ＸＹテーブル ワイヤボンダ仕様

特長

1. 高加減速性
2. 高追従性
3. 整定性
4. 長寿命

　半導体産業はパーソナルコンピューターや携帯電話等の情報端末製品の急激な需要増に比例する形で急成長を遂げています。半導体製造の後工程に位置する半導体チップの電極（パッド）と外部リード端子を接続するワイヤボンディング工程は、1964年に始まり現在では半導体製造の重要な工程になっています。ICやLSIの高集積化に伴い、パッドとワイヤ数が増え、生産性を上げるためにボンディングスピードを高速化することが現在課題となっています。
　現在、1ワイヤ/0.14秒のボンディングスピードでは、XYテーブルの2mm位置決め時間は、30ｍｓ程度であり、加速度も3〜4G程度なので、ワイヤボンダには、案内にクロスローラガイド、駆動にボールねじと高帯域サーボモータを用いた高速XYテーブルが用いられています。ＮＳＫではボールねじとガイド、あるいは、これを組み合わせたCT型XYテーブルを生産し、販売しています。

詳細はこちらへ → ワイヤボンダ用ＣＴ型ＸＹテーブル

　このワイヤを張るスピードが装置の生産能力を表し、各ワイヤボンダメーカは、現在のボンディングスピード、1ワイヤ/0.12〜0.14秒（2mm:ループコントロール付き）を1ワイヤ/0.1秒に高めるべく開発を進めています。ところで、1ワイヤ/0.1秒のボンディングの位置決め時間は、20ｍｓ以下が要求されるので、従来のボールねじと直動案内軸受等の構成では難しくなってきています。

図1　ボンディングヘッドの構成とワイヤボンディングサイクル

図2　1ワイヤ/0.1秒のテーブル速度

　超音波接合のボンディング時間を除いた20m秒の間に2mm移動し、数μmの精度で静止する必要があるため、テーブルの加速度は5G(49m/s2)以上必要となります。ＮＳＫは高加減速で、数100Nの推力が必要なテーブル用リニアモータとして、可動磁石・コア型リニアモータを採用しました。この方式は、固定1次側にスロット付コイルを、可動2次側に永久磁石を配置するため、下記特長が有ります。

(1) ブラシレス・無給電

固定側にコイルを配置したため、可動側に電流を供給する必要がありません。そのため、可動側は発熱がなく、可動側の冷却が不要であります。

(2)薄型テーブル構成

可動テーブル下面に、永久磁石を組み付ける構造のため、負荷重心、案内部、推力発生部の高さの差が小さく、加減速用途に適します。

詳細はこちらへ → ワイヤボンダ用リニアモータの開発

　高密度のワイヤを正確に張るために、X、Y、Z軸3軸のループコントロールが必要となり、高速に張るためには、各軸の移動中の誤差をなるべく少なくする事、すなわち、追従性を上げる事が必要となります。そのためには、高帯域(約200Hz以上)制御と高剛性のテーブル構造が要求されます。

詳細はこちらへ →	外乱オブザーバーと予見フィードフォワードを用いた ワイヤボンダ用テーブルの位置決め制御

　高加減速を行った後に、超音波加振したキャピラリでワイヤを接合するため、短時間に整定し、静止している性能が必要となります。

詳細はこちらへ →	外乱オブザーバーと予見フィードフォワードを用いた ワイヤボンダ用テーブルの位置決め制御

　ワイヤホンディング工程は、長期間の連続稼働となるために、精度劣化の少ない長寿命のテーブルが必要となります。

詳細はこちらへ →	ワイヤボンダ用リニアモータの開発