(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤボンディング装置において稼動率を向上させる手段を提供する。【解決手段】キャピラリと、第１クランパと、第２クランパと、クリーニングシートと、制御部と、を備え、制御部は、第２クランパを閉とし、第１クランパを開としてキャピラリを下降させ、キャピラリ先端から所定の長さだけワイヤの先端をキャピラリのワイヤ挿通孔の中に引っ込めるワイヤ引き込み手段と、キャピラリ先端をクリーニングシートに押し付けてキャピラリ先端の汚れを除去するクリーニング手段と、第２クランパを閉とし、第１クランパを開とした状態で、キャピラリを超音波加振してワイヤ先端の曲りを矯正するワイヤ曲り矯正手段と、キャピラリの上下方向の動作と協働して第１クランパと第２クランパとを開閉動作させ、キャピラリ先端にワイヤを繰り出すワイヤ繰り出し手段と、を備える。【選択図】図２
2011066278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤが挿通され、先端から延出させたワイヤをボンディング対象にボンディングするキャピラリと、
上下方向の移動が固定された第２クランパと、
第２クランパとキャピラリとの間に配置され、キャピラリと連動して移動する第１クランパと、
キャピラリ先端の汚れを除去するために、キャピラリ先端が擦りつけられるクリーニングシートと、
キャピラリの移動と、各クランパの開閉とを制御する制御部と、
を備えるワイヤボンディング装置であって、
制御部は、
第２クランパを閉とし、第１クランパを開としてキャピラリを下降させ、キャピラリ先端から所定の長さだけワイヤの先端をキャピラリのワイヤ挿通孔の中に引っ込めるワイヤ引き込み手段と、
ワイヤをキャピラリの中に引き込んだ後、キャピラリを超音波加振しながらキャピラリ先端をクリーニングシートに押し付けてキャピラリ先端の汚れを除去するクリーニング手段と、
キャピラリをクリーニングシートから上昇させた後、第２クランパを閉とし、第１クランパを開とした状態で、キャピラリを超音波加振してワイヤ先端の曲りを矯正するワイヤ曲り矯正手段と、
ワイヤ先端の曲りを矯正した後、キャピラリの上下方向の動作と協働して第１クランパと第２クランパとを開閉動作させ、キャピラリ先端にワイヤを繰り出すワイヤ繰り出し手段と、を備えること、
を特徴とするワイヤボンディング装置。
【請求項２】
ワイヤボンディング方法であって、
ワイヤが挿通され、先端から延出させたワイヤをボンディング対象にボンディングするキャピラリと、上下方向の移動が固定された第２クランパと、第２クランパとキャピラリとの間に配置され、キャピラリと連動して移動可能な第１クランパと、キャピラリ先端の汚れを除去するために、キャピラリ先端が擦りつけられるクリーニングシートと、を含むボンディング装置を準備する工程と、
第２クランパを閉としてキャピラリを下降させ、キャピラリ先端から所定の長さだけワイヤの先端をキャピラリのワイヤ挿通孔の中に引っ込めるワイヤ引き込み工程と、
ワイヤをキャピラリの中に引き込んだ後、キャピラリを超音波加振しながらキャピラリ先端をクリーニングシートに押し付けてキャピラリ先端の汚れを除去するクリーニング工程と、
キャピラリをクリーニングシートから上昇させた後、第２クランパを閉とし、第１クランパを開とした状態で、キャピラリを超音波加振してワイヤ先端の曲りを矯正するワイヤ曲り矯正工程と、
ワイヤ先端の曲りを矯正した後、キャピラリの上下方向の動作と協働して第１クランパと第２クランパとを開閉動作させ、キャピラリ先端にワイヤを繰り出すワイヤ繰り出し工程と、を備えること、
を特徴とするワイヤボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤボンディング装置の構造及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣなどの半導体の組立工程で半導体チップのパッドとリードフレームのリードとの間を金属のワイヤで接続するワイヤボンディング装置が用いられている。ワイヤボンディング装置では、キャピラリの先端にワイヤを延出させ、このワイヤを放電トーチ等によってイニシャルボールとした後、キャピラリをパッドにボンディングし、その後ワイヤを繰り出しながらキャピラリを上昇させ、リードに向かってルーピングした後、キャピラリを第２ボンド点にボンディングする。