JP3083643B2 - Ultrasonic power supply method for ultrasonic wire bonding equipment - Google Patents
Ultrasonic power supply method for ultrasonic wire bonding equipmentInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電子備品等のワイヤボ
ンディングに使用される超音波ワイヤボンディング装置
の超音波出力供給法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic power supply method for an ultrasonic wire bonding apparatus used for wire bonding of electronic equipment and the like.
【0002】[0002]
【従来の技術】集積回路等の電子部品のワイヤボンディ
ングに超音波ワイヤボンディング法が広く実用されてい
る。この超音波ワイヤボンディング法のボンディング機
構は、キャピラリと呼ばれるボンディングツールでワイ
ヤを被ボンディング材である電子部品や配線の電極に必
要な時間だけ適量の超音波を加えてボンディングする機
構である。このうち超音波振動の強度及び印加時間は、
超音波発振器の出力と時限を予め設定することによって
自動的に必要量を必要時間繰り返して印加できるもので
ある。この印加するタイミングは、ボンディングツール
の上下動に連動しており、ワイヤの電極への圧しつけも
ボンディングツールの上下動で行われる。2. Description of the Related Art Ultrasonic wire bonding is widely used for wire bonding of electronic components such as integrated circuits. The bonding mechanism of the ultrasonic wire bonding method is a mechanism for bonding a wire to an electronic component or a wiring electrode, which is a material to be bonded, by applying an appropriate amount of ultrasonic waves for a necessary time using a bonding tool called a capillary. Of these, the intensity and application time of the ultrasonic vibration
By presetting the output and time limit of the ultrasonic oscillator, the required amount can be automatically and repeatedly applied for the required time. The timing of the application is linked to the vertical movement of the bonding tool, and the pressing of the wire to the electrode is also performed by the vertical movement of the bonding tool.
【0003】このキャピラリと呼ばれるボンディングツ
ール(以下、キャピラリという。)の動作について、そ
の一例を説明する。図3において、キャピラリの上下動
動作は、まず、トップレベルにあったキャピラリは第
1サーチレベルまで降下し、ここでボンディング個所
の位置合わせの為、速度調整を行う。次にキャピラリは
ワイヤボンディングされる電子部品の電極の表面まで
降下して所定の荷重が加わり、同時に超音波振動が印加
されて1stボンディングした後までキャピラリは上
昇する。次に、キャピラリは他のワイヤボンデングされ
る電子部品や配線の電極上方に移動するとともに第2サ
ーチレベルまで降下する。ここで位置合わせの為、速
度調整が行われ次いで2ndボンディング位置まで降
下して所定の荷重及び超音波振動が印加され2ndボン
ディングした後トップレベルへ上昇する。このように
して1st及び2ndボンディングが終了すると、プル
カット方式等でワイヤは切断されてキャピラリは次のワ
イヤボンディング動作に移る。An example of the operation of a bonding tool called a capillary (hereinafter referred to as a capillary) will be described. In FIG. 3, in the vertical movement of the capillary, first, the capillary at the top level is lowered to the first search level, where the speed is adjusted for positioning the bonding position. Next, the capillary descends to the surface of the electrode of the electronic component to be wire-bonded, and a predetermined load is applied. At the same time, the ultrasonic vibration is applied and the capillary rises until after the first bonding. Next, the capillary moves over the electrodes of other wire-bonded electronic components and wirings and drops to the second search level. Here, for position adjustment, speed adjustment is performed, and then descend to the 2nd bonding position.
And a predetermined load and ultrasonic vibration are applied,
And climb to the top level. When the first and second bonding are completed in this way, the wire is cut by a pull-cut method or the like, and the capillary moves to the next wire bonding operation.
