DE19921177A1 - Ultraschall-Drahtbondeinrichtung - Google Patents

Ultraschall-Drahtbondeinrichtung

Info

Publication number
DE19921177A1
DE19921177A1 DE19921177A DE19921177A DE19921177A1 DE 19921177 A1 DE19921177 A1 DE 19921177A1 DE 19921177 A DE19921177 A DE 19921177A DE 19921177 A DE19921177 A DE 19921177A DE 19921177 A1 DE19921177 A1 DE 19921177A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
transducer
wire bonding
ultrasonic
ultrasonic wire
clamping device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19921177A
Other languages
English (en)
Inventor
Frank Walther
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hesse and Knipps GmbH
Original Assignee
Hesse and Knipps GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hesse and Knipps GmbH filed Critical Hesse and Knipps GmbH
Priority to DE19921177A priority Critical patent/DE19921177A1/de
Priority to DE10081207T priority patent/DE10081207D2/de
Priority to PCT/DE2000/001434 priority patent/WO2000067944A1/de
Priority to AU56719/00A priority patent/AU5671900A/en
Publication of DE19921177A1 publication Critical patent/DE19921177A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B23K20/106—Features related to sonotrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0207—Ultrasonic-, H.F.-, cold- or impact welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78313—Wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/788—Means for moving parts
    • H01L2224/78821—Upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
    • H01L2224/78822—Rotational mechanism
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01019—Potassium [K]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0102—Calcium [Ca]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01039—Yttrium [Y]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19—Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901—Structure
    • H01L2924/1904—Component type
    • H01L2924/19042—Component type being an inductor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Drahtbondeinrichtung mit einem in Z-Richtung verfahrbaren und drehbaren Bondkopf, an dem mittels einer Transduceraufnahme ein Ultraschall-Transducer mit einem zugehörigen Bondwerkzeug und einem Ultraschall-Schwingungserzeuger befestigt ist, wobei die Transduceraufnahme als in Z-Richtung federelastische Parallelführung ausgebildet ist und wobei zwischen dem Bondkopf und der Transduceraufnahme eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, um die Transduceraufnahme in Z-Richtung relativ zum Bondkopf zu bewegen. DOLLAR A Durch die Erfindung soll eine Ultraschall-Drahtbondeinrichtung mit einer Transduceraufnahme geschaffen werden, die einen besonders einfachen Aufbau besitzt, kostengünstig gefertigt werden kann und die eine einfache und schnelle Montage erlaubt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist die Transduceraufnahme (3) aus einem Stück gearbeites und umfaßt eine Klemmvorrichtung (7) für den Ultraschall-Transducer (4), einen Befestigungsblock (8) zur Befestigung der Transduceraufnahme (3) am Bondkopf (1) sowie Festkörpergelenke (11) umfaßt (Fig. 3).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ultraschall-Drahtbondeinrichtung mit einem in Z-Richtung verfahrbaren und drehbaren Bondkopf, an dem mittels einer Transduceraufnahme ein Ultraschall-Trans­ ducer mit einem zugehörigen Bondwerkzeug und einem Ultra­ schall-Schwingungserzeuger befestigt ist, wobei die Trans­ duceraufnahme als in Z-Richtung federelastische Parallel­ führung ausgebildet ist und wobei zwischen dem Bondkopf und der Transduceraufnahme eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, um die Transduceraufnahme in Z-Richtung relativ zum Bond­ kopf zu bewegen.
