(57)【要約】【課題】  着地センサの動作状態を事前に確認する。【解決手段】  内部の荷重データを変更してボイスコイルモータに供給される電流を可変しボイスコイルモータの可動部を後退させ（ＳＢ３）、コイルスプリングで付勢されたツールホルダを保持部に対して上昇する（ＳＢ４）。この状態で着地センサからの入力を確認し、ツール着地状態を判断する（ＳＢ５）。着地センサからツール非着地状態であることを示す信号が入力され、ツールホルダの上動が検出されない場合には、何らかの異常が発生しているため、アラームを鳴動し（ＳＢ２）、モータ軸のアクセス権を解放してエラー処理を行う。着地センサからツールの着地を示す信号が入力され、ツールホルダの上動が検出された場合には、着地センサが正常に作動しているため、荷重データを戻してボイスコイルモータによる荷重減衰力を標準値に戻す（ＳＢ６）。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ツールホルダが上下動自在に保持されたボンディングヘッドを下降する際に、前記ツールホルダの上動を検出して該ツールホルダに設けられたツールの着地を検出する着地センサと、前記ツールの着地を検出した際に、前記ツールホルダに加えられた荷重を減少させる方向へ向けた推力を外部入力に応じて発生する荷重制御部とを備えた異常検出装置において、
前記荷重制御部で前記推力を発生させて前記ツールホルダを上動させるツールホルダ上動手段と、
該ツールホルダ上動手段で前記ツールホルダを上動させた際に前記着地センサにて前記ツールホルダの上動が検出されたか否かを判断し、該ツールホルダの上動が検出されない場合に異常と判断する異常判断手段と、
を備えたことを特徴とする異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディングツールの着地検出を行う着地センサの状態を検出する異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図６に示すように、チップをリードフレームにボンディングする装置としてダイボンダ１０１が知られている。
【０００３】
このダイボンダ１０１のボンディングヘッド１０２のヘッド先端部１０３には、筒状の保持部１０４が設けられており、該保持部１０４には、ツールホルダ１０５が上下移動自在に保持されている。該ツールホルダ１０５には、ツール１０６が取り付けられており、該ツール１０６の先端にチップを吸着して保持できるように構成されている。
【０００４】
前記保持部１０４と前記ツールホルダ１０５との間には、コイルスプリング１０７が設けられており、前記ツールホルダ１０５を上方へ付勢することで、当該ツールホルダ１０５の自重を相殺できるように構成されている。
【０００５】
前記ボンディングヘッド１０２のヘッド先端部１０３には、荷重アーム１１１が支点１１２を中心に回動自在に軸支されており、該荷重アーム１１１の支点１１２から前記ツールホルダ１０５側へ延出した第１延出部１１３の先端は、前記ツールホルダ１０５の上端部に当接するように構成されている。また、前記荷重アーム１１１の支点１１２から第１延出部１１３と逆側に延出した第２延出部１１４には、荷重用コイルスプリング１１５が設けられており、当該第２延出部１１４は、上方へ向けて付勢されている。これにより、前記荷重用コイルスプリング１１５からのバネ力で前記ツールホルダ１０５を下方へ付勢し、前記ツール１０６で吸着されるチップに荷重を加えられるように構成されている。
【０００６】
そして、前記荷重アーム１１１の前記支点１１２から斜め上方に延出した第３延出部１２１には、前記ヘッド先端部１０３に設けられたボイスコイルモータ１２２の可動部１２３が接続されており、該ボイスコイルモータ１２２を作動して前記可動部１２３を後退させることで、前記荷重用コイルスプリング１１５からのバネ力を前記ボイスコイルモータ１２２の推進力分小さくして、前記ツール１０６に加わる荷重を減少できるように構成されている。
【０００７】
前記ヘッド先端部１０３には、ツール着地センサ１３１が設けられている。このツール着地センサ１３１は、該ツール着地センサ１３１から前記第３延出部１２１までのセンサギャップ１３２を検出する変位センサからなり、前記ツール１０６が着地した際に生じる前記センサギャップ１３２の変化を検出して、ツール１０６の着地を検出できるように構成されている。
