CN104350587B - 接合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够谋求压电元件驱动的负荷的轻量小型化，另外，能够减轻来自工件的热量对压电元件的影响的接合装置。该接合装置具有：具有与接合工具(8)的中心轴相对的承受部(6c)的接合臂(5)；与接合工具(8)接触的一对毛细管保持部(9、10)；与毛细管保持部(9、10)接触并产生超声波振动的一对压电元件(11、12)；与接合臂的承受部相对配置的加压体(18)；以及由使加压体朝着接合臂的承受部移动的移动机构构成的加压机构，在使一对压电元件、一对毛细管保持部以及接合工具位于接合臂的承受部与加压体之间的状态下，移动加压体，由此将一对毛细管保持部以及接合工具保持于接合臂。

Description

接合装置
技术领域
本发明涉及一种接合装置(bonding device)，特别是涉及一种可以自由地设定驱动接合线(wire)的接合工具(bonding tool)的振动频率的接合装置。
背景技术
一直以来，已知有用线(wire)将半导体芯片的电极与形成于基板上的配线用的引线(lead)接合的引线接合装置。引线接合装置是将形成于线的前端部的球(ball)随着超声波振动进行按压并接合于半导体芯片的电极并且将线随着超声波振动按压于引线而将半导体芯片的电极与基板上的引线接合的装置。在引线接合装置，在能够在二维方向上移动的XY工作台上载置固定有接合头。形成接合头的接合臂成为能够以支撑轴为中心旋转的结构，具有在接合臂的一方的前端安装有作为接合工具的毛细管的超声波喇叭、以及在另一方经由超声波喇叭而对毛细管施加超声波振动的作为超声波施加机构的超声波振子。
但是，现有的接合臂中的超声波喇叭需要以λ(音波长)/2为基本的长度，另外，在作为接合臂安装于接合头时，由于固定λ/4的节的位置，因此，其长度以及支撑方法等受到制约。因此，为了消除这些制约，在专利文献1中公开了在接合臂的毛细管安装附近，在毛细管组装了通过电致伸缩或者磁致伸缩效应而传递振动的压电元件的引线接合装置。
另外，在专利文献2中公开了在毛细管组装了振动产生机构的低质量振子。
另外，在专利文献3中公开了设置相互邻接配置于毛细管周围的周向多个位置的多个压电元件，对各压电元件供给具有规定的相位偏移的电压的引线接合装置。
专利文献
专利文献1：日本特开平5－275502号公报
专利文献2：美国专利第5890643号
专利文献3：日本特开平6－204302号
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1中所公开的引线接合装置成为在接合臂的毛细管安装附近，在毛细管组装了传递振动的压电元件的结构。专利文献1中的接合臂，压电元件的振动经由框状的振动传递部而被传播到毛细管。但是，作为压电元件驱动的负荷的振动传递部的质量大，另外，振动传递部本身具有固有振动频率，难以进行150kHz等的高频下的驱动。另外，为了驱动重的负荷，需要使压电元件为大型。
另外，压电元件被固定于设置于接合臂的框状的孔，经由框而对压电元件加压，因此，存在框的弹簧性妨碍压电元件的伸长而不能够有效地传递振动的问题。
另外，在专利文献2中，为了将使用了压电元件的振动产生机构组装到毛细管，需要专用的毛细管，难以在通常所使用的毛细管设置振动产生机构。再有，由于在作为消耗品的毛细管组装振动产生机构，因而导致价格昂贵。
另外，在专利文献1、2、3中，压电元件均有可能受到来自被加热的工件(被接合部件)的热的影响。特别是在专利文献2、3中，压电元件被组装于毛细管的外周，因此，在接合时接近工件，由此，毛细管上的振动产生机构变成高温状态。再有，在以高频率使用压电元件的情况下，由于压电元件的自身发热，振动产生机构变成更高温状态，存在压电元件热破损或者压电元件的性能降低的担忧。
因此，谋求接合臂的压电元件驱动的振动传递部等的负荷的轻量小型化，另外，要求将稳定的振动传递到毛细管。再有，要求减少来自被加热的工件的热对压电元件的影响。
