特許 7393056 ワイヤボンディング装置、クランプ装置の開き量の測定方法、及び、クランプ装置の校正方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-11-28

(45)【発行日】2023-12-06

(54)【発明の名称】ワイヤボンディング装置、クランプ装置の開き量の測定方法、及び、クランプ装置の校正方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/60 20060101AFI20231129BHJP

【ＦＩ】

H01L21/60 301J

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022546815

(86)(22)【出願日】2020-09-04

(86)【国際出願番号】 JP2020033585

(87)【国際公開番号】W WO2022049721

(87)【国際公開日】2022-03-10

【審査請求日】2023-02-08

(73)【特許権者】

【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】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100170818

【弁理士】

【氏名又は名称】小松 秀輝

(74)【代理人】

【識別番号】100211052

【弁理士】

【氏名又は名称】奥村 大輔

(72)【発明者】

【氏名】富山 俊彦

【審査官】平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１７／２１７３８５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／０３８１３５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０７－０８６３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０４９４９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一対のアームを有するクランプ装置と、
前記クランプ装置を水平方向に移動させるステージと、
ロッド部材と、
前記ロッド部材と前記クランプ装置との接触を検出する接触検出部と、
前記一対のアームの開閉、及び、前記ステージの動作を制御すると共に、前記クランプ装置の位置情報を取得する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、
前記クランプ装置を移動させることで前記一対のアームを閉じた状態で前記一対のアームのうち第１のアームの外側面を前記ロッド部材に接触させ、前記ロッド部材に接触したときの前記クランプ装置の位置情報を取得する第１の制御と、
前記クランプ装置を移動させることで前記一対のアームを開いた状態で前記第１のアームの外側面を前記ロッド部材に接触させ、前記ロッド部材に接触したときの前記クランプ装置の位置情報を取得する第２の制御と、
前記第１の制御及び前記第２の制御において取得された前記クランプ装置の位置情報に基づいて、前記一対のアームの開き量を求める第３の制御と、
を実行する、ワイヤボンディング装置。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記クランプ装置を移動させることで前記一対のアームを閉じた状態で前記一対のアームのうち第２のアームの外側面を前記ロッド部材に接触させ、前記ロッド部材に接触したときの前記クランプ装置の位置情報を取得する第４の制御と、
前記クランプ装置を移動させることで前記一対のアームを開いた状態で前記第２のアームの外側面を前記ロッド部材に接触させ、前記ロッド部材に接触したときの前記クランプ装置の位置情報を取得する第５の制御と、
を更に実行し、
前記第３の制御では、前記第４の制御及び前記第５の制御において取得された前記クランプ装置の位置情報を更に用いて、前記一対のアームの開き量を求める、請求項１に記載のワイヤボンディング装置。

【請求項3】

前記制御装置は、前記第１の制御よりも前に行われる第６の制御であり、前記クランプ装置を移動させることで前記第１のアーム又は前記第２のアームの先端部を前記ロッド部材の先端部に接触させ、前記ロッド部材に接触したときの前記クランプ装置の位置情報を取得する、該第６の制御を更に実行する、請求項２に記載のワイヤボンディング装置。

【請求項4】

前記ロッド部材を上下方向に移動させる昇降機構を更に備える、請求項１～３の何れか一項に記載のワイヤボンディング装置。

【請求項5】

開閉可能な一対のアームを有するクランプ装置の開き量の測定方法であって、
前記クランプ装置を移動させることで前記一対のアームを閉じた状態で前記一対のアームのうち第１のアームの外側面をロッド部材に接触させ、前記ロッド部材に接触したときの前記クランプ装置の位置情報を取得する第１の工程と、
前記クランプ装置を移動させることで前記一対のアームを開いた状態で前記第１のアームの外側面を前記ロッド部材に接触させ、前記ロッド部材に接触したときの前記クランプ装置の位置情報を取得する第２の工程と、
前記第１の工程及び前記第２の工程において取得された前記クランプ装置の位置情報に基づいて、前記一対のアームの開き量を求める第３の工程と、
を含む、測定方法。

【請求項6】

前記クランプ装置を移動させることで前記一対のアームを閉じた状態で前記一対のアームのうち第２のアームの外側面を前記ロッド部材に接触させ、前記ロッド部材に接触したときの前記クランプ装置の位置情報を取得する第４の工程と、
前記クランプ装置を移動させることで前記一対のアームを開いた状態で前記第２のアームの外側面を前記ロッド部材に接触させ、前記ロッド部材に接触したときの前記クランプ装置の位置情報を取得する第５の工程と、
を更に含み、
前記第３の工程では、前記第４の工程及び前記第５の工程において取得された前記クランプ装置の位置情報を更に用いて、前記一対のアームの開き量を求める、請求項５に記載の測定方法。

【請求項7】

前記第１の工程よりも前に行われる第６の工程であり、前記クランプ装置を移動させることで前記第１のアーム又は前記第２のアームの先端部を前記ロッド部材の先端部に接触させ、前記ロッド部材に接触したときの前記クランプ装置の位置情報を取得する、該第６の工程を更に含む、請求項６に記載の測定方法。