Derartige Ultraschall-Drahtbondvorrichtungen werden für die Montage von Halbleiterbauelementen benötigt und dienen zur Herstellung von Drahtbrücken, beispielsweise zwischen Bond­ inseln auf Halbleiterchips und Kontaktinseln auf einem Träger­ element auf dem das Halbleiterbauelement vorher montiert wor­ den ist. Die für das Ultraschall-Drahtbonden benötigte Ul­ traschallenergie wird durch einen Ultraschall-Schwingungs­ erzeuger bereitgestellt und über einen Ultraschall-Transducer an ein daran befestigtes Bondwerkzeug übertragen. Diese Bond­ einheit ist üblicherweise so an einem in Z-Richtung verfahr­ baren und drehbaren Bondkopf befestigt, daß das Bondwerkzeug gegenüber dem Bondkopf in Z-Richtung bewegbar ist. Diese Bewe­ gung des Bondwerkzeuges wird dadurch erreicht, daß der Trans­ ducer um eine horizontale Achse verschwenkbar am Bondkopf angeordnet ist. Auch besteht die Möglichkeit, die Bondeinheit in einer Vertikalführung am Bondkopf anzuordnen.
Aus der DE 40 16 720 A1 ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt geworden, bei welcher eine aus Ultraschall-Schwin­ gungserzeuger, Transducer und Bondwerkzeug bestehende Bond­ einheit über eine vierarmige Halterung am Bondkopf befestigt ist. Diese vierarmige Halterung wird durch eine obere und eine untere Platte gebildet, die Verlängerungsarme der vierarmigen Halterung darstellen. Weiterhin sind flexible, blattfederför­ mige Verbindungselemente vorgesehen, welche die Platten mit dem Bondkopf einerseits und mit einer Aufnahme für den Trans­ ducer andererseits verbinden. Durch diese Halterung kann der Transducer in Z-Richtung gegenüber dem Bondkopf verlagert werden.
Um die für den Ultraschallbondvorgang notwendige Bondkraft erzeugen zu können, befindet sich zwischen dem Bondkopf und der oberen Platte der vierarmigen Halterung eine Druckfeder und zusätzlich ein elektromagnetischer Antrieb.
Bei derartigen Bondeinrichtungen, bei denen die Ruhelage ihres Transducers durch einen einstellbaren Festanschlag vorgegeben ist, muß eine Nachsetzbewegung erzeugt werden, um beim Bond­ vorgang einen Verformungsweg durchlaufen zu können. Die Nach­ setzbewegung muß dabei mindestens so groß sein, wie der Ver­ formungsweg des zu bondenden Drahtes, damit der Transducer während des Bondvorganges seine Ruhelage nicht erreichen kann.
Eine derartige Vorrichtung besteht aus einer Vielzahl von Bauteilen, so daß der Montagevorgang sehr aufwendig ist. Ins­ besondere ist der Aufbau der vierarmigen Halterung sehr kom­ pliziert, was sich insbesondere im Falle einer notwendigen Reparatur, beispielsweise beim Bruch einer der Federn, als sehr nachteilig erweist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ultra­ schall-Drahtbondeinrichtung mit einer Transduceraufnahme zu schaffen, die einen besonders einfachen Aufbau besitzt, ko­ stengünstig gefertigt werden kann und die eine einfache und schnelle Montage erlaubt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird bei einer Ultraschall-Drahtbondvorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Transduceraufnahme als aus einem Stück gearbeitete Parallelführung ausgebildet ist und eine Klemmvorrichtung für den Ultraschall-Transducer, einen Be­ festigungsblock zur Befestigung der Transduceraufnahme am Bondkopf sowie Festkörpergelenke umfaßt.
Durch eine derartig ausgestaltete Ultraschall-Drahtbondvor­ richtung wird eine besonders einfache Transduceraufnahme ge­ schaffen, die insbesondere auch im Servicefall eine leichte und schnelle Montage der Drahtbondeinrichtung am Bondkopf ermöglicht. Der wesentliche Vorteil dieser Lösung ist jedoch darin zu sehen, daß der Transducer nunmehr nach dem Aufsetzen auf der Bondstelle aus der Ruhelage heraus bewegt werden kann, wobei entweder ein vorgegebenes Verformungsprofil durchlaufen werden kann, oder die Bondkraft geregelt werden kann.
