(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のボンディング点個々のボンディングレベルを設定するワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法において、
記憶部に記憶されたボンディング点の座標に基づいてキャピラリをそのボンディング点に接触させ、接触時のキャピラリの位置からそのボンディング点の高さを求め、この高さをそのボンディング点のボンディングレベルとして設定する動作を、複数のボンディング点個々について行なうことを特徴とするワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法。
【請求項２】
複数のボンディング点個々のボンディングレベルを設定するワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法において、
ボンディング点を指定し、
その指定されたボンディング点の座標を求めるとともに、
求めたボンディング座標に基づいてキャピラリをそのボンディング点に接触させ、接触時のキャピラリの位置からそのボンディング点の高さを求め、この高さをそのボンディング点のボンディングレベルとして設定する動作を、ボンディング点毎に実行することを特徴とするワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法。
【請求項３】
複数のボンディング点個々のボンディングレベルを設定するワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法において、
複数のボンディング点を順次指定し、その指定された各ボンディング点の座標を全て求めた後に、
各ボンディング座標に基づいてキャピラリを各ボンディング点に順次接触させ、接触時のキャピラリの位置から各ボンディング点の高さをそれぞれ求め、この高さを各ボンディング点のボンディングレベルとして設定することを特徴とするワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤボンディング装置は、ボンディングアーム先端のキャピラリから突出したワイヤとトーチ電極との間で放電を生じさせてワイヤ先端にボールを形成し、このボールを半導体ペレットの電極上のボンディング点に接合後、ワイヤを導出させつつキャピラリをリードフレームのリード上に移動させ、このリード上のボンディング点にワイヤを接合させ、その後ワイヤを切断して、電極とリードとをワイヤにて電気的に接続するものである。
【０００３】
上述のように、ワイヤボンディング時には、ワイヤを保持したキャピラリをボンディング点（半導体ペレットの電極、リードフレームのリード）へ向けて下降させるが、このとき、キャピラリがボンディング点に勢いよく衝突して、ボンディング点やワイヤに必要以上の衝撃荷重が作用しないように、キャピラリがボンディング点に接触する際には、キャピラリの下降速度を高速度から低速度（サーチ速度）に切り換えることが行なわれている。
【０００４】
キャピラリの下降速度の切り換えはサーチレベルを設定することによりなされるが、このサーチレベルの設定のために、ボンディング点におけるボンディング面の高さ（つまりボンディングレベル）を測定し設定する必要がある。
【０００５】
従来、ボンディングレベルの設定作業は、全ての電極及びリード上のボンディング点個々のボンディング座標の設定作業が完了した後に、作業者により下記の方法で行なっていた。即ち、全てのリードの中から１つのリードを選択（指定）し、そのリード上にキャピラリを下降させて、この時のキャピラリの高さ方向位置からリードの高さを求める。そして、全てのリードはそれぞれ同一高さであるという仮定のもとで、測定したリードの高さ（ボンディングレベル）を全てのリードにおけるボンディングレベルとして設定する。尚、電極についても上記と同様の動作でボンディングレベルを設定する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特に、リードフレームのリードにあっては、製造誤差に起因して個々のリードで高さにばらつきを有することから、ボンディング精度を向上させるためには、全てのリードに対して個々のボンディングレベルを測定して設定することが望ましい。
【０００７】