そして、リードへのボンディングが終了したら、キャピラリを上昇させてキャピラリの先端にワイヤを繰り出し、その後クランパを閉にして更にキャピラリとクランパとを上昇させることにより、キャピラリの先端に所定の長さのテールワイヤを延出させた状態でワイヤを切断する。そして、キャピラリを次のボンド対象であるパッドの上に移動させながら、放電トーチからのスパークによってテールワイヤをイニシャルボールに形成する。また、キャピラリを次のボンド対象であるパッドの上へ移動する前にリード上で放電トーチからスパークしてイニシャルボールを形成する。その後に次の第１ボンド点にボンディングを行う。このようなボンディングサイクルを繰り返してパッドとリードとの間を順次接続していく。
【０００３】
このようなワイヤボンディング装置では、数十万回から百万回程度のボンディングを繰り返すうちに、金属ワイヤの表面に析出する不純物などがキャピラリ先端のワイヤ接触部分に汚れとして付着してくる。キャピラリ先端に汚れが付いたままボンディングを継続すると、キャピラリを第２ボンド点に圧着する際にワイヤを第２ボンド点上に十分に押し付けられず、テールワイヤを所定の長さに切断できない場合が発生してボンディング品質が低下してくるという問題があった。このため、数十万から百万回程度ワイヤボンディングを繰り返すとボンディング作業を中止し、キャピラリを取り外して交換している。
【０００４】
しかし、キャピラリの取り外し、交換はワイヤボンディング装置を長い時間停止させることが必要なことから、ワイヤボンディング装置からキャピラリを取り外さず、ワイヤだけを取り外した後、キャピラリの先端を摺動部材の上に移動させ、その先端を摺動部材の表面に押し付けて摺動させることによってキャピラリ先端の汚れを除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法は、キャピラリを交換するよりもワイヤボンディング装置の停止時間を短くできるものの、ワイヤの取り外し、取り付けのためにある程度の時間はワイヤボンディング装置を停止させることが必要でワイヤボンディング装置の稼動率を大きく向上させることはできなかった。
【０００５】
一方、ワイヤボンディング装置において、２つのワイヤクランパを用いてキャピラリからのワイヤ繰り出し長さを調整する方法が提案されている(例えば、特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２２２８２５号公報
【特許文献２】特開平１１−２８４００８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載されたワイヤ繰り出し長さの調整方法は、ステッチボンディングを行った後に、キャピラリに近い方のクランパを閉じた状態でワイヤを把持しながら下降させてキャピラリの先端からワイヤを延出させるものであり、キャピラリにワイヤが完全に挿通され、キャピラリの先端からワイヤが若干でも延出した状態となっていなければ、ワイヤの繰り出しをすることができないものである。一方、キャピラリの先端の汚れを除去する場合には、キャピラリの先端からワイヤが出ないようにワイヤをキャピラリの内部まで引き込むことが必要となるので、特許文献２に記載された従来技術では、キャピラリ先端の汚れを除去する際にワイヤをキャピラリの内部に引き込んだ後、ワイヤを繰り出すことができなくなってしまう。このため、特許文献１，２に記載された従来技術では、キャピラリ先端の汚れを除去しながら連続的にワイヤボンディングを続けていくということができず、ワイヤボンディング装置の稼動率を格段に向上させることができない。
【０００８】
そこで、本発明は、ワイヤボンディング装置の稼動率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のワイヤボンディング装置は、ワイヤが挿通され、先端から延出させたワイヤをボンディング対象にボンディングするキャピラリと、上下方向の移動が固定された第２クランパと、第２クランパとキャピラリとの間に配置され、キャピラリと連動して移動する第１クランパと、キャピラリ先端の汚れを除去するために、キャピラリ先端が擦りつけられるクリーニングシートと、キャピラリの移動と、各クランパの開閉とを制御する制御部と、を備えるワイヤボンディング装置であって、制御部は、第２クランパを閉とし、第１クランパを開としてキャピラリを下降させ、キャピラリ先端から所定の長さだけワイヤの先端をキャピラリのワイヤ挿通孔の中に引っ込めるワイヤ引き込み手段と、ワイヤをキャピラリの中に引き込んだ後、キャピラリを超音波加振しながらキャピラリ先端をクリーニングシートに押し付けてキャピラリ先端の汚れを除去するクリーニング手段と、キャピラリをクリーニングシートから上昇させた後、第２クランパを閉とし、第１クランパを開とした状態で、キャピラリを超音波加振してワイヤ先端の曲りを矯正するワイヤ曲り矯正手段と、ワイヤ先端の曲りを矯正した後、キャピラリの上下方向の動作と協働して第１クランパと第２クランパとを開閉動作させ、キャピラリ先端にワイヤを繰り出すワイヤ繰り出し手段と、を備えること、を特徴とする。
