JP2553387B2 - ボンデイング装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は酸化し易い材料よりなるフークにワイヤボン
デイング又はダイボンデイングを行うボンデイング装置
に関する。

［従来の技術］ 以下、一例として、ワイヤボンデイングの場合につい
て説明する。酸化し易い材料、例えば銅系材料を基板
（リードフレームを含む）自体又は基板に形成されたリ
ードに用いた場合には、例えば特公昭53−9838号公報に
示すように、フークの基板を加熱するヒートブロックの
上方をカバーで覆って密封型の試料搬送路を形成し、こ
のフーク搬送路内に還元性ガス又は不活性ガス若しくは
還元性ガスと不活性ガスとの混合ガス（以下還元性ガス
という）を流し、カバーに形成されたボンデイング窓を
通してボンデイングを行ってフークの酸化防止を図って
いる。

また特開昭59−25232号公報に示すように、カバーを
覆い、かつボンデイング窓が形成された遮蔽板を、ボン
デイングツールをXY方向に駆動するXYテーブルと連動す
るように設けたものも知られている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術においては、フーク搬送路内に供給され
た還元性ガスの大部分はボンデイング窓より流出する。

ところで、基板材に施された有機系樹脂、ダイ上に付
されたバッドマーク用インク及びダイ付用接着材中の有
機成分は、ヒートブロックにより加熱されて蒸発する。
この有機成分が還元性ガスと共にボンデイング窓より吹
き出すので、ボンデイング窓の上方にあるカメラ及びボ
ンデイングツール、クランパー等の構成部品に有機成分
が付着し、カメラの汚れ及びワイヤ経路の汚れとなる。

カメラのレンズ面に有機成分が付着すると、画像認識
不良が発生する。またワイヤ経路の構成部品に有機成分
が付着すると、ワイヤがスムーズに送られなくなり、ワ
イヤループ形状不良を起し、またワイヤ切れが発生した
りする。

そこで、従来は、カメラ及びワイヤ経路の構成部品の
クリーニングを１日に１回位行い必要があった。

また還元性ガスとして、例えばN₂H₂ガスを使用した場
合には、ボンデイングに必要な大きさを有する小さなボ
ンデイング窓からフーク搬送路内の殆どのガスが吹き出
すので、ボンデイング窓付近のH₂濃度が高くなり、危険
である。

本発明の目的は、ボンデイング窓からの有機成分を含
んだガスの吹き出しを少なくし、かつH₂濃度の上昇を防
ぐことができるボンデイング装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明の手段は、表面が酸
化し易い材料よりなるワークを搬送する密閉型のワーク
搬送路と、このワーク搬送路中に配置して、前記ワーク
を加熱するヒートブロックと、前記ワーク搬送路内を還
元性ガス雰囲気にするガス供給手段と、上方より前記ワ
ーク搬送路の通じるように設けられたボンデイング窓を
通してボンデイングを施すボンデイングツールと、前記
ヒートブロックの加熱によって前記ワークより発生する
有機成分を含んだガスを前記ワーク搬送路内より排気す
るガス排気手段とを備え、前記ワークを前記ワーク搬送
路で加熱しながらボンデイング窓まで搬送し、ボンデイ
ングツールでボンデイング処理を行うボンデイング装置
において、前記ガス供給手段は、前記ワーク搬送路の入
口近傍に配置した第１のガス供給手段と、ボンデイング
を施す前記ボンデイング窓の手前近傍に配置した第２の
ガス供給手段とからなり、前記ガス排気手段は、前記ワ
ーク搬送路中の前記第１のガス供給手段と第２のガス供
給手段との間に配置したことを特徴とする。

〔作用〕

搬送路中にヒートブロックによって加熱されながら搬
送されるワークより発生する有機成分を含んだガスの殆
どは、搬送路の入口近傍の第１のガス供給手段と、ボン
デイング窓の手前近傍の第２のガス供給手段との間に配
置されたガス排気手段によって排気される。

