(57)【要約】【課題】  ボール形成の安定性を向上させたワイヤボンダにおけるボール形成装置を提供すること。【解決手段】  電圧制御信号ＶINが入力されるオペアンプＯＰ1 、アナログスイッチＳＷ1 、ドライブ回路Ｄr 、パルストランスＴ1 、および抵抗Ｒ13およびＲ14による分圧負帰還ラインの構成は、電圧制御信号ＶINに基づいて放電ギャップＧＡＰに印加する放電開始電圧を生成する機能を果たす放電開始電圧制御手段を構成している。また、オペアンプＯＰ2 、アナログスイッチＳＷ2 、ドライブ回路Ｄr 、パルストランスＴ1 、およびドロッパー抵抗Ｒ18により得られる電圧値の負帰還ラインの構成は、電流制御信号ＩINに基づいて放電ギャップＧＡＰに対して放電電流を供給する機能を果たす放電電流制御手段を構成している。コンパレータＣＰ1 と切替え制御手段ＣＣ1 により、前記放電開始電圧制御手段による制御動作から前記放電電流制御手段による制御動作に自動的に切り替えられるように構成されている。【選択図】  図３
2006041412.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形成された放電ギャップ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けるボール形成装置であって、
電圧制御信号を入力として、当該電圧制御信号に基づいて前記放電ギャップに印加する放電開始電圧を生成する機能を果たす放電開始電圧制御手段と、
電流制御信号を入力として、当該電流制御信号に基づいて前記放電ギャップに対して放電電流を供給する機能を果たす放電電流制御手段と、
前記放電開始電圧制御手段の動作に基づいて、前記放電ギャップに所定値以上の放電電流が流れたことを検出した場合に、前記放電開始電圧制御手段による制御動作から前記放電電流制御手段による制御動作に切り替える切替え制御手段と、
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装置。
【請求項２】
前記放電開始電圧制御手段には、前記放電ギャップに印加される放電開始電圧に対応する信号電圧を負帰還させる帰還増幅器が具備され、かつ前記電圧制御信号のレベルに基づいて前記放電ギャップに印加する放電開始電圧を制御することができるリニア制御回路を構成し、
前記放電電流制御手段には、前記放電ギャップに流れる放電電流に対応する信号電圧を負帰還させる帰還増幅器が具備され、かつ前記電流制御信号のレベルに基づいて前記放電ギャップに流す電流値を制御することができるリニア制御回路を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装置。
【請求項３】
前記切替え制御手段には、前記放電ギャップに対して直列に挿入されたドロッパー抵抗に生成される電圧値と、予め設定された電圧値とを比較するコンパレータが具備され、
前記コンパレータの出力の反転により、前記放電開始電圧制御手段による制御動作から前記放電電流制御手段による制御動作に切り替え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との間に形成されたギャップ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説明するものである。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（ＰＷＭ）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）
【００１１】
前記した特許文献１に示されたボール形成装置によると、放電時の動作電流を安定化させることが可能であり、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。したがって、特許文献１に示されたボール形成装置は前記した特質を生かし、現在稼働中の国内外における相当数のワイヤボンダにおいて採用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、昨今においては半導体チップのサイズは益々小型化され、これに伴って半導体チップ上に形成されるボンディングパッドの幅および相互の間隔も、益々小さくなされ、いわゆるファインピッチ化が進んでいる。これにより、ワイヤの先端部に形成されるイニシャルボールの寸法も従来よりもより小型のものが要求されており、前記イニシャルボールの寸法を小型化させる場合には、必然的に前記した放電時間を短縮させることができる。
【００１３】