因此，本发明的目的在于，提供一种接合装置，其能够谋求压电元件驱动的负荷的轻量小型化，能够将稳定的振动传递到毛细管，另外，能够自由选择频率以及/或者振动振幅的大小，再有，能够减少来自工件的热对压电元件的影响。
解决课题的技术手段
为了达到上述目标，本发明的接合装置，其特征在于，具有：在与接合工具的中心轴交叉的方向上延伸，并且具有与该接合工具的中心轴相对的承受部的接合臂；夹着所述接合工具的中心轴而对称地配置，与所述接合工具接触的一对毛细管保持部；夹着所述接合工具的中心轴而对称地配置，与所述毛细管保持部接触并产生超声波振动的一对压电元件；驱动所述压电元件的振荡器；由夹着所述接合工具的中心轴而与所述接合臂的承受部相对配置的加压体、以及使该加压体朝着所述接合臂的承受部移动的移动机构构成的加压机构，在使所述一对压电元件、所述一对毛细管保持部以及所述接合工具位于所述接合臂的承受部与所述加压体之间的状态下，移动该加压体，由此将所述一对毛细管保持部以及所述接合工具保持于所述接合臂。
另外，其特征在于，所述毛细管保持部由热传导率低的材质构成。
其特征在于，所述振荡器以彼此相差180度相位的波形来驱动一对所述压电元件。
另外，其特征在于，所述毛细管保持部以如下方式被安装：一个面以与所述接合工具的外周的不到半圆的面接触的方式形成弯曲形状而保持接合工具，另一个面与所述压电元件的振动面(位移面)接触。
另外，其特征在于，所述压电元件是层叠由陶瓷构成的压电元件而成的层叠压电元件。
另外，其特征在于，所述振荡器以在每个接合点使所述压电元件的驱动频率可变的方式设定所述压电元件的驱动频率。
另外，其特征在于，所述接合臂还具有形成了用于插入所述接合工具的孔的板状的框(frame)，所述一对压电元件以及所述一对毛细管保持部被配置于所述框的上表面，所述接合工具以前端位于所述框的下表面侧的方式被插入于形成于所述框的孔。
另外，其特征在于，在所述框的所述上表面，设置有距离一定的相对的壁面，所述一对压电元件、所述一对毛细管保持部以及所述接合工具被配置于所述框上表面的壁面的一方与所述加压机构的加压体之间，所述加压机构经由所述移动机构而改变所述加压体到所述框上表面的壁面的一方为止的距离，由此改变加压的大小。
发明的效果
根据本发明，由于谋求到压电元件驱动的负荷的轻量化，因此，毛细管的响应性变得良好并能够根据接合条件进行第1接合点、第2接合点中的频率切换，并且能够在各接合点选择最佳的频率。
另外，由于压电元件驱动的负荷的轻量化，毛细管的响应性变得良好并且能够改变接合中的毛细管的振动振幅的大小。例如，首先，为了除去表面的氧化膜，进行驱动以增大毛细管的振动振幅，接着，可以缩小毛细管的振动振幅而进行接合。
另外，由于压电元件驱动的负荷的轻量化，毛细管的响应性变得良好并且焊垫(pad)与焊球(ball)的接合时间缩短，能够增加半导体部件的每单位时间的生产数。
另外，一对压电元件相对于毛细管对称地配置，各个压电元件以彼此相差180度相位的驱动波形进行驱动，因此，在一方的压电元件伸长时，另一方的压电元件以收缩的方式位移，因此，不会具有弹簧性的特性，而是能够经由毛细管保持部而对毛细管作用均匀的外力，能够使毛细管整体均匀地振动(位移)。
另外，根据本发明，经由毛细管保持部将来自压电元件的振动向毛细管(接合工具)传递，因此，能够减轻因升温的毛细管引起的对压电元件的热影响。
另外，由热传导率低的材质构成毛细管保持部，由此，能够减少热影响。
另外，压电元件被收纳于接合臂的框内，由接合臂的框而不会使压电元件直接接触于来自工件的热，因此，能够减轻热的影响。
另外，由于不是如现有那样不利用振子的共振，因此，能够选择最适合于所使用的毛细管的频率，以所选择的频率驱动压电元件。
附图说明
图1是表示接合臂的结构的图，(a)是接合臂的侧面图，(b)是接合臂的下面图。
图2是图1(a)所示的A－A线的截面图，并且是表示接合臂的结构的平面图。
图3是表示驱动层叠压电元件的振荡器的结构的方块图。