そして、ボンデイング窓から吹き出すガスは、主に、
第２のガス供給手段から供給された還元性ガスとなる。
これにより、ボンデイング領域は、安定した還元性ガス
雰囲気とすることができ、ワークの酸化を有効に防止で
き、更にワークから発生する有機成分を含むガスによる
ボンデイングの悪影響を及ぼすことがなく、クリーニン
グ回数が激減する。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第４図により説
明する。本実施例は、第６図に示すように、リード１が
形成された基板２に複数個のダイ３（3a,3b,3c,3d,3e）
が貼付けられたフーク４において、ダイ３のパッドとリ
ード１とにワイヤを接続するワイヤボンデイング装置に
適用した場合を示す。

まず、従来例と同じ部分について説明し、次に従来公
知ではないが、本発明の特徴と関係ない構造について説
明し、最後に本発明の特徴とする構造の一実施例につい
て説明する。

まず、公知の構造について説明する。フーク４はキヤ
リア５に等間隔に位置決め載置されており、キヤリア５
の両側をガイドするガイド溝10aが形成されたハウジン
グ10内には、図示しない上下駆動手段で上下駆動される
ヒートブロック11が配設されている。前記キヤリア５は
送り爪12が挿入されてピッチ送りされる。この送り爪12
は図示しない駆動手段で上下及びＸ方向に駆動される爪
レバー13に固定されている。まだボンデイング部に位置
するフーク４の両側を前記ヒートブロック11に押付ける
フーク押え部14aを有するフーク押え板14が配設されて
おり、このフーク押え板14は図示しない駆動手段で上下
動させられる。

前記フーク押え板14に対応したハウジング10の側方に
は、ボンデイングヘッド20が配設されており、ボンデイ
ングヘッド20には一端にボンデイグツール21が固定され
たボンデイングアーム22が図示しない上下駆動手段で上
下駆動させられるように設けられている。またボンデイ
ングヘッド20にはカメラ支持アーム23が固定されてお
り、カメラ支持アーム23には前記ボンデイングツール21
よりＸ方向に一定距離オフセットされて配設されたテレ
ビカメラ24が固定されている。前記ボンデイングヘッド
20は、周知の構造のXYテーブル25上に固定されている。
XYテーブル25は、下段がＹ方向に駆動されるＹテーブル
26となっており、上段がＸ方向に駆動されるＸテーブル
27となっている。

次に従来公知ではないが、本発明の特徴と関係ない構
造について説明する。前記フーク押え板14に対応したハ
ウジング10の両側には、ローラ30,31が配設されてお
り、ローラ30、31の両側はハウジング10に固定されたロ
ーラ支持板32、33に回転自在に支承されている。ここ
で、前記ローラ30、31は、上面が前記フーク押え板14の
上面と一致又はフーク押え板14の上面よりわずかに下方
に位置するように配設されている。前記ローラ30、31に
は折曲げ可能な薄板よりなる遮蔽板34が掛けられてい
る。遮蔽板34の一端は、前記ローラ支持板33に回転自在
に支承されたローラ35を通して前記XYテーブル25のＹテ
ーブル26に固定されている。遮蔽板34の他端にはばね36
の一端が掛けられ、ばね36の他端は装置の固定部に固定
されたばね掛けピン37に掛けられている。前記遮蔽板34
にはボンデイングツール21に対応した部分に１個のダイ
３のワイヤボンデイング作業に必要な小さなボンデイン
グ窓34aが形成されている。

次に本発明の特徴とする構造の一実施例について説明
する。前記ハウジング10の上面には、前記遮蔽板34の左
側（ローダ側）及び右側（アンローダ側）にヒートブロ
ック11を覆うようにカバー50、51が固定されている。カ
バー50、51の前記遮蔽板34側には、遮蔽板34の下面がス
ライドするスライド面50a、51aが設けられ、このスライ
ド面50a、51aの先端部にはひさし部50b、51bが設けられ
ている。またカバー50、51には前記送り爪12が挿入され
る爪逃げ穴50c、51cが形成されている。カバー50には前
記爪逃げ穴50cに沿ってスライド溝50dが形成されてお
り、このスライド溝50dにはスライド板52が摺動自在に
配設されている。またスライド板52には前記送り爪12が
挿入される爪挿入穴52aが形成されており、送り爪12は
この爪挿入穴52aを通して爪逃げ穴50cに挿入されてい
る。

