(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024135120
(43)【公開日】2024-10-04
(54)【発明の名称】ワイヤボンディング装置及び該装置の較正方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/60 20060101AFI20240927BHJP
【ＦＩ】
H01L21/60 301G
H01L21/60 321Y
【審査請求】有
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023045652
(22)【出願日】2023-03-22
(71)【出願人】
【識別番号】519294332
【氏名又は名称】株式会社新川
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】笠間 広幸
【テーマコード（参考）】
5F044
【Ｆターム（参考）】
5F044BB06
(57)【要約】
【課題】超音波ホーンが発する超音波振動の出力を簡易に較正できるワイヤボンディング装置の較正方法を提供する。
【解決手段】超音波ホーン５０が発する超音波振動の出力を較正する方法は、ワイヤ２にフリーエアボール３を形成してボンディング対象４に当接させること、フリーエアボール３に加えている荷重を測定すること、フリーエアボール３に超音波ホーン５０を用いて超音波振動を加えること、超音波振動によって荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定すること、及び、荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置１の設定項目の値を調整すること、を含んでいる。
【選択図】図３
【解決手段】超音波ホーン５０が発する超音波振動の出力を較正する方法は、ワイヤ２にフリーエアボール３を形成してボンディング対象４に当接させること、フリーエアボール３に加えている荷重を測定すること、フリーエアボール３に超音波ホーン５０を用いて超音波振動を加えること、超音波振動によって荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定すること、及び、荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置１の設定項目の値を調整すること、を含んでいる。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
超音波ホーンが発する超音波振動の出力を較正する方法であって、
ワイヤにフリーエアボールを形成してボンディング対象に当接させること、
前記フリーエアボールに加えている荷重を測定すること、
前記フリーエアボールに前記超音波ホーンを用いて前記超音波振動を加えること、
前記超音波振動によって前記荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定すること、及び、
前記荷重変化における最小値と前記設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置の設定項目の値を調整すること、を含む、
ワイヤボンディング装置の較正方法。
ワイヤにフリーエアボールを形成してボンディング対象に当接させること、
前記フリーエアボールに加えている荷重を測定すること、
前記フリーエアボールに前記超音波ホーンを用いて前記超音波振動を加えること、
前記超音波振動によって前記荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定すること、及び、
前記荷重変化における最小値と前記設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置の設定項目の値を調整すること、を含む、
ワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項2】
前記荷重変化を測定することにおいて、前記荷重が前記設定値に近づくようにフィードバック制御することを含む、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項3】
前記ワイヤボンディング装置は、前記荷重を実測する荷重センサを備え、
前記荷重変化は、前記荷重センサの実測値によって測定する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
前記荷重変化は、前記荷重センサの実測値によって測定する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項4】
前記ワイヤボンディング装置は、前記フリーエアボールを押圧するボンディングツールと、該ボンディングツールを駆動するモータと、を備え、
前記荷重変化は、前記モータに供給した電流値によって測定する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
前記荷重変化は、前記モータに供給した電流値によって測定する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項5】