【００１０】
本発明のワイヤボンディング方法は、ワイヤが挿通され、先端から延出させたワイヤをボンディング対象にボンディングするキャピラリと、上下方向の移動が固定された第２クランパと、第２クランパとキャピラリとの間に配置され、キャピラリと連動して移動可能な第１クランパと、キャピラリ先端の汚れを除去するために、キャピラリ先端が擦りつけられるクリーニングシートと、を含むボンディング装置を準備する工程と、第２クランパを閉としてキャピラリを下降させ、キャピラリ先端から所定の長さだけワイヤの先端をキャピラリのワイヤ挿通孔の中に引っ込めるワイヤ引き込み工程と、ワイヤをキャピラリの中に引き込んだ後、キャピラリを超音波加振しながらキャピラリ先端をクリーニングシートに押し付けてキャピラリ先端の汚れを除去するクリーニング工程と、キャピラリをクリーニングシートから上昇させた後、第２クランパを閉とし、第１クランパを開とした状態で、キャピラリを超音波加振してワイヤ先端の曲りを矯正するワイヤ曲り矯正工程と、ワイヤ先端の曲りを矯正した後、キャピラリの上下方向の動作と協働して第１クランパと第２クランパとを開閉動作させ、キャピラリ先端にワイヤを繰り出すワイヤ繰り出し工程と、を備えること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、ワイヤボンディング装置の稼動率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態におけるワイヤボンディング装置の構成を示す系統図である。
【図２】本発明のワイヤボンディング装置の動作を示すフローチャートである。
【図３Ａ】本発明のワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。
【図３Ｂ】本発明のワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。
【図３Ｃ】本発明のワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。
【図３Ｄ】本発明のワイヤボンディング装置の動作を示す説明図である。
【図４】本発明のワイヤボンディング装置のワイヤ引き込み工程とクリーニング工程とを示す説明図である。
【図５】本発明のワイヤボンディング装置のワイヤ引き込み工程後のワイヤの状態を示す説明図である。
【図６】本発明のワイヤボンディング装置のワイヤ先端の曲り矯正工程を示す説明図である。
【図７】本発明のワイヤボンディング装置におけるワイヤ先端の曲り矯正工程前のワイヤの状態を示す説明図である。
【図８】本発明のワイヤボンディング装置におけるワイヤ先端の曲り矯正工程後のワイヤの状態を示す説明図である。
【図９】本発明のワイヤボンディング装置におけるワイヤ繰り出し工程を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、図１を参照しながら本発明の実施形態であるワイヤボンディング装置１０の全体構成を説明する。図１において、信号線は１点鎖線で示す。図１に示すように、ワイヤボンディング装置１０はＸＹテーブル２０の上にボンディングヘッド１９が設置され、ボンディングヘッド１９にはボンディングアーム１３ａが取り付けられ、ボンディングアーム１３ａの先端には超音波トランスデューサ１３ｂが取り付けられている。ボンディングアーム１３ａはＺ方向モータによって回転中心の回りに駆動されて、超音波トランスデューサ１３ｂの先端がボンディング面である半導体チップ２１のパッド面に対して弧状に接離動作するように構成されている。超音波トランスデューサ１３ｂの先端は、半導体チップ２１のパッド面又はリードフレーム２３の表面の近傍では上下方向であるＺ方向に移動する。