前記カバー50の下面には、ハウジング10とカバー50と
で形成されるフーク搬送路53の入口側及び出口側にフー
ク搬送路53に直交して溝50e、50fが形成され、この溝50
e、50fには、第１及び第２のガス供給用パイプ54、55が
配設されている。また溝50fに隣接して溝50e側にも溝50
gが形成されており、この溝50gにはガス排気用パイプ56
が配設されている。第１のガス供給用パイプ54には、真
下及び入口側方向斜め下方にガス噴出穴54aが形成さ
れ、第２のガス供給用パイプ55も同様に、真下及び出口
側方向斜め下方にガス噴出穴55aが形成され、ガス排気
用パイプ56には、真下及び入口側方向斜め下方にガス吸
引穴56aが形成されている。

前記第１のガス供給用パイプ54のガス排気用パイプ56
間におけるカバー50の上面には、凹状のガス溜め室50h
が形成されており、このガス溜め室50hには前記フーク
搬送路53に貫通したガス噴出穴50iが多数形成されてい
る。またガス溜め室50hを覆うように、カバー50にはカ
バー57が固定されており、カバー57にはガス溜め室50h
に還元性ガスを供給する第３のガス供給用パイプ58が固
定されている。

次にかかる構成よりなるボンデイング装置の作動を第
５図を参照しながら説明する。

まず、本発明の特徴とする構成の作用について説明す
る。ガス供給用第１、第２及び第３のガス供給用パイプ
54、55、58には外部より還元性ガスが供給されている。
またガス排気用パイプ56には、外部より吸引する吸引手
段が接続されている。第１のガス供給用パイプ54に供給
された還元性ガスはガス噴出穴54aよりフーク搬送路53
内に噴出し、一部はフーク搬送路53の入口側に流れて入
口側からの空気流入を防止し、一部はフーク搬送路53内
をガス雰囲気にする。第２のガス供給用パイプ55に供給
された還元性ガスも同様に、ガス噴出穴55aよりフーク
搬送路53内に噴出し、一部はボンデイング窓34aに流れ
てボンデイング窓34aからの空気流入を防止し、一部は
フーク搬送路53内をガス雰囲気にする。第３のガス供給
用パイプ58に供給された還元性ガスはガス溜め室50hに
入り、ガス噴出穴50iよりフーク搬送路53に噴出し、フ
ーク搬送路53内をガス雰囲気にする。

ところで、発明が解決しようとする課題の項で説明し
たように、フーク４が加熱されて発生した有機成分は、
フーク搬送路53内の還元性ガスと共にボンデイング窓34
aの方に流れるが、その前にガス排気用パイプ56のガス
吸引穴56aより排気される。このため、ボンデイング窓3
4aからの有機成分の吹き出しは少なくなる。

これにより、カメラ24の先端のレンズ及びワイヤクラ
ンパー等に有機成分が殆ど付着しないので、鮮明に検出
できると共に、クランプ面の汚れによるワイヤ切れ及び
ワイヤループの異常がなく、良好なワイヤボンデイング
ができる。またメンテナンス的に汚れに対するクリーニ
ングの回数が月に１度でよくなり、激減する。

次に、本発明の特徴と関係ない構成の作動について説
明する。テレビカメラ24が第５図に示すボンデイングセ
ンターライン60の上方に位置した状態より説明する。即
ち、テレビカメラ24はボンデイングツール21とＸ方向に
一定距離オフセットされているので、第１図に示す状態
よりＸテーブル27が前記オフセット距離移動することに
より、テレビカメラ24はボンデイング窓34aの上方に位
置させられる。