【0004】以上のように超音波ワイヤボンディングは
キャピラリの前記動作で行われるが、現在使用されてい
る超音波ワイヤボンダはワークの種類により超音波パワ
ー、荷重、ツールスピード、温度等のボンディング条件
が限定されている。そして、これらのボンディング条件
が一度設定されるとワーク側にタイプ等の変更がない限
り変更されることはない。このような理由により、キャ
ピラリの以下に説明する劣化が発生し始めてもそれが品
質に影響を与えるようになって初めて条件の見直しを行
うため、ボンディングの歩留の悪化は免れない。またこ
の条件の変更は見直しを行う者の勘に頼りながら行う部
分があり、個人差が出てしまう。As described above, the ultrasonic wire bonding is performed by the above-described operation of the capillary. However, currently used ultrasonic wire bonders have limited bonding conditions such as ultrasonic power, load, tool speed, and temperature depending on the type of work. Have been. Once these bonding conditions are set, they are not changed unless there is a change in the type or the like on the work side. For these reasons, even if the below-described degradation of the capillary starts to occur, the condition is reviewed only when it affects the quality, so that the yield of bonding is inevitably reduced. In addition, there is a part where the change of the condition is performed while relying on the intuition of the person who performs the review, and individual differences appear.
【0005】以下に前記キャピラリの劣化の原因につい
て説明する。図2において、図2の(A)はキャピラリ
が前記動作により2ndボンデングの位置にある状態を
示している。図から明らかなように、キャピラリ1の先
端において、その先端の一部で金等からなるワイヤ2が
被ボンディング材13にボンディングされる。このボン
ディングの際、前記ワイヤ2はキャピラリ1の先端にお
いて片当たりとなり、ワイヤ2を構成する金線の屑3が
キャピラリ1の先端に付着するとともに、ボンディング
を繰り返すうちに金線の屑3がボンディング動作の繰り
返しによりキャピラリ1の筒内へ移動して屑4が付着す
る。このようにワイヤを構成する金のキャピラリ先端へ
の付着、金ワイヤの屑のキャピラリ筒内への付着により
キャピラリ自体が使用頻度に応じて劣化する。このキャ
ピラリの劣化は、被ボンディング材13への超音波の伝
達量の減少、偏差が生じる要因となり、ボンディングの
際の劣化を招く。[0005] The cause of the deterioration of the capillary will be described below. In FIG. 2, (A) of FIG. 2 shows a state in which the capillary is located at the second bonding position by the above operation. As is clear from the figure, a wire 2 made of gold or the like is bonded to a material 13 to be bonded at a part of the tip of the capillary 1. At the time of this bonding, the wire 2 is one-sided at the tip of the capillary 1, and the dust 3 of the gold wire forming the wire 2 adheres to the tip of the capillary 1. By repeating the operation, the dust 4 moves into the cylinder of the capillary 1 and adheres. As described above, due to the adhesion of the gold constituting the wire to the tip of the capillary and the adhesion of the scraps of the gold wire to the inside of the capillary tube, the capillary itself deteriorates according to the frequency of use. The deterioration of the capillary causes a reduction or deviation in the amount of transmission of the ultrasonic wave to the material 13 to be bonded, resulting in deterioration during bonding.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記ボンデ
ィングツールの劣化によるボンディングの品質に低下を
低減し、歩留を向上できる超音波ボンディング法を提供
する。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an ultrasonic bonding method capable of reducing a decrease in bonding quality due to deterioration of the bonding tool and improving a yield.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、ボンディング
条件をボンディングツールの使用頻度により変化させる
ことを特徴とし、特に、超音波発振器で駆動される超音
波振動子と、該超音波振動子の振動が伝達されるボンデ
ィングツールとを備え、該ボンディングツールの振動に
よってワイヤを被ボンディング材にボンディングする超
音波ワイヤボンディング装置において、前記ボンディン
グツールの使用頻度に応じて超音波パワーを大きくする
ことを特徴とする。超音波パワーを変化させる条件とし
ては、電力量、ボンディング押圧量、時間等が挙げられ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is characterized in that the bonding conditions are changed depending on the frequency of use of a bonding tool, and in particular, an ultrasonic oscillator driven by an ultrasonic oscillator, and an ultrasonic oscillator A bonding tool to which vibration is transmitted, wherein the ultrasonic power is increased according to the frequency of use of the bonding tool in an ultrasonic wire bonding apparatus for bonding a wire to a material to be bonded by vibration of the bonding tool. And Conditions for changing the ultrasonic power include the amount of power, the amount of bonding pressure, and the time.