Weiterhin wird durch die Erfindung eine Ultraschall-Drahtbond­ vorrichtung mit einer vollkommen wartungsfreien Transducerauf­ nahme geschaffen, bei der das Arbeiten auf mechanische An­ schläge nicht erforderlich ist. Das hat zur Folge, daß auf die sonst erforderlichen Beruhigungszeiten und Nachsetzbewegungen verzichtet werden kann.
In Fortführung der Erfindung weist die Transduceraufnahme zwischen der Klemmvorrichtung und dem Befestigungsblock ein übersetzendes Parallelogramm auf, welches die Festkörpergelen­ ke einschließt, d. h. es wird eine Viergelenkkette mit Festkör­ pergelenken realisiert. Damit sind sämtliche bewegbaren Ele­ mente einschließlich der zugehörigen Befestigungselemente in einer einstückigen Baugruppe zusammengefaßt, die beispiels­ weise durch Erodieren oder Laserschneiden hergestellt werden kann.
Im Interesse einer ausreichenden Systemsteifigkeit in X- und Y-Richtung besteht das übersetzende Parallelogramm aus zwei parallel zueinander verlaufenden Tragarmen, in denen am Über­ gang zur Klemmvorrichtung bzw. zum Befestigungsblock jeweils ein Festkörpergelenk eingearbeitet ist. Zu diesem Zweck sind die Tragarme weiterhin so ausgestaltet, daß diese zwischen den jeweiligen Festkörpergelenken eine hohe Biegesteifigkeit auf­ weisen.
Um die Masse der Transduceraufnahme auf ein Minimum zu be­ schränken und dennoch eine ausreichende Verwindungssteifigkeit zu erreichen, wird die Breite der Transduceraufnahme und auch der Tragarme durch die Breite des Transducers bestimmt. Das ist notwendig, da sich der Ultraschalltransducer in Querrich­ tung durch die Transduceraufnahme erstreckt und das Bondwerk­ zeug in einem Abstand zur Einspannstelle des Transducers an diesem befestigt ist. Die für das Drahtbonden notwendige Bond­ kraft darf in keinem Fall zu einem Verwinden der Transducer­ aufnahme führen, sondern es muß sichergestellt sein, daß das Bondwerkzeug weitgehend nur entlang der Z-Achse bewegt wird. Die durch die Parallelführung zwangsläufig bedingte geringfü­ gige Parallelverlagerung des Transducers in X-Richtung ist dabei unkritisch, da nach dem Touch-Down des Bondwerkzeuges keine Nachsetzbewegung mehr erforderlich ist. Die benötigte Bondkraft wird nur durch die entsprechende elektrische An­ steuerung der Antriebsvorrichtung erzeugt.
Eine weitere erfindungsgemäße Fortbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung den Ultra­ schall-Transducer form- und kraftschlüssig umgibt, wodurch eine einfache Montage ermöglicht wird.
Die Klemmvorrichtung ist bevorzugt mit einer Bohrung zur Auf­ nahme des Ultraschall-Transducers versehen, in der mehrere Aufnahmeelemente regelmäßig verteilt angeordnet sind. Diese Aufnahmeelemente sind als Paßflächen ausgebildet, die den Ultraschall-Transducer zumindest teilweise formschlüssig um­ schließen.
Um eine sichere und feste Klemmung des Transducers zu ermögli­ chen, ist in die Klemmvorrichtung eine quer zur Bohrung und etwa bis zur Bohrungsmitte verlaufende Ausnehmung eingearbei­ tet. Damit können die sich neben der Ausnehmung befindlichen Teile der Klemmvorrichtung mit einer Spanneinrichtung gegen­ einander verspannt werden, was gleichzeitig dazu führt, daß der Transducer sicher geklemmt wird.
Bevorzugt besteht die Spanneinrichtung aus einer parallel zur Bohrung verlaufenden Spannschraube.
