(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ方向とＹ方向とに動くＸＹテーブルに、先端部にキャピラリィを備え上下方向に駆動するボンディングアームと、ボンディング位置を認識する認識レンズとを備えるとともに、予め前記認識レンズと前記キャピラリィとの位置関係が設定され、半導体チップに対してワイヤボンディングを施すワイヤボンディング装置において、前記ボンディングアームと前記認識レンズとにそれぞれ温度センサを設け、かつ前記各温度センサが検知した温度の差を計測する温度差計測回路と、前記温度差計測回路により計測された温度差を予めデータ化している温度差データに当てはめて補正距離を導く補正回路とを設け、前記補正回路から出力された補正距離により予め設定された認識レンズとキャピラリィとの位置関係を補正して前記ＸＹテーブルをその位置に移動させるように構成したことを特徴とするワイヤボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はワイヤボンディング装置、詳しくは、キャピラリィを駆動させるボンディングアーム、認識レンズに温度センサを設け、この温度センサの検知出力に基づき熱膨張による位置の変化を制御するワイヤボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ワイヤボンディング装置においては、周知のように、ヒータプレート上にリードフレームとチップ等を載置して加熱し、ボンディングアームのキャピラリィをリニアモータ等により上下（Ｚ軸方向）に駆動してワイヤボンディングを行う。その際、ボンディングの位置を認識レンズにて記憶してボンディングを行う。すなわち、認識レンズとキャピラリィとの位置関係（ＣＴＤ距離）を設定して、認識レンズにてボンディング位置を覚え込ませ、キャピラリィにてボンディングを行う。
【０００３】
ところが、上述したワイヤボンディング装置にあっては、認識レンズとキャピラリィとの位置（ＣＴＤ距離）を予め設定するために、ボンディング中に、ヒータユニットやボンディングアーム駆動の為のリニアモータの加熱により、ボンディングアーム、認識レンズが熱膨張をおこし、予め設定した認識レンズとキャピラリィとの位置がずれを起こす。よってボンディング位置にもずれが起こってしまう。
【０００４】
そこで、従来のワイヤボンディング装置にあっては、図１に示す様な超音波ホーン１とヒータユニット４の間にエアーを吹き付けるブローパイプ１１を取り付けることや、遮熱板を設け、熱膨張を抑えることが行われている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−４１１８号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平６−３７１５５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のワイヤボンディング装置にあっては、エアーブローパイプへ供給するエアーの使用流量が多くなり装置コストが高くなる、又、エアーブローパイプへ供給するエアーの温度制御が複雑になり、完全には熱膨張による変化を抑えきれず、上述した不都合を完全に解消することが困難であった。
この発明は、上記事情に鑑みてされたもので、ボンディングの際のキャピラリィ、認識レンズとのズレを検出し補正できるワイヤボンディング装置を提供し、温度変化による位置ズレ等の不具合を解消することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、
Ｘ方向とＹ方向とに動くＸＹテーブルに、先端部にキャピラリィを備え上下方向に駆動するボンディングアームと、ボンディング位置を認識する認識レンズとを備えるとともに、予め前記認識レンズと前記キャピラリィとの位置関係が設定され、半導体チップに対してワイヤボンディングを施すワイヤボンディング装置において、前記ボンディングアームと前記認識レンズとにそれぞれ温度センサを設け、かつ前記各温度センサが検知した温度の差を計測する温度差計測回路と、前記温度差計測回路により計測された温度差を予めデータ化している温度差データに当てはめて補正距離を導く補正回路とを設け、前記補正回路から出力された補正距離により予め設定された認識レンズとキャピラリィとの位置関係を補正して前記ＸＹテーブルをその位置に移動させるように構成した。
【０００９】
