(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定されたボンディング条件に従った指令信号とボンディングヘッドからのフィードバック信号とに基づいて演算処理を行なって制御信号を生成し、この制御信号を前記ボンディングヘッドに出力するコントローラを備えたボンディング装置において、
前記コントローラに備えられたバッファメモリと、
少なくとも前記指令信号として位置指令及び荷重指令と、前記指令信号に相関関係のある前記フィードバック信号として前記ボンディングヘッドの変位を示す位置信号、前記ボンディングヘッドでの荷重を示す荷重信号、前記ボンディングヘッドにおける温度信号とを前記バッファメモリに保存する保存手段と、
を具備したことを特徴とするボンディング装置。
【請求項２】
前記保存手段に保存されている前記フィードバック信号を読み出して表示出力することを特徴とする請求項１記載のボンディング装置。
【請求項３】
前記保存手段に任意に設定されたボンディング回数分の前記フィードバック信号を保存することを特徴とする請求項１記載のボンディング装置。
【請求項４】
前記コントローラの上位側装置に備えられ、前記バッファメモリに保存されている前記指令信号と前記フィードバック信号とを一定の間隔で取り出し、ボンディング動作１回分の前記指令信号と前記フィードバック信号とを格納する一時保存メモリと、
前記上位側装置に備えられ、前記一時保存メモリに格納された前記ボンディング動作１回分の前記指令信号と前記フィードバック信号とを読み出し、予め設定された前記ボンディング動作の回数分だけ前記指令信号と前記フィードバック信号とを格納する装置内部メモリと、
装置モニタと、
前記上位側装置に備えられ、前記装置内部メモリから前記ボンディング動作１回分の前記指令信号と前記フィードバック信号とを読み出し、前記フィードバック信号としての前記位置信号、前記荷重信号、前記温度信号の時間的変化を前記装置モニタに表示出力する装置メイン制御部と、
を有することを特徴とする請求項１記載のボンディング装置。
【請求項５】
ボンディングヘッドを駆動するための所定の指令信号に対して前記ボンディングヘッドの状態をフィードバックして前記ボンディングヘッドに送る制御信号を生成して前記ボンディング動作するボンディング方法において、
所定の時間に前記制御信号を前記ボンディングヘッドに対して出力すると共に、前記指令信号として位置指令及び荷重指令及び前記フィードバック信号として前記ボンディングヘッドの変位を示す位置信号、前記ボンディングヘッドでの荷重を示す荷重信号、前記ボンディングヘッドにおける温度信号をバッファメモリに記憶させると共に、このバッファメモリに記憶された前記指令信号及び前記フィードバック信号を前記所定の時間と対応付けて記憶する工程、
を具備することを特徴とするボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チップ部品を配線基板上にボンディングして電気部品を製造する技術に関わり、特にボンディング装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４はボンディング装置におけるボンディングヘッドの構成図である。Ｙ軸方向に移動可能とするＹ軸ガイド１上には、Ｙ軸フレーム２が設けられている。このＹ軸フレーム２には、Ｘ軸方向に移動可能とするＸ軸ガイド３を介してＺ軸方向に移動可能とするＺ軸ガイド４が設けられている。このＺ軸ガイド４には、ボンディングヘッド５が取付けられている。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれ互いに直交するように設定されている。
【０００３】
ボンディングヘッド５は、その先端にボンディングツール６を有するもので、ヘッド筐体７がＺ軸ガイド４に取付けられている。又、ボンディングヘッド５には、ボンディングツール６に加わる荷重を検出するための荷重センサ（ロードセル）８、ボンディングツール６のヒータ温度を検出するための温度センサとしての熱電対９が設けられている。すなわち、ボンディングヘッド５には、不図示のヒータが設けられ、ボンディング動作時にボンディングツール６を加熱するものとなっている。
【０００４】
このボンディングツール６の上部には、加圧部支持部１０が設けられ、この加圧部支持部１０に支持体１１を介して加圧モータ１２が設けられている。この加圧モータ１２の回転軸には、ボールネジ１３が連結され、このボールネジ１３に加圧部材１４が螺合している。この加圧部材１４は、支持体１１に設けられたＺ軸ガイド１５に沿ってＺ軸方向に移動可能になっている。又、この加圧部材１４は、ボンディングヘッド５の上部に当接している。なお、加圧モータ１２には、ボンディングツール６の変位を検出するためのエンコーダが設けられている。