前記設定項目を調整することにおいて、前記超音波ホーンに接続された超音波振動子に供給する設定電流及び前記超音波振動子に印加する設定電圧の少なくとも一方を調整する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項6】
前記差分が前記標準を含む規定の範囲内になるまで、前記ボンディング対象に当接させること、前記加えている荷重を測定すること、前記超音波振動を加えること、及び、前記荷重変化を測定すること、前記設定項目の値を調整すること、の手順を繰り返す、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項7】
規定の回数に到達するまで、前記ボンディング対象に当接させること、前記加えている荷重を測定すること、前記超音波振動を加えること、及び、前記荷重変化を測定すること、前記設定項目の値を調整すること、の手順を繰り返す、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項8】
ワイヤの先端に形成されたフリーエアボールに荷重を加えるボンディングツールと、
前記ボンディングツールが取り付けられた超音波ホーンと、
前記超音波ホーンが固定されたボンディングアームを駆動するモータと、
前記ボンディングツールが前記フリーエアボールに加えている前記荷重を測定可能な荷重センサと、
前記ボンディングツールが前記フリーエアボールに加える前記荷重を設定値に近づけるように前記モータの動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記超音波ホーンが前記ボンディングツールを通じて前記フリーエアボールに加えた超音波振動によって前記荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定し、該荷重変化における最小値と前記設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置の設定項目の値を調整することにより、前記超音波ホーンが発する前記超音波振動の出力を較正するように構成されている、
ワイヤボンディング装置。
前記ボンディングツールが取り付けられた超音波ホーンと、
前記超音波ホーンが固定されたボンディングアームを駆動するモータと、
前記ボンディングツールが前記フリーエアボールに加えている前記荷重を測定可能な荷重センサと、
前記ボンディングツールが前記フリーエアボールに加える前記荷重を設定値に近づけるように前記モータの動作を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記超音波ホーンが前記ボンディングツールを通じて前記フリーエアボールに加えた超音波振動によって前記荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定し、該荷重変化における最小値と前記設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置の設定項目の値を調整することにより、前記超音波ホーンが発する前記超音波振動の出力を較正するように構成されている、
ワイヤボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ワイヤボンディング装置において超音波ホーンが発する超音波振動の出力の較正方法に関する。
【背景技術】
【0002】
ワイヤボンディング装置に取り付けられている超音波ホーンの固有振動数は、超音波ホーンとホルダとの組立て精度、超音波ホーンをホルダに固定する締付けねじのトルク等の要因に影響され、超音波ホーンの振幅は、超音波ホーンの固有振動数、超音波振動を発振して超音波ホーンに伝播させる超音波振動子の個体差等の要因に影響される。以下の説明において、超音波ホーンの振幅を左右するそれらの要因を超音波ホーンの特性と呼ぶ。
【0003】
複数のワイヤボンディング装置を設置したとき、設定項目に同じ値を入力しても１号機と２号機との機種間で超音波ホーンが発する超音波振動の出力に差異が生じる。生産ラインを稼働させる準備として、超音波ホーン振幅等によって決まる超音波振動の出力が同じになるように較正を行う必要がある。また、超音波ホーンを交換したときも、交換前と交換後とで超音波振動の出力に差異が生じる。交換後に再度較正を行う必要がある。
【0004】
複数のワイヤボンディング装置の機種間で超音波振動の出力を較正する方法の一例として、特許文献１には、フリーエアボールが押し潰される際の高さ変化から超音波ホーンが発する超音波振動の出力を測定して較正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】米国特許第９１５３５５４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、フリーエアボールが押し潰される際の高さ変化は、上記した超音波ホーンの特性以外の要因にも更に影響される。超音波振動の出力を簡易に較正するために、それらの要因を排除してより確実に超音波ホーンの特性を可視化したい。