图4是表示施加于层叠压电元件的电压波形的图。
图5是说明接合臂的毛细管的振动的图，(a)是表示在层叠压电元件施加电压波形的1个周期中的一方的半周期时的毛细管的振动(位移)方向的图，(b)是表示在层叠压电元件施加电压波形的一个周期中的另一方的半周期时的毛细管的振动(位移)的图。
图6是表示安装了接合臂的接合装置的结构的方块图。
具体实施方式
以下，参照附图，对用于实施本发明的接合装置的方式进行说明。此外，本发明的接合装置中，以作为组装于在侧面视图中具有大致口字形状的接合臂的接合工具的毛细管为中心，将在接合臂的长边方向上保持毛细管的一对毛细管保持部以及与毛细管保持部接触并产生超声波振动的一对压电元件对称地进行定位，谋求振动驱动部的轻量小型化，另外，通过加压产生部对毛细管保持部、压电元件加压，向毛细管传递稳定的振动，再有，减少来自工件的热对压电元件的影响。
[接合臂的结构]
以下，参照图1及图2，对作为接合装置的引线接合装置中的接合臂进行说明。图1是表示接合臂的结构的图，图1(a)是接合臂的侧面图，图1(b)是接合臂的下面图。图2是图1(a)所示的A－A线的截面图，并且是表示接合臂的结构的平面图。
如图1(a)所示，接合臂5具有：作为接合工具8的毛细管8；按压毛细管8的外周来保持毛细管8的一对毛细管保持部9、10；作为振动驱动源的压电元件(以下，将压电元件记作层叠压电元件11、12)；作为从固定方向对毛细管8、毛细管保持部9、10以及层叠压电元件11、12施加荷重来加压的加压机构的加压产生部15。
如图1(a)、图2所示，接合臂5在侧面视图中具有大致口字形状，形成框(frame)6。在框6的上表面及下表面具有用于安装毛细管8的孔。另外，在侧面由框6来设置内部空间(以后也称作开口部)7，以毛细管8为中心，毛细管保持部9、10、层叠压电元件11、12左右对称地收纳于接合臂5的开口部7。另外，在开口部7的两个端面具有突起部6c、6d，突起部6c、6d在端面6a、6b中的开口部7的上表面与下表面的中心位置，以成为平行的方式突出状地设置于上表面和下表面。设置有该突起部6c的开口部7的端面，如后面所述，经由引导金属件25挡住通过加压体的移动而被加压的接合工具8、毛细管保持部9、10以及层叠压电元件11、12，构成本发明中的承受部。此外，也可以省略突起部6c，在端面整体支撑引导金属件25。
另外，接合臂5的承受部设置于开口部的端面6a中的突起部6c上，但是，也可以在形成大致L字形状的板状的框的端部设置承受部。另外，也可以在形成大致U字形状的板状的框的两端的一方设置承受部。
作为接合工具8的毛细管8具有用于将线(wire)通过轴心的细孔，被毛细管保持部9、10支撑，在焊垫(pad)上一边施加荷重一边接合形成于毛细管8的前端的焊球(ball)，在引线的表面一边施加荷重一边接合从毛细管8的前端抽出的线。另外，在接合中，通过对毛细管8赋予超声波振动，从而与没有毛细管8的超声波振动的情况相比，能够在低的加热温度下进行接合。
毛细管保持部9、10用于保持毛细管8并将层叠压电元件11、12的振动向毛细管8传播。如图2所示，毛细管保持部9、10的与毛细管8接触的面向毛细管保持部9、10自身的内侧弯曲，以与毛细管8的外周的不到半圆的面接触的方式被安装。如图1(a)、图2所示，毛细管保持部9、10以毛细管8为中心而分别被设置于对称位置。毛细管保持部9、10的另一个面分别与层叠压电元件11、12的振动面接触。
此外，毛细管保持部9、10由不锈钢、超合金等的热传导率低的材质而被形成为小型，质量在0.1克左右而被轻量化。这样，毛细管保持部9、10沿着毛细管8的外周设置。
另外，如图2所示，在接合臂5内，以相对于毛细管的中心轴对称地进行定位的方式，设置有一对层叠压电元件11、12。层叠压电元件11、12的位于毛细管8侧的振动面与毛细管保持部9、10接触，一方的层叠压电元件11的其他的振动面与作为加压产生部15的加压体的锥部18接触。另外，另一方的层叠压电元件12的其他的振动面与引导金属件25的面接触。