【０００５】
次に、ボンディング動作について説明する。ボンディングステージ１６上には、ボンディング対象としてのテープ基板１７が配置される。ボンディング動作時、加圧モータ１２が回転することによりボールネジ１３を介して加圧部材１４がＺ軸方向に下降し、ボンディングヘッド５を下方に加圧する。これによりボンディングヘッド５は、下降すると共に、ヒータによりボンディングツール６が加熱される。この状態でボンディングツール６は、テープ基板１７に対して荷重を加え、テープ基板１７に対するボンディング処理を行なう。この後、加圧モータ１２が逆回転することによりボンディングツール６は上昇する。
【０００６】
図５はボンディング動作を行なった際のボンディングヘッド５の変位と荷重との各指令を示すプロファイルである。ボンディングヘッド５のＺ軸方向の変位は、同図(a)に示すように、先ず、チップ部品を吸着保持するボンディングヘッド５は、位置制御により下降する。このときボンディングヘッド５の高速下降が行われ、所定の高さまで下降した後、ボンディング点のサーチ動作が行われる。
【０００７】
サーチ動作による下降において半導体からなるチップ部品であるＩＣチップと配線基板である基板１７とが当接したことを検知すると、ボンディングツール６に対して荷重制御が行なわれ、ＩＣチップとテープ基板とのボンディングがなされ、この後にＩＣチップの吸着動作を解除して再び位置制御によりボンディングヘッド５は上昇する。このとき、リターン動作が行われ、続いて高速上昇が行われる。
【０００８】
一方、ボンディングヘッド５のＺ軸方向の荷重は、同図(b)に示すように、荷重制御に入ると、比例的に荷重が加わり、所定の加圧に達すると、その加圧を保持する。そして、この加圧保持時間が経過すると、比例的に荷重が低下するものとなっている。
【０００９】
このようなプロファイルは、ボンディングヘッド５の下降量（移動量）と下降速度・加速度・加速度変化率、上昇量（移動量）と上昇速度・加速度・加速度変化率、及び加圧力、加圧時間、ヒータ温度といったパラメータ（ボンディング条件）の設定により決定される。
【００１０】
ボンディング装置におけるボンディング条件は、テープ基板１７などのボンディング対象の品種によって変化するもので、ユーザによって適宜変更される。このため、ボンディング条件の変更に伴って実際のボンディング動作に不具合が発生することがある。又、設定したボンディング条件に対し、ボンディング動作を繰り返していると、ボンディング動作に不具合が発生することもある。
【００１１】
このような事からボンディング動作においては、設定したボンディング条件に対してボンディング動作が適切に行われていることの確認を行なうモニタリングの機能が要求される。
【００１２】
このモニタリング機能に要求されることは、ユーザが設定したボンディング条件により適切な指令信号が生成されていることを確認するために指令信号を計測すること、及びこの生成された指令信号に対して制御コントローラ（サーボコントローラ）においてどのような信号を取り込み演算処理を行なったかを確認するために指令信号と相関関係のある加圧モータ１２の変位出力等を計測することである。
【００１３】
図６は計測器を用いたモニタリング方法を示す図である。サーボコントローラ２０は、制御部２１を有している。この制御部２１は、予め設定されたボンディング条件に従った指令信号Ｒ(t)を発する指令生成部２２と、この指令生成部２２から発せられた指令信号Ｒ(t)とボンディングヘッド５からのフィードバック信号Ｂ(t)とに基づいてＰＩＤ（比例・積分・微分）演算処理を行なって制御信号Ｃ(t)を生成し、この制御信号Ｃ(t)をボンディングヘッド５に送出する制御信号生成部２３とを有している。
【００１４】
このような構成の測定系によって、時間ｔ＝Ｘにおける制御信号Ｃ（Ｘ）とボンディングヘッド５における検出信号Ｂ（Ｘ）とを採取し、ボンディングヘッド５に対する入力と出力との関係を把握していた。
【００１５】
計測器２７は、サーボコントローラ２０から出力される制御信号Ｃ（ｔ）と、この制御信号Ｃ（ｔ）が入力されることにより駆動制御されるボンディングヘッド５の状態を示すフィードバック信号Ｂ（ｔ）とを、所定のサンプリング周期Ｔでサンプリングしており、その結果を記録している。
【００１６】