【0007】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、超音波ホーンが発する超音波振動の出力を簡易に較正できるワイヤボンディング装置の較正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、超音波ホーンが発する超音波振動の出力を較正する方法である。ワイヤボンディング装置の較正方法は、ワイヤにフリーエアボールを形成してボンディング対象に当接させること、フリーエアボールに加えている荷重を測定すること、フリーエアボールに超音波ホーンを用いて超音波振動を加えること、超音波振動によって荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定すること、及び、荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置の設定項目の値を調整すること、を含んでいる。
【0009】
本発明の他の一態様のワイヤボンディング装置は、ワイヤの先端に形成されたフリーエアボールに荷重を加えるボンディングツールと、ボンディングツールが取り付けられた超音波ホーンと、超音波ホーンが固定されたボンディングアームを駆動するモータと、ボンディングツールがフリーエアボールに加えている荷重を測定可能な荷重センサと、ボンディングツールがフリーエアボールに加える荷重を設定値に近づけるようにモータの動作を制御する制御部と、を備えている。制御部は、超音波ホーンがボンディングツールを通じてフリーエアボールに加えた超音波振動によって荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定し、該荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置の設定項目の値を調整することにより、超音波ホーンが発する超音波振動の出力を較正するように構成されている。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、超音波ホーンが発する超音波振動の出力を簡易に較正できるワイヤボンディング装置の較正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態の較正方法に用いるワイヤボンディング装置の一例を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態の較正方法で測定するボンディング中の荷重変化の一例を模式的に示すグラフである。
【図3】本発明の一実施形態の較正方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
【0013】
図１は、本発明の一実施形態の較正方法に用いるワイヤボンディング装置１の一例を示すブロック図である。図示した例では、ワイヤボンディング装置１が、基台１０、ボンディングアーム３０、超音波振動子４０、超音波ホーン５０、ボンディングツール６０、荷重センサ７０、ボンディングステージ１００、ワイヤクランパ１１０、ワイヤテンショナ１２０、接地検出部１３０、制御部２００、記憶部２１０、表示部２２０、操作部２３０等を備えている。
【0014】
ワイヤボンディング装置１によってワイヤをボンディングされるボンディング対象４は、ボンディングステージ１００の上に載置される。後述する較正方法において、ボンディング対象４は、特に限定されず、量産と同じ半導体チップやリードフレーム等であってもよいし、較正のために用意したダミー品であってもよい。
【0015】
基台１０は、ＸＹテーブル１１、Ｚテーブル１２等を備えている。ＸＹテーブル１１は、ボンディング面に平行なＸ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動し、ボンディングツール６０の先端の位置を調整する。同様に、Ｚテーブル１２は、ボンディング面に垂直なＺ方向に沿って移動し、ボンディングツール６０の先端の位置を調整する。
【0016】
ボンディングアーム３０は、ＸＹテーブル１１及びＺテーブル１２に対して揺動可能に構成され、ボンディングステージ１００に向かって延出している。ボンディングアーム３０を揺動させるモータ２０は、例えば基台１０に設けられている。モータ２０がボンディングアーム３０を揺動させると、ボンディングツール６０の先端をボンディング対象４の表面に接近させたり離間させたりすることができる。
【0017】
ボンディングアーム３０は、基台１０に取り付けられたアーム基端部３１、アーム基端部３１とは反対側のアーム先端部３３、アーム基端部３１及びアーム先端部３３を連結する可撓性のアーム連結部３２等を有している。ボンディングアーム３０の底面には、アーム先端部３３からアーム基端部３１まで延在する凹部３４が形成されている。
【0018】
超音波ホーン５０は、凹部３４に収容されて締付けねじ５９でアーム先端部３３に固定されているホーン基端部５１、凹部３４から突出してボンディングツール６０を挟持しているホーン先端部５３等を有している。超音波振動を発振する超音波振動子４０は、凹部３４に設けられ、ホーン基端部５１に接続されている。
【0019】
超音波ホーン５０は全体として超音波振動子４０の振動に共鳴する共振構造を備え、共振時の振動の腹にボンディングツール６０が位置するように構成されている。超音波ホーン５０は電気的な駆動信号を機械的な振動に変換するトランスデューサとして機能する。超音波振動子４０が発振した超音波振動は、超音波ホーン５０に伝播し、超音波ホーン５０に取り付けられたボンディングツール６０を通じて図示しないトーチ電極によりワイヤ２の先端に形成されたフリーエアボール３に加えられる。
【0020】