【0008】[0008]
【実施例】ボンディング条件を使用頻度に応じて変化さ
せる条件の1実施例について以下に説明する。超音波パ
ワーを大きくするために、ボンディング条件の代表的要
因である超音波発振器が超音波振動子に供給するパワー
をボンディングツールの使用頻度に応じて変化させるも
のである。ここで、ボンディングツール使用頻度数の単
位は、ショットで、これは1stボンディングと2nd
ボンディング間にワイヤを張る動作を1回で1ショット
とする。1ショットはワイヤボンディングされる電子部
品間の電極の距離にもよるが、通常は1ショットは約
1.0〜2.0mmのワイヤ長さである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of conditions for changing the bonding conditions according to the frequency of use will be described below. In order to increase the ultrasonic power, the power supplied to the ultrasonic transducer by the ultrasonic oscillator, which is a representative factor of the bonding conditions, is changed according to the frequency of use of the bonding tool. Here, the unit of the frequency of use of the bonding tool is a shot, which is the first bonding and the second bonding.
The operation of stretching the wire during bonding is one shot at a time. One shot usually has a wire length of about 1.0 to 2.0 mm, depending on the distance between the electrodes between the electronic components to be wire-bonded.
【0009】以下の事例は、ボンディングツールの使用
頻度により超音波パワーを変化(増大)させたものであ
る。ここで超音波のパワーをbitで表すと、超音波ワ
イヤボンダは機種間に若干の差異はあるが、一例を挙げ
るとデジタル処理で128bitの入力に対して0.2
5Wの出力関係に調整された場合、1bit当たり1.
95mWとなる。In the following example, the ultrasonic power is changed (increased) depending on the frequency of use of the bonding tool. If the power of the ultrasonic wave is expressed in bits, there is a slight difference between the types of the ultrasonic wire bonder.
When the output relation is adjusted to 5 W, 1.
95 mW.
【0010】 使用頻度 0〜20万 20万〜30万 30万〜40万 40万〜45万 超音波パワー 80 85 87 89 (bit)この条件をRAMやフロッピィデスク等に記
録しておくことにより、ディタル制御によりワイヤボン
ディングの条件をボンディングツールの使用頻度に応じ
て自動的に制御することが可能となる。Frequency of use 0 to 200,000 200,000 to 300,000 300,000 to 400,000, 400,000 to 450,000 Ultrasonic power 80 85 87 89 (bit) By recording these conditions in a RAM, floppy disk, or the like, Digital control makes it possible to automatically control the conditions of wire bonding according to the frequency of use of the bonding tool.
【0011】図1は、超音波発振器の出力パワーを制御
するブロック図であって、キャピラリからメインコント
ローラ(CPU)までを示している。図1において、6
はメインコントローラ、5は超音波発振器、7は超音波
振動子、8は超音波振動をキャピラリ1に伝達するホー
ン、9はキャピラリ1を伝達ホーンに取り付ける取付ボ
ルトである。FIG. 1 is a block diagram for controlling the output power of the ultrasonic oscillator, and shows from the capillary to the main controller (CPU). In FIG. 1, 6
Is a main controller, 5 is an ultrasonic oscillator, 7 is an ultrasonic oscillator, 8 is a horn for transmitting ultrasonic vibration to the capillary 1, and 9 is a mounting bolt for attaching the capillary 1 to the transmission horn.
【0012】超音波発振器5からキャピラリ1に伝達さ
れるまでのパワーは、キャピラリ1、取付ボルト9、ホ
ーン8、超音波振動子7の出来具合、調整のバラツキ等
により変化する。この変化度合いは超音波振動子7の入
力インピーダンスで異なり、このインピーダンスは端子
10、11、12の出力信号レベルを測定することによ
り求められ、このインピーダンスは機種毎に異なってい
る。The power transmitted from the ultrasonic oscillator 5 to the capillary 1 varies depending on the quality of the capillary 1, the mounting bolt 9, the horn 8, the ultrasonic vibrator 7, and the adjustment. The degree of the change differs depending on the input impedance of the ultrasonic vibrator 7, and this impedance is obtained by measuring the output signal levels of the terminals 10, 11, and 12, and this impedance differs for each model.