超音波トランスデューサ１３ｂの先端には、ボンディングツールであるキャピラリ１６が取り付けられている。ＸＹテーブル２０とボンディングヘッド１９は移動機構１８を構成し、移動機構１８はＸＹテーブル２０によってボンディングヘッド１９をボンディング面に沿った面内(ＸＹ面内)で自在な位置に移動することができ、これに取り付けられたボンディングアーム１３ａをＺ方向モータで駆動させることによって、超音波トランスデューサ１３ｂ先端及び超音波トランスデューサ１３ｂ先端に取り付けられたキャピラリ１６をＸＹＺの方向に自在に移動させることができる。ＸＹテーブル２０の超音波トランスデューサ１３ｂの先端側にはリードフレーム２３を吸着固定するボンディングステージ１４が設けられている。また、ボンディングステージ１４から少し離れた位置にクリーニングステージ５０が設けられている。クリーニングステージ５０は、平板状のベースプレート５２の上にキャピラリ１６の先端が擦りつけられるクリーニングシート５１が取り付けられたものである。
【００１４】
キャピラリ１６は円錐台形状の先端部を有する孔開き円柱で、中心部のワイヤ孔に金線等で製造されたワイヤ１２を挿通させることができる構造となっている。ワイヤ１２はボンディングヘッド１９の上に取り付けられたスプール１１から供給される。ボンディングアーム１３ａ先端に取り付けられた超音波トランスデューサ１３ｂは、超音波振動子１５によって発生させた超音波振動をキャピラリ１６に伝達してキャピラリ１６をボンディングアーム１３ａ及び超音波トランスデューサ１３ｂの長手方向であるＹ方向に振動させ、キャピラリ１６に挿通されたワイヤ１２をボンディング面である半導体チップ２１のパッド面、及びリードフレーム２３のリード２４に押し付けて接合させる機能を有している。また、キャピラリ１６の先端位置近傍には、キャピラリ１６の先端から延出したワイヤを溶融してイニシャルボールにする放電トーチ２６が設けられている。
【００１５】
ボンディングヘッド１９にはキャピラリ１６に挿通されるワイヤ１２を把持、開放する第１クランパ１７ａと第２クランパ１７ｂとが設けられている。第１クランパ１７ａはボンディングアーム１３ａ及び超音波トランスデューサ１３ｂと連動してＸＹＺ方向に移動し、第２クランパ１７ｂはボンディングアーム１３ａ及び超音波トランスデューサ１３ｂと連動してＸＹ方向に移動するが、上下方向であるＺ方向の高さは固定されている。各クランパ１７ａ，１７ｂは第１クランパ開閉機構２７ａ、第２クランパ開閉機構２７ｂを備えており、各クランパ１７ａ，１７ｂは、各開閉機構２７ａ，２７ｂの動作によって開閉駆動されるよう構成されている。
【００１６】
上記のワイヤボンディング装置１０は内部にＣＰＵを持つ制御部３０によって各部の位置の検出及び動作制御が行われ、半導体チップ２１とリードフレーム２３との間をワイヤ１２によって接続すると共に、キャピラリ１６の先端のクリーニングを行う。ＸＹテーブル２０には、ボンディングへッド１９のＸＹ方向位置を検出するＸＹ位置検出手段が設けられている。また、ボンディングへッド１９にはボンディングアーム１３ａの回転中心の回りの回転角度を検出することによってキャピラリ１６先端のＺ方向高さを検出するキャピラリ高さ検出手段２９が設けられている。キャピラリ高さ検出手段２９は回転角度を検出するものでなく、超音波トランスデューサ１３ｂ先端やキャピラリ１６先端の位置を直接検出するものであってもよい。また、キャピラリ高さ検出手段２９は、電気式、光学式などの非接触式であってもよいし、接触式であってもよい。
【００１７】
ボンディングへッド１９には、半導体チップ２１、リードフレーム２３などの画像を取得する撮像手段であるカメラ２８が取り付けられ、カメラ２８によって撮像した画像に基づいてキャピラリ１６のＸＹ方向の位置決めを行うよう構成されている。カメラ２８は画像信号を取得することができるものであれば絞り機構やシャッタ等の無い撮像素子とレンズ等によって構成されるものでもよい。
【００１８】
上記のキャピラリ高さ検出手段２９の検出信号は、それぞれ、キャピラリ高さ検出インターフェース４２を介してデータバス３２から制御部３０に接続され、各信号が制御部３０に入力されるように構成されている。また、ＸＹテーブル２０とボンディングヘッド１９によって構成される移動機構１８、第１および第２クランパ開閉機構２７ａ，２７ｂ、超音波振動子１５、放電トーチ２６はそれぞれ移動機構インターフェース４４、クランパ開閉インターフェース４１、超音波振動子駆動インターフェース４３、ボール形成手段インターフェース４５を介してデータバス３２から制御部３０に接続され、ＣＰＵを含む制御部３０からの指令によって各機器が動作するように構成されている。