【請求項8】

請求項５～７の何れか一項に記載の測定方法によって前記クランプ装置の開き量を求める工程と、
前記クランプ装置の開き量に基づいて前記クランプ装置を校正する工程と、
を含む、クランプ装置の校正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ワイヤボンディング装置、クランプ装置の開き量の測定方法、及び、クランプ装置の校正方法に関する。

【背景技術】

【0002】

金属製のワイヤによって半導体チップ上に形成された電極と回路基板上に形成された電極とを電気的に接続するワイヤボンディング装置が知られている。例えば、下記特許文献１に記載のワイヤボンディング装置は、ボンディングワイヤが挿通されたキャピラリと、当該キャピラリと連動して移動する第１のクランパと、第１のクランパの上方でワイヤを把持する第２のクランパと、第１のクランパ及び第２のクランパの開閉を制御する制御部とを備えている。

【0003】

この装置は、第１のクランパを閉じた状態で且つ第２のクランパを開いた状態でワイヤをボンディングし、その後キャピラリ及び第１のクランパを上昇させてワイヤを切断する。そして、第１のクランパを開いた状態で且つ第２のクランパを閉じた状態でキャピラリ及び第１のクランパを上昇させることでキャピラリからワイヤを延出させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１０－１６１１７６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のようなワイヤボンディング装置では、所望のワイヤボンディングを行うために、ワイヤを把持するクランプ装置の開き量を高精度に制御することが望まれる。しかしながら、クランプ装置の開き量はワイヤボンディング装置の使用環境の影響を受けるので、使用環境が異なる複数のワイヤボンディング装置に搭載されたクランプ装置の開き量には機差が生じることがある。クランプ装置の開き量に機差が存在すると、ワイヤのループ形状又はテール長さにバラツキが生じ、ワイヤボンディング装置の信頼性が低下する原因となる。したがって、クランプ装置の開き量を高精度で測定することが望まれる。

【0006】

なお、ボンディング装置からクランプ装置を取り外した状態であれば、レーザ変位計等を用いてクランプ装置の開き量を測定することが可能である。しかしながら、クランプ装置の開き量は、ワイヤボンディング装置の使用時の温度条件にも影響を受けるので、ボンディング装置に組み付けられた状態でクランプ装置の開き量を測定することが求められている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一態様のワイヤボンディング装置は、一対のアームを有するクランプ装置と、クランプ装置を水平方向に移動させるステージと、ロッド部材と、ロッド部材とクランプ装置との接触を検出する接触検出部と、一対のアームの開閉、及び、ステージの動作を制御すると共に、クランプ装置の位置情報を取得する制御装置と、を備え、制御装置は、クランプ装置を移動させることで一対のアームを閉じた状態で一対のアームのうち第１のアームの外側面をロッド部材に接触させ、ロッド部材に接触したときのクランプ装置の位置情報を取得する第１の制御と、クランプ装置を移動させることで一対のアームを開いた状態で第１のアームの外側面をロッド部材に接触させ、ロッド部材に接触したときのクランプ装置の位置情報を取得する第２の制御と、第１の制御及び第２の制御において取得されたクランプ装置の位置情報に基づいて、一対のアームの開き量を求める第３の制御と、を実行する。

【0008】

上記態様のワイヤボンディング装置では、一対のアームを閉じた状態で第１のアームの外側面とロッド部材とが接触したときの位置情報と、一対のアームを開いた状態で第１のアームの外側面とロッド部材とが接触したときの位置情報とに基づいて、クランプ装置の開き量を求めている。したがって、ワイヤボンディング装置に組み付けられた状態でクランプ装置の開き量を測定することができる。

【0009】

一実施形態では、制御装置は、クランプ装置を移動させることで一対のアームを閉じた状態で一対のアームのうち第２のアームの外側面をロッド部材に接触させ、ロッド部材に接触したときのクランプ装置の位置情報を取得する第４の制御と、クランプ装置を移動させることで一対のアームを開いた状態で第２のアームの外側面をロッド部材に接触させ、ロッド部材に接触したときのクランプ装置の位置情報を取得する第５の制御と、を更に実行し、第３の制御では、第４の制御及び第５の制御において取得されたクランプ装置の位置情報を更に用いて、一対のアームの開き量を求めてもよい。

【0010】

上記実施形態では、一対のアームを閉じた状態で第２のアームの外側面とロッド部材とが接触したときの位置情報と、一対のアームを開いた状態で第２のアームの外側面とロッド部材とが接触したときの位置情報を更に用いてクランプ装置の開き量を求めることにより、クランプ装置の開き量をより高い精度で測定することができる。

【0011】

一実施形態では、制御装置は、第１の制御よりも前に行われる第６の制御であり、クランプ装置を移動させることで第１のアーム又は第２のアームの先端部をロッド部材の先端部に接触させ、ロッド部材に接触したときのクランプ装置の位置情報を取得する、該第６の制御を更に実行してもよい。