Um weiterhin eine besonders einfache Ankopplung der Antriebs­ vorrichtung zu ermöglichen, ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß aus der Klemmvorrichtung ein einwärts zwischen die Tragarme reichendes Koppelelement zur Ankopplung der Antriebsvorrichtung hervorsteht.
Die Antriebsvorrichtung besteht bevorzugt aus einem Voice- Coil-Antrieb, mit dem die erforderlichen Stellkräfte in Z- Richtung fein dosiert auf die Klemmeinrichtung ausgeübt werden können. Der mit einer Spule versehene Basisteil des Voice- Coil-Antriebes ist am Bondkopf befestigt und dessen als Mag­ netaktor ausgebildeter Aktor mit dem Koppelelement verbunden.
Um die aktuelle Position des Transducers bzw. des Bondwerkzeu­ ges in Z-Richtung relativ zum Bondkopf ständig aktuell erfas­ sen zu können, ist am Bondkopf weiterhin ein Abstandssensor angeordnet, der auf die Klemmvorrichtung gerichtet ist.
Eine erfindungsgemäß ausgestaltete Ultraschall-Drahtbondvor­ richtung besitzt gegenüber den aus dem Stand der Technik be­ kannten Lösungen weitere Vorteile. So kann die ansonsten not­ wendige Nachsetzbewegung nach dem Aufsetzen des Bondwerkzeuges auf die Bondstelle entfallen. Der zum Bonden notwendige Ver­ formungsweg kann nämlich aus der Ruhelage des Transducers durchlaufen werden. Hierzu dient die elektrische Ansteuerung des Voice-Coil-Antriebes. Das bedeutet pro Bondvorgang eine weitere Zeiteinsparung, die bei ca. 20 ms liegt.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht der Ultraschall-Drahtbondvorrich­ tung mit einer an einem Bondkopf angeordneten erfin­ dungsgemäßen Transduceraufnahme;
Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der Ultraschall-Drahtbondvorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der Transducerauf­ nahme mit einem an dieser befestigten Transducer mit einem Ultraschall-Schwingungserzeuger und einem Bond­ werkzeug.
Fig. 4 eine Seitenansicht der Transduceraufnahme; und
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Transduceraufnahme.
In Fig. 1, 2 ist schematisch ein Bondkopf 1 dargestellt, der drehbar und vertikal in Z-Richtung verschiebbar an einem Ul­ traschall-Drahtbonder befestigt ist. An dem Bondkopf 1 befin­ det sich außerhalb der Drehachse ein senkrecht nach unten ragender Ausleger 2, der mit dem Bondkopf 1 fest verbunden ist. Dieser Ausleger 2 dient zur Aufnahme einer Transducerauf­ nahme 3, an der ein Transducer 4 mit einem daran befestigten Bondwerkzeug 5 und ein zugehöriger Ultraschall-Schwinger 6 lösbar befestigt sind.
Die Transduceraufnahme 3 enthält eine Klemmvorrichtung 7 zur Aufnahme des Transducers 4 und einen Befestigungsblock 8, mit dem die Transduceraufnahme 3 mit Hilfe einer Schraubverbindung 9 am Ausleger 2 befestigt ist. Zwischen der Klemmvorrichtung 7 und dem Befestigungsblock 8 enthält die Transduceraufnahme 3 eine Parallelführung, bestehend aus zwei im Abstand zuein­ ander angeordneten Tragarmen 10. Diese Tragarme 10 sind je­ weils über ein Festkörpergelenk 11 mit der Klemmvorrichtung 7 bzw. dem Befestigungsblock 8 verbunden. Die Befestigung der Transduceraufnahme 3 mit dem Befestigungsblock 8 am Ausleger 2 erfolgt dabei derart, daß die Klemmvorrichtung 7 entgegen der Federkraft der Festkörpergelenke 11 in Z-Richtung auf- oder abwärts bewegt werden kann.