【００１９】
データバス３２には記憶部３４が接続されている。記憶部３４は制御部３０の行う位置検出処理や、制御指令出力動作に必要な制御データを保持しており、制御部３０からの指令によって制御データを制御部３０に出力し、或いは入力された信号データなどを記憶、保持する。制御部３０とデータバス３２と記憶部３４と各インターフェース４１〜４５とは、一体として構成されたコンピュータ６０であり、記憶部３４には制御データ以外にボンディング制御全般をコントロールする制御プログラムや、ワイヤ引き込み手段であるワイヤ引き込みプログラム、クリーニング手段であるクリーニングプログラム、ワイヤ曲り矯正手段であるワイヤ曲り矯正プログラム、ワイヤ繰り出し手段であるワイヤ繰り出しプログラムが格納されている。
【００２０】
なお、本実施形態では、クリーニングステージ５０はボンディングステージ１４から離れた位置に設けられていることとして説明したが、クリーニングステージ５０は、例えば、リードフレーム２３を押さえるクランプの表面にクリーニングシート５１を取り付けるようにしてもよい。
【００２１】
以上のように構成されたワイヤボンディング装置の動作について説明する。図２のステップＳ１０１に示すように、制御部３０は、ワイヤボンディングを開始すると、図３Ａに示すように、図１に示す放電トーチ２６によってキャピラリ１６の先端に延出しているワイヤをイニシャルボール１２ｂに形成し、キャピラリ１６の先端位置を半導体チップ２１のパッド２２の上に移動させる。そして、制御部３０は、図３Ｂの矢印ａに示すように、パッド２２の上にキャピラリ１６を下降させてイニシャルボール１２ｂをパッド２２に圧着させ、パッド２２の上に圧着ボール１２ｄを形成する。その後、制御部３０は図３Ｂの矢印ｂに示すようにキャピラリ１６を上昇させた後、図３Ｂの矢印ｃに示すようにキャピラリ１６をリード２４に向かってルーピングしてリード２４にワイヤ１２をボンディングした後、図３Ｂの矢印ｄに示すように、第１クランパ１７ａを開としてキャピラリ１６を上昇させてキャピラリ１６の先端から所定の長さのテールワイヤ１２ａを延出させた後、さらに、キャピラリ１６を上昇させながら第１クランパ１７ａを閉じてテールワイヤ１２ａを切断する。この状態では、図３Ｂに示すように、キャピラリ１６はリード２４の上の所定の高さの上昇位置にあり、キャピラリ１６の先端からは、所定の長さのテールワイヤ１２ａが延出し、第１クランパ１７ａは閉、第２クランパ１７ｂは開となっている。
【００２２】
制御部３０は、図２のステップＳ１０２に示すように、ワイヤボンディングの回数が所定の回数、例えば数十万回以上となったかどうかを確認する。そして、制御部３０はワイヤボンディングの回数が所定の回数に達していないと判断した場合には、図２のステップＳ１０１に戻ってワイヤボンディングを継続する。制御部３０は、図３Ｂに示す状態となったらキャピラリ１６を次のボンド対象であるパッド２２の上へ移動させながら、放電トーチ２６からのスパークによってテールワイヤ１２ａをイニシャルボール１２ｂに形成する。また、次のボンド対象であるパッド２２の上へ移動前にリード２４の上の所定の高さの上昇位置で放電トーチ２６からスパークしてイニシャルボール１２ｂを形成することもできる。その後、キャピラリ１６を次のパッド２２の上に移動させ、先に説明したのと同様の工程でワイヤボンディングを行い、パッド２２リード２４との間をワイヤ１２によって接続していく。
【００２３】
図２のステップＳ１０２において、制御部３０がワイヤボンディングの回数が所定の回数以上となったと判断した場合には、制御部３０は、図２のステップＳ１０３及び図３Ｃに示すように、リード２４へのワイヤボンディングが終了し、キャピラリ１６の先端に所定の長さのテールワイヤ１２ａが延出した状態で、ワイヤボンディングを中断し、図１に示すＸＹテーブル２０によってボンディングヘッド１９をＸＹ方向に移動させ、キャピラリ１６の位置がクリーニングステージ５０のクリーニングシート５１の上になるようにする。
【００２４】