この発明にかかるワイヤボンディング装置は、ヒータユニット等の加熱により、ボンディングアーム、認識レンズが加熱され、熱膨張をおこす。このときの温度上昇を前記ボンディングアーム、前記認識レンズに取り付けた温度センサによって検出される。予め、機械に設定されているＣＴＤ距離が前記ボンディングアーム、前記認識レンズの熱膨張によって変化する。そのとき前記温度センサによって検出された値からＣＴＤ距離を補正する。この際、機械に応じて温度上昇と熱膨張との関係を予め計測しておく必要がある。このために実際の前記キャピラリィと前記認識レンズとの距離とＣＴＤ距離のデータのズレを無くすことができ、熱膨張による位置ズレ等の不具合を解消できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図２は、この発明の実施の形態にかかるワイヤボンディング装置を示し、ボンディングアーム、認識レンズ両方に温度センサを設けた状態の正面図である。
【００１１】
図２において、１２はボンディングヘッド、１０は認識レンズ，２０はヒータユニットを示し、ボンディングヘッド１２、認識レンズ１０は、図示しないＸＹテーブル上に、ヒータユニット２０は、図示しないＺテーブル上に搭載される。ボンディングヘッド１２は、支軸１４に揺動自在にボンディングアーム１３を支持し、このボンディングアーム１３の一端に超音波ホーン１を介してキャピラリィ８が取り付けられ、またボンディングアーム１３の他端がリニアモータ１５に連結する。リニアモータ１５は、ボンディングアーム１３を支軸１４周りに揺動駆動してキャピラリィ８を上下（Ｚ軸方向）に駆動する。
【００１２】
ヒータユニット２０は、ヒータブロック４上にヒータプレート２１を取り付けてなり、ヒータブロック４が図示しない取付台上にボルト等で固定される。ヒータプレート２１上面には、図示しない走行駆動機構により走行駆動されるリードフレーム２が載置され、また、ＩＣチップ（半導体チップ）３が図示しないロボットにより載置される。
【００１３】
図２ではボンディングアーム１３、認識レンズ１０に温度センサ３０が取付られている。温度センサ３０は、熱電対等が用いられ、ボンディングアーム１３と認識レンズ１０との温度を検知する。温度差計測回路２３によって検知した温度の差を計測する。そしてヒータユニット２０の加熱やリニアモータ１５の駆動による発熱等により温度差が生じ、その温度差から予めデータ化してある温度差２３データーから補正距離２５を導き、予め設定してある認識レンズ１０の中心とキャピラリィ８の中心までの距離であるＣＴＤ距離をこの補正距離２５の値で補正したＣＴＤ距離２６だけＸＹテーブルを移動させてボンディングを行う。
【００１４】
この実施の形態にあたっては、ヒータプレート２１上にＩＣチップ３と、リードフレーム２を載置して図示しないカートリッジヒータにより加熱し、ＩＣチップ３もしくは、リードフレーム２上のボンディング目標位置を認識レンズ１０にて装置に記憶させ、予め設定されているＣＴＤ距離（認識レンズ１０の中心からキャピラリィ８の中心までの距離）を移動してボンディングを行う。そしてＣＴＤ距離２６がボンディングヘッド１２、認識レンズ１０の熱膨張の影響で変化した場合、その変化量がボンディング時の位置精度に影響してくるので、上記のような構成を採用した。
【００１５】
【発明の効果】
本発明を実施することにより、ボンディングアーム１３と認識レンズ１０と両方の温度を監視して温度に応じてＣＴＤ距離２６を補正し、実際の前記キャピラリィ８と前記認識レンズ１０との距離とＣＴＤ距離２６のデータのズレを無くすことができ、熱膨張による位置ズレ等の不具合を解消でき、ボンディング位置精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のワイヤボンディング装置の構成を示す斜視図である。
【図２】本発明のボンディングアーム、認識レンズ両方に温度センサを設けた場合の正面図である。
【符号の説明】
１ 超音波ホーン
２ リードフレーム（回路基板）
３ ＩＣチップ（半導体チップ）
４ ヒーターブロック
５ 金線（金ワイヤー）
８ キャピラリィ
１０ 認識レンズ
１１ ブローパイプ
１２ ボンディングヘッド
１３ ボンディングアーム
１４ 支軸
１５ リニアモータ
２０ ヒーターユニット
２１ ヒータープレート
２３ 温度差計測回路
２５ 補正回路
２６ ＣＴＤ距離
３０ 温度センサ
【図１】
0004401655.tif 000002
【図２】
0004401655.tif 000003