(57)【要約】【課題】  品質の安定したボンディングを行うことができるボンダ用ボール形成装置およびボンダ用ボール形成方法を提供する。【解決手段】  放電電流および放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定することにより、ある一瞬の放電電流もしくは放電電圧を抽出して形成したボールの良否を判定する場合と比較して高精度で安定した判定を行うことができる。【選択図】  図１
2005268304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する電流検出手段と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する電圧検出手段と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定する第１の判定手段とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成装置。
【請求項２】
キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する電流検出手段と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する電圧検出手段と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形から、形成したボールの良否を判定する第２の判定手段とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成装置。
【請求項３】
キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する電流検出手段と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する電圧検出手段と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形と基準となる放電過程波形とを比較し、前記比較手段の比較データから、形成したボールの良否を判定する第３の判定手段とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成装置。
【請求項４】
キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する電流検出手段と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する電圧検出手段と、
前記電流検出手段からの過程データと前記電圧検出手段から得られる過程データとを掛け算して放電電力を算出し、基準となる放電電力の過程データとを比較し、形成したボールの良否を判定する第４の判定手段とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成装置。
【請求項５】
キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する工程と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する工程と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成方法。
【請求項６】
キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する工程と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する工程と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形から、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成方法。
【請求項７】
キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する工程と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する工程と、
前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形と基準となる放電過程波形とを比較し、前記比較手段の比較データから、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成方法。
【請求項８】
キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、
前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する工程と、
前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する工程と、
前記電流検出手段からの過程データと前記電圧検出手段から得られる過程データとを掛け算して放電電力を算出し、基準となる放電電力の過程データとを比較し、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とするボンダ用ボール形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置およびボンダ用ボール形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボール形成方法を適用したボール形成装置の一例を図８に示す。