ボンディングヘッド５からのフィードバック信号Ｂ(t)は、サーボコントローラにおいて設定されたボンディング条件に対する動作を把握するために必要な項目で、ボンディングヘッド５の変位を示す位置信号と、ボンディングヘッド５での荷重を示す荷重信号と、ボンディングヘッド５の温度を示す温度信号などが代表的である。
【００１７】
動作制御部２３の機能を説明すると、図７に示すように指令信号Ｒ(t)と例えばエンコーダ２４からの位置信号などのフィードバック信号Ｂ(t)との偏差信号Ｅ(t)（＝Ｒ(t)−Ｂ(t)）を偏差器２５により求め、この偏差信号Ｅ(t)に基づいてＰＩＤコントローラ２６によりＰＩＤの制御アルゴリズムによりＰＩＤ演算処理を行なって制御信号Ｃ(t)を生成し、この制御信号Ｃ(t)をボンディングヘッド５の加圧モータ１２に送出するものとなっている。
【００１８】
なお、ＰＩＤコントローラ２６は、伝達関数をＧ(t)、サンプリング周期をＴとするとき、ＰＩＤ演算処理
（Ｇ(ｎＴ)＊（Ｒ(ｎＴ)−Ｂ(ｎ−1)Ｔ)）                    …（１）
を実行する。ｎは周期数を示すサンプル番号（ｎサンプリング目）である。
【００１９】
このうち指令信号とフィードバック信号とを計測するにあたり必要なデータは、指令信号Ｒ(ｎＴ)に対しては、フィードバック信号Ｂ((ｎ−1)Ｔ)である。なお、偏差信号Ｅ(nT)と制御信号Ｃ(nT)とは、指令信号Ｒ(nT)とフィードバック信号Ｂ((ｎ−1)Ｔ)とから算出可能であり、次式（２）（３）により算出される。
【００２０】
Ｅ(nT)＝Ｒ(nT)−Ｂ((ｎ−1)Ｔ)                              …（２）
Ｃ(nT)＝Ｇ(nT)＊Ｅ(nT)                                    …（３）
実際に計測される信号は、図６に示すように計測器２７を接続して制御信号Ｃ(t)とフィードバック信号Ｂ(t)とである。フィードバック信号Ｂ(t)は、位置信号、荷重信号、温度信号である。
【００２１】
図８は計測器２７により計測される制御信号Ｃ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)と、偏差信号Ｅ(t)と算出される偏差信号Ｅ(t)とが時間Ｔの経過に従って表わされている。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、任意の時間ｎＴにサーボコントローラ２０から出力されたｎ（ｎは自然数）番目の制御信号Ｃ(nT)に対するボンディングヘッド５側の応答は、ある程度の時間遅れを伴うものであり、これが測定系のサンプリング周期と同等の時間遅れを持って生じているとは言えないから、同一タイミングで取得するフィードバック信号Ｂ(nT)との因果関係は直接的ではない。
【００２３】
又、制御信号は、目標値を示す指令信号からフィードバック信号を差し引いたものとして生成されるが、任意の時間ｎＴにおける制御信号Ｃ(nT)が生成された際に用いられたフィードバック信号がＢ((ｎ−k)Ｔ)であるときｎより小さい自然数ｋを決定することができず、Ｃ(T)，…，Ｃ(nT)とＢ(T)，…，Ｂ(nT)とにおいて互いに相関関係がある情報として取り扱うことが困難であった。
【００２４】
このため、このような測定系で得られた制御信号Ｃ(nT)やフィードバック信号Ｂ(nT)を用いても、ボンディングの品質を向上させることは困難であった。
【００２５】
又、特に、指令信号においてボンディングヘッド５のボンディング動作を切り替えるタイミングでの信号の応答関係が不明確であったため、指令信号を生成する際の元となるボンディング条件を評価する材料として用いることに不満足な点があった。
【００２６】
そこで本発明は、互いに相関関係を有するように指令信号とフィードバック信号とを把握することを可能とするボンディング装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
第１の本発明は、予め設定されたボンディング条件に従った指令信号とボンディングヘッドからのフィードバック信号とに基づいて演算処理を行なって制御信号を生成し、この制御信号を前記ボンディングヘッドに出力するコントローラを備えたボンディング装置において、前記コントローラに備えられたバッファメモリと、少なくとも前記指令信号として位置指令及び荷重指令と、前記指令信号に相関関係のある前記フィードバック信号として前記ボンディングヘッドの変位を示す位置信号、前記ボンディングヘッドでの荷重を示す荷重信号、前記ボンディングヘッドにおける温度信号とを前記バッファメモリに保存する保存手段とを具備したことを特徴とするボンディング装置である。