层叠压电元件11、12是在作为厚度0.1mm(毫米)左右的压电板的陶瓷与压电板的表面交替地层叠多层厚度数μm(微米)的内部电极而成的元件。在这样构成的层叠压电元件11、12中，通过施加电压而产生的位移量与压电板的层叠数以及施加于电极的电压的大小成比例。因此，层叠压电元件与单板型压电元件相比，能够获得大的位移量。由此，作为振子的压电元件优选层叠压电元件。
如以上所述，在接合臂5内，以毛细管8为中心沿着接合臂5的长边方向，左右对称地配置有一对毛细管保持部9、10以及一对层叠压电元件11、12。
图1(a)所示的引导金属件25被安装于接合臂5的开口部7的端面6a的突起部6c与层叠压电元件12之间。在引导金属件25的一个面上设置引导槽，引导金属件25的另一面紧贴于层叠压电元件12的振动面。引导金属件25的安装，例如使引导金属件25的引导槽沿着设置于接合臂5的开口部7的一个端面6a的突起部6c滑动而安装在接合臂5。通过接合臂5的开口部7的端面6a的突起部6c与引导金属件25的引导槽的嵌合，不会受到扭转等的影响，引导金属件25以及层叠压电元件12维持开口部7内部的安装状态而不会飞出，另外，能够维持与开口部7的上表面以及下表面的平行状态。
[加压产生部的结构]
如图2所示，加压产生部15被内置于接合臂5内，从一个方向对在长边方向上依次排列的层叠压电元件11、毛细管保持部9、毛细管8、毛细管保持部10、层叠压电元件12以及引导金属件25的各个接触面加压。由此，能够提高各个接触面上的紧贴性。
如图1(a)、图2所示，加压产生部15被配置于接合臂5的开口部7的一端。加压产生部15具有：形成梯形柱的形状的可动部16与位于可动部16的左右的锥部17、18；组装于可动部16的螺栓20。在加压产生部15的可动部16，贯通设置有螺丝孔。在螺栓20的金属圆棒的一端，扭入螺丝，螺栓20的扭入螺丝的圆棒拧入到可动部16的螺丝孔中。另外，可动部16的外周具有倾斜面，倾斜面与锥部17、18的一部分紧贴。
此外，加压产生部15的锥部18形成加压体，加压产生部15的可动部16以及螺栓20构成使作为加压体的锥部18朝着接合臂的承受部6a移动的移动机构。
位于可动部16的左右的锥部17、18在图2中形成大致梯形形状。形成位于毛细管8侧的锥部18的加压面18c的一端与层叠压电元件11的振动面接触，锥部18的另一端如图2所示具有具备弯曲的平面18a与倾斜面18b，锥部18的倾斜面18b与可动部16的倾斜面紧贴。另一方面，形成位于接合臂5中的开口部7的端面6b侧的锥部17的加压面17c的一端与接合臂5的开口部7中的突起部6d(图1(a)所示)接触，锥部17的另一端如图2所示具有具备弯曲的平面17a与倾斜面17b，锥部17的倾斜面17b与可动部16的倾斜面紧贴。
在设置于锥部17、18的具有弯曲的平面17a、18a的由弯曲包围的空间，插入(插通)有螺栓20。螺栓20贯通锥部17、18的弯曲的空间并被插入于设置于可动部16的中心的螺丝孔。
如图2所示，通过将螺栓20沿顺时针的旋转方向转动，从而可动部16向螺栓20的头部侧移动。可动部16向螺栓20的头部侧移动，由此，作为加压体的锥部17、18以由锥面而向左右扩展的方式移动，对接合臂5中的壁面的突起部6d以及层叠压电元件11施加压力。
此外，在将层叠压电元件11、12、毛细管保持部9、10组装到接合臂5的开口部7时，在层叠压电元件11的一个振动面上粘接固定毛细管保持部9，另外，在层叠压电元件12的一个振动面上粘接毛细管保持部10，在层叠压电元件12的另一个振动面上粘接固定引导金属件25。其后，为了使层叠压电元件11、12、毛细管保持部9、10定位成相对于接合臂5的开口部7中的上板、下板的内壁具有间隙，由加压产生部15来调整加压等。由此，能够消除因与上板、下板的内壁的接触引起的对振动的影响。
这样，加压产生部15以通过改变到加压面17c、18c所形成的接合臂5的开口部(内部空间)7的两端的壁面的距离，从而改变加压的大小，并对层叠压电元件11、12、毛细管保持部9、10等的接触面加压的方式构成，从而发挥楔子的功能。