図８に示すように、従来のボール形成装置は、放電電圧分圧検出器５と、放電電流検出器４と、放電電圧分割検出器５および放電電流検出器４からの出力を放電エネルギーとして積算する積分器４４と、算出した放電エネルギーと基準値とを比較する電圧比較器４５と、タイマリセット信号発生器４７とから構成されている。尚、ＣＬはクリヤ信号である。
【０００３】
このような構成を有する従来のボール形成装置は次のように動作する。
マイクロコンピュータ（演算回路）４８は、キーボード実行スイッチ４９から入力されたボール径のデータに基づいて所定のボールの形成に必要な放電エネルギーを算出し、算出した放電エネルギーを電圧比較器４５の基準値として設定し、他方、放電時の電圧及び電流を検出し、検出した放電電圧の値と放電電流の値とを掛け算器４３で掛け算し、掛け算した値を積分器４４で積分して放電時のエネルギーを求め、積分した値を電圧比較器４５に入力して前記基準値との比較を行い、放電時のエネルギーが基準値に達したときに放電を停止することにより所定の大きさのボールを形成する（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この他、ボール形成装置としては、不良のボールを生成した場合に捨てボンディングを行うワイヤボンディング装置（例えば、特許文献２参照）や、放電開始から所定時間経過後の放電電圧の変化分もしくは放電電圧値を基準値と比較し、放電終了時の電圧値を基準値と比較するワイヤボンディング装置（例えば、特許文献３参照）や放電電圧値もしくは放電電力の積算値を測定し、基準値と比較し、放電過程で不安定な動作が発生しても放電電力の積算値が範囲内であれば、所望のサイズのボールが生成されるため良品と判定したり（放電エネルギーが同じであれば、ボールサイズが同じとなる）、放電終了時の電圧値を基準値と比較したりするワイヤボンディング装置及び該装置を用いた半導体の製造方法（例えば、特許文献４参照）が挙げられる。
【特許文献１】特開２０００−１７４０５４号公報
【特許文献２】特開平６−５６５１号公報
【特許文献３】特開平６−３３３９７１号公報
【特許文献４】特開平１１−３０７５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述した特許文献１に記載の発明は、所定のボールサイズに必要な放電エネルギーを算出し、算出された放電エネルギーを比較器の基準値に達したときに放電を停止させ、所定の大きさのボールを形成する事は可能であるがボールの品質がばらついてしまうという問題がある。その理由は、キャピラリ先端に位置するワイヤとスパークロッドとの距離が設定値と異なる場合もしくはワイヤが汚れていたり、放電電極にゴミが付着していたりする場合、放電過程が変化してボール形成時の温度が異なり、ボ−ルの品質、例えば、硬度や結晶構造のばらつきが発生し、ボンディングの品質に影響が出るためである。
また、特許文献２〜４に記載の発明は、いずれも放電開始時、放電終了時もしくは積算値を比較しているが放電過程の変化について考慮したものではなく、良品の判定が不十分になり品質の安定したボンディングができないおそれがある。
そこで、本発明の目的は、品質の安定したボンディングを行うことができるボンダ用ボール形成装置およびボンダ用ボール形成方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する電流検出手段と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する電圧検出手段と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定する第１の判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、放電電流および放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定することにより、ある一瞬の放電電流もしくは放電電圧を抽出して形成したボールの良否を判定する場合と比較して高精度で安定した判定を行うことができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する電流検出手段と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する電圧検出手段と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形から、形成したボールの良否を判定する第２の判定手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する電流検出手段と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する電圧検出手段と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形と基準となる放電過程波形とを比較し、前記比較手段の比較データから、形成したボールの良否を判定する第３の判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４記載の発明は、キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成装置であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する電流検出手段と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する電圧検出手段と、前記電流検出手段からの過程データと前記電圧検出手段から得られる過程データとを掛け算して放電電力を算出し、基準となる放電電力の過程データとを比較し、形成したボールの良否を判定する第４の判