ    イニシャルボール
３      トーチロッド（放電電極）
６      ボンディングテーブル
７      ボンディングリード
８      半導体チップ
９      ボンディングパッド
１１    第１光ファイバケーブル（放電光検出用ファイバケーブル）
１２    第２光ファイバケーブル（不要光キャンセル用ファイバケーブル）
１５    放電制御信号伝達用光ファイバケーブル
２１    ボール形成判定装置
３１    キャンセルアンプ
３２    校正・切替えアンプ
３３    インバータ回路
３４    積分器
３５    積分制御回路
３６    判定回路
３７    記憶論理判定回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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