此外，加压产生部15位于毛细管8与接合臂5的突起部6d之间，但是，也可以将加压产生部15设置于夹着毛细管8而相反的位置，即将加压产生部15设置于毛细管8与突起部6c之间的位置。
另外，作为加压机构的加压产生部15并不限于上述的结构，只要是能够由移动机构来加压并固定即可，例如，也可以是由气缸得到的固定、由滚珠螺丝得到的紧固、由夹板得到的加压等的任意一种。
另外，如图1(b)所示，接合臂5的底部(下表面)、即接合时与工件相对的面，由框(frame)6而形成平面，遮断来自工件的热，因此，热不会直接到达内置于接合臂5中的层叠压电元件11、12。因此，由接合臂5而能够减轻热对层叠压电元件11、12的影响。
另外，层叠压电元件经由形成为轻量小型的毛细管保持部9、10而对毛细管施加振动，因此，毛细管的响应性变得良好，另外，也能够在各个接合点选择最佳的频率。
[层叠压电元件的驱动电路]
接着，使用图3及图4，对驱动组装于接合臂5的层叠压电元件11、12的振荡器进行说明。图3是表示驱动层叠压电元件的振荡器的结构的方块图，图4是表示施加在层叠压电元件上的电压波形的图。
如图3所示，驱动层叠压电元件11、12的振荡器35具有波形发生器36与功率放大器38、39。此外，图3所示的层叠压电元件11、12使用单电压型压电元件。波形发生器36基于来自接合装置1的控制部33的信号，将具有规定的频率的正弦波的信号向功率放大器38、39输出。接合装置1的控制部33将用于生成驱动层叠压电元件11、12的电压波形的正弦波的振幅、频率、偏压值的各个数据向波形发生器36输出。波形发生器36基于来自接合装置1的控制部33的数据来设定内置的振荡器(未图示)的正弦波的振幅、频率、偏置值等的驱动条件。根据来自接合装置1的控制部33的启动信号，波形发生器36向功率放大器38、39输出信号。此外，从波形发生器36向功率放大器38、39输出的信号分别相差180度相位。功率放大器38、39对来自波形发生器36的信号进行功率放大，功率放大器38向层叠压电元件11输出，功率放大器39向层叠压电元件12输出。此外，功率放大器38、39具备为了基于来自波形发生器36的指令电压而额定电压驱动层叠压电元件11、12所需要的电压、电流容量。
[层叠压电元件的驱动电路]
图4表示从功率放大器38、39输出的供给电压的波形的一个例子。如图4所示，从功率放大器38、39输出的供给电压的波形是正弦波电压波形。这是为了防止伴随着供给电压的剧烈变化的层叠压电元件11、12的破坏或共振的发生。此外，图4中，用实线表示层叠压电元件11的驱动波形，用虚线表示层叠压电元件12的驱动波形。
如图4所示，层叠压电元件11、12的驱动波形在同一频率下具有180度相位差。另外，在层叠压电元件11、12为单电压型压电元件的情况下，施加正的偏置电压，以使驱动电压不变成负电压。在图4所示的例子中，电压波形的振幅为100V，偏置电压为75V，最大电压为125V，最低电压25V。另外，图4所示的t0至t4表示一个周期，此时的频率是1/(t4－t0)。
如图4所示，层叠压电元件11、12是在t0分别被施加偏置电压75V，在t1层叠压电元件11被施加最大电压125V，层叠压电元件12被施加最低电压25V的状态。另外，在t2，即在半周期，返回分别施加偏置电压75V的状态，在t3，是层叠压电元件11被施加最小电压25V，层叠压电元件12被施加最大电压125V的状态。其后，在t4，变成分别被施加偏置电压75V的状态。这样，层叠压电元件11、12在同一频率下以具有180度相位差的波形被驱动。此外，层叠压电元件11、12在驱动之前预先以变成作为偏置电压的驱动开始电压的方式设定各个元件。
[毛细管的振动]
接着，使用图5对接合臂的毛细管的振动进行说明。图5是说明接合臂的毛细管的振动的图，(a)是表示在对层叠压电元件施加电压波形的1个周期中的一方的半周期时的毛细管的振动(位移)方向的图，(b)是表示对层叠压电元件施加电压波形的1个周期中的另一方的半周期时的毛细管的振动(位移)的图。