【0012】

上記実施形態では、第１のアーム又は第２のアームの先端部をロッド部材の先端部に接触させたときのクランプ装置の位置情報を取得しているので、ロッド部材の先端部の位置情報を取得することができる。

【0013】

一実施形態では、ロッド部材を上下方向に移動させる昇降機構を更に備えていてもよい。

【0014】

上記実施形態では、ロッドを上下方向に移動させることで、ワイヤボンディング時にクランプ装置とロッド部材とが接触又は干渉することを防止することができる。

【0015】

一態様では、開閉可能な一対のアームを有するクランプ装置の開き量の測定方法が提供される。この測定方法は、クランプ装置を移動させることで一対のアームを閉じた状態で一対のアームのうち第１のアームの外側面をロッド部材に接触させ、ロッド部材に接触したときのクランプ装置の位置情報を取得する第１の工程と、クランプ装置を移動させることで一対のアームを開いた状態で第１のアームの外側面をロッド部材に接触させ、ロッド部材に接触したときのクランプ装置の位置情報を取得する第２の工程と、第１の工程及び第２の工程において取得されたクランプ装置の位置情報に基づいて、一対のアームの開き量を求める第３の工程と、を含む。

【0016】

上述のように、上記態様のクランプ装置の開き量の測定方法では、ワイヤボンディング装置に組み付けられた状態でクランプ装置の開き量を測定することができる。

【0017】

一実施形態の測定方法は、クランプ装置を移動させることで一対のアームを閉じた状態で一対のアームのうち第２のアームの外側面をロッド部材に接触させ、ロッド部材に接触したときのクランプ装置の位置情報を取得する第４の工程と、クランプ装置を移動させることで一対のアームを開いた状態で第２のアームの外側面をロッド部材に接触させ、ロッド部材に接触したときのクランプ装置の位置情報を取得する第５の工程と、を更に含み、第３の工程では、第４の工程及び第５の工程において取得されたクランプ装置の位置情報を更に用いて、一対のアームの開き量を求めてもよい。

【0018】

上記実施形態の測定方法では、クランプ装置の開き量をより高い精度で測定することができる。

【0019】

一実施形態の測定方法は、第１の工程よりも前に行われる第６の工程であり、クランプ装置を移動させることで第１のアーム又は第２のアームの先端部をロッド部材の先端部に接触させ、ロッド部材に接触したときのクランプ装置の位置情報を取得する、該第６の工程を更に含んでもよい。

【0020】

上記実施形態の測定方法では、ロッド部材の先端部の位置情報を取得することができる。

【0021】

一態様のクランプ装置の校正方法は、上記測定方法によってクランプ装置の開き量を求める工程と、クランプ装置の開き量に基づいてクランプ装置を校正する工程と、を含む。

【0022】

上記校正方法では、クランプ装置を校正することで制御信号によって指定されたクランプ装置の開き量と実際のクランプ装置の開き量との誤差を小さくすることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の一態様及び種々の実施形態によれば、ボンディング装置に組み付けられた状態でクランプ装置の開き量を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】一実施形態のワイヤボンディング装置を示す斜視図である。

【図2】一実施形態のワイヤボンディング装置を示す側面図である。

【図3】クランプ装置を模式的に示す平面図である。

【図4】一実施形態のクランプ装置の校正方法を示すフローチャートである。

【図5】一実施形態のクランプ装置の開き量の測定方法を示すフローチャートである。

【図6】クランプ装置の動きを模式的に示す平面図である。

【図7】クランプ装置の動きを模式的に示す平面図である。

【図8】クランプ装置の動きを模式的に示す平面図である。

【図9】クランプ装置の動きを模式的に示す平面図である。

【図10】クランプ装置の動きを模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

【0026】

図１は、一実施形態のワイヤボンディング装置の斜視図である。図２は、ワイヤボンディング装置の側面図である。図１及び図２に示すワイヤボンディング装置１は、回路基板上に配置された半導体チップＤに対してワイヤＷを接合する。図１及び図２では、互いに直交する３方向をＸ方向（第１の方向）、Ｙ方向（第２の方向）及びＺ方向（第３の方向）として図示している。Ｘ方向はボンディング対象である半導体チップＤの搬送方向を示し、Ｙ方向はＸ方向に垂直な水平方向を示し、Ｚ方向はワイヤボンディング装置１の高さ方向を示している。図１では、説明の便宜上、後述するロッド部材２０を省略して図示している。

【0027】

図１及び図２に示すように、ワイヤボンディング装置１は、ＸＹステージ２、ボンディングユニット１０、ロッド部材２０及び制御装置３０を備えている。ＸＹステージ２は、その上にボンディングユニット１０を支持している。ＸＹステージ２は、例えばステッピングモータによって、Ｘ方向及びＹ方向を含む二次元平面であるＸＹ平面内において、その上に支持されたボンディングユニット１０を水平方向に移動させる。このＸＹステージ２は、当該ＸＹステージ２のＸＹ平面内の座標位置を示す情報をエンコーダ出力して出力する。