【0013】そこで、超音波ボンダ使用に当たって予め
前記インピーダンスを測定してメインコントローラ6に
記憶しておくとともに、超音波ボンダのキャピラリの使
用頻度を超音波ボンダの使用終了の度にメインコントロ
ーラ6に記憶する。そして、超音波ボンダの使用に当た
り前記インピーダンス、キャピラリの使用頻度に応じて
超音波発振器5の出力をメインコントローラ6で設定し
超音波振動子を駆動する。超音波出力を変更するための
前記ビット変換操作は、ワイヤーボンダにセットされプ
ログラムメニュー内にキーボードより数字を直接入力す
るか、又は数種類の条件設定算出式を選択し且つ変数値
のみを入力して行うことができる。Therefore, when using the ultrasonic bonder, the impedance is measured in advance and stored in the main controller 6, and the frequency of use of the capillary of the ultrasonic bonder is stored in the main controller 6 every time the ultrasonic bonder is used. I do. When the ultrasonic bonder is used, the output of the ultrasonic oscillator 5 is set by the main controller 6 according to the impedance and the frequency of use of the capillary, and the ultrasonic transducer is driven. The bit conversion operation for changing the ultrasonic output is performed by directly inputting a number from a keyboard in a program menu set on the wire bonder, or selecting several types of condition setting calculation formulas and inputting only variable values. It can be carried out.
【0014】[0014]
【発明の効果】本発明はボンディングツールの使用頻度
に応じて超音波出力を変化させ、ボンディング不良の発
生前に条件を設定しておくことが可能となり、ボンディ
ング不良の発生を防止でき、歩留が向上する。また、超
音波ボンダのボンディング条件の見直しの手数を省くこ
ともできる。According to the present invention, it is possible to change the ultrasonic output in accordance with the frequency of use of the bonding tool and to set conditions before the occurrence of a bonding failure. Is improved. In addition, it is possible to save the trouble of reviewing the bonding conditions of the ultrasonic bonder.
【図1】本発明実施例のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】キャピラリ劣化の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of capillary deterioration.
【図3】キャピラリの動作説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the operation of the capillary.
1 キャピラリ 2 金ワイヤ 3、4 金ワイヤの屑 5 超音波発振器 6 メインコントローラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Capillary 2 Gold wire 3 and 4 Scrap of gold wire 5 Ultrasonic oscillator 6 Main controller
Claims (2)
と、該超音波振動子の振動が伝達されるボンディングツ
ールとを備え、該ボンディングツールの振動によってワ
イヤを被ボンディング材にボンディングする超音波ワイ
ヤボンディング装置において、前記ボンディングツール
の使用頻度に応じて超音波出力を制御することを特徴と
する超音波ワイヤボンディング装置の超音波出力供給
法。An ultrasonic oscillator driven by an ultrasonic oscillator, and a bonding tool to which vibration of the ultrasonic oscillator is transmitted, wherein the vibration of the bonding tool bonds a wire to a material to be bonded. In the ultrasonic wire bonding apparatus, an ultrasonic output is controlled according to the frequency of use of the bonding tool.
応じて超音波出力を増大させることを特徴とする請求項
1記載の超音波出力供給法。2. The ultrasonic output supply method according to claim 1, wherein the ultrasonic output is increased in accordance with an increase in the use frequency of the bonding tool.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04148796A JP3083643B2 (en) | 1992-05-16 | 1992-05-16 | Ultrasonic power supply method for ultrasonic wire bonding equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04148796A JP3083643B2 (en) | 1992-05-16 | 1992-05-16 | Ultrasonic power supply method for ultrasonic wire bonding equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05326652A JPH05326652A (en) | 1993-12-10 |
| JP3083643B2 true JP3083643B2 (en) | 2000-09-04 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3474132B2 (en) | 1999-09-28 | 2003-12-08 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | Wire bonding method and apparatus |
-
1992
- 1992-05-16 JP JP04148796A patent/JP3083643B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05326652A (en) | 1993-12-10 |
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