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５記載の発明は、キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する工程と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する工程と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６記載の発明は、キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する工程と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する工程と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形から、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７記載の発明は、キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程波形を検出する工程と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程波形を検出する工程と、前記放電電流および前記放電電圧の少なくとも一方の過程波形と基準となる放電過程波形とを比較し、前記比較手段の比較データから、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項８記載の発明は、キャピラリ先端から送り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させ、その放電のエネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンダ用ボール形成方法であって、前記ワイヤと前記放電電極との間に流れる放電電流の過程データを検出する工程と、前記ワイヤと前記放電電極との間に印加される放電電圧の過程データを検出する工程と、前記電流検出手段からの過程データと前記電圧検出手段から得られる過程データとを掛け算して放電電力を算出し、基準となる放電電力の過程データとを比較し、形成したボールの良否を判定する工程とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、放電電流および放電電圧の少なくとも一方の過程データから、形成したボールの良否を判定することにより、ある一瞬の放電電流もしくは放電電圧を抽出して形成したボールの良否を判定する場合と比較して高精度で安定した判定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明によるボンディング用ボール形成装置は、キャピラリ先端から送り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させ、その放電エネルギーによりワイヤの先端部を溶融してボールを形成するボンディング用ボール形成装置であって、ワイヤと放電電極との間の放電電圧を計測する電圧検出手段と、ワイヤとスパークロッドとの間に流れる放電電流を計測する電流検出手段と、電圧検出手段の出力と電流検出手段の出力を掛け算して放電電力を算出する電力検出手段と、電圧検出手段からの放電電圧出力データもしくは電流検出手段からの放電電流出力データもしくは放電電力出力データと放電基準データとを比較する比較手段によりボール形成の良否を判定するものであり、放電基準データと異なり品質の劣るボールが形成された場合には製品であるボンディングパッドにボンディングを行わない。また、本発明によるボンディング用ボール形成装置で不良と判断したボールは製品のボンディングパッド以外の位置、例えば完成品として不必要な位置のダミーパッドもしくはボンディング装置に捨てボンディング用のパッドを設けておきその場所に自動で捨てボンディングを行い正常なボールを形成した後に、正規のボンディングパッド位置から連続してボンディングを行うことにより、本発明の目的を達成することができる。
【００１７】
次に、発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
（第１の実施の形態）
図１は本発明のボンダ用ボール形成方法を適用したボンダ用ボール形成装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
図１を参照すると、本発明のボンダ用ボール形成装置は、高電圧を発生する直流高電圧電源１と、放電開始トリガ信号（Ｔｒ）により放電を制御する定電流開閉器２と、放電電流を安定させる放電安定器３と、クランパ１５を介してボンディングツールとしてのキャピラリ１６に挿通されたワイヤ１７に対して放電する放電電極１８と、直流高電圧電源１とワイヤ１７とクランパ１５とを通して放電する放電電流を計測する放電電流検出器４と、ワイヤ１７と放電電極１８との間に印加される直流高電圧の値を検出する放電電圧分割検出器５と、所望の大きさのボールを作成する時の放電条件を設定するマイクロコンピュータ１０と、マイクロコンピュータ１０で設定した放電条件を定電流開閉器２に対して電流値を設定する電流設定器１１と、マイクロコンピュータ１０で設定した放電条件における基準放電電流データおよび基準放電電圧データを設定する比較データ設定器９と、放電電流検出器４からの出力電圧と放電電圧分割検出器５からの出力電圧と比較データ設定器９に格納された基準放電データを比較し放電の良否を判定する電圧比較良否判定器８とから構成される。
【００１８】