【0028】

ボンディングユニット１０は、ボンディングヘッド３、Ｚ方向駆動機構４、超音波ホーン５、クランプ装置６、キャピラリ７、スプール８及びカメラ９を有している。ボンディングヘッド３は、ＸＹステージ２上に支持されている。Ｚ方向駆動機構４は、ボンディングヘッド３に取り付けられている。Ｚ方向駆動機構４は、例えばモータの駆動力によってＸ方向に延在する回転軸周りに回転することで、クランプ装置６及びキャピラリ７をＺ方向に移動させる。

【0029】

Ｚ方向駆動機構４には、超音波ホーン５が取り付けられている。したがって、超音波ホーン５は、ＸＹステージ２の駆動によってＸ方向及びＹ方向に移動する。超音波ホーン５は、Ｚ方向駆動機構４からＹ方向に延在しており、その先端部にはキャピラリ７が取り付けられている。キャピラリ７には、スプール８から供給されるワイヤＷが挿通されている。キャピラリ７は、ワイヤＷを半導体チップＤに接合する。

【0030】

クランプ装置６は、キャピラリ７の上方でＺ方向駆動機構４に取り付けられている。したがって、クランプ装置６は、ＸＹステージ２の駆動によって超音波ホーン５と共にＸ方向及びＹ方向に移動する。

【0031】

図３（ａ）は、例示的なクランプ装置６を模式的に示す平面図である。図３（ａ）に示すように、クランプ装置６は、一対のアーム１２、変形部１３及び駆動部１４を有している。一対のアーム１２は、Ｘ方向において互いに近接又は離間することで開閉する。クランプ装置６は、一対のアーム１２を開閉することでキャピラリ７の上方でワイヤＷを把持する。

【0032】

一対のアーム１２は、第１のアーム１５及び第２のアーム１６を含んでいる。第１のアーム１５は、基端部１５ａと先端部１５ｂとの間でＹ方向に延在している。第１のアーム１５は、一対のアーム１２の開閉方向（Ｘ方向）の内側に位置する内側面１５ｃと、一対のアーム１２の開閉方向の外側に位置する外側面１５ｄを含んでいる。同様に、第２のアーム１６は、基端部１６ａと先端部１６ｂとの間でＹ方向に延在している。第２のアーム１６は、一対のアーム１２の開閉方向（Ｘ方向）の内側に面する内側面１６ｃ、及び、一対のアーム１２の開閉方向の外側に面する外側面１６ｄを含んでいる。

【0033】

第１のアーム１５の内側面１５ｃ及び第２のアーム１６の内側面１６ｃには、ワイヤＷを挟持する一対のクランプ片１７が設けられている。一対のクランプ片１７は、先端部１５ｂ及び先端部１６ｂに近接する位置において第１のアーム１５の内側面１５ｃ及び第２のアーム１６の内側面１６ｃに固定されている。

【0034】

一対のアーム１２の基端部１５ａ，１６ａは、変形部１３に接続されている。変形部１３は、一対のアーム１２と駆動部１４との間に設けられている。変形部１３は、例えばコの字状の平面形状を有しており、駆動部１４の伸縮に伴って変形する。

【0035】

駆動部１４は、例えば電気エネルギーを運動エネルギーに変換する圧電素子であり、印加された電圧に応じて変形する。駆動部１４に所定の電圧が印加されると、駆動部１４はＹ方向に伸びて変形部１３を押圧する。駆動部１４によって押圧された変形部１３は、図３（ｂ）に示すように、一対のアーム１２がＸ方向に開くように弾性変形する。反対に、駆動部１４への電圧の印加が停止されると、駆動部１４がＹ方向に縮み、変形部１３は一対のアーム１２が閉じるように弾性変形する。駆動部１４に印加される電圧は、制御装置３０から送出される制御信号によって制御される。すなわち、クランプ装置６は、当該制御装置３０によって指定された開き量になるように一対のアーム１２を開閉する。

【0036】

図１を再び参照する。カメラ９は、Ｘ方向においてクランプ装置６に対してずれた位置に配置されている。カメラ９は、例えばボンディングヘッド３に取り付けられ、ＸＹステージ２の駆動によってクランプ装置６及びキャピラリ７と共にＸ方向及びＹ方向に移動する。カメラ９は、例えば、半導体チップＤ及びキャピラリ７を含む領域を撮影し、撮影によって得られた画像データを制御装置３０に出力する。

【0037】

また、ボンディングヘッド３のＹ方向前方には、ボンディング対象である半導体チップＤを支持するボンディングステージ１１が設けられている。ボンディングステージ１１上には、搬送装置１１ａが設けられている。搬送装置１１ａは、回路基板上に載置された半導体チップＤをＸ方向に搬送する。