【０００８】
図７は、このダイボンダ１０１の動作を示すフローチャートであり、先ずボンディングヘッド１０２を駆動する図外のモータ軸のアクセス権を取得し（ＳＺ１）、各部が所定位置に配置されたか否かのインターロック確認を行う（ＳＺ２）。この確認ができない場合には、何らかの不具合が発生しているため、アクセス権を解放して（ＳＺ８）、この処理を終了する。
【０００９】
また、インターロック確認が行えた場合には、図外のＹ−Ｚ軸モータを駆動してボンディングヘッド１０２をチップのピックアップ位置の上方に移動し（ＳＺ３）、図外のＺ軸モータの駆動を開始してツール１０６を下降する（ＳＺ４）。このとき、前記ツール着地センサ１３１によるツール１０６が着地したか否かの検出を開始し（ＳＺ５）、ツール１０６が着地するまでボンディングヘッド１０２を下降する。
【００１０】
前記ツール１０６が着地した際には、前記Ｚ軸モータを停止し（ＳＺ６）、このツール１０６でチップをピックアップしてから、Ｙ−Ｚ軸モータを駆動してボンディングヘッド１０２をホームポジションへ移動した後（ＳＺ７）、各モータのアクセス権を解放して（ＳＺ８）、この処理を終了する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、このようなダイボンダ１０１において、ツール着地センサ１３１による検出回路が断線したり、ツール着地センサ１３１の取付位置にズレが生じたり、ツール着地センサ１３１による感度調整不良が生じた場合には、ツール１０６がチップに着地したことを検出することができ無くなる。
【００１２】
すると、前記ツール着地センサ１３１の情報を利用した動作実行時に、チップにダメージを与える恐れがあった。
【００１３】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、着地センサの動作状態を事前に確認することができる異常検出装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記課題を解決するために本発明の異常検出装置にあっては、ツールホルダが上下動自在に保持されたボンディングヘッドを下降する際に、前記ツールホルダの上動を検出して該ツールホルダに設けられたツールの着地を検出する着地センサと、前記ツールの着地を検出した際に、前記ツールホルダに加えられた荷重を減少させる方向へ向けた推力を外部入力に応じて発生する荷重制御部とを備えた異常検出装置において、前記荷重制御部で前記推力を発生させて前記ツールホルダを上動させるツールホルダ上動手段と、該ツールホルダ上動手段で前記ツールホルダを上動させた際に前記着地センサにて前記ツールホルダの上動が検出されたか否かを判断し、該ツールホルダの上動が検出されない場合に異常と判断する異常判断手段と、を備えている。
【００１５】
すなわち、例えばボンディングを開始する前工程において、荷重制御部にて荷重方向と逆向きの推力を発生させて、ボンディングヘッドに保持されたツールホルダを上動させる。このとき、前記ツールホルダの上動を検出してツールの着地を検出する着地センサにおいて、前記ツールホルダの上動が検出されたか否かを判断し、該ツールホルダの上動を検出できない場合には異常と判断される。
【００１６】
このように、荷重方向と逆向きの推力を発生させる荷重制御部を作動することで、仮想的にツールが着地した状態が形成される。そして、この仮想着地状態において、前記着地センサによる検出状態の検査が行われる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明の異常検出装置にあっては、荷重方向と逆向きの推力を発生させる荷重制御部を作動して仮想的にツールが着地した状態を形成するとともに、この仮想着地状態において、前記着地センサによる検出状態の検査を行うことができる。
【００１８】
このため、前記着地センサによる検出回路が断線したり、着地センサの取付位置にズレが生じたり、着地センサによる感度調整不良が生じた場合であっても、ボンディングを開始する前に、これらの異常を検出することができる。
【００１９】