荷重センサ７０は、アーム基端部３１とアーム先端部３３との間に挟みこまれるように配置され、締付けねじ７９によってアーム先端部３３に固定されている。ボンディング対象４からの反力によってボンディングツール６０の先端に荷重が加えられると、アーム基端部３１に対してアーム先端部３３が撓み、荷重センサ７０が荷重を検出する。荷重センサ７０は、例えばピエゾ荷重センサであってもよい。
【0021】
ボンディングツール６０は、筒状に形成されたキャピラリ等であってボンディングに使用するワイヤ２が挿通されている。ボンディングツール６０の上方には、ワイヤクランパ１１０が設けられている。ワイヤクランパ１１０は、一対のアームを備え、任意のタイミングでワイヤ２を把持したり解放したりすることができる。
【0022】
ワイヤクランパ１１０の更に上方には、ワイヤテンショナ１２０が設けられている。ワイヤテンショナ１２０は、ボンディング中のワイヤ２に適度なテンションを付与するよう構成されている。ワイヤ２の材料は、加工の容易さと電気抵抗の低さから選択される。通常、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）又は銅（Ｃｕ）等が用いられる。
【0023】
接地検出部１３０は、荷重センサ７０に接続され、。荷重センサ７０が検出した荷重、またはモータ２０の位置偏差などにより接地を検出する。なお、接地検出部１３０は、ボンディング対象４とワイヤ２との間に電気信号を印加し、該電気信号を測定してワイヤ２の先端のフリーエアボール３がボンディング対象４に接触したか否かを電気的に検出することにより設置を検出してもよい。
【0024】
制御部２００は、ＣＰＵ及びメモリ等を備えるコンピュータ装置であって、メモリにはワイヤボンディングに必要な処理を行うためのボンディングプログラム等があらかじめ格納されている。制御部２００は、ＸＹテーブル１１、Ｚテーブル１２、モータ２０、超音波振動子４０、荷重センサ７０、ワイヤクランパ１１０、ワイヤテンショナ１２０、接地検出部１３０等の各構成と直接的又は間接的に接続され、それらの動作を制御する。
【0025】
制御部２００は、ボンディングアーム３０を駆動するモータ２０の動作を制御するボンディング荷重制御部２０１を備えている。ボンディング荷重制御部２０１は、荷重センサ７０からの測定結果、モータ２０の電流値、電圧値等に基づいてボンディングツール６０がフリーエアボール３に加える荷重を設定値に近づけるようにモータ２０をフィードバック制御する。
【0026】
制御部２００には、各種情報を記憶する記憶部２１０、設定項目の情報を出力するための表示部２２０、ワイヤボンディング装置１の動作を設定する設定項目の値を入力するための操作部２３０等が接続されている。作業者は、表示部２２０に出力された設定項目の情報を確認しながら操作部２３０に設定項目の値を入力することができる。作業者が入力可能な設定項目には、後述する超音波ホーン５０の特性を調整するための設定項目が含まれる。
【0027】
図２は、本発明の一実施形態の較正方法で測定するボンディング中の荷重変化の一例を模式的に示すグラフである。図３は、本発明の一実施形態の較正方法の一例を示すフローチャートである。図２及び図３を参照して本発明の一実施形態の較正方法を説明する。この較正方法は、まず、ボンディングツール６０の先端から繰り出されたワイヤ２の先端にトーチ電極からの放電等によりフリーエアボール３を形成する（手順Ｓ１）。ボンディングアーム３０を揺動させてフリーエアボール３をボンディング対象４に当接させる（手順Ｓ２）。
【0028】
ボンディングツール６０がフリーエアボール３に加えている荷重を測定する（手順Ｓ３）。荷重は、荷重センサ７０の実測値によって測定してもよいし、モータ２０に供給する電流値によって測定してもよい。ボンディング荷重制御部２０１は、モータ２０に電力を供給するサーボアンプに接続され、手順３によって測定された荷重があらかじめ定められた設定値に近づくようにモータ２０の動作をフィードバック制御する（手順Ｓ４）。
【0029】
超音波振動子４０に電力を供給して超音波振動を発振させる。超音波振動を超音波ホーン５０に伝播させてフリーエアボール３に加える（手順Ｓ５）。荷重及び超音波のエネルギーによってしてフリーエアボール３が軟化し、図２に示すように、測定された荷重が小さくなる。
【0030】
測定された荷重が設定値に近づくようにボンディング荷重制御部２０１がモータ２０の動作をフィードバック制御しているため、小さくなった荷重は、図２に示すように、すぐに設定値に復帰する。このときの荷重変化を測定すると、荷重変化における最小値と設定値との間の差分から超音波ホーン５０の特性を定量的に可視化できる（手順Ｓ６）。
【0031】
荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準の荷重変化における最小値と設定値との差分に近づくようにワイヤボンディング装置１の設定項目の少なくとも一つを調整して値を変更する（手順Ｓ７）。ワイヤボンディング装置１の設定項目は、超音波振動子４０に供給する設定電流であってもよいし、超音波振動子４０に印加する設定電圧であってもよいし、他の設定項目であってもよい。
【0032】
例えば、測定された差分が標準の差分よりも大きいとき、超音波振動子４０の設定電流及び／又は設定電圧を小さくする調整を行って標準の差分に近づける。例えば、測定された差分が標準の差分よりも小さいとき、超音波振動子４０の設定電流及び／又は設定電圧を大きくする調整を行って標準の差分に近づける。