しかし、上述のように、ボンディング座標の設定作業完了後に、ボンディングレベルの設定作業を行なうという手順をそのまま実行すると、ボンディング座標の設定作業時に実施した作業者によるボンディング点の指定を、ボンディングレベルの設定作業時に再び実施しなければならない。このため、ボンディング座標の設定作業及びボンディングレベルの設定作業が煩雑となり、又多大な作業時間が必要となって、両設定作業の作業性が低下してしまう。
【０００８】
本発明の課題は、上述の事情を考慮してなされたものであり、ボンディング座標及びボンディングレベルの両設定作業における作業性を向上させることができるワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、複数のボンディング点個々のボンディングレベルを設定するワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法において、記憶部に記憶されたボンディング点の座標に基づいてキャピラリをそのボンディング点に接触させ、接触時のキャピラリの位置からそのボンディング点の高さを求め、この高さをそのボンディング点のボンディングレベルとして設定する動作を、複数のボンディング点個々について行なうようにしたものである。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、複数のボンディング点個々のボンディングレベルを設定するワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法において、ボンディング点を指定し、その指定されたボンディング点の座標を求めるとともに、
【００１１】
求めたボンディング座標に基づいてキャピラリをそのボンディング点に接触させ、接触時のキャピラリの位置からそのボンディング点の高さを求め、この高さをそのボンディング点のボンディングレベルとして設定する動作を、ボンディング点毎に実行するようにしたものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、複数のボンディング点個々のボンディングレベルを設定するワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法において、複数のボンディング点を順次指定し、その指定された各ボンディング点の座標を全て求めた後に、各ボンディング座標に基づいてキャピラリを各ボンディング点に順次接触させ、接触時のキャピラリの位置から各ボンディング点の高さをそれぞれ求め、この高さを各ボンディング点のボンディングレベルとして設定するようにしたものである。
【００１３】
発明には、次の作用がある。
ボンディング点のボンディングレベルを設定するときには、ボンディング点の座標に基づいてキャピラリをそのボンディング点に接触させ、接触時のキャピラリの位置からそのボンディング点のボンディングレベルを求め、この高さをそのボンディング点のボンディングレベルとして設定するので、ボンディングレベルを設定するために、ボンディング点を作業者があらためて指定する必要がない。従って、ボンディング座標及びボンディングレベルを設定するために、ボンディング点を指定する作業が 1回で足り、この結果、ボンディング座標及びボンディングレベルの設定作業の簡素化及び迅速化を図ることができ、その作業性を向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
(A) 第１の実施の形態
図１は、本発明に係るワイヤボンディング装置のボンディング点ティーチング方法の第１の実施の形態が適用されたワイヤボンディング装置を示す構成図である。図２は、半導体ペレット等を示す平面図である。
【００１５】
図１に示すワイヤボンディング装置１０は、前工程にて半導体ペレット８がマウントされたリードフレーム９のリード７（図２）上のボンディング点と、上記半導体ペレット８の電極６（図２）上のボンディング点とを、ワイヤ１１により電気的に接続するものである。
【００１６】
このワイヤボンディング装置１０は、不図示のフレーム送り機構を用いてリードフレーム９を搬送案内する一対のガイドレール１２を有し、このガイドレール１２の側方に、ガイドレール１２によるリードフレーム９の搬送方向及びこれに直交する方向に移動自在なＸＹテーブル１３が配置され、このＸＹテーブル１３にボンディングヘッド１４が搭載されている。
【００１７】