したがって、前述した異常のままボンディングを開始してしまう場合と比較して、ツールでピックアップされるチップに大きな荷重を加えダメージを与えてしまうといった不具合を未然に防止することができる。これにより、異常を検出できずダメージを受けたチップをボンディングする恐れのあった従来と比較して、不良品の回収作業などの不要な工数の発生を回避することができる。
【００２０】
そして、前記異常を自動検出することができるため、異常の発見に注意を払うなどの作業者の負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施の形態を図に従って説明する。図１は、本実施の形態にかかる異常検出装置を備えたダイボンダ１を示す図であり、該ダイボンダ１は、ウエハリングで支持されたチップをリードフレーム上に移送してボンディングする装置である。
【００２２】
このダイボンダ１は、前記チップを移送するボンディングヘッド１１を備えており、該ボンディングヘッド１１は、Ｘ軸方向へ駆動するＸ軸駆動部１２と、Ｙ軸方向へ駆動するＹ軸駆動部１３と、Ｚ軸方向へ駆動するＺ軸駆動部１４とを介して支持されている。これにより、前記各駆動部１２〜１４で駆動することによって、前記ボンディングヘッド１１を、前記チップのピックアップポイントと前記リードフレームに設定されたボンディングポイントとの間で移動できるように構成されている。
【００２３】
前記ボンディングヘッド１１のヘッド先端部２１には、図２に示すように、支持ブロック２２が設けられており、該支持ブロック２２の先端には、円筒状の保持部２３が設けられている。該保持部２３には、円筒状のツールホルダ２４が上下動自在に保持されており、該ツールホルダ２４の下端部には、チップを保持するツール２５が交換可能に取り付けられている。このツール２５には、下端に開口するバキューム穴が設けられており、該バキューム穴に供給された負圧によってチップを吸着できるように構成されている。
【００２４】
前記ツールホルダ２４の上端部には、側方に延出する延出部３１が設けられており、前記保持部２３の上端部には、この延出部３１に対向する対向部３２が設けられている。前記延出部３１及び前記対向部３２には、例えば座繰り穴が対向して設けられており、両座繰り穴には、コイルスプリング３３が収容が収容されている。これにより、前記ツールホルダ２４は、前記保持部２３に対して上動する方向へ付勢されており、前記コイルスプリング３３による付勢力は、前記ツール２５付きのツールホルダ２４の自重を打ち消すとともに当該ツールホルダ２４を上動させる大きさに設定されている。
【００２５】
前記保持部２３の前記対向部３２には、ブラケット４１を介して着地センサ４２が取り付けられており、前記ツールホルダ２４の前記延出部３１には、前記着地センサ４２と対向する対向板４３が設けられている。前記着地センサ４１は、当該着地センサ４１から前記対向板４３までのセンサギャップ４４を検出する変位センサからなり、前記センサギャップ４４を電気信号に変換するとともにハーネス４５を介して制御装置４６へ出力するように構成されている。これにより、チップをピックアップする為に前記ボンディングヘッド１１を下降し、前記ツール２５が着地することで前記ツールホルダ２４が前記保持部２３に対して上動した際には、前記着地センサ４２が前記センサギャップ４４の変化を検出することで、前記ツール２５が着地したことを検出できるように構成されている。
【００２６】
前記ヘッド先端部２１には、荷重アーム５１が支点５２を中心に回動自在に軸支されており、該荷重アーム５１の支点５２から前記ツールホルダ２４側へ延出した第１延出部５３先端のローラ５４は、前記ツールホルダ２４の上端面に当接するように構成されている。また、前記荷重アーム５１の支点５２から前記第１延出部５３と逆側に延出した第２延出部５５には、荷重用コイルスプリング５６の下端が係止されており、該荷重用コイルスプリング５６の上端は、前記ヘッド先端部２１に係止されている。これにより、前記第２延出部５５は上方へ向けて付勢されており、前記荷重用コイルスプリング５６からのバネ力を前記第１延出部５３を介して前記ツールホルダ２４へ入力することで、該ツールホルダ２４を下方へ付勢して前記ツール２５に荷重を加えられるように構成されている。
【００２７】