そこで、前記した特許文献１に示されたボール形成装置を、昨今のファインピッチ化されたＬＳＩチップを対称としたボンディング装置にそのまま利用しようとした場合には、次に示すような技術的な課題が発生する。すなわち、特許文献１に示されたボール形成装置においては、放電ギャップに印加される電圧値を帰還信号として、基準三角波との間でＰＷＭ信号を生成するものであり、その基準三角波の基本周波数は数十ＫＨｚになされている。
【００１４】
一方、前記イニシャルボールを形成するためになされる放電時間は、形成されるボールの小型化に伴いその時間は益々短縮され、例えば１ｍｓｅｃもしくはその前後のオーダになされる。このような短い放電期間において、前記したＰＷＭ方式による放電電流の安定化方式をフィードバックループにより動作させることになると、一度の放電期間において帰還電圧値と基準三角波との間でレベル比較される繰り返し回数は大幅に少なくなり、放電電流の安定化制御の精度を確保することが難しくなる。
【００１５】
そこで、前記した基準三角波の基本周波数をさらに上昇させれば、理屈の上では前記した問題を解決することが可能であると考えることができるものの、現実的には比較的高いレベルの高周波ノイズを発生させるなどの別の問題が浮上し、前記基本周波数を上昇させることは避ける必要がある。したがって、前記した特許文献１に示されたボール形成装置のように、ＰＷＭ制御を利用した放電電流の安定化手段は、現状におけるファインピッチ化されたＬＳＩチップを対称としたボンディング装置には不向きなものとなっている。
【００１６】
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、放電電流を安定化させるために、前記したような高い周波数の制御用信号をフィードバックループに利用することを避け、ワイヤの先端部とトーチロッドとの間において確実に放電を開始させると共に、放電の開始後においては自動的に所定期間にわたって定電流を放電ギャップ供給することで、ボール形成の安定性を向上させたワイヤボンダにおけるボール形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
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形成された放電ギャップ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けるボール形成装置であって、電圧制御信号を入力として、当該電圧制御信号に基づいて前記放電ギャップに印加する放電開始電圧を生成する機能を果たす放電開始電圧制御手段と、電流制御信号を入力として、当該電流制御信号に基づいて前記放電ギャップに対して放電電流を供給する機能を果たす放電電流制御手段と、前記放電開始電圧制御手段の動作に基づいて、前記放電ギャップに所定値以上の放電電流が流れたことを検出した場合に、前記放電開始電圧制御手段による制御動作から前記放電電流制御手段による制御動作に切り替える切替え制御手段とを具備した点に特徴を有する。
【００１８】
この場合、請求項２に記載のとおり、前記放電開始電圧制御手段には、前記放電ギャップに印加される放電開始電圧に対応する信号電圧を負帰還させる帰還増幅器が具備され、かつ前記電圧制御信号のレベルに基づいて前記放電ギャップに印加する放電開始電圧を制御することができるリニア制御回路が構成されていることが望ましく、また、前記放電電流制御手段には、前記放電ギャップに流れる放電電流に対応する信号電圧を負帰還させる帰還増幅器が具備され、かつ前記電流制御信号のレベルに基づいて前記放電ギャップに流す電流値を制御することができるリニア制御回路が構成されていることが望ましい。
【００１９】
一方、好ましい実施の形態においては、請求項３に記載のとおり、前記切替え制御手段には、前記放電ギャップに対して直列に挿入されたドロッパー抵抗に生成される電圧値と、予め設定された電圧値とを比較するコンパレータが具備され、前記コンパレータの出力の反転により、前記放電開始電圧制御手段による制御動作から前記放電電流制御手段による制御動作に切り替えるように構成される。
【発明の効果】
【００２０】
前記した請求項１に記載のボール形成装置によると、電圧制御信号を入力として動作する放電開始電圧制御手段を備えた構成とされるので、これに加える電圧制御信号のレベルおよび供給時間に応じた放電開始電圧を、放電ギャップに供給するように作用する。したがって、前記放電ギャップの間隔や、ボンディング用ワイヤおよびトーチロッドの材質等により最適なレベルの放電開始電圧および持続時間を独立して設定することができ、確実な放電開始動作を実行させることができる。
【００２１】
これに加えて請求項１に記載のボール形成装置によると、電流制御信号を入力として動作する放電電流制御手段を備えた構成とされるので、これに加える電流制御信号のレベルおよび供給時間に応じた放電電流を、放電ギャップに供給するように作用する。したがって、ボンディング用ワイヤの太さやワイヤの材質等により最適な放電電流および放電時間を独立して設定することができ、さらにイニシャルボールの形成寸法も自在に制御することが可能となる。