ボンディングヘッド１４は、そのヘッドフレーム１４Ａに、ワイヤ１１を挿通するキャピラリ１５を先端部に装着したボンディングアーム１６と、トーチ電極１８とを支持して構成される。このボンディングアーム１６は、不図示のアーム駆動機構により上下方向に揺動させられる。また、トーチ電極１８は、放電時に不図示のトーチ駆動機構により、その先端部がキャピラリ１５の直下に位置させられるようになっている。
【００１８】
また、一対のガイドレール１２間には、キャピラリ１５の直下のボンディング位置にヒータブロック１７が設置される。このヒータブロック１７により、ガイドレール１２に案内されてボンディング位置に至った半導体ペレット８及びリードフレーム９が加熱され、後述の第１及び第２ボンディングが高温状態下でなされる。
【００１９】
ワイヤボンディング装置１０は、キャピラリ１５先端から突出したワイヤ１１と、トーチ電極１８との間で放電を生じさせて、ワイヤ１１先端にボール１９を形成し、ボンディングアーム１６を下方へ回動して、ボール１９を半導体ペレット８の電極６上のボンディング点に接合（第１ボンディング）させ、その後、ボンディングアーム１６を上方へ回動して、ワイヤ１１を導出させつつキャピラリ１５をリードフレーム８のリード７上に移動させ、再びボンディングアーム１６を下方へ回動して、リード７上のボンディング点にワイヤ１１を接合（第２ボンディング）する。その後、ボンディングアーム１６が上方へ回動されることで、キャピラリ１５がワイヤ１１を導出させつつ上昇し、この上昇途中にワイヤクランプ装置（不図示）が所定のタイミングでワイヤ１１を把持することにより、ワイヤ１１をリード７に対する接合部付近で切断し、キャピラリ１５の先端に所定のテール長のワイヤ１１を突出形成する。このようにして、ワイヤボンディング装置１０は、図２に示すように、半導体ペレット８の電極６とリードフレーム９のリード７とをワイヤ１１にて電気的に接続する。
【００２０】
また、ボンディングヘッド１４のヘッドフレーム１４Ａにはカメラ２０が固定支持される。このカメラ２０は、キャピラリ１５の上方に位置されて、半導体ペレット８やリードフレーム９を撮像可能とし、電極６やリード７の位置ずれの検出や、電極６やリード７上で指定されるボンディング点の作業設定に用いられる。カメラ２０で撮像された画像は画像処理装置２１へ出力される。
【００２１】
画像処理装置２１は、カメラ２０の取り込んだ画像の画像処理を行なう。そして、この処理画像は、モニタ２２に表示されるとともに、不図示の画像メモリに記憶される。また、この画像処理装置２１では、画像メモリ内の記憶データと予め基準画像メモリ（不図示）に設定されている基準画像データとに基づき、公知のパターンマッチング手法等にて半導体ペレット８やリードフレーム９の位置ずれを検出する。
【００２２】
制御装置２３は、ボンディング作動時には、ＸＹテーブル１３、ボンディングアーム１６及び画像処理装置２１を制御する。つまり、制御装置２３は、ＸＹテーブル１３を制御してカメラ２０を移動させ、また、画像処理装置２１を制御して、半導体ペレット８やリードフレーム９の位置ずれを検出させ、更に、ＸＹテーブル１３及びボンディングアーム１６を制御して、キャピラリ１５により、対となるボンディング点、つまり電極６とリード７とをワイヤボンディングさせる。
【００２３】
制御装置２３には、更に操作部２４、ボンディング座標記憶部２５及びボンディングレベル記憶部２６が接続されている。
【００２４】
操作部２４は、作業者により操作されるものであり、制御装置２３によりキャピラリ１５を動作させて、ワイヤボンディング装置１０を、半導体ペレット８の電極６とリードフレーム９のリード７とをワイヤボンディングさせるための運転モードに切り換える運転モード信号を制御装置２３へ出力したり、ワイヤボンディング装置１０を後述のボンディング座標／ボンディングレベルの設定モードに切り換える設定モード信号を制御装置２３へ出力したり、ＸＹテーブル１３を手動操作させたり、ボンディング座標記憶部２５にボンディング座標を記憶させるための記憶信号を制御装置２３に出力する。
【００２５】
ボンディング座標記憶部２５は、ボンディング座標を記憶するものである。つまり、ボンディング座標記憶部２５は、作業者により、半導体ペレット８の電極６やリードフレーム９のリード７上にボンディング点が、操作部２４を用いて指定されたとき、この操作部２４を介しての制御装置２３からの記憶信号により、そのボンディング点の座標をボンディング座標として記憶する。
【００２６】