そして、前記荷重アーム５１の前記支点５２からは、第３延出部６１が斜め上方へ向けて延出しており、該第３延出部６１には、加重制御部としてのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）６２が設けられている。該ボイスコイルモータ６２は、前記ヘッド先端部２１に固定された本体部６３と、前記第３延出部６１に固定された可動部６４とからなり、前記制御装置４６からハーネス６５を介して前記本体部６３のコイルに供給される電流の向き及び大きさに応じた推力を前記可動部６４に生じさせ、該可動部６４を前記本体部６３に対して突出させる方向及び後退させる方向へ駆動できるように構成されている。
【００２８】
これにより、前記ツール２５の着地を検出した際に前記ボイスコイルモータ６２を作動して前記可動部６４を前記本体部６３側へ後退させることで、前記ツールホルダ２４に加えられた荷重が減少する方向の推力を発生できるように構成されており、前記荷重用コイルスプリング５６からのバネ力を前記ボイスコイルモータ６２の推進力分小さくすることで、前記ツール２５に加わる荷重を制御できるように構成されている。
【００２９】
前記第３延出部６１には、ストッパピン７１が設けられており、該ストッパピン７１は、前記第３延出部６１に設けられた胴部７２と、該胴部７２の先端に設けられた大径の頭部７３とからなる。前記胴部７２は、前記ヘッド先端部２１に設けられたブラケット７４の挿通穴７５を移動自在に挿通しており、前記ブラケット７４と前記頭部７３との間に位置する前記胴部７２には、コイルスプリング７６が外嵌している。そして、前記頭部７３は、前記挿通穴７５からの抜け止めを構成しており、前記ボイスコイルモータ６２からの推力で駆動される前記第３延出部６１の移動量を規制できるように構成されている。
【００３０】
以上の構成にかかる本実施の形態の動作を制御装置４６が実行する図３のフローチャートに従って説明する。
【００３１】
すなわち、このダイボンダ１でチップをピックアップする際には、前記各駆動部１２〜１４を駆動するモータ軸のアクセス権を取得し（Ｓ１）、ボンディングヘッド１１が標準位置にあるか、チップを突き上げる突き上げヘッドが突き上げ位置にあるか、ウエハテーブルで支持されたウエハリングの対象チップがピックアップ位置にあるか等のインターロック確認を行う（Ｓ２）。このとき、このインターロック確認ができない場合には、何らかの不具合の発生が予想されるため、前記モータ軸のアクセス権を解放して（Ｓ９）、この処理を終了する一方、前記インターロック確認が行えた場合には、異常検出処理を行う（Ｓ３）。
【００３２】
この異常検出処理では、図４に示すように、現時点における着地センサ４２からの入力を確認し、ツールホルダ２４のツール２５が着地しているか否かを判断する（ＳＢ１）。このとき、前記ボンディングヘッド１１は標準位置にあり、ツール２５は、ウエハリングから離れた位置にある。このため、この時点で前記着地センサ４２から前記ツール２５の着地を示す信号が入力されている場合には、前記着地センサ４２による検出回路の断線や、前記着地センサ４２の取付位置のズレや、前記着地センサ４２による感度調整不良など、何らかの異常が発生していることが考えられる。このため、アラームを鳴動して（ＳＢ２）、前記モータ軸のアクセス権を解放するエラー処理を行う。
【００３３】
また、前記ステップＳＢ１において、前記ツール２５が着地していないことを示す信号が前記着地センサ４２から入力された場合には、内部に設定された荷重データを変更して前記ボイスコイルモータ６２に供給される電流を可変し、前記ボイスコイルモータ６２の可動部６４を本体部６３側へ後退させる方向へ駆動する（ＳＢ３）。これにより、前記荷重用コイルスプリング５６で付勢された前記荷重アーム５１は支点５２を中心に回動し、コイルスプリング３３で付勢された前記ツールホルダ２４を保持部２３に対して上昇させる（ＳＢ４）。
【００３４】
この状態において、前記着地センサ４２からの入力を確認し、ツール２５の着地状態を判断する（ＳＢ５）。このとき、前記ツールホルダ２４は、前記保持部２３に対して上動されており、前記着地センサ４１から前記対向板４３までのセンサギャップ４４が広がるように設定されている。しかしながら、前記着地センサ４２からツール２５が非着地状態であることを示す信号が入力された、すなわち前記ツールホルダ２４の上動が検出されない場合には、前記着地センサ４２による検出回路の断線や、前記着地センサ４２の取付位置のズレや、前記着地センサ４２による感度調整不良など、何らかの異常が発生していることが考えられるため、アラームを鳴動して（ＳＢ２）、前記モータ軸のアクセス権を解放するエラー処理を行う。