キャピラリ１６をクリーニングシート５１の上に移動させたら、制御部３０は、図２のステップＳ１０４に示すワイヤ引き込み工程を行う。図４(ａ)に示すように、キャピラリ１６がクリーニングシート５１の上に移動してきた際には、キャピラリ１６は所定の高さの上昇位置にあり、その先端からは所定の長さのテールワイヤ１２ａが延出し、第１クランパ１７ａは閉、第２クランパ１７ｂは開となっている。図４(ｂ)、図４(ｃ)に示すように、制御部３０は、第２クランパ１７ｂを閉とした後、第１クランパ１７ａを開として、ワイヤ１２を把持するクランパを第１クランパ１７ａから、第２クランパ１７ｂに変更する。この際、第２クランパ１７ｂを閉じてから第１クランパ１７ａを開とするのは、ワイヤ１２は図示しないワイヤテンショナーで常に上方向に向けて引っ張られており、第１クランパ１７ａ、第２クランパ１７ｂを共に開としてしまうと、ワイヤテンショナーによってワイヤ１２が上方に引っ張られ、ワイヤ１２がキャピラリ１６から抜けてしまうためである。
【００２５】
制御部３０は、第２クランパ１７ｂを閉として、ワイヤ１２を第２クランパ１７ｂで把持させたら、図１に示したキャピラリ高さ検出手段２９からの信号によってキャピラリ１６の高さをフィードバックしながら、図４（ｃ）から図４（ｄ）に示すように、開となっている第１クランパ１７ａと共にキャピラリを下降長さＤだけ下降させて図５に示すように、ワイヤ１２の先端１２ｃをキャピラリ１６の先端から長さＡだけ引っ込ませるワイヤ引き込み工程をおこなう。キャピラリ１６の下降長さＤは、テールワイヤ１２ａの設定長さＬに図５に示すワイヤ１２の先端１２ｃがストレート孔１６ｂとインナチャンファ部１６ｃとテーパー孔１６ｄによって構成される中心孔１６Ａに入り込む長さＡを加えた長さであり、Ｄ＝Ｌ＋Ａ、である。ここで長さＡは、テールワイヤ１２ａの長さの誤差よりも長く、図５に示すようにワイヤ１２の先端１２ｃが確実にキャピラリ１６のインナチャンファ部１６ｃを越えてストレート孔１６ｂに入りこむだけの長さであると共に、キャピラリ１６の中心孔１６Ａに入り込んだワイヤ１２がキャピラリ１６の中心孔１６Ａの周囲などに引っかかってキャピラリ１６の先端から出られなくならない長さとする。この長さＡは、ワイヤボンディングの条件、ワイヤ径などによって変化するが、例えば、２０μｍ程度とすることとしてもよい。そして、例えば、テールワイヤ１２ａの設定長さＬに対する実際の長さの誤差が＋／−１０μｍの場合、ワイヤ１２の先端１２ｃのキャピラリ１６先端からの実際の引っ込み長さの最小値Ａａ１は１０μｍで最大値Ａａ２は３０μｍとなり、ワイヤ引き込み後のワイヤ１２の先端１２ｃの位置はキャピラリ１６の先端から１０〜３０μｍ引っ込んだ位置となる。このとき、ワイヤ１２の先端１２ｃはキャピラリ１６のストレート孔１６ｂとテーパー孔１６ｄとの略境界付近となっており、その先端１２ｃはインナチャンファ部１６ｃよりも中に入っている。
【００２６】
ワイヤ１２は、図３Ｂに示すようにステッチボンディングの後、第１クランパ１７ａでワイヤ１２を把持してワイヤ１２を引き上げることによって切断されるので、図５に示すようにワイヤ１２の先端１２ｃは先がとがったＬ字型に曲がっており、その先端１２ｃは、キャピラリ１６のストレート孔１６ｂまたはテーパー孔１６ｄの内面に接している。また、Ｌ字型の先端１２ｃと反対側のワイヤ１２の側面は、キャピラリ１６のテーパー孔１６ｄの内面に接するような状態となっている。そして、ワイヤ１２は、キャピラリ１６のテーパー孔１６ｄから緩やかに湾曲しながら第１クランパ１７ａでガイドされながら上方に伸びて、第２クランパ１７ｂによって保持されている。
【００２７】
制御部３０は、ワイヤ引き込み工程の後、図２のステップＳ１０５に示すようにクリーニング工程を行う。図４（ｅ）から図４（ｆ）に示すように、制御部３０は、第１クランパ１７ａを閉とした後、第２クランパ１７ｂを開として、ワイヤ１２を把持するクランパを第２クランパ１７ｂから第１クランパ１７ａに変更する。そして、制御部３０は、図１に示したキャピラリ高さ検出手段２９からの信号によってキャピラリ１６の高さをフィードバックしながら、図４（ｇ）に示すように、キャピラリ１６の先端をクリーニングシート５１に接しさせ、超音波振動子１５を駆動させてキャピラリ１６を図５に示すＹ方向に超音波振動させる。図５に示すように、ワイヤ１２の先端１２ｃはストレート孔１６ｂの中に入っており、キャピラリ１６の先端から突出していないので、キャピラリ１６の先端をクリーニングシート５１に押し付けるとキャピラリ１６先端のフェイス部１６ａがクリーニングシート５１に擦りつけられ、フェイス部１６ａ及びその周辺に付着した汚れが除去される（クリーニング工程）。
【００２８】