ボンディングレベル記憶部２６は、ボンディング点の高さを、ボンディングレベルとして記憶するものである。このボンディング点の高さは、制御装置２３によりキャピラリ１５が下降されて、このキャピラリ１５がボンディング点に接触したときのキャピラリ１５の高さ方向の位置として測定される。更に具体的には、キャピラリ１５がボンディング点に接触したことが、公知のボンディング点接触検出技術により検出されたとき、その時点でのキャピラリ１５の高さ方向の位置を、キャピラリ１５を保持するボンディングアーム１６の揺動軸に設置されたエンコーダの出力値から検出することによって、上述のボンディング点の高さ（ボンディングレベル）が測定される。
【００２７】
制御装置２３は、操作部２４によりワイヤボンディング装置１０がボンディング座標／ボンディングレベルの設定モードに切り換えられたとき、後述の如く、ボンディング座標記憶部２５にボンディング座標を記憶させ、キャピラリ１５を動作させてボンディングレベルを測定し、このボンディングレベルをボンディングレベル記憶部２６に記憶させ、更に、ボンディングレベルに基づきキャピラリ１５の下降速度を高速度から低速度に切り換えるサーチレベルを算出して、不図示の記憶装置に記憶させる。
【００２８】
次に、ボンディング座標とボンディングレベルの設定作業の手順を説明する。
▲１▼まず、作業者は、ワイヤボンディング装置１０の操作部２４を操作して、ワイヤボンディング装置１０をボンディング座標／ボンディングレベルの設定モードに切り換える。
【００２９】
▲２▼次に、作業者は操作部２４を用いてワイヤボンディング装置１０を手動操作して、電極６及びリード７上にボンディング点を指定する。例えば、ボンディング点が図２に示すリードフレーム９のリード７である場合、作業者は、モニタ２２の表示を見ながらＸＹテーブル１３を駆動させて、所定のリード７上にカメラ２０の視野を移動させ、この視野中心に表示された合せマークをリード７上の所定の位置に合わせることでボンディング点（つまりボンディングさせようとする点）を指定する。
【００３０】
▲３▼この指定後に、作業者が操作部２４を操作して、操作部２４から制御装置２３へ記憶信号が出力されると、制御装置２３は、リード７上で合せマークにより指定されたボンディング点の座標をカメラ２０の位置に基づいて算出（測定）し、この座標をボンディング座標としてボンディング座標記憶部２５に記憶させる。
【００３１】
▲４▼このボンディング座標の設定作業と相前後して、制御装置２３は、▲３▼で算出したボンディング座標に基づいてキャピラリ１５を動作させ、このキャピラリ１５をリード７上に接触させて、このときのキャピラリ１５の高さ方向位置からボンディング点の高さを測定し、この高さをボンディングレベルとしてボンディングレベル記憶部２６に記憶させる。
【００３２】
▲５▼更に、制御装置２３は、上述のようにして測定されたボンディングレベルに基づき、ボンディング作動時にキャピラリ１５がリード７へ向い下降するときの下降速度の切り換え位置（サーチレベル）を算出し、不図示の記憶装置に記憶させる。
【００３３】
▲６▼制御装置２３は、ボンディングレベルの測定後、リード７に接触したキャピラリ１５を所定高さ（待機位置）まで上昇させる。
【００３４】
▲７▼次に、作業者は、操作部２４を操作してＸＹテーブル１３を駆動させ、カメラ２０の視野を次のリード７へ移動させて、上記▲２▼の手順を実施し、制御装置２３に上記▲３▼〜▲６▼の動作を実行させる。
【００３５】
▲８▼上記▲２▼〜▲６▼の手順を、全ての半導体ペレット８の電極６及びリードフレーム９のリード７上のボンディング点に対し、ボンディング点毎に実行して、全てのボンディング点についてボンディング座標、ボンディングレベル及びサーチレベルの設定作業を実行する。
【００３６】
従って、上記第１の実施の形態によれば、次の効果を奏する。
作業者がカメラ２０の視野を移動させて、半導体ペレット８の電極６、又はリードフレーム９のリード７上にボンディング点を指定した後に、制御装置２３が、上記ボンディング点の座標（ボンディング座標）を算出してボンディング座標記憶部２５に記憶させるとともに、このボンディング点上にキャピラリ１５を下降させて当該ボンディング点の高さ（ボンディングレベル）を測定しボンディングレベル記憶部２６に記憶させることから、両設定作業のために作業者がボンディング点を指定する作業が、各ボンディング点について 1回で足りる。この結果、ボンディング座標及びボンディングレベルの設定作業を簡素化できるとともに迅速化でき、その作業性を向上させることができる。