【００３５】
一方、前記ステップＳＢ５において、前記着地センサ４２からツール２５の着地を示す信号が入力された、すなわち前記ツールホルダ２４の上動が検出された場合には、着地センサ４２が正常に作動しており、前記ボイスコイルモータ６２から前記ツールホルダ２４までの機構部分が正常に作動していることを確認することができる。このため、前記荷重データを戻して前記ボイスコイルモータ６２による荷重減衰力を標準値に戻して（ＳＢ６）、前記ツールホルダ２５を元の位置まで下降した後（ＳＢ７）、元のルーチンへ戻る。
【００３６】
このルーチンでは、Ｙ軸駆動部１３及びＺ軸駆動部１４の各軸モータを駆動してボンディングヘッド１１をピックアップ位置の上方に移動し（Ｓ５）、前記Ｚ軸駆動部１４のモータの駆動を開始してボンディングヘッド１１の下降を開始する（Ｓ５）。このとき、前記ツール着地センサ４２によるツール２５が着地したか否かの検出を開始し（Ｓ６）、ツール２５が着地するまでボンディングヘッド１１を下降する。
【００３７】
そして、前記ツール２５がピックアップ位置にあるチップに着地した際には、前記Ｚ軸駆動部１４の軸モータを停止し（Ｓ７）、このツール２５でチップをピックアップしてから、前記Ｙ軸駆動部１３及びＺ軸駆動部１４の各軸モータを駆動してボンディングヘッド１１をピックアップ位置の上方のホームポジションへ移動した後（Ｓ８）、各駆動部１２〜１４の軸モータのアクセス権を解放して（Ｓ９）、この処理を終了する。
【００３８】
このように、ボンディングを開始する前工程において、ボイスコイルモータ６２を作動して荷重方向と逆向きの推力を発生させることにより、仮想的にツール２５が着地した状態を形成することができるとともに、この仮想着地状態において、前記着地センサ４２による検出状態の検査を行うことができる。このため、前記着地センサ４２による検出回路が断線したり、着地センサ４２の取付位置にズレが生じたり、着地センサ４２による感度調整不良が生じた場合であっても、ボンディングを開始する前に、これらの異常を検出することができる。
【００３９】
したがって、前述した異常のままボンディングを開始してしまう場合と比較して、ツール２５でピックアップされるチップに大きな荷重を加えダメージを与えてしまうといった不具合を未然に防止することができる。これにより、異常を検出できずダメージを受けたチップをボンディングする恐れのあった従来と比較して、不良品の回収作業などの不要な工数の発生を回避することができる。
【００４０】
そして、前記異常を自動検出することができるため、異常の発見に注意を払うなどの作業者の負担を軽減することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態においては、前記保持部２３に着地センサ４２を設け、ツールホルダ２４に前記着地センサ４２と対向する対向板４３を設けた場合を例に挙げて説明したが、図５に示すように、前記ヘッド先端部２１のブラケット７４に前記着地センサ４２を設け、該着地センサ４２と対向する対向板４３を荷重アーム５１の第３延出部６１に設けても、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態を示す模式図である。
【図２】同実施の形態の要部を示す模式図である。
【図３】同実施の形態の動作を示すフローチャートである。
【図４】同実施の形態の異常処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の他の実施の形態を示す模式図である。
【図６】従来のボンディングヘッドを示す模式図である。
【図７】同従来例の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１    ダイボンダ
１１    ボンディングヘッド
２４    ツールホルダ
２５    ツール
４２    着地センサ
４４    センサギャップ
４６    制御装置
６２    ボイスコイルモータ
【図１】
2005327754.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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