【0033】
上記手順Ｓ１からＳ７を繰り返せば、次第に荷重変化における最小値と設定値との間の差分を、あらかじめ定めておいた標準の荷重変化における最小値と設定値との標準の差分に近づけることができる。測定された差分が標準の差分を含む規定の範囲内になるまで手順を繰り返してもよいし、測定された差分が標準の差分を含む規定の範囲内になっても止めないで規定の回数に到達するまで手順を繰り返してもよい（手順Ｓ８）。
【0034】
図３に示された較正方法は、作業者によって手動で実施されてもよいし、プログラムによって自動で実施されてもよい。自動化プログラムは、ワイヤボンディング装置１のハードディスクドライブやフラッシュメモリ等の記憶装置に格納されていてもよいし、光ディスク等の着脱可能な記憶媒体に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることによってワイヤボンディング装置１の記憶装置にインストールされていてもよい。
【0035】
本発明の一実施形態の較正方法によれば、荷重変化における最小値と設定値との間の差分から超音波ホーン５０の特性を可視化することができるため、超音波ホーン５０が発する超音波振動の出力を簡易に較正できる。
【0036】
フリーエアボール３が押し潰される際の高さ変化は、図２に示すように、フリーエアボール３の高さが下がり続けてピークがない。これに対し、超音波振動が加えられた際の荷重変化は、荷重が一時的に小さくなってから設定値に復帰するまでの間に最小値のピークがあるため、変化の大きさや変化の終了を特定しやすい。また、荷重変化は、超音波振動が始まってから僅かな時間で終了するため、フリーエアボール３が押し潰される際の高さ変化よりも早い時点で終了する。超音波ホーン５０の特性を示す結果を特定しやすく、結果が分かる時点も早いため、機械学習等と組み合わせた較正作業の自動化に好適である。
【0037】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。
【0038】
［付記１］
超音波ホーン５０が発する超音波振動の出力を較正する方法であって、ワイヤ２にフリーエアボール３を形成してボンディング対象４に当接させること、フリーエアボール３に加えている荷重を測定すること、フリーエアボール３に超音波ホーン５０を用いて超音波振動を加えること、超音波振動によって荷重が最小値を経て設定値に復帰するまでの荷重変化を測定すること、及び、荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置１の設定項目の値を調整すること、を含む、ワイヤボンディング装置１の較正方法。
超音波ホーン５０が発する超音波振動の出力を較正する方法であって、ワイヤ２にフリーエアボール３を形成してボンディング対象４に当接させること、フリーエアボール３に加えている荷重を測定すること、フリーエアボール３に超音波ホーン５０を用いて超音波振動を加えること、超音波振動によって荷重が最小値を経て設定値に復帰するまでの荷重変化を測定すること、及び、荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置１の設定項目の値を調整すること、を含む、ワイヤボンディング装置１の較正方法。
【0039】
［付記８］
ワイヤ２の先端に形成されたフリーエアボール３に荷重を加えるボンディングツール６０と、
ボンディングツール６０が取り付けられた超音波ホーン５０と、
超音波ホーン５０が固定されたボンディングアーム３０を駆動するモータ２０と、
ボンディングツール６０がフリーエアボール３に加えている荷重を測定可能な荷重センサ７０と、
ボンディングツール６０がフリーエアボール３に加える荷重を設定値に近づけるようにモータ２０の動作を制御する制御部２００と、を備え、
制御部２００は、超音波ホーン５０がボンディングツール６０を通じてフリーエアボール３に加えた超音波振動によって荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定し、該荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置１の設定項目の値を調整することにより、超音波ホーン５０が発する超音波振動の出力を較正するように構成されている、
ワイヤボンディング装置１。
ワイヤ２の先端に形成されたフリーエアボール３に荷重を加えるボンディングツール６０と、
ボンディングツール６０が取り付けられた超音波ホーン５０と、
超音波ホーン５０が固定されたボンディングアーム３０を駆動するモータ２０と、
ボンディングツール６０がフリーエアボール３に加えている荷重を測定可能な荷重センサ７０と、
ボンディングツール６０がフリーエアボール３に加える荷重を設定値に近づけるようにモータ２０の動作を制御する制御部２００と、を備え、
制御部２００は、超音波ホーン５０がボンディングツール６０を通じてフリーエアボール３に加えた超音波振動によって荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定し、該荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置１の設定項目の値を調整することにより、超音波ホーン５０が発する超音波振動の出力を較正するように構成されている、