【００３７】
(B) 第２の実施の形態
ワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法の第２の実施の形態は、ボンディングレベルを測定するタイミングが、前記第１の実施の形態と異なる。この第２の実施の形態においても、図１及び図２を参照し、第１の実施の形態と同一符号を用いて説明する。
【００３８】
以下、この第２の実施の形態におけるボンディング座標とボンディングレベルとの設定作業の手順を説明する。
(1) 前記第１の実施の形態の▲１▼〜▲３▼の手順を実行する。
【００３９】
(2) 上記(1) の手順を全ての半導体ペレット８の電極６、及びリードフレーム９のリード７上に指定したボンディング点について実行して、ボンディング座標記憶部２５に全てのボンディング点のボンディング座標を記憶させる。
【００４０】
(3) その後、制御装置２３は、このボンディング座標に基づき、ＸＹテーブル１３を駆動させて任意の一のボンディング点上にキャピラリ１５を接触させ、前記▲４▼の手順と同様にして、各ボンディング点の高さを測定し、この高さをボンディングレベルとしてボンディングレベル記憶部２６に記憶させる。
【００４１】
(4) 制御装置２３は、更に、上記(3) の任意の一のボンディング点において測定されたボンディングレベルに基づき、前記▲５▼と同様にしてサーチレベルを算出し、不図示の記憶装置に記憶させる。
【００４２】
(5) 上記(3) 及び(4) を、ボンディング座標記憶部２５に記憶された全てのボンディング座標に対してまとめて実行し、全てのボンディング点についてボンディングレベルの設定作業とサーチレベルの設定作業とを実行する。
【００４３】
従って、上記第２の実施の形態によれば、次の効果を奏する。
作業者が半導体ペレット８の電極６、及びリードフレーム９のリード７上にボンディング点を指定した後に、制御装置２３がボンディング座標をボンディング座標記憶部２５に記憶させ、制御装置２３が全てのボンディング点についてのボンディング座標の算出を実行した後に、制御装置２３がこのボンディング座標に基づきキャピラリ１５を動作させて各ボンディング点についてボンディングレベルをボンディングレベル記憶部２６に記憶させるので、ボンディングレベルの設定作業のためにボンディング点をあらためて指定する必要がない。従って、この場合も、ボンディング座標及びボンディングレベルのティーチングのために、ボンディング点を指定する作業が 1回で足り、この結果、ボンディング座標及びボンディングレベルの設定作業を簡素化できるとともに迅速化でき、その作業性を向上させることができる。
【００４４】
尚、上記両実施の形態において、半導体ペレット８の電極６について高さのばらつきが極めて少ない場合には、全ての電極６についてボンディングレベルを測定しボンディング座標記憶部２５に記憶させる必要はなく、代表的な 1つの電極６についてのみボンディングレベルを測定し、このボンディングレベルを全ての電極６のボンディングレベルとして記憶させれば良い。
【００４５】
また、両実施の形態では、ボンディング座標の設定作業の際に、リードフレーム９のリード７上のボンディング点のボンディング座標を、半導体ペレット８の電極６上のボンディング点のボンディング座標よりも先に設定するものを述べたが、半導体ペレット８の電極６上のボンディング点のボンディング座標をリードフレーム９のリード７上のボンディング点のボンディング座標よりも先に設定してもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法によれば、ボンディング座標及びボンディングレベルの両設定作業における作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明に係るワイヤボンディング装置のボンディングレベル設定方法の第１の実施の形態が適用されたワイヤボンディング装置を示す構成図である。
【図２】図２は、半導体ペレット等を示す平面図である。
【符号の説明】
６  半導体ペレットの電極（ボンディング点）
７  リードフレームのリード（ボンディング点）
１０  ワイヤボンディング装置
１１  ワイヤ
１５  キャピラリ
２３  制御装置
２４  操作部
２５  ボンディング座標記憶部
２６  ボンディングレベル記憶部
【図１】
0003817021.tif 000002
【図２】
0003817021.tif 000003