【0038】

図２に示すように、ロッド部材２０は、ボンディングユニット１０のＹ方向前方に設けられている。ロッド部材２０は、金属等の導電性材料によって構成された長尺部材である。ロッド部材２０は、基端部２０ａ及び先端部２０ｂを有しており、当該基端部２０ａと先端部２０ｂとの間でＹ方向に延在している。

【0039】

ロッド部材２０には、接触検出部２６が接続されている。接触検出部２６は、クランプ装置６とロッド部材２０との接触状態を検出する。例えば、接触検出部２６は、ロッド部材２０に電圧が印加すると共に、ロッド部材２０に流れる電流を検出する。接触検出部２６は、例えばクランプ装置６とロッド部材２０とが接触することでロッド部材２０に電流が流れたことを検出するとクランプ装置６とロッド部材２０とが接触したことを示す接触情報を制御装置３０に出力する。

【0040】

また、ワイヤボンディング装置１は、昇降機構２２を更に備えている。昇降機構２２は、ロッド部材２０を上下方向（Ｚ方向）に移動させる。図２に示す実施形態では、昇降機構２２は、フレーム２３及び駆動装置２４を備えている。フレーム２３は、Ｚ方向に延在している。駆動装置２４には、ロッド部材２０の基端部２０ａが接続されている。駆動装置２４は、例えばロータリーソレノイドを含み、ロッド部材２０をフレーム２３に沿ってＺ方向に移動させる。なお、昇降機構２２は、図２に示す構成に限定されず、ロッド部材２０をＺ方向に移動できる限り、任意の構成を採用することができる。

【0041】

制御装置３０は、プロセッサ、記憶部、入力装置、表示装置等を備えるコンピュータであり、ワイヤボンディング装置１全体の動作を制御する。この制御装置３０では、入力装置を用いてオペレータがワイヤボンディング装置１を管理するためにコマンドの入力操作等を行うことができ、また、表示装置により、ワイヤボンディング装置１の動作状況を可視化して表示すことができる。さらに、制御装置３０の記憶部には、ワイヤボンディング装置１で実行される各種処理をプロセッサにより制御するための制御プログラムが格納されている。制御装置３０は、この制御プログラムをプロセッサで実行することにより後述する各種機能を実現する。

【0042】

制御装置３０は、ＸＹステージ２、Ｚ方向駆動機構４、クランプ装置６、カメラ９、昇降機構２２及び接触検出部２６と通信可能に接続されている。制御装置３０は、ＸＹステージ２、Ｚ方向駆動機構４、クランプ装置６、カメラ９及び昇降機構２２に制御信号を送出し、ＸＹステージ２の動作、Ｚ方向駆動機構４の動作、クランプ装置６の開閉動作、カメラ９の動作、昇降機構２２の動作等を制御する。また、制御装置３０は、クランプ装置６とロッド部材２０とが接触したときのクランプ装置６の位置情報に基づいて、クランプ装置６の開き量ｄを測定し（図３（ｂ）参照）、測定された開き量ｄに基づいてクランプ装置６を校正する機能を有する。

【0043】

図１に示すように、制御装置３０は、機能的構成として、画像取得部３１、駆動制御部３２、接触情報取得部３３、位置情報取得部３４、開き量測定部３５及び校正部３６を備えている。画像取得部３１は、カメラ９によって撮像された画像を取得する。駆動制御部３２は、ＸＹステージ２及びＺ方向駆動機構４、昇降機構２２に制御信号を送出し、クランプ装置６及びキャピラリ７をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動させる共に、ロッド部材２０をＺ方向に移動させる。

【0044】

接触情報取得部３３は、クランプ装置６とロッド部材２０とが接触したことを示す接触情報を接触検出部２６から取得する。位置情報取得部３４は、例えばＸＹステージ２及びＺ方向駆動機構４のエンコーダ出力に基づいて、クランプ装置６のＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向における位置情報を取得する。開き量測定部３５は、クランプ装置６の位置情報に基づいてクランプ装置６の一対のアーム１２の開き量を測定する。校正部３６は、開き量測定部３５によって測定された一対のアーム１２の開き量に基づいて、クランプ装置６を校正する。

【0045】

次に、図４を参照して、制御装置３０の機能について詳細に説明すると共に、一実施形態のワイヤボンディング装置１を用いたクランプ装置６の校正方法について説明する。

【0046】

図４は、一実施形態のクランプ装置６の校正方法を示すフローチャートである。図４に示す校正方法は、ワイヤボンディング装置１の制御装置３０によって実行される。図４に示すように、この校正方法では、まず制御装置３０によってクランプ装置６の開き量が測定される（ステップＳＴ１）。

【0047】

図５を参照して、クランプ装置６の開き量の測定方法について説明する。図５は、クランプ装置６の開き量の測定方法を示すフローチャートである。図５に示すように、この測定方法では、まず駆動制御部３２は、昇降機構２２を制御して、Ｚ方向においてロッド部材２０及びクランプ装置６の高さ位置が同じになるように、ロッド部材２０を上昇させる（ステップＳＴ１１）。