在层叠压电元件11，施加具有来自振荡器35的正弦波的波形的高频电压。另外，在层叠压电元件12，从振荡器35施加具有将施加于层叠压电元件11的正弦波的高频电压的相位错开180度的正弦波的波形的高频电压。在施加图4所示的t3至t5的半周期的高频电压时，如图5(a)所示，在层叠压电元件11的振动面以例如如箭头所示伸长的方式动作时，层叠压电元件12的振动面以如箭头所示收缩的方式动作。此外，层叠压电元件11、12的振动面在与接合臂5的长边方向相同的方向上位移。此时，毛细管8在图5(a)所示的箭头的方向上位移。
另一方面，在施加图4所示的t1至t3的半周期的高频电压时，如图5(b)所示，在层叠压电元件11的振动面以例如如箭头所示收缩的方式动作时，层叠压电元件12的振动面以如箭头所示伸长的方式动作。此时，毛细管8在图5(b)所示的箭头的方向上位移。
由此，在驱动波形的每个半周期，毛细管8的位移方向变化，将高频电压连续地施加于层叠压电元件11、12，由此，在毛细管8上产生振动。另外，毛细管8的振动频率由驱动层叠压电元件11、12的高频电压的频率决定。层叠压电元件11、12根据来自振荡器35的高频电压来感应振动并经由毛细管保持部9、10向毛细管8传递振动。此外，施加在层叠压电元件11、12的高频电压的频率可以直到150KHz左右为止，能够在150KHz左右的振动频率下驱动毛细管8。
这样，一对压电元件相对于毛细管对称地配置，各个压电元件以彼此相差180度相位的驱动波形进行驱动，因此，在一方的压电元件伸长时，另一方的压电元件以收缩的方式位移，因此，不会具有弹簧性的特性，而是经由毛细管保持部而对毛细管作用均匀的外力，从而能够使毛细管整体均匀地振动(位移)。
[接合装置]
接着，使用图6对安装了接合臂的接合装置进行说明。图6是表示安装有接合臂的接合装置的结构的方块图。如图6所示，作为接合装置1的引线接合装置1的接合臂5经由连接金属件31而安装于接合头2的驱动臂。在接合头2的驱动臂，具备沿着上下方向摇动接合臂5的线性电机28、以及检测接合臂5中的毛细管8的位置的编码器29。线性电机28被驱动单元45控制，线性电机28的可动部上下移动，由此，接合臂5经由支撑轴30而沿着上下方向摇动。接合头2被搭载于XY工作台3上，由驱动单元45来控制XY工作台3，由此，能够使接合臂5的毛细管8位于工件上的接合点的正上方。
此外，作为图6所示的接合装置1的引线接合装置1具有在接合头2进行线53的把持的引线夹紧机构(未图示)、在毛细管前端形成焊球52的焰炬棒(未图示)以及供给线53的引线供给机构(未图示)等。
接合动作以由XY工作台3而使毛细管8位于接合点的正上方的方式控制。接合头2通过线性电机28使接合臂下降，通过编码器检测毛细管8的前端是否触到接合点。此外，通常，第1接合点是半导体元件50的焊垫，第2接合点是引线框51的引线。在毛细管的前端，抽出与第1接合点接合的焊球52或者与第2接合点接合的线53。根据编码器29的信号确认毛细管8的前端已经触到接合点后，对接合臂5的毛细管施加接合荷重，另外，从振荡器35向层叠压电元件11、12供给驱动电压而使毛细管8振动，进行接合。层叠压电元件11、12以来自振荡器35的驱动电压的频率振动，另外，以与驱动电压的大小对应的振动振幅进行超声波振动。层叠压电元件11、12的振动经由毛细管保持部9、10向毛细管8传播。在对毛细管8施加规定的时间的接合荷重以及超声波振动后，接合点上的接合结束。
如以上所述，本发明的接合装置中，由于谋求到压电元件驱动的负荷的轻量化，因此，毛细管的响应性变得良好并且能够根据接合条件进行第1接合点、第2接合点中的频率切换，并且能够在各个接合点选择最佳的频率。
另外，由于层叠压电元件驱动的负荷的轻量化，毛细管的响应性变得良好并且能够改变接合中的毛细管的振动振幅的大小。例如，首先，为了除去表面的氧化膜，进行驱动以增大毛细管的振动振幅，接着，能够缩小毛细管的振动振幅而进行接合。