ワイヤボンディング装置１。
【0040】
上記付記１及び８によれば、荷重変化における最小値と設定値との間の差分から超音波ホーン５０の特性を可視化することができるため、超音波ホーン５０が発する超音波振動の出力を簡易に較正できる。
【0041】
［付記２］
上記付記１では、荷重変化を測定することにおいて、荷重が設定値に近づくようにフィードバック制御することを含んでいてもよい。つまり、ワイヤ２にフリーエアボール３を形成してボンディング対象４に当接させること、フリーエアボール３に加えている荷重を測定すること、測定された荷重が設定値に近づくようにフィードバック制御すること、フリーエアボール３に超音波ホーン５０を用いて超音波振動を加えること、超音波振動によって一時的に小さくなった荷重が設定値に復帰するまでの荷重変化を測定すること、及び、荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置１の設定項目の値を調整すること、を含む、ワイヤボンディング装置１の較正方法であってもよい。
上記付記１では、荷重変化を測定することにおいて、荷重が設定値に近づくようにフィードバック制御することを含んでいてもよい。つまり、ワイヤ２にフリーエアボール３を形成してボンディング対象４に当接させること、フリーエアボール３に加えている荷重を測定すること、測定された荷重が設定値に近づくようにフィードバック制御すること、フリーエアボール３に超音波ホーン５０を用いて超音波振動を加えること、超音波振動によって一時的に小さくなった荷重が設定値に復帰するまでの荷重変化を測定すること、及び、荷重変化における最小値と設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくようにワイヤボンディング装置１の設定項目の値を調整すること、を含む、ワイヤボンディング装置１の較正方法であってもよい。
【0042】
上記付記２によれば、超音波振動によって一時的に小さくなった荷重を設定値に近づけることができる。荷重変化における最小値と設定値との間の差分から超音波ホーン５０の特性を可視化することができるため、超音波ホーン５０が発する超音波振動の出力を簡易に較正できる。
【0043】
［付記３］
上記付記１又は２において、ワイヤボンディング装置１は、荷重を実測する荷重センサ７０を備えていてもよい。荷重変化は、荷重センサ７０の実測値によって測定してもよい。
上記付記１又は２において、ワイヤボンディング装置１は、荷重を実測する荷重センサ７０を備えていてもよい。荷重変化は、荷重センサ７０の実測値によって測定してもよい。
【0044】
上記付記３によれば、荷重センサ７０の実測値のピークから超音波ホーン５０の特性を可視化することができる。
【0045】
［付記４］
上記付記１から３において、ワイヤボンディング装置１は、フリーエアボール３を押圧するボンディングツール６０と、該ボンディングツール６０を駆動するモータ２０と、を備えていてもよい。荷重変化は、モータ２０に供給した電流値によって測定してもよい。
上記付記１から３において、ワイヤボンディング装置１は、フリーエアボール３を押圧するボンディングツール６０と、該ボンディングツール６０を駆動するモータ２０と、を備えていてもよい。荷重変化は、モータ２０に供給した電流値によって測定してもよい。
【0046】
上記付記４では、荷重センサ７０があってもよいし、なくてもよい。上記付記３によれば、荷重センサ７０がなくてもモータ２０に供給した電流値のピークから超音波ホーン５０の特性を可視化することができる。
【0047】
［付記５］
上記付記１から４のいずれか一つでは、設定項目の値を調整することにおいて、超音波ホーン５０に接続された超音波振動子４０に供給する設定電流及び超音波振動子４０に印加する設定電圧の少なくとも一方の設定を調整してもよい。
上記付記１から４のいずれか一つでは、設定項目の値を調整することにおいて、超音波ホーン５０に接続された超音波振動子４０に供給する設定電流及び超音波振動子４０に印加する設定電圧の少なくとも一方の設定を調整してもよい。
【0048】
上記付記５によれば、機械加工等が不要で簡易に値を変更できる設定電流や設定電圧の調整で荷重変化における最小値と設定値との間の差分を標準に近づける調整を行うことができる。
【0049】
［付記６］
上記付記１から５のいずれか一つにおいて、差分が標準を含む規定の範囲内になるまで、ボンディング対象４に当接させること、加えている荷重を測定すること、超音波振動を加えること、及び、荷重変化を測定すること、設定項目の値を調整すること、の手順を繰り返してもよい。
上記付記１から５のいずれか一つにおいて、差分が標準を含む規定の範囲内になるまで、ボンディング対象４に当接させること、加えている荷重を測定すること、超音波振動を加えること、及び、荷重変化を測定すること、設定項目の値を調整すること、の手順を繰り返してもよい。
【0050】
上記付記６によれば、標準に十分に近づくようにワイヤボンディング装置１を較正することができる。
【0051】
［付記７］
上記付記１から５のいずれか一つにおいて、規定の回数に到達するまで、ボンディング対象４に当接させること、加えている荷重を測定すること、超音波振動を加えること、及び、荷重変化を測定すること、設定項目の値を調整すること、の手順を繰り返してもよい。