【0048】

次に、駆動制御部３２は、図６（ａ）に示すように、ＸＹステージ２を制御して、クランプ装置６をロッド部材２０のＹ方向後方に配置し、その後クランプ装置６をＹ方向に沿ってロッド部材２０側に移動させる。そして、駆動制御部３２は、図６（ｂ）に示すように、第１のアーム１５の先端部１５ｂをロッド部材２０の先端部２０ｂに接触させる（ステップＳＴ１２）。なお、ステップＳＴ１２では、第２のアーム１６の先端部１６ｂをロッド部材２０の先端部２０ｂに接触させてもよい。ここで、ステップＳＴ１１及びステップＳＴ１２では、オペレータが制御装置３０の入力装置を手動で操作することによって、第１のアーム１５の先端部１５ｂ又は第２のアーム１６の先端部１６ｂをロッド部材２０の先端部２０ｂに接触させてもよい。

【0049】

第１のアーム１５又は第２のアーム１６とロッド部材２０との接触が接触検出部２６によって検出されると、接触検出部２６から制御装置３０に接触情報が送出される。接触情報取得部３３によって接触情報が取得されると、位置情報取得部３４は、ＸＹステージ２のエンコーダ出力に基づいて、クランプ装置６のＸＹ平面上の位置情報を取得する（ステップＳＴ１３）（第６の制御、第６の工程）。この位置情報によって、ロッド部材２０の先端部２０ｂのＸＹ平面上の位置が把握される。取得されたクランプ装置６の位置情報は、例えば制御装置３０の記憶部に格納される。

【0050】

次に、駆動制御部３２は、ＸＹステージ２を制御して、クランプ装置６を第１の待機位置に移動させる（ステップＳＴ１４）。図７（ａ）に示すように、第１の待機位置は、Ｘ方向において、第１のアーム１５が第２のアーム１６よりもロッド部材２０に近接して配置される位置である。例えば、第１の待機位置は、Ｘ方向において第１のアーム１５の外側面１５ｄとロッド部材２０とが距離Ｇｘだけ離間し、Ｙ方向において第１のアーム１５とロッド部材２０とが距離Ｇｙだけ重なって配置される位置である。限定されるものではないが、距離Ｇｘは例えば５００μｍであり、距離Ｇｙは例えば３００μｍである。

【0051】

次に、駆動制御部３２は、図７（ｂ）に示すように、ＸＹステージ２を制御して、一対のアーム１２が閉じた状態でクランプ装置６をＸ方向に沿ってロッド部材２０側に移動させる。そして、図７（ｃ）に示すように、第１のアーム１５の外側面１５ｄをロッド部材２０に接触させる（ステップＳＴ１５）。このとき、第１のアーム１５の先端部１５ｂの付近で外側面１５ｄはロッド部材２０に対して接触する。

【0052】

第１のアーム１５の外側面１５ｄとロッド部材２０との接触が接触検出部２６によって検出されると、接触検出部２６から制御装置に接触情報が送出される。接触情報取得部３３によって接触情報が取得されると、位置情報取得部３４は、ＸＹステージ２のエンコーダ出力に基づいて、少なくともクランプ装置６のＸ方向における位置情報を取得する（ステップＳＴ１６）（第１の制御、第１の工程）。取得されたクランプ装置６の位置情報は、例えば制御装置３０の記憶部に格納される。

【0053】

次に、駆動制御部３２は、図８（ａ）に示すように、ＸＹステージ２を制御して、ロッド部材２０から遠ざかる方向にクランプ装置６をＸ方向に沿って移動させて、当該クランプ装置６を第１の待機位置に配置する（ステップＳＴ１７）。すなわち、駆動制御部３２は、クランプ装置６をロッド部材２０から離間させる。

【0054】

次に、駆動制御部３２は、クランプ装置６の開き量を指定された開き量にする制御信号をクランプ装置６に送出することで、一対のアーム１２を開く（ステップＳＴ１８）。例えば、駆動制御部３２は、指定された開き量に対応する電圧をクランプ装置６の駆動部１４に印加する。次に、駆動制御部３２は、図８（ｂ）に示すように、一対のアーム１２が開いた状態でクランプ装置６をＸ方向に沿ってロッド部材２０側に移動させる。そして、図８（ｃ）に示すように、第１のアーム１５の外側面１５ｄをロッド部材２０に接触させる（ステップＳＴ１９）。このとき、第１のアーム１５の先端部１５ｂの付近で外側面１５ｄはロッド部材２０に対して接触する。

【0055】

第１のアーム１５の外側面１５ｄとロッド部材２０との接触が接触検出部２６によって検出されると、接触検出部２６から制御装置に接触情報が送出される。接触情報取得部３３によって接触情報が取得されると、位置情報取得部３４は、ＸＹステージ２のエンコーダ出力に基づいて、少なくともクランプ装置６のＸ方向における位置情報を取得する（ステップＳＴ２０）（第２の制御、第２の工程）。取得されたクランプ装置６の位置情報は、例えば制御装置３０の記憶部に格納される。