【００２８】
第２の本発明は、上記第１の本発明のボンディング装置において、前記保存手段に保存されている前記フィードバック信号を読み出して表示出力することを特徴とする。
【００２９】
第３の本発明は、上記第１の本発明のボンディング装置において、前記保存手段に任意に設定されたボンディング回数分の前記フィードバック信号を保存することを特徴とする。
【００３０】
第４の本発明は、上記第１の本発明のボンディング装置において、前記コントローラの上位側装置に備えられ、前記バッファメモリに保存されている前記指令信号と前記フィードバック信号とを一定の間隔で取り出し、ボンディング動作１回分の前記指令信号と前記フィードバック信号とを格納する一時保存メモリと、前記上位側装置に備えられ、前記一時保存メモリに格納された前記ボンディング動作１回分の前記指令信号と前記フィードバック信号とを読み出し、予め設定された前記ボンディング動作の回数分だけ前記指令信号と前記フィードバック信号とを格納する装置内部メモリと、装置モニタと、前記上位側装置に備えられ、前記装置内部メモリから前記ボンディング動作１回分の前記指令信号と前記フィードバック信号とを読み出し、前記フィードバック信号としての前記位置信号、前記荷重信号、前記温度信号の時間的変化を前記装置モニタに表示出力する装置メイン制御部とを有することを特徴とする。
【００３１】
第５の本発明は、ボンディングヘッドを駆動するための所定の指令信号に対して前記ボンディングヘッドの状態をフィードバックして前記ボンディングヘッドに送る制御信号を生成して前記ボンディング動作するボンディング方法において、所定の時間に前記制御信号を前記ボンディングヘッドに対して出力すると共に、前記指令信号として位置指令及び荷重指令及び前記フィードバック信号として前記ボンディングヘッドの変位を示す位置信号、前記ボンディングヘッドでの荷重を示す荷重信号、前記ボンディングヘッドにおける温度信号をバッファメモリに記憶させると共に、このバッファメモリに記憶された前記指令信号及び前記フィードバック信号を前記所定の時間と対応付けて記憶する工程を具備することを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
図１はボンディング装置の構成図である。このボンディング装置におけるボンディングヘッドの構成は、上記図４に示す通りである。すなわち、Ｙ軸方向に移動可能とするＹ軸ガイド１上には、Ｙ軸フレーム２が設けられている。このＹ軸フレーム２には、Ｘ軸方向に移動可能とするＸ軸ガイド３を介してＺ軸方向に移動可能とするＺ軸ガイド４が設けられている。このＺ軸ガイド４には、ボンディングヘッド５が取付けられている。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれ互いに直交するように設定されている。
【００３４】
ボンディングヘッド５は、その先端にボンディングツール６を有するもので、ヘッド筐体７がＺ軸ガイド４に取付けられている。又、ボンディングヘッド５には、ボンディングツール６に加わる荷重を検出するための荷重センサ（ロードセル）８、ボンディングツール６のヒータ温度を検出するための温度センサとしての熱電対９が設けられている。すなわち、ボンディングヘッド５には、不図示のヒータが設けられ、ボンディング動作時にボンディングツール６を加熱するものとなっている。
【００３５】
このボンディングツール６の上部には、加圧部支持部１０が設けられ、この加圧部支持部１０に支持体１１を介して加圧モータ１２が設けられている。この加圧モータ１２の回転軸には、ボールネジ１３が連結され、このボールネジ１３に加圧部材１４が螺合している。この加圧部材１４は、支持体１１に設けられたＺ軸ガイド１５に沿ってＺ軸方向に移動可能になっている。又、この加圧部材１４は、ボンディングヘッド５の上部に当接している。なお、加圧モータ１２には、ボンディングツール６の変位を検出するためのエンコーダが設けられている。
【００３６】
次に、ボンディング動作について説明する。ボンディングステージ１６上には、ボンディング対象としてのテープ基板１７が配置される。ボンディング動作時、加圧モータ１２が回転することによりボールネジ１３を介して加圧部材１４がＺ軸方向に下降し、ボンディングヘッド５を下方に加圧する。これによりボンディングヘッド５は、下降すると共に、ヒータによりボンディングツール６が加熱される。この状態でボンディングツール６は、テープ基板１７に対して荷重を加え、テープ基板１７に対するボンディング処理を行なう。この後、加圧モータ１２が逆回転することによりボンディングツール６は上昇する。