【００２２】
また、請求項２に記載のボール形成装置によると、放電開始電圧制御手段には放電ギャップに印加される放電開始電圧に対応する信号電圧を負帰還する構成を備え、また放電電流制御手段には放電ギャップに流れる放電電流に対応する信号電圧を負帰還する構成を備え、それぞれは前記した電圧制御信号および電流制御信号の各レベルに応じて電圧値および電流値をリニアに制御する構成になされているので、予め定められた安定した放電開始電圧および一定の放電電流を放電ギャップに与えることができる。これにより、常にばらつきの少ない一定の品質のイニシャルボールを得ることが可能となる。
【００２３】
さらに、請求項３に記載のボール形成装置によると、放電ギャップに流れる電流をドロッパー抵抗により検出し、コンパレータによる予め設定された電圧値との比較により、放電開始電圧制御手段による制御動作から、放電電流制御手段による制御動作に自動的に切り替えるように構成されているので、前記したリニア制御回路の作用と共に、ボール形成動作の信頼性を総合的に高めることに寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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、符号ＯＰ1 は放電開始電圧制御手段を構成するオペアンプである。このオペアンプＯＰ1 の非反転入力端には、電圧制御信号ＶINが供給されるように構成されている。
【００２５】
また前記オペアンプＯＰ1 の出力端と反転入力端との間には、負帰還抵抗Ｒ11が接続されると共に、反転入力端と基準電位点（グランド）との間には、前記負帰還抵抗Ｒ11と共に負帰還量（換言すればオペアンプＯＰ1 の利得）を決定する抵抗Ｒ12が接続されている。これにより、前記オペアンプＯＰ1 は非反転増幅回路を構成している。
【００２６】
前記オペアンプＯＰ1 の出力端にはアナログスイッチＳＷ1 が接続されており、前記アナログスイッチＳＷ1 を介したオペアンプＯＰ1 からの出力は、位相反転型ドライブ回路Ｄr に供給されるように構成されている。このドライブ回路Ｄr の出力端は、ステップアップ型のパルストランスＴ1 の一次側巻線における一端部に接続されている。また前記パルストランスＴ1 の一次側巻線における他端部には、動作電源＋Ｖccが供給されるように構成されている。
【００２７】
前記パルストランスＴ1 の二次側巻線における一端部は放電ギャップＧＡＰに対する出力端Ｏｕｔを構成している。そして、この出力端Ｏｕｔには外部安定抵抗Ｒ17が接続され、この抵抗Ｒ17を介して放電ギャップの一方を構成するボンディング用ワイヤ（図１に示すワイヤ２）にパルストランスＴ1 の出力が供給されるように構成されている。また、放電ギャップの他方を構成するトーチロッド（図１に示すトーチロッド３）は、基準電位点に接続されている。
【００２８】
さらに、前記パルストランスＴ1 の二次側巻線における他端部はドロッパー抵抗Ｒ18を介して基準電位点に接続されている。なお、前記パルストランスＴ1 の二次側巻線においては、前記ドロッパー抵抗Ｒ18側に正電圧（＋）、前記出力端Ｏｕｔ側に負電圧（−）が出力されるようになされる。
【００２９】
前記出力端Ｏｕｔと基準電位点との間には、２つの抵抗Ｒ13およびＲ14が直列に接続されており、両者の接続中点は前記オペアンプＯＰ1 の反転入力端に接続されている。したがって、前記抵抗Ｒ13およびＲ14による出力端Ｏｕｔの分圧（減衰）出力が、前記オペアンプＯＰ1 に対して負帰還（フィードバック）されるように構成されている。
【００３０】
斯くして、以上説明したオペアンプＯＰ1 、アナログスイッチＳＷ1 、ドライブ回路Ｄr 、パルストランスＴ1 、および抵抗Ｒ13およびＲ14による分圧負帰還ラインの構成は、電圧制御信号ＶINを入力として、当該電圧制御信号に基づいて前記放電ギャップＧＡＰに印加する放電開始電圧を生成する機能を果たす放電開始電圧制御手段を構成している。
【００３１】
そして、放電開始電圧制御手段を構成する前記オペアンプＯＰ1 には、大きなループゲインによる負帰還がかかるように構成されており、したがって前記した構成によると、オペアンプＯＰ1 に入力される電圧制御信号ＶINのレベルおよびパルス幅に対応して、放電ギャップＧＡＰ間に高圧の放電開始電圧を安定して印加することができるリニア制御回路として機能することになる。
【００３２】