【0056】

次に、駆動制御部３２は、クランプ装置６をロッド部材２０から離間させてから、クランプ装置６を制御して、一対のアーム１２を閉じる（ステップＳＴ２１）。次に、駆動制御部３２は、ＸＹステージ２を制御して、クランプ装置６を第２の待機位置に移動させる（ステップＳＴ２２）。図９（ａ）に示すように、第２の待機位置は、Ｘ方向においてロッド部材２０を介して第１の待機位置から隔てられた位置であり、Ｘ方向において第２のアーム１６が第１のアーム１５よりもロッド部材２０に近接して配置される位置である。例えば、第２の待機位置は、Ｘ方向において第２のアーム１６の外側面１６ｄとロッド部材２０とが距離Ｇｘだけ離間し、Ｙ方向において第２のアーム１６の先端部１６ｂとロッド部材２０の先端部２０ｂとが距離Ｇｙだけ重なる位置である。限定されるものではないが、距離Ｇｘは例えば５００μｍであり、距離Ｇｙは例えば３００μｍである。

【0057】

次に、駆動制御部３２は、図９（ｂ）に示すように、第２の待機位置からロッド部材２０に向けてクランプ装置６をＸ方向に沿って移動させる。そして、図９（ｃ）に示すように、第２のアーム１６の外側面１６ｄをロッド部材２０に接触させる（ステップＳＴ２３）。

【0058】

第２のアーム１６の外側面１６ｄとロッド部材２０との接触が接触検出部２６によって検出されると、接触検出部２６から制御装置に接触情報が送出される。接触情報取得部３３によって接触情報が取得されると、位置情報取得部３４は、ＸＹステージ２のエンコーダ出力に基づいて、少なくともクランプ装置６のＸ方向における位置情報を取得する（ステップＳＴ２４）（第４の制御、第４の工程）。取得されたクランプ装置６の位置情報は、例えば制御装置３０の記憶部に格納される。

【0059】

次に、駆動制御部３２は、図１０（ａ）に示すように、ＸＹステージ２を制御して、ロッド部材２０から遠ざかる方向にクランプ装置６をＸ方向に沿って移動させて、当該クランプ装置６を第２の待機位置に配置する（ステップＳＴ２５）。すなわち、駆動制御部３２は、クランプ装置６をロッド部材２０から離間させる。

【0060】

次に、駆動制御部３２は、クランプ装置６の開き量を指定された開き量にする制御信号をクランプ装置６に送出することで、一対のアーム１２を開く（ステップＳＴ２６）。次に、駆動制御部３２は、図１０（ｂ）に示すように、一対のアーム１２が開いた状態でクランプ装置６をＸ方向に沿ってロッド部材２０側に移動させる。そして、図１０（ｃ）に示すように、第２のアーム１６の外側面１６ｄをロッド部材２０に接触させる（ステップＳＴ２７）。このとき、第２のアーム１６の外側面１６ｄは先端部１６ｂの付近でロッド部材２０に対して接触する。

【0061】

第２のアーム１６の外側面１６ｄとロッド部材２０との接触が接触検出部２６によって検出されると、接触検出部２６から制御装置に接触情報が送出される。接触情報取得部３３によって接触情報が取得されると、位置情報取得部３４は、ＸＹステージ２のエンコーダ出力に基づいて、少なくともクランプ装置６のＸ方向における位置情報を取得する（ステップＳＴ２８）（第５の制御、第５の工程）。取得されたクランプ装置６の位置情報は、例えば制御装置３０の記憶部に格納される。

【0062】

次に、開き量測定部３５は、ステップＳＴ１６、ステップＳＴ２０、ステップＳＴ２４及びステップＳＴ２８でそれぞれ取得された位置情報に基づいて、クランプ装置６の開き量を測定する（ステップＳＴ２９）（第３の制御、第３の工程）。例えば、ステップＳＴ２０で取得されたクランプ装置６のＸ方向における位置情報とステップＳＴ１６で取得されたクランプ装置６のＸ方向における位置情報との差分値は、クランプ装置６を閉状態から開状態にしたときのＸ方向における第１のアーム１５の移動量を表している。また、ステップＳＴ２８で取得されたクランプ装置６のＸ方向における位置情報とステップＳＴ２４で取得されたクランプ装置６のＸ方向における位置情報との差分値は、クランプ装置６を閉状態から開状態にしたときのＸ方向における第２のアーム１６の移動量を表している。

【0063】

例えば、ステップＳＴ１６、ステップＳＴ２０、ステップＳＴ２４及びステップＳＴ２８で取得されたクランプ装置６のＸ方向における位置情報をそれぞれｘ１、ｘ２、ｘ３及びｘ４とした場合には、開き量測定部３５、下記式（１）に従ってクランプ装置６の開き量ｄを求めることが可能である。