另外，由于层叠压电元件驱动的负荷的轻量化，毛细管的响应性变得良好并且焊垫与焊球的接合时间缩短，能够增加半导体部件的每单位时间的生产数。
另外，本发明的接合装置经由毛细管保持部而将来自压电元件的振动向毛细管(接合工具)传递，因此，能够减轻因升温的毛细管引起的对压电元件的热影响。
另外，通过由热传导率低的材质构成毛细管保持部，从而能够减少热影响。
另外，层叠压电元件被收纳于接合臂的框内，由接合臂的框而使压电元件不直接接触来自工件的热，因此，能够减少热的影响。
另外，对在由一对层叠压电元件构成的接合臂中同时地驱动一对层叠压电元件的实施方式进行了阐述，但是，也可以仅驱动一对层叠压电元件中的一方的层叠压电元件。
另外，在由一对层叠压电元件构成的接合臂中，也可以将一方的层叠压电元件使用于振动用的致动器，将另一方的压电元件作为振动传感器，检测毛细管的振动状态。
此外，本发明的接合装置并不限于引线接合装置，也能够应用于其他的接合装置、例如球接合机(bump bonder)等。
本发明只要是不脱离其本质的特性而能够具体化为众多的形式。因此，上述的实施方式是专门用于说明的，并非限制本发明。
符号的说明
1 接合装置(引线接合装置)
2 接合头
3 XY工作台
5 接合臂
6 框(frame)
6a、6b 端面
6c 突起部(承受部)
6d 突起部
7 内部空间(开口部)
8 接合工具(毛细管)
9、10 毛细管保持部
11、12 层叠压电元件(压电元件)
15 加压产生部
16 可动部
17 锥部
18 锥部(加压体)
17a、18a 具有弯曲的平面
17b、18b 倾斜面
17c、18c 加压面
20 螺栓
25 引导金属件
26 安装部
27 安装孔
28 线性电机
29 编码器
30 支撑轴
31 连接金属件
33 控制部
35 振荡器
38、39 功率放大器
45 驱动单元
50 半导体元件
51 引线框
52 焊球(ball)
53 线(wire)

Claims (6)

1.一种接合装置，其特征在于：
具有：
接合臂，在与接合工具的中心轴交叉的方向上延伸，并且具有与该接合工具的中心轴相对的承受部；
一对毛细管保持部，夹着所述接合工具的中心轴而对称地配置，与所述接合工具接触；
一对压电元件，夹着所述接合工具的中心轴而对称地配置，与所述毛细管保持部接触并产生超声波振动；
振荡器，驱动所述压电元件；以及
加压机构，由夹着所述接合工具的中心轴而与所述接合臂的承受部相对配置的加压体、以及使该加压体朝着所述接合臂的承受部移动的移动机构构成，
在使所述一对压电元件、所述一对毛细管保持部以及所述接合工具位于所述接合臂的承受部与所述加压体之间的状态下移动该加压体，由此将所述一对毛细管保持部以及所述接合工具保持于所述接合臂，
所述毛细管保持部以如下方式被安装：一个面以与所述接合工具的外周的不到半圆的面接触的方式形成弯曲形状并保持接合工具，另一个面与所述压电元件的振动面接触，其中，该振动面也称为位移面。
2.如权利要求1所述的接合装置，其特征在于：
所述毛细管保持部由热传导率低的材质构成。
3.如权利要求1所述的接合装置，其特征在于：
所述振荡器以彼此相差180度相位的波形来驱动一对所述压电元件。
4.如权利要求1所述的接合装置，其特征在于：
所述压电元件是层叠由陶瓷构成的压电元件而成的层叠压电元件。
5.如权利要求1所述的接合装置，其特征在于：
所述振荡器以在每个接合点使所述压电元件的驱动频率可变的方式设定所述压电元件的驱动频率。
6.如权利要求1所述的接合装置，其特征在于：
所述接合臂还具有形成了用于插入所述接合工具的孔的板状的框，
所述一对压电元件以及所述一对毛细管保持部被配置于所述框的上表面，
所述接合工具以前端位于所述框的下表面侧的方式被插入于形成于所述框的孔。
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