Das besondere Kennzeichen der Transduceraufnahme 3 ist darin zu sehen, daß diese einschließlich der Klemmvorrichtung 7, der Tragarme 10, der Festkörpergelenke 11 und des Befestigungs­ blockes 8 einstückig ausgebildet ist. Damit läßt sich diese Baugruppe mit wenigen Handgriffen und ohne besonderen Einstel­ laufwand am Ausleger 2 montieren, was die Servicefreundlich­ keit des gesamten Bondkopfes wesentlich erhöht.
Wie aus den Fig. 1 bis 3 und insbesondere Fig. 4 weiterhin ersichtlich ist, enthält die Klemmvorrichtung 7 eine Bohrung 12 zur Aufnahme des Ultraschall-Transducers 4. In dieser Boh­ rung 12 sind auf der Bohrungsmantelfläche drei Aufnahmeelemen­ te 13 regelmäßig verteilt angeordnet, die jeweils als Paß­ fläche 14 ausgebildet sind. Diese Paßflächen 14 umschließen den Ultraschall-Transducer 4 zumindest teilweise formschlüs­ sig.
Um eine sichere Klemmung des Transducers 4 zu erreichen, ist die Klemmvorrichtung 7 mit einer quer zur Bohrung 12 und etwa bis zur Bohrungsmitte verlaufenden Ausnehmung 15 versehen, wie dies aus Fig. 3, 5 gut ersichtlich ist. Damit können die sich neben der Ausnehmung 15 befindenden Spannteile 16, 17 der Klemmvorrichtung 7 mit Hilfe einer Spannvorrichtung gegenein­ ander verspannt werden. Die im Ausführungsbeispiel verwendete Spanneinrichtung besteht aus einer parallel zur Bohrung 12 angeordneten Spannschraube 18. Diese Spannschraube 18 ist in eine Gewindebohrung im zeichnungsgemäß linken Teil 16 der Klemmvorrichtung 7 neben der Ausnehmung 15 eingeschraubt und erstreckt sich durch eine Bohrung im anderen Teil 18, so daß durch Verdrehen der Spannschraube 18 eine auf den Transducer 4 einwirkende Spannkraft erzeugt werden kann. Es versteht sich, daß für eine genügende Spannkraft nur eine geringfügige Verspannung der Spannteile 16, 17 im elastischen Bereich er­ forderlich ist. Voraussetzung hierfür ist allerdings eine ausreichend genaue Passung zwischen dem Transducer 4 und den Aufnahmeelementen 13, so daß der Transducer 4 im entpannten Zustand der Spanneinrichtung straff in diese eingeschoben werden kann.
Damit die Klemmvorrichtung 7 in Z-Richtung gegenüber dem Bond­ kopf bewegt werden kann, um beispielsweise die erforderliche Bondkraft auf einen zu bondenden Draht ausüben zu können, ist eine Antriebsvorrichtung vorgesehen, die im vorliegenden Aus­ führungsbeispiel aus einem Voice-Coil-Antrieb 19 besteht. Die­ ser Voice-Coil-Antrieb 18 enthält ein Basisteil 20, welches am Bondkopf 1 direkt über der Klemmvorrichtung 7 befestigt ist und einem Magnetaktor 21. Dieser Magnetaktor 21 wirkt unmit­ telbar auf die Klemmvorrichtung 7, die damit mit dem Magnetak­ tor 21 in Z-Richtung vom Bondkopf 1 weg- oder in Richtung zu diesen hinbewegt werden kann. Die durch die Parallelführung zwangsläufig bedingte geringfügige Parallelverlagerung des Ultraschall-Transducers 4 in Y-Richtung ist dabei unproblema­ tisch, da nach dem Touch-Down des Bondwerkzeuges 5 keine Nach­ setzbewegung mehr notwendig ist, um den Freiraum für den zu durchlaufenden Verformungsweg zu schaffen. Die nötige Bond­ kraft kann nunmehr durch die entsprechende elektrische An­ steuerung des Voice-Coil-Antriebes 19 erzeugt werden. Das bedeutet, daß es nunmehr möglich ist, die für den jeweiligen Bondvorgang benötigte Bondkraft mittels der ohnehin vorhande­ nen Rechnersteuerung des Ultraschall-Drahtbonders zu program­ mieren. Da das Bondwerkzeug 5 während des Bondvorganges in den Bonddraht einsinkt, erfolgt der Bondvorgang unter ständiger Lageregelung des Bondwerkzeuges 5. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Bondvorgang durch eine Bondkraftregelung zu steuern.