直流高圧電源１の負極端子（−）は定電流開閉器２及び放電安定器３を介して放電電極１８に対し負極電圧与えるようになっている。定電流開閉器２には、定電流開閉器２に内蔵されたスイッチ回路の開閉制御を実行する機構が接続されており、放電開始信号である放電開始トリガ信号Ｔｒが印加されるようになっており、スイッチ回路が“オン”している間、定電流開閉器２は放電電極１８とワイヤ１７の間に定電流を流すように制御する。また、定電流開閉器２は、キャピラリ１６の先端に送り出されたワイヤ１７と放電電極１８との放電路に流れる電流を設定するための電流設定器１１が接続されており、電流設定器１１は、マイクロコンピュータ１０からの指令により値が設定される。比較データ設定器９には、マイクロコンピュータ１０で指示された放電条件に対する基準放電電流データと基準放電電圧データが格納される。電圧比較良否判定器８には、キャピラリ１６の先端に送り出されたワイヤ１７と放電電極１８との放電路に流れた放電電流データと比較データ設定器９に設定された基準放電電流データとを比較するとともに、キャピラリ１６の先端に送り出されたワイヤ１７と放電電極１８との放電路に印加された放電電圧データと比較データ設定器９に設定された基準放電電圧データとを比較し、基準放電電流データおよび基準放電電圧データに対して所定の幅を持たせた閾値を設定し、実際の放電電流データまたは放電電圧データのどちらか一方もしくは両方が閾値を超えた場合に不良放電と判定し、マイクロコンピュータ１０に信号を送信する。マイクロコンピュータ１０は不良放電信号を受信すると、ボンディング動作を一時停止し、捨てボンディング動作をするように制御する。
【００１９】
次に、図１及び図２の放電電流波形を参照して本実施の形態の全体の動作について詳細に説明する。
図２は、図１に示したボンダ用ボール形成装置における放電データを示す図である。
図２において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧（放電トリガ、放電電圧、不良放電信号）と電流（放電電流）を示す。
【００２０】
図１に示すように、ボンディングツールとしてのキャピラリ１６の先端に位置するワイヤ１７と放電電極１８との間に流れる放電電流を検出する電流検出手段としての放電電流検出器４が設けられている。放電電流検出器４は、クランパ１５と直流高圧電源１の＋（プラス）電極との間に低抵抗を取り付けており、放電電流が流れることにより低抵抗の両端に発生する電圧値を放電電流として検出する。すなわち、放電電流検出器４で放電電流の大きさに比例した電圧値が検出される。検出された放電電流値としての電圧値が、電圧比較良否判定器８の入力端子に入力される。
【００２１】
さらに、ボンディングツールとしてのキャピラリ１６の先端に位置するワイヤ１７と放電電極１８との間に印加される直流高電圧を検出する電圧検出手段としての放電電圧分割検出器５が設けられている。この放電電圧分割検出器５は、高抵抗と低抵抗からなる分圧回路からなり、低抵抗の両端の電圧値を放電電圧として検出するようにしている。電圧比較良否判定器８は、放電電流検出器４からの出力電圧データおよび放電電圧分割検出器５からの出力電圧データと比較データ設定器９からの出力電圧データとの比較を行い、放電電流検出器４からの出力電圧データが比較波形設定器９で設定されている基準放電電流データの範囲から外れた時、または、放電電圧分割検出器５からの出力電圧データが比較波形設定器９で設定されている基準放電電圧データの範囲から外れた時、もしくは、放電電流データと放電電圧データの両方が基準データの範囲から外れた時に、放電不良信号をマイクロコンピュータ１０に送信する。比較データ設定器９には、所望のボール形成するときの正常な放電電流データおよび放電電圧データをマイクロコンピュータ１０から設定される。
【００２２】
以下に、上記構成よりなる装置の動作について、図２に示すグラフを用いて説明する。
所望のボールを形成する時の放電データとしてマイクロコンピュータ１０から基準となる放電電流データおよび放電電圧データが読み出され、正常と判断するばらつき幅を付加して比較データ設定器９に設定される（図２−符号５１、５２、５３、５７、５８、５９で示す）。
【００２３】
図１に示すように、ワイヤ１７と放電電極１８が所定の距離Ｓ離れた状態にあるとき、外部の制御手段、例えばボンディングの全体動作を制御するコンピュータ（図示せず）から定電流開閉器２に放電開始トリガ信号Ｔｒが印加されて放電電極１８とワイヤ１７との間で放電が開始される（図２−符号５０で示す。）。
【００２４】
定電流開閉器２は、放電開始直後は放電電流が流れないため、ワイヤ１７と放電電極１８との間に高電圧を印加し（図２−符号５４で示す）、ワイヤ１７と放電電極１８との間の絶縁を破壊し、絶縁破壊後、定電流になるよう制御する（図２−符号５５で示す）。この放電が開始されると放電電流検出器４で検出された放電電流としての電圧、およびワイヤ１７と放電電極１８との間に印加される放電電圧が放電電圧分割検出器５から電圧比較良否判定器８の入力端子に出力される。
【００２５】
電圧比較良否判定器８は、比較データ設定器９より出力された基準放電電流データ（図２−符号５１で示す。）と放電電流検出器１５（図２−符号５４で示す。）からの出力データとの比較を行うと同時に、比較データ設定器９より出力された基準放電電圧データ（図２−符号５７で示す。）と放電電圧分割検出器５（図２−符号５４で示す。）との比較を行う。電圧比較良否判定器８は、マイクロコンピュータ１０から設定された放電電流データの上限値（図２−符号５２で示す。）と放電電流データの下限値（図２−符号５３で示す。）との正常放電判定幅の中に放電電流検出器４からの出力電圧データが入っていないとき（図２−符号５４で示す。）、または、マイクロコンピュータ１０から設定された放電電圧データの上限値（図２−符号５８で示す。）と放電電圧データの下限値（図２−符号５９で示す。）との正常放電判定幅の中に放電電圧分割検出器５からの出力電圧データが入っていないとき（図２−符号５４で示す。）、もしくは、放電電流データと放電電圧データの両方が基準放電データの範囲から外れたとき、電圧比較良否判定器８はマイクロコンピュータ１０に対して不良放電信号（図２−符号５６で示す。）を送信してボンディング動作を実行しないように制御する。