制御部３０は所定時間だけキャピラリ１６の先端をクリーニングシート５１に押し付けてキャピラリ１６の先端の汚れを除去した後、図２のステップＳ１０６に示すワイヤ曲り矯正工程を開始する。制御部３０は、図６（ａ）に示すように、キャピラリ１６と第１クランパ１７ａを上昇させる。ワイヤ１２は図示しないワイヤテンショナーで常に上方に引っ張られているので、キャピラリ１６と第１クランパ１７ａを上昇させるとそれにつれて上方に移動していく。そして、図６（ａ）に示す様に、キャピラリ１６が所定の高さの上昇位置まで上昇したら、制御部３０は、図６（ｂ）、図６（ｃ）に示すように、第２クランパ１７ｂを閉とした後、第１クランパ１７ａを開としてワイヤ１２を把持するクランパを第２クランパ１７ｂに移動させる。このとき、図７に示すようにワイヤ１２の先端１２ｃは先がとがったＬ字型に曲がっており、その先端１２ｃは、キャピラリ１６のストレート孔１６ｂまたはテーパー孔１６ｄの内面に接しており、Ｌ字型の先端１２ｃと反対側のワイヤ１２の側面は、キャピラリ１６のテーパー孔１６ｄの内面に接するような状態となっている。そして、ワイヤ１２は、キャピラリ１６のテーパー孔１６ｄから緩やかに湾曲しながら第１クランパ１７ａでガイドされながら上方に伸びて、第２クランパ１７ｂによって保持されている。
【００２９】
図６（ｄ）に示すように、第１クランパ１７ａを開、第２クランパ１７ｂを閉とした状態で、図１に示す超音波振動子１５によってキャピラリ１６を図７に示すＹ方向に超音波振動させると共に、図１に示すＸＹテーブル２０によってボンディングヘッド１９を例えばＸ方向に往復移動させ、キャピラリ１６の先端をＸ方向にも振動させる。このように、ボンディングヘッド１９をＸ方向に往復移動させて振動させると、キャピラリ１６、第１クランパ１７ａ、第２クランパ１７ｂは一緒になってＸ方向に振動し、ワイヤ１２は第２クランパ１７ｂとキャピラリ１６のストレート孔１６ｂとの間でキャピラリ１６、第１、第２クランパ１７ａ，１７ｂに対して相対的に振動するので、キャピラリ１６の中心孔１６Ａの内面あるいは第１クランパ１７ａの内面とワイヤ１２の先端１２ｃ、あるいは側面が振動のたびにぶつかることとなる。キャピラリ１６はＹ方向に超音波振動によって振動していることから、ワイヤ１２の先端１２ｃはキャピラリ１６にぶつかるたびに、超音波振動しているキャピラリ１６の中心孔１６Ａの内面によって擦られ、図８に示すように、先端１２ｃのＬ字型の部分は先端が丸くなる。また、ワイヤ１２の側面は、キャピラリ１６の中心孔１６Ａまたは第１クランパ１７ａの側面で叩かれるので、振動の中心となるキャピラリ１６の中心軸に沿って略真直ぐな状態に矯正されてくる。このため、キャピラリ１６の超音波振動とボンディングヘッド１９のＸ方向の往復移動が終了すると、図８に示すように、ワイヤ１２の先端１２ｃのＬ字型の曲りが無くなり、ワイヤ１２全体が略直線状となる。
【００３０】
ワイヤ曲り矯正工程が終了したら、制御部３０は図２のステップＳ１０７に示すように、ワイヤ繰り出し工程を行う。図９（ａ）、図９（ｂ）に示すように、制御部３０は、第１クランパ１７ａを閉として第２クランパ１７ｂを開とする。そして制御部３０は、図９（ｃ）に示すように、第１クランパ１７ａでワイヤ１２を把持した状態でキャピラリ１６を下降させる。この際、キャピラリ１６の中心孔１６Ａの中に入っているワイヤ１２は図８に示すように略直線状態を保持している。そして、制御部３０は、図９（ｄ）、図９（ｅ）に示すように、第２クランパ１７ｂを閉として第１クランパ１７ａを開とした後、図９（ｅ）、図９（ｆ）に示す様に超音波振動子１５によってキャピラリ１６を超音波振動させながら、キャピラリ１６と第１クランパ１７ａを所定の高さの上昇位置まで上昇させる。図８に示すように、キャピラリ１６の中心孔１６Ａに入っているワイヤ１２は、先端１２ｃが丸く略直線状となっているので、その先端１２ｃがキャピラリ１６のストレート孔１６ｂあるいはインナチャンファ部１６ｃの角等に引っかかることなく容易にキャピラリ１６の先端から延出することができる。キャピラリ１６の先端からワイヤ１２の先端１２ｃが出ると、残りの部分はワイヤ１２の側面がキャピラリ１６の中心孔１６Ａによってガイドされるのでスムーズにキャピラリ１６の中心孔１６Ａから延出することができる。また、キャピラリ１６を超音波振動させているので、その振動によってもよりスムーズにワイヤ１２をキャピラリ１６の先端から延出させることができる。そして、図９（ｆ）に示すように、キャピラリ１６の先端から所定の長さだけワイヤ１２を延出させたら制御部３０は、キャピラリ１６と第１クランパ１７ａとの上昇を停止し、図９（ｇ）、図９（ｈ）に示す様に、第１クランパ１７ａを閉とし、第２クランパ１７ｂを開とし、ワイヤ引き込み工程に開始前の状態に戻る。