Um den Magnetaktor 21 an der Klemmvorrichtung 7 befestigen zu können, steht aus dieser ein einwärts zwischen die Tragarme 10 reichendes Koppelelement 22 hervor, an dem der Aktor 21 seit­ lich durch eine Schraubverbindung 23 befestigt ist.
Für die Bestimmung der jeweils aktuellen Position des Trans­ ducers 3 bzw. des Bondwerkzeuges 5 in Z-Richtung relativ zum Bondkopf 1, ist weiterhin ein Abstandssensor 24 vorgesehen, der auf eine Außenfläche der Klemmvorrichtung 7 gerichtet ist. Damit kann die relative Position des Transducers 4 gegenüber dem Bondkopf 1 gemessen werden.
Bezugszeichenliste
1
Bondkopf
2
Ausleger
3
Transduceraufnahme
4
Ultraschall-Transducer
5
Bondwerkzeug
6
Ultraschall-Schwinger
7
Klemmvorrichtung
8
Befestigungsblock
9
Schraubverbindung
10
Tragarm
11
Festkörpergelenk
12
Bohrung
13
Aufnahmeelement
14
Paßfläche
15
Ausnehmung
16
Spannteil
17
Spannteil
18
Spannschraube
19
Voice-Coil-Antrieb
20
Basisteil
21
Aktuator
22
Koppelelement
23
Schraubverbindung
24
Abstandssensor

Claims (14)

1. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung mit einem in Z-Richtung verfahrbaren und drehbaren Bondkopf, an dem mittels einer Transduceraufnahme ein Ultraschall-Transducer mit einem zugehörigen Bondwerkzeug und einem Ultraschall-Schwin­ gungserzeuger befestigt ist, wobei die Transduceraufnahme als in Z-Richtung federelastische Parallelführung ausge­ bildet ist und wobei zwischen dem Bondkopf und der Trans­ duceraufnahme eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, um die Transduceraufnahme in Z-Richtung relativ zum Bondkopf zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Transduceraufnahme (3) aus einem Stück gearbeitet ist und eine Klemmvorrichtung (7) für den Ultraschall- Transducer (4), einen Befestigungsblock (8) zur Befesti­ gung der Transduceraufnahme (3) am Bondkopf (1) sowie Festkörpergelenke (11) umfaßt.
2. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Trans­ duceraufnahme (3) zwischen der Klemmvorrichtung (7) und dem Befestigungsblock (8) eine übersetzendes Parallelo­ gramm mit einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 aufweist, welches die Festkörpergelenke (11) einschließt.
3. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das über­ setzende Parallelogramm zwei parallel zueinander verlau­ fenden Tragarmen (10) besteht, in denen am Übergang zur Klemmvorrichtung (7) bzw. zum Befestigungsblock (8) je­ weils ein Festkörpergelenk (11) eingearbeitet ist.
4. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach Anspruch 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Tragarme (10) zwischen den jeweiligen Festkörpergelenken (11) eine hohe Biegesteifigkeit aufweisen.
5. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Tragarme (10) die Breite der gesamten Transduceraufnahme (3) bestimmt.
6. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (7) den Ultraschall-Transducer (4) form- und kraftschlüssig umgibt.
7. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach Anspruch 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Klemmvor­ richtung (7) mit einer Bohrung (12) zur Aufnahme des Ul­ traschall-Transducers