次に、図３に示す符号ＯＰ2 は放電電流制御手段を構成するオペアンプであり、このオペアンプＯＰ2 の非反転入力端には、電流制御信号ＩINが供給されるように構成されている。また前記オペアンプＯＰ2 の出力端と反転入力端との間には、負帰還抵抗Ｒ15が接続されると共に、反転入力端と基準電位点との間には、前記負帰還抵抗Ｒ15と共に負帰還量（換言すればオペアンプＯＰ2 の利得）を決定する抵抗Ｒ16が接続されている。これにより、前記オペアンプＯＰ2 は非反転増幅回路を構成している。
【００３３】
前記オペアンプＯＰ2 の出力端にはアナログスイッチＳＷ2 が接続されており、前記アナログスイッチＳＷ2 を介したオペアンプＯＰ2 からの出力は、すでに説明した位相反転型ドライブ回路Ｄr に供給されるように構成されている。
【００３４】
前記したパルストランスＴ1 の二次側に接続されたドロッパー抵抗Ｒ18には、前記放電ギャップＧＡＰに放電電流が流れた場合、放電電流に比例した電圧が立つことになり、この電圧は前記オペアンプＯＰ2 の反転入力端に供給されるように構成されている。
【００３５】
したがって、以上説明したオペアンプＯＰ2 、アナログスイッチＳＷ2 、ドライブ回路Ｄr 、パルストランスＴ1 、およびドロッパー抵抗Ｒ18により得られる電圧値の負帰還ラインの構成は、電流制御信号ＩINを入力として、当該電流制御信号に基づいて前記放電ギャップＧＡＰに対して放電電流を供給する機能を果たす放電電流制御手段を構成している。
【００３６】
そして、放電電流制御手段を構成する前記オペアンプＯＰ2 には、大きなループゲインによる負帰還がかかるように構成されており、したがって前記した構成によると、オペアンプＯＰ2 に入力される電流制御信号ＩINのレベルおよびパルス幅に対応して、放電ギャップＧＡＰに放電電流を供給するリニア制御回路として機能することになる。
【００３７】
一方、図３に示すＣＰ1 はコンパレータを示しており、このコンパレータＣＰ1 の非反転入力端には、前記放電電流に対応してドロッパー抵抗Ｒ18に生ずる電圧が供給されるように構成されている。またコンパレータＣＰ1 の反転入力端には、＋Ｖc のロジック動作電源をポテンションメータＲ19により分圧した基準レベルが供給されるように構成されている。そしてコンパレータＣＰ1 の出力は、切替え制御手段を構成するＶ／Ｉ動作切替え回路ＣＣ1 に供給されるように構成されている。
【００３８】
前記Ｖ／Ｉ動作切替え回路ＣＣ1 は、前記コンパレータＣＰ1 からの出力に基づいて前記したアナログスイッチＳＷ1 およびＳＷ2 を択一的にオン動作させるように機能する。すなわち、コンパレータＣＰ1 の非反転入力端に供給されるドロッパー抵抗Ｒ18の端子電圧が、反転入力端に供給される基準レベルに満たない場合には、アナログスイッチＳＷ1 がオンされ、アナログスイッチＳＷ2 はオフされるように動作する。また逆に、コンパレータＣＰ1 の非反転入力端に供給されるドロッパー抵抗Ｒ18の端子電圧が、反転入力端に供給される基準レベルを超える場合には、アナログスイッチＳＷ1 がオフされ、アナログスイッチＳＷ2 はオンされるように動作する。
【００３９】
以上説明した図３に示す構成において、放電開始電圧制御手段を構成するオペアンプＯＰ1 の非反転入力端には、図４に（Ａ）として例示した電圧制御信号ＶINが供給される。また、放電電流制御手段を構成するオペアンプＯＰ2 の非反転入力端には、図４に（Ｂ）として例示した電流制御信号ＩINが供給される。なお、前記電圧制御信号ＶINと電流制御信号ＩINの立ち上がりは、同期している。そして前記電圧制御信号ＶINは、図４に示すようにその立ち上がりレベルはＶL であり、パルス幅はＶW である。また電流制御信号ＩINは、その立ち上がりレベルはＩL であり、パルス幅はＩW である。
【００４０】
前記オペアンプＯＰ1 に電圧制御信号ＶINが供給されると、オペアンプＯＰ1 よりレベルＶL に対応した出力が発生する。この初期状態においては、前記アナログスイッチＳＷ1 はオン状態になされており、したがってオペアンプＯＰ1 からの出力はアナログスイッチＳＷ1 を介してドライブ回路Ｄr に供給される。前記ドライブ回路Ｄr は位相反転動作により、その出力端はローレベルに設定されるため、パルストランスＴ1 の一次側巻線には動作電源＋Ｖccより、ドライブ回路Ｄr に向かってパルス状の動作電流が流れる。
【００４１】
これにより、パルストランスＴ1 の二次側には、最大で数千Ｖの昇圧電圧を得ることができ、これが放電ギャップＧＡＰに対して放電開始電圧として印加される。因みに図４（Ａ）に示す電圧制御信号ＶINのパルス幅の最大値は、１５０μｓｅｃ程度に設定することができる。しかしながら通常においては、電圧制御信号ＶINの印加から５０μｓｅｃ程度において放電ギャップにおける放電は開始する。したがって、電圧制御信号ＶINのパルス幅の最大値を、１５０μｓｅｃに設定できるように構成することで、放電ギャップＧＡＰにおいて確実に放電を開始させること可能となる。