【００３１】
ワイヤ繰り出し工程が終了したら、制御部３０は、図２のステップＳ１０８に示す様に、スパーク工程を行う。制御部３０は、図３Ｃ、図３Ｄに示すように、キャピラリ１６を次のボンド対象であるパッド２２の上へ移動させながら、放電トーチ２６からのスパークによってテールワイヤ１２ａをイニシャルボール１２ｂに形成する。また、次のボンド対象であるパッド２２の上へ移動前にクリーニングシート５１の上の所定の高さの上昇位置で放電トーチ２６からスパークしてイニシャルボール１２ｂを形成することもできる。
【００３２】
制御部３０は、図２のステップＳ１０９に示す様に、放電の際の電流あるいは、イニシャルボール１２ｂの画像を取得し、ボンディングが可能な状態となっているかどうかを判断する。そして、ボンディングが可能な状態となっていると判断した場合には、制御部３０は、図２のステップＳ１０１に戻ってワイヤボンディングを再度継続する。
【００３３】
一方、制御部３０は、図２のステップＳ１０９で、ボンディングが可能な状態となっていないと判断した場合には、図２のステップＳ１１０に示すように、ワイヤボンディング装置を停止させる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態のワイヤボンディング装置１０は、ワイヤボンディングの途中にワイヤボンディング動作を中断して、キャピラリ１６の先端の汚れを除去した後、ワイヤ１２をキャピラリ１６の先端から繰り出してイニシャルボール１２ｂを形成し、ワイヤボンディングを継続することができる。つまり、ワイヤボンディング装置を停止させること無く運転を継続しながらその途中でキャピラリ１６のクリーニングを行うことができる。このため、本実施形態のワイヤボンディング装置１０は、キャピラリ先端の汚れを除去しながら連続的にワイヤボンディングを続けていくということができ、ワイヤボンディング装置の稼動率を格段に向上させることができる。
【００３５】
本実施形態では、ワイヤ曲り矯正工程において、ボンディングヘッド１９をＸ方向に往復移動させることとして説明したが、ボンディングヘッド１９はＸ方向にのみ往復移動させるのではなく、ＸＹ面内の移動であれば斜め方向あるいは円周方向など様々な方向に往復移動させるようにしてもよい。また、ボンディングヘッド１９の往復移動をさせずにキャピラリ１６を超音波振動させるだけとしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１０  ワイヤボンディング装置、１１  スプール、１２  ワイヤ、１２ａ  テールワイヤ、１２ｂ  イニシャルボール、１２ｃ  先端、１２ｄ  圧着ボール、１３ａ  ボンディングアーム、１３ｂ  超音波トランスデューサ、１４  ボンディングステージ、１５  超音波振動子、１６  キャピラリ、１６Ａ  中心孔、１６ａ  フェイス部、１６ｂ  ストレート孔、１６ｃ  インナチャンファ部、１６ｄ  テーパー孔、１７ａ  第１クランパ、１７ｂ  第２クランパ、１８  移動機構、１９  ボンディングヘッド、２０  ＸＹテーブル、２１  半導体チップ、２２  パッド、２３  リードフレーム、２４  リード、２６  放電トーチ、２７ａ  第１クランパ開閉機構、２７ｂ  第２クランパ開閉機構、２８  カメラ、２９  キャピラリ高さ検出手段、３０  制御部、３２  データバス、３４  記憶部、４１  クランパ開閉インターフェース、４２  キャピラリ高さ検出インターフェース、４３  超音波振動子駆動インターフェース、４４  移動機構インターフェース、４５  ボール形成手段インターフェース、５０  クリーニングステージ、５１  クリーニングシート、５２  ベースプレート、６０  コンピュータ。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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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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