【００３７】
図５はボンディング動作を行なった際のボンディングヘッド５の変位と荷重との各指令を示すプロファイルである。ボンディングヘッド５のＺ軸方向の変位は、同図(a)に示すように、先ず、チップ部品を吸着保持するボンディングヘッド５は、位置制御により下降する。このときボンディングヘッド５の高速下降が行われ、所定の高さまで下降した後、ボンディング点のサーチ動作が行われる。
【００３８】
サーチ動作による下降において半導体からなるチップ部品であるＩＣチップと配線基板である基板１７とが当接したことを検知すると、ボンディングツール６に対して荷重制御が行なわれ、ＩＣチップとテープ基板とのボンディングがなされ、この後にＩＣチップの吸着動作を解除して再び位置制御によりボンディングヘッド５は上昇する。このとき、リターン動作が行われ、続いて高速上昇が行われる。
【００３９】
一方、ボンディングヘッド５のＺ軸方向の荷重は、同図(b)に示すように、荷重制御に入ると、比例的に荷重が加わり、所定の加圧に達すると、その加圧を保持する。そして、この加圧保持時間が経過すると、比例的に荷重が低下するものとなっている。
【００４０】
このようなプロファイルは、ボンディングヘッド５の下降量（移動量）と下降速度・加速度・加速度変化率、上昇量（移動量）と上昇速度・加速度・加速度変化率、及び加圧力、加圧時間、ヒータ温度といったパラメータ（ボンディング条件）の設定により決定される。
【００４１】
図１においてサーボコントローラ２０には、バッファメモリ３０が備えられている。又、サーボコントローラ２０には、保存手段３１が備えられている。
【００４２】
この保存手段３１は、指令生成部２２から発せられた指令信号Ｒ(t)とボンディングヘッド５からのフィードバック信号Ｂ(t)とをバッファメモリ３０に保存する機能を有している。このうち指令信号Ｒ(t)としてはデジタル値（パルス）の位置指令及び荷重指令を保存し、フィードバック信号Ｂ(t)としてはエンコーダからの位置信号、荷重センサ８からの荷重信号及び熱電対９からの温度信号を保存する。これら位置信号、荷重信号及び温度信号もデジタル値（パルス）である。
【００４３】
又、この保存手段３１は、サーボコントローラ２０が位置指令、荷重指令を出力する間隔で当該位置指令、荷重指令をバッファメモリ３１に格納し、かつ位置信号、荷重信号及び温度信号を取り込む間隔で当該位置信号、荷重信号及び温度信号をバッファメモリ３１に格納するものとなっている。
【００４４】
一方、サーボコントローラ２０には、上位側装置３２が接続されている。この上位側装置３２は、ボンディング処理に必要な各指示を与えると共に、その結果を出力するためのキー入力処理部３３と、ボンディングを制御するサーボコントローラ２０との間で各データの授受を行ない、ボンディング条件（移動量、速度、荷重など）に基づいてシーケンスプログラムを生成してこれをサーボコントローラ２０に与えたり、ボンディングの動作開始指示を与える装置制御処理部３４とを有している。
【００４５】
この装置制御処理部３４は、装置内部メモリ３５を有する装置メイン制御部３６と、サーボコントローラ２０との間でデータの授受を行なうボンディングヘッドユニット３７と、ボンディング動作を撮像して取得された画像データからボンディング部分やボンディング結果を認識するためのカメラ認識部３８とを有している。
【００４６】
このうちボンディングヘッドユニット３７は、装置メイン制御部３６との間でボンディング動作の開始指示を受けると共にその終了報告を行なう機能と、サーボコントローラ２０との間でシーケンスプログラムを渡すと共に動作開始指示を送り、かつ設定動作開始／終了信号を受けると共に動作終了報告を受ける機能とを有している。
【００４７】
又、このボンディングヘッドユニット３７は、一時保存メモリ３９を備えている。このボンディングヘッドユニット３７は、サーボコントローラ２０のバッファメモリ３０に保存されている指令信号Ｒ(t)とフィードバック信号Ｂ(t)とを一定の間隔、例えば１００msecの間隔で取り出して一時保存メモリ３９に格納する機能を有している。この一時保存メモリ３９には、ボンディング動作１回分の指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)が格納されるものとなっている。
【００４８】