【００２６】
放電不良が発生した場合には、マイクロコンピュータ１０から例えばボンディングの全体動作を制御するコンピュータ（図示せず）に不良放電発生が伝達されると、不良ボールを指定されたボンディングパットに捨てボンディングを自動で実行し、その後再度放電を行い正常はボールが形成できたと判断すると自動で正規のボンディングを再開する。
ここで、捨てボンディングを実施する位置は製品であるリードフレーム上で後工程に影響がない位置に行ってもよい。また、捨てボンディング専用のボンディングパッドを設置しておき、そこに捨てボンディングを行ってもよい。さらに、不良放電が連続して発生するときにはワイヤの汚れ、クランプ部の汚れ、放電電極の損傷等が考えられるため装置メンテナンスを実施する目安としてもよい。
【００２７】
キャピラリ先端のワイヤと放電電極との距離Ｓが正常値と異なる場合には、放電電圧および放電電流の立ち上がり時間や最大値が正常値と異なる。また、キャピラリ先端のワイヤにゴミが付着している場合または汚れている場合には、放電によるエネルギーがゴミまたは汚れに伝達されるため、設定した放電エネルギーの全てがワイヤに供給されないため、放電の過程、例えば放電電流波形、放電電圧波形が正常時と異なる。
さらに、放電の過程が異なることにより放電エネルギー伝達が変化することによりワイヤの溶解温度が変化するためボールの品質、例えば硬度や結晶構造のばらつきが発生しボンディングの品質に影響が出てしまう。
【００２８】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
本実施の形態では、実際の放電電流データと基準となる正常な放電電流データとの比較を行うと同時に実際の放電電圧データと基準となる正常な放電電圧データとを比較するように構成されているため、正常な放電によるボール形成が行われたか判断できる。また、正常な放電によるボール形成されたボールのみをボンディングするため、品質の安定した製品が製造できる。さらに、自動で捨てボンディングを実施するため、作業者による正常なボールを形成する作業がなくなるため装置の稼働率を向上させることができる。
【００２９】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。
図３は、本発明のボンダ用ボール形成方法を適用したボンダ用ボール形成装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。図４は、図３に示したボンダ用ボール形成装置における放電データを示す図である。
【００３０】
図４において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧（放電トリガ、放電電圧、不良放電信号）と電流（放電電流）を示す。
本発明のボンダ用ボール形成装置は、第１の実施の形態から放電電圧分割検出器５を削除し、直流高電圧電源１とワイヤ１７とクランパ１５とを通して放電する放電電流データとマイクロコンピュータ１０から設定された基準放電電流データとを比較して（図３および図４を参照）形成したボールの良否を判定する構成であり、全体の動作についても第１の実施の形態から放電電圧分割検出器５を削除した動作のため詳細な説明は省略する。
【００３１】
本実施の形態の効果について説明する。
第２の実施の形態では、実際の放電電流データと基準となる正常な放電電流データとの比較のみを行うように構成されているため、第１の実施の形態と比較すると放電により形成したボールの良否判定精度は若干低下するが、構成が少なくなるためコストを低減することができる。
【００３２】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して説明する。
図５は、本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図６は、図５に示したボンダ用ボール形成装置における放電データを示す図である。
図６において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧（放電トリガ、放電電圧、不良放電信号）と電流（放電電流）を示す。
【００３３】
本発明の第３の実施の形態は、本発明の第１の実施の形態から放電電流検出器４を削除し、ボンディングツールとしてのキャピラリ１６の先端に位置するワイヤ１７と放電電極１８との間に印加される直流高電圧データとマイクロコンピュータ１０から設定された基準放電電圧データを比較して（図５および図６を参照）形成したボールの良否を判定する構成であり、全体の動作についても第１の実施の形態から放電電流検出器４を削除した動作のため詳細な説明は省略する。
【００３４】
本実施の形態の効果について説明する。
第３の実施の形態では、実際の放電電圧データと基準となる正常な放電電圧データとの比較のみを行うように構成されているため、第１の実施の形態と比較すると放電により形成したボールの良否判定精度は若干低下するが、構成が少なくなるためコストを低減することができる。
【００３５】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して説明する。
図７は、本発明のボンダ用ボール形成装置の第４の実施の形態における放電データを示す図である。
図７において、横軸は時間を示し、縦軸は電圧（放電トリガ、放電電圧、不良放電信号）と電流（放電電流）を示す。