まず、ヒートブロック11が下降状態で、送り爪12によ
ってキヤリア５が１ピッチづつ送られ、第５図（ａ）に
示すようにフーク４の最初にボンデイングするダイ3aが
ボンデイングセンターライン60上に位置すると、Ｙテー
ブル26がＹ方向に移動させられて最初にボンデイングす
るダイ3aの上方にテレビカメラ24は位置させられる。こ
の場合、遮蔽板34はＹテーブル26に一端が固定されてい
るので、前記のようにＹテーブル26がＹ方向に移動する
と一緒に移動する。即ち、遮蔽板34のボンデイング窓34
aも最初にボンデイングされるダイ3aの上方に位置す
る。また前記のようにキヤリア５が送られてきて最初に
ボンデイングされるダイ3aがボンデイングセンターライ
ン60に位置すると、ヒートブロック11が上昇し、フーク
４はフーク押え板14に押付けられてクランプされる。フ
ーク４がクランプされ、かつ前記のようにテレビカメラ
24が最初のボンデイングされるダイ3a上の上方に位置し
た後、テレビカメラ24によって該ダイ3a部分のパターン
がボンデイング窓34aを通して検出され、図示しない演
算装置によってボンデイング点の位置が補正される。

次にボンデイングツール21が前記ダイ3a、即ちボンデ
イング窓34aの上方に位置するように、ボンデングツー
ル21とテレビカメラ24とのオフセット距離だけＸテーブ
ル27が駆動される。そして、ボンデイングツール21は前
記ダイ3a部分の補正されたボンデイングデータに従って
XYテーブル25が駆動されてダイ3aのパッドとリード１と
にワイヤが接続される。このワイヤの接続方法は周知で
あるので、その詳細説明は省略する。

ダイ3a部分のワイヤボンデイングが全て終了すると、
次に第５図（ｂ）に示すように、２番目のダイ3bの上方
にテレビカメラ24及びボンデイング窓34aが位置するよ
うに、Ｙテーブル26がＹ方向に駆動される。前記したと
同様に該ダイ3b部分のパターがボンデイング窓34aを通
して検出され、図示しない演算装置によってボンデイン
グ点の位置が補正される。その後、前記したと同様にボ
ンデイングツール21が前記ダイ３、即ちボンデイング窓
34aの上方に位置するように、ボンデイングツール21と
テレビカメラ24とのオフセット距離だけＸテーブル27が
駆動される。そして、ボンデイングツール21は前記ダイ
3b部分の補正されたボンデイングデータに従ってXYテー
ブル25が駆動されてダイ3b部分のワイヤボンデイングが
行われる。

次にヒートブロック11が下降してフーク４のクランプ
を解除する。その後、キヤリア５が１ピッチ送られ、３
番目のダイ3cがボンデイングセンターライン60上に送ら
れ、続いて前記したと同様にヒートブロック11が上昇、
テレビカメラ24及びボンデイング窓34aがＹ方向に駆動
されて該ダイ3cの上方に位置され、ダイ3cのパターンが
検出される。その後、前記したと同様にボンデイングツ
ール21がＸ方向に駆動されてダイ3cの上方に位置され、
ダイ3cの部分のワイヤボンデイングが行われる。これに
より、１個のフーク４のワイヤボンデイングが完了す
る。以後、前記したと同様な動作を繰返して次のフーク
４のワイヤボンデイングが行われる。

なお、上記実施例においては、ワイヤホンデイング装
置に適用した場合について説明したが、基板２にダイ３
をボンデイングするダイボンデイング装置にも適用でき
る。この場合には、ボンデイングツール21は真空装置で
ダイ３を吸着するように構成する必要があることはいう
までもない。またダイボンデイング装置に適用した場合
には、カメラの汚れ及びボンデイングツールの吸着部の
汚れが防止される。