このときボンディングヘッドユニット３７は、サーボコントローラ２０において発生する動作開始信号及び終了信号に基づいてバッファメモリ３０に保存されている任意の期間における指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)の読み出しを行なう機能を有している。
【００４９】
上記装置メイン制御部３６は、ＤＲＡＭなどによって構成される一時保存メモリ３９に格納されたボンディング動作１回分の指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)を読み出して装置内部メモリ３５に格納する機能を有している。この場合、装置メイン制御部３６は、ボンディング動作１回分のデータ（指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)）を単位換算（有効桁数や[ｍｍ]，[Ｎ]，[℃]など）して装置内部メモリ３５に格納するものとなっている。なお、この装置内部メモリ３５には、予め設定されたボンディング動作の回数分だけデータ（指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)）が格納される。
【００５０】
又、この装置メイン制御部３６には、装置モニタ４０と装置ハードディスク４１とが接続されている。この装置メイン制御部３６は、装置内部メモリ３５に格納されているデータ（指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)）を読み出し、ボンディング動作１回分における位置信号、荷重信号、温度信号の時間的変化を装置モニタ４０に表示出力する機能を有している。
【００５１】
又、この装置メイン制御部３６は、装置内部メモリ３５に格納されているデータ（指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)）を読み出し、これらデータを装置ハードディスク４１に格納する機能を有している。なお、この装置ハードディスク４１に格納されたデータを装置モニタ４０などにテキスト表示することが可能である。
【００５２】
次に、上記の如く構成された装置の作用について説明する。
【００５３】
サーボコントローラ２０において動作制御部２３は、指令生成部２２から発せられた指令信号Ｒ(t)とボンディングヘッド５からのフィードバック信号Ｂ(t)との偏差信号Ｅ(t)（＝Ｒ(t)−Ｂ(t)）を偏差器２５により求め、この偏差信号Ｅ(t)に基づいてＰＩＤコントローラ２６によりＰＩＤの制御アルゴリズムによりＰＩＤ演算処理を行なって制御信号Ｃ(t)を生成し、この制御信号Ｃ(t)をボンディングヘッド５に送出する。
【００５４】
このとき指令生成部２２からは、指令信号Ｒ(t)として位置指令と荷重指令とが発せられ、動作制御部２３は、フィードバック信号Ｂ(t)としてはボンディングヘッド５におけるエンコーダからの位置信号、荷重センサ８からの荷重信号及び熱電対９からの温度信号を取り込んでいる。
【００５５】
このサーボコントローラ２０から送出される制御信号Ｃ(t)によりボンディング装置では、加圧モータ１２が回転することによりボールネジ１３を介して加圧部材１４がＺ軸方向に下降し、ボンディングヘッド５を下方に加圧する。これによりボンディングヘッド５は、下降すると共に、ヒータによりボンディングツール６が加熱される。この状態でテープ基板１７に対するボンディング処理を行なう。この後、加圧モータ１２が逆回転することによりボンディングツール６は上昇する。
【００５６】
このときサーボコントローラ２０の保存手段３１は、１回のボンディング動作における指令生成部２２から発せられたデジタル値（パルス）の位置指令及び荷重指令である指令信号Ｒ(t)と、ボンディングヘッド５からの位置信号、荷重信号及び温度信号からなるフィードバック信号Ｂ(t)とをバッファメモリ３０に保存する。
【００５７】
なお、保存手段３１は、サーボコントローラ２０が位置指令、荷重指令を出力する間隔で当該位置指令、荷重指令をバッファメモリ３０に格納するよう指令を発する。これによってバッファメモリ３０は、位置信号、荷重信号及び温度信号を取り込む間隔で当該位置信号、荷重信号及び温度信号をバッファメモリ３０に格納する。
【００５８】