本発明の第４の実施の形態は、本発明の第１の実施の形態と構成は同じであるが、比較データ設定器９にはマイクロコンピュータ１０から基準放電電力データを設定している。電圧比較良否判定器８は、直流高電圧電源１とワイヤ１７とクランパ１５とを通して放電する放電電流を計測する放電電流検出器４からの出力とワイヤ１７と放電電極１８との間に印加される直流高電圧データを検出する放電電圧分割検出器５からの出力を掛け算して放電電力を算出するとともに、比較データ設定器９に設定された基準放電電力データとの比較を行う構成である。
【００３６】
放電が開始されると電圧比較良否判定器８は、比較データ設定器９より出力された基準放電電力データ（図７−符号６０で示す。）と実際の放電電流データと放電電圧データの掛け算で算出される放電電力データ（図７−符号６３で示す。）との比較を行い、マイクロコンピュータ１０から設定された放電電力データの上限値（図７−符号６１で示す。）と放電電力データの下限値（図７−符号６２で示す。）の正常放電判定幅の中に実際の放電電力データが入っていないとき（図７−符号６３で示す。）、電圧比較良否判定器８はマイクロコンピュータ１０に対して不良放電信号（図７−符号５６で示す。）を送信してボンディング動作を実行しないように制御する。
【００３７】
次に本実施の形態の効果について説明する。
第４の実施の形態では、実際の放電電力データを計測することにより、放電電流データのみまたは放電電圧データのみの計測では明確とならない放電過程を観測し形成したボールの良否判定を行うことができる。
判定の手段としては、放電時の電流波形、電圧波形、電力波形の全体を基準データと比較する他に、放電過程のデータの一部、例えば、それぞれの波形の立ち上がりの遅れ時間または変化の傾きまたは最大値等を基準データと比較するとしてもよい。
【００３８】
（発明の効果）
第１の効果は、品質の安定した製品のみが製造できることである。
その理由は、ボール形成時の放電過程を計測することにより、安定した品質のボールのみをボンディングするためである。
第２の効果は、ボンディング装置起因の不着の発生を低減させる事ができることである。
その理由は、安定した品質のボールのみをボンディングすることによりボール起因の不着が低減できるためである。
第３の効果は、装置の稼働率を向上できることである。
その理由は、不良のボールが形成された場合には、自動で捨てボンディングすることにより装置を一時停止させて作業者が正常なボールを形成する工程を不要にできるためである。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、ワイヤの先端に放電しボールを形成してボンディングを実施するバンプボンダ装置に適用できる。また、本発明は、ワイヤの先端に放電しボールを形成して第１ボンディングを実施し、そのまま第２ボンディング位置までワイヤを接続するワイヤボンディング装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のボンダ用ボール形成方法を適用したボンダ用ボール形成装置の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】図１に示したボンダ用ボール形成装置における放電データを示す図である。
【図３】本発明のボンダ用ボール形成方法を適用したボンダ用ボール形成装置の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】図３に示したボンダ用ボール形成装置における放電データを示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。
【図６】図５に示したボンダ用ボール形成装置における放電データを示す図である。
【図７】図７は、本発明のボンダ用ボール形成装置の第４の実施の形態における放電データを示す図である。
【図８】従来のボール形成方法を適用したボール形成装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    直流高電圧電源
２    定電流開閉器
３    放電安定器
４    放電電流検出器
５    放電電圧分割検出器
８    電圧比較良否判定器
９    比較データ設定器
１０   マイクロコンピュータ
１１    電流設定器
１５、３６    クランパ
１６、３８    キャピラリ
１７、３７    ワイヤ
１８、３５    放電電極
３１    直流高電圧電源
３２    定電流開閉器
３３    放電安定器
３４    タイマ同期
３９    放電安定器
４０    電流値設定信号発生器
４１    放電電圧分割検出器
４２    放電電流検出器
４３    掛け算器
４４    積分器
４５    電圧比較器
４６    比較レベル設定器
４７    タイマリセット信号発生器
４８    マイクロコンピュータ（演算回路）
４９    キーボード実行スイッチ
５０    放電開始トリガ
５１    基準放電電流データ
５２    放電電流上限データ
５３    放電電流下限データ
５４    放電電圧データ
５５    放電電流データ
５６    良否判定信号
５７    基準放電電圧データ
５８    放電電圧上限データ
５９    放電電圧下限データ
６０    基準放電電力データ
６１    放電電力上限データ
６２    放電電力下限データ
６３    放電電力データ
【図１】
2005268304.tif 000003
【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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