【0064】

ｄ＝|ｘ２－ｘ１|＋|ｘ４－ｘ３| ・・・（１）

【0065】

クランプ装置６の開き量の測定後、駆動制御部３２は、昇降機構２２を制御して、クランプ装置６を下降させる（ステップＳＴ３０）。クランプ装置６を下降させることによって、クランプ装置がロッド部材２０に接触又は干渉することを防止することが可能となる。

【0066】

図４を再び参照する。図４に示すように、クランプ装置６の開き量の測定後、校正部３６は、測定されたクランプ装置６の開き量に基づいて、クランプ装置６を校正する（ステップＳＴ２）。この校正は、ステップＳＴ１８及びステップＳＴ２６において、制御装置３０によって指定された開き量と、ステップＳＴ２９において測定された開き量とが一致するように、クランプ装置６の駆動部１４に印加される電圧を補正することによって行う。

【0067】

上述のワイヤボンディング装置１では、一対のアーム１２を閉じた状態で第１のアーム１５の外側面１５ｄとロッド部材２０とが接触したときの位置情報と、一対のアーム１２を開いた状態で第１のアーム１５の外側面１５ｄとロッド部材２０とが接触したときの位置情報と、一対のアームを閉じた状態で第２のアーム１６の外側面１６ｄとロッド部材２０とが接触したときの位置情報と、一対のアーム１２を開いた状態で第２のアーム１６の外側面１６ｄとロッド部材２０とが接触したときの位置情報とに基づいて、一対のアーム１２の開き量を求めている。したがって、ワイヤボンディング装置１に組み付けられた状態でクランプ装置６の開き量を測定することができる。

【0068】

さらに、上述のワイヤボンディング装置１では、測定されたクランプ装置６の開き量に基づいてクランプ装置６を校正しているので、制御装置３０によって指定されたクランプ装置の開き量と実際のクランプ装置の開き量との誤差が小さくすることができる。

【0069】

また、上記ワイヤボンディング装置１では、ロッド部材２０をＺ方向に移動させることができるので、半導体チップＤをボンディングする際にロッド部材２０をＺ方向に退避させることができる。その結果、ロッド部材２０がクランプ装置６に対して接触又は干渉することを防止することができる。

【0070】

以上、種々の実施形態に係るワイヤボンディング装置１、当該ワイヤボンディング装置１を用いたクランプ装置６の開き量の測定方法、クランプ装置６の校正方法について説明してきたが、上述した実施形態に限定されることなく発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形態様を構成可能である。

【0071】

例えば、図２に示すワイヤボンディング装置１は、ロッド部材２０をフレーム２３に沿ってＺ方向に移動させる昇降機構２２を備えているが、ロッド部材２０をＺ方向に移動できれば任意の構成を備えることができる。また、接触検出部２６は、ロッド部材２０に流れる電流に基づいてクランプ装置６とロッド部材２０との接触を検出しているが、異なる手法を用いてクランプ装置６とロッド部材２０との接触を検出してもよい。

【0072】

上記実施形態では、第１のアーム１５の外側面１５ｄとロッド部材２０とが接触したときの位置情報と、第２のアーム１６の外側面１６ｄとロッド部材２０とが接触したときの位置情報とに基づいて一対のアーム１２の開き量を求めているが、一実施形態では、一対のアーム１２のうち一方のアームとロッド部材２０とが接触したときの位置情報のみに基づいて一対のアーム１２の開き量を求めてもよい。

【0073】

例えば、制御装置３０は、一対のアーム１２を閉じた状態で第１のアーム１５の外側面１５ｄをロッド部材２０に接触させ、ロッド部材２０に接触したときのクランプ装置６の位置情報を取得すると共に、一対のアーム１２を開いた状態で第１のアーム１５の外側面１５ｄをロッド部材２０に接触させ、ロッド部材２０に接触したときのクランプ装置６の位置情報を取得し、取得されたクランプ装置６の２つの位置情報に基づいて、一対のアームの開き量を求めることが可能である。例えば、一対のアーム１２を閉じた状態で第１のアーム１５の外側面１５ｄとロッド部材２０とが接触したときのＸ方向における位置情報をｘ１とし、一対のアーム１２を開いた状態で第１のアーム１５の外側面１５ｄとロッド部材２０とが接触したときの位置情報をｘ２とした場合には、Ｘ方向における第１のアーム１５の移動量は、｜ｘ２－ｘ１｜と表される。制御装置３０は、例えば第１のアーム１５の移動量を２倍して一対のアーム１２の開き量を求めてもよい。

【符号の説明】

【0074】

１…ワイヤボンディング装置、２…ＸＹステージ、６…クランプ装置、１２…一対のアーム、１５…第１のアーム、１５ｂ…第１のアームの先端部、１５ｄ…第１のアームの外側面、１６…第２のアーム、１６ｂ…第２のアームの先端部、１６ｄ…第２のアームの外側面、２０…ロッド部材、２０ｂ…ロッド部材の先端部、２２…昇降機構、３０…制御装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】