一方、ボンディングヘッドユニット３７は、サーボコントローラ２０において発生する設定動作開始信号及び終了信号に基づいてバッファメモリ３０に保存される指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)の読み出しの開始及び終了を行なう。具体的には、サーボコントローラ２０から送出される設定動作開始・終了信号（例えば、加圧動作の開始・終了信号）をボンディングユニット３７により受け、このボンディングユニット３７の動作処理によって指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)の読み出しの開始・終了を行なう。これにより、特定期間、例えば加圧動作のみにおける指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)の読み出しができる。
【００５９】
この後、１回のボンディング動作が終了すると、装置メイン制御部３６は、一時保存メモリ３９に格納されたボンディング動作１回分の指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)を読み出し、単位換算（有効桁数や[ｍｍ]，[Ｎ]，[℃]など）して装置内部メモリ３５に格納する。これにより、装置内部メモリ３５には、予め設定されたボンディング動作の回数分だけデータ（指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)のサンプリングされた値）（ｎは自然数）が格納される。
【００６０】
この装置メイン制御部３６は、装置内部メモリ３５に格納されているデータ（指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)）を読み出し、ボンディング動作１回分における位置信号、荷重信号、温度信号の時間的変化を装置モニタ４０に表示出力する。
【００６１】
図２はボンディングヘッド５のボンディング動作１回分における位置信号、荷重信号、温度信号の時間的変化の表示例を示す図である。この表示例に示すボンディング動作では、ボンディング動作を開始する前にボンディングツール６のヒータ温度を設定温度まで上昇させ、次にボンディングツール６を加熱後、位置制御によりボンディングヘッド５の下降動作に入り、続いて荷重動作により設定荷重での加圧を行なう。次に、設定時間加圧後、待機荷重まで減圧し、ボンディングツール６を冷却してヒータ温度が設定温度まで低下するまで待ち、再び位置制御に切り替えてボンディングヘッド５を上昇動作させることが分る。又、この表示例には、加圧区間における平均荷重が表示されている。
【００６２】
又、この装置メイン制御部３６は、装置内部メモリ３５に格納されているデータ（指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)）を読み出し、これらデータを装置ハードディスク４１に格納する。この装置ハードディスク４１に格納されたデータを装置モニタ４０などにテキスト表示することが可能である。
【００６３】
図３は装置ハードディスク４１に格納されたデータをテキストエディタで開いた表示例である。この表示例では、サーボコントローラ２０のサンプリング周期が２［ＫＨｚ］であり、これにより間隔０．５［ｍｓ］でデータを取り込み、そのデータを保存したものである。この保存ファイルであれば、例えば表計算ソフトウエア等によりデータ加工が容易になる。
【００６４】
このように上記一実施の形態においては、ボンディング動作制御を行なうサーボコントローラ２０において、指令生成部２２から発せられた位置指令及び荷重指令の指令信号Ｒ(t)と、ボンディングヘッド５からの位置信号や荷重信号、温度信号のフィードバック信号Ｂ(t)とをバッファメモリ３０に保存するようにしたので、指令信号Ｒ(t)とフィードバック信号Ｂ(t)とを計測するにあたり必要なデータである指令信号Ｒ(t)と、この指令信号Ｒ(t)に相関関係のあるフィードバック信号Ｂ((ｎ−1)Ｔ)とをバッファメモリ３０に保存できる。これにより、指令信号Ｒ(t)に対してどうようなボンディング動作を行なったかを正確に把握できる。すなわち、ボンディング動作を位置信号、荷重信号及び温度信号から正確に把握できる。
【００６５】
又、サーボコントローラ２０から送出される設定動作開始・終了信号（例えば、加圧動作の開始・終了信号）をボンディングユニット３７により受け、このボンディングユニット３７の動作処理によって指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)の読み出しの開始・終了を行なうので、例えばボンディングヘッド５の高速下降開始・終了や加圧動作のみなどの特定期間における指令信号Ｒ(t)及びこれに対応するフィードバック信号Ｂ(t)を読み出し、そのパラメータの時間軸についての変化を示す表示出力ができる。
【００６６】
又、ボンディング条件（加圧力、加圧時間、温度など）を持った状態で指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)を保存するので、これらデータからボンディング条件に対する妥当性を評価する上に必要なデータ（加圧時間、加圧時の平均荷重、ばらつきなど）を指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)の保存終了の直後に算出し、表示出力できる。
【００６７】
又、装置内部メモリ３５に予め設定されたボンディング動作の回数分だけ指令信号Ｒ(t)及びフィードバック信号Ｂ(t)を格納するので、ボンディングの不良発生等による停止時に、その時点から設定したボンディング回数分だけ過去に溯ってボンディグ動作を見ることができ、不良発生時から前のボンディング動作の経時変化の把握ができる。従って、ボンディング不良発生時から前に溯って正確なデータ及び評価結果を参照でき、不良発生の原因究明を早く行なえ、その復旧を速くできる。この結果、ボンディング不良発生の原因を短期に解決でき、生産性を向上できる。
【００６８】
なお、本発明は、上記一実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００６９】
さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示されている複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出できる。例えば、実施形態に示されている全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出できる。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明のボンディング装置によれば、ボンディング条件に従った指令信号に対してどうようなボンディング動作を行なったかをフィードバック信号としての位置信号、荷重信号及び温度信号から正確に把握でき、指令信号とボンディングヘッドからのフィードバック信号との相関関係の確実な把握を可能とする。
【００７１】
又、本発明のボンディング方法によれば、ボンディング条件に従った指令信号に対してどうようなボンディング動作を行なったかをフィードバック信号としての位置信号、荷重信号及び温度信号から正確に把握でき、指令信号とボンディングヘッドからのフィードバック信号との相関関係の確実な把握を可能とし、高い位置決め精度で組み立てられているから信頼性の高い装置を提供することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるボンディング装置の一実施の形態を示す構成図。
【図２】本発明に係わるボンディング装置の一実施の形態におけるボンディング動作１回分での位置信号、荷重信号、温度信号の時間的変化の表示例を示す図。
【図３】本発明に係わるボンディング装置の一実施の形態における装置ハードディスクに格納されたデータをテキストエディタで開いた表示例を示す図。
【図４】ボンディング装置におけるボンディングヘッドの構成図。
【図５】従来におけるボンディング動作を行なった際のボンディングヘッドの変位と荷重との各指令を示すプロファイル。
【図６】従来の計測器を用いたモニタリング方法を示す図。
【図７】ボンディング装置における動作制御部の機能ブロック図。
【図８】従来における計測器により計測される制御信号及びフィードバック信号を示す図。
【符号の説明】
１：Ｙ軸ガイド
２：Ｙ軸フレーム
３：Ｘ軸ガイド
４：Ｚ軸ガイド
５：ボンディングヘッド
６：ボンディングツール
７：ヘッド筐体
８：荷重センサ
９：熱電対
１０：加圧部支持部
１１：支持体
１２：加圧モータ
１３：ボールネジ
１４：加圧部材
１５：Ｚ軸ガイド
１６：ボンディングステージ
１７：テープ基板
２０：サーボコントローラ
２１：制御部
２２：指令生成部
２３：制御信号生成部
２４：エンコーダ
２５：偏差器
２６：ＰＩＤコントローラ
３０：バッファメモリ
３１：保存手段
３２：上位側装置
３３：キー入力処理部
３４：装置制御処理部
３５：装置内部メモリ
３６：装置メイン制御部
３７：ボンディングヘッドユニット
３８：カメラ認識部
３９：一時保存メモリ
４０：装置モニタ
４１：装置ハードディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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