【００４２】
一方、前記したとおり放電開始電圧制御手段を構成するオペアンプＯＰ1 に対して、電圧制御信号ＶINを印加すると同時に、放電電流制御手段を構成するオペアンプＯＰ2 に対しても電流制御信号ＩINが供給される。そこで、オペアンプＯＰ2 は前記電流制御信号ＩINに対応する出力を発生するものの、アナログスイッチＳＷ2 がオフ状態に設定されているので、その伝達は遮断される。
【００４３】
前記したように、放電開始電圧の発生により放電ギャップＧＡＰにおいて放電が開始されると、その放電電流により前記ドロッパー抵抗Ｒ18に生ずる電圧値は、ポテンションメータＲ19によって設定された基準電圧レベルを越すことになる。したがって、前記コンパレータＣＰ1 の出力は反転し、Ｖ／Ｉ動作切替え回路ＣＣ1 はアナログスイッチＳＷ1 をオフにし、アナログスイッチＳＷ2 をオンにする動作を実行する。
【００４４】
これにより、放電ギャップＧＡＰに対する放電開始電圧の印加は停止され、オペアンプＯＰ2 より出力される電流制御信号ＩINに対応する出力が、アナログスイッチＳＷ2 を介してドライブ回路Ｄr に供給される。したがって、ドライブ回路Ｄr は引き続き電流制御信号ＩINに対応する電流をパルストランスＴ1 の一次側に流し、これにより、放電ギャップＧＡＰには図４（Ｂ）に示す電流制御信号ＩINのレベルＩL に対応した放電電流が流されることになる。
【００４５】
この時、前記したとおり放電電流制御手段を構成する前記オペアンプＯＰ2 には、大きなループゲインによる負帰還がかかった電流アンプとして機能することになり、電流制御信号ＩINのレベルＩL に対応した定電流を放電ギャップＧＡＰに流すことになる。
【００４６】
なお、図４（Ｂ）に示す電流制御信号ＩINのパルス幅ＩW の最大値は１ｍｓｅｃ程度に設定できるようになされており、また電流制御信号ＩINのレベルＩL に対応して、放電ギャップＧＡＰに流される最大放電電流は一例として７０ｍＡ程度に設定できるようになされる。そして、電流制御信号ＩINのパルスの立下がりにより放電電流の供給は停止され、それまでに加えられた放電エネルギーにより、前記したイニシャルボールが形成される。
【００４７】
図４においては、一つの動作例として電圧制御信号ＶINの立ち上がりから、５０μｓｅｃ程度の経過後において矢印Ｓで示したように放電ギャップにおいて放電が開始された状況を示している。この発明にかかるボール形成装置によると、前記矢印Ｓで示した時点より放電ギャップに対して定電流の放電電流を供給する動作がなされることになる。要するに図４（Ｂ）にハッチングで示した面積に対応する放電エネルギーにより、イニシャルボールが形成されることになる。
【００４８】
それ故、放電の開始のタイミングにばらつきが発生しなければ、その後においては定電流特性により放電エネルギーが加えられることになるので、毎回ほぼ同一の放電エネルギーによりボールが形成されることになる。また、放電の開始のタイミングに多少のばらつきが発生しても、例えば図４（Ｂ）にハッチングで示した面積に対応する放電エネルギーに大差は発生せず、ボールのばらつきに大きく影響を与えることはない。
【００４９】
したがって、この発明にかかるボール形成装置によると、ボール形成動作の安定性を飛躍的に向上させることができる。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ることが可能となり、生産性の向上に貢献することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【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に示すボール形成装置において用いられる電圧制御信号と電流制御信号の波形を例示したタイミング図である。
【符号の説明】
【００５１】
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
ＣＣ1           Ｖ／Ｉ動作切替え回路（切替え制御手段）
ＣＰ1           コンパレータ
Ｄr             ドライブ回路
ＩIN            電流制御信号
ＯＰ1 ，ＯＰ2   オペアンプ
Ｒ11〜Ｒ18      抵抗
Ｒ19            ポテンションメータ
ＳＷ1 ，ＳＷ2   アナログスイッチ
ＶIN            電圧制御信号
【図１】
2006041412.tif 000003
【図２】
2006041412.tif 000004
【図３】
2006041412.tif 000005
【図４】
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