上記付記１から５のいずれか一つにおいて、規定の回数に到達するまで、ボンディング対象４に当接させること、加えている荷重を測定すること、超音波振動を加えること、及び、荷重変化を測定すること、設定項目の値を調整すること、の手順を繰り返してもよい。
【0052】
上記付記７によれば、差分が標準を含む規定の範囲内になってからも規定の回数に到達するまで手順を繰り返してワイヤボンディング装置１を更に標準に近づけることができる。
【符号の説明】
【0053】
１…ワイヤボンディング装置、２…ワイヤ、３…フリーエアボール、４…ボンディング対象、１０…基台、１１…ＸＹテーブル、１２…Ｚテーブル、２０…モータ、３０…ボンディングアーム、３１…アーム基端部、３２…アーム連結部、３３…アーム先端部、３４…凹部、４０…超音波振動子、５０…超音波ホーン、５１…ホーン基端部、５３…ホーン先端部、５９…締付けねじ、６０…ボンディングツール、７０…荷重センサ、７９…締付けねじ、１００…ボンディングステージ、１１０…ワイヤクランパ、１２０…ワイヤテンショナ、１３０…接地検出部、２００…制御部、２０１…ボンディング荷重制御部、２１０…記憶部、２２０…表示部、２３０…操作部。
【図1】
【図2】
【図3】
【手続補正書】
【提出日】2024-08-02
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のワイヤボンディング装置の機種間で超音波ホーンが発する超音波振動の出力の差異を較正する方法であって、
ワイヤにフリーエアボールを形成してボンディング対象に当接させること、
前記フリーエアボールに加えている荷重を測定すること、
前記フリーエアボールに前記超音波ホーンを用いて前記超音波振動を加えること、
前記超音波振動によって前記荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定すること、及び、
前記荷重変化における最小値と前記設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくように、前記超音波ホーンの特性に関連するワイヤボンディング装置の設定項目の値を調整すること、を含む、
ワイヤボンディング装置の較正方法。
ワイヤにフリーエアボールを形成してボンディング対象に当接させること、
前記フリーエアボールに加えている荷重を測定すること、
前記フリーエアボールに前記超音波ホーンを用いて前記超音波振動を加えること、
前記超音波振動によって前記荷重が最小値を経て設定値になるまでの荷重変化を測定すること、及び、
前記荷重変化における最小値と前記設定値との間の差分が、あらかじめ定めておいた標準に近づくように、前記超音波ホーンの特性に関連するワイヤボンディング装置の設定項目の値を調整すること、を含む、
ワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項2】
前記荷重変化を測定することにおいて、前記荷重が前記設定値に近づくようにフィードバック制御することを含む、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項3】
前記ワイヤボンディング装置は、前記荷重を実測する荷重センサを備え、
前記荷重変化は、前記荷重センサの実測値によって測定する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
前記荷重変化は、前記荷重センサの実測値によって測定する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項4】
前記ワイヤボンディング装置は、前記フリーエアボールを押圧するボンディングツールと、該ボンディングツールを駆動するモータと、を備え、
前記荷重変化は、前記モータに供給した電流値によって測定する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
前記荷重変化は、前記モータに供給した電流値によって測定する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項5】
前記設定項目の値を調整することにおいて、前記超音波ホーンに接続された超音波振動子に
供給する設定電流及び前記超音波振動子に印加する設定電圧の少なくとも一方を調整する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
供給する設定電流及び前記超音波振動子に印加する設定電圧の少なくとも一方を調整する、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項6】
前記差分が前記標準を含む規定の範囲内になるまで、前記ボンディング対象に当接させること、前記加えている荷重を測定すること、前記超音波振動を加えること、及び、前記荷重変化を測定すること、前記設定項目の値を調整すること、の手順を繰り返す、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
【請求項7】
規定の回数に到達するまで、前記ボンディング対象に当接させること、前記加えている荷重を測定すること、前記超音波振動を加えること、及び、前記荷重変化を測定すること、前記設定項目の値を調整すること、の手順を繰り返す、
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。
請求項１に記載のワイヤボンディング装置の較正方法。