またフーク４をキヤリア５に載置してキヤリア５を送
る場合について説明したが、基板２がリードフレーム等
のように長いものであり、キヤリア５に取付ける必要が
ないものは、基板２自体を送るようにしてもよい。

またフーク押え板14を設けた場合について説明した
が、フーク４の種類によってはフーク押え板14はなくて
もよい。

またハウジング10にカバー50、51を固定した構造につ
いて説明したが、例えば特開昭59−25232号公報に示す
ようにヒートブロック11にカバー50、51を固定してもよ
い。

また遮蔽板34を設けた場合について説明したが、遮蔽
板34は設けなく、カバー50、51にボンデイングに必要な
大きさのボンデイング窓を設けてもよい。勿論、カバー
50と51は一つの部材であってもよいことは言うまでもな
い。

またフーク搬送路53内の大部分をガス雰囲気にさせる
ガス供給手段として、ガス溜め室50hに供給し、ガス噴
出穴50iより噴出させるようにしたが、第１のガス供給
用パイプ54又は第２のガス供給用パイプ55と同様な構成
よりなるガス供給用パイプを多数配設してもよい。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明になるボンデ
イング装置によれば、搬送路中にヒートブロックによっ
て加熱されながら搬送されるワークより発生する有機成
分を含んだガスの殆どは、搬送路の入口近傍の第１のガ
ス供給手段と、ボンデイング窓の手前近傍の第２のガス
供給手段との間に配置されたガス排気手段によって排気
される。そして、ボンデイング窓から吹き出すガスは、
主に、第２のガス供給手段から供給された還元性ガスと
なる。これにより、ボンデイング領域は、安定した還元
性ガス雰囲気とすることができ、ワークの酸化を有効に
防止でき、更にワークから発生する有機成分を含むガス
によるボンデイングに悪影響を及ぼすことがなく、クリ
ーニング回数が激減する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ線要部断面図、第３図はカバー部分の拡大断
面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ線断面図、第５図（ａ）
（ｂ）（ｃ）は遮蔽板のボンデイング窓の位置を示す平
面図、第６図はフークの一例を示す平面図である。 4:フーク、10:ハウジング、 11:ヒートブロック、 21:ボンデイングツール、 34a:ボンデイング窓、 50、51:カバー、50h:ガス溜め室、 50i:ガス噴出穴、53:フーク搬送路、 54、55:第１及び第２のガス供給用パイプ、 54a、55a:ガス噴出穴 56:ガス排気用パイプ、 56a:ガス吸引穴、57:カバー、 58:ガス供給用パイプ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久高 将文 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ 株式会社鹿児島国分工場内 (72)発明者 小田 勉 鹿児島県国分市山下町１番１号 京セラ 株式会社鹿児島国分工場内 (56)参考文献 特開 昭59−92539（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−23534（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面が酸化し易い材料よりなるワークを搬
   送する密閉型のワーク搬送路と、このワーク搬送路中に
   配置して、前記ワークを加熱するヒートブロックと、前
   記ワーク搬送路内を還元性ガス雰囲気にするガス供給手
   段と、上方より前記ワーク搬送路が通じるように設けら
   れたボンディング窓を通してボンデイングを施すボンデ
   イングツールと、前記ヒートブロックの加熱によって前
   記ワークより発生する有機成分を含んだガスを前記ワー
   ク搬送路内より排気するガス排気手段とを備え、前記ワ
   ークを前記ワーク搬送路で加熱しながらボンデイング窓
   まで搬送し、ボンデイングツールでボンデイング処理を
   行うボンデイング装置において、前記ガス供給手段は、
   前記ワーク搬送路の入口近傍に配置した第１のガス供給
   手段と、ボンデイングを施す前記ボンデイング窓の手前
   近傍に配置した第２のガス供給手段とからなり、前記ガ
   ス排気手段は、前記ワーク搬送路中の前記第１のガス供
   給手段と第２のガス供給手段のと間に配置したことを特
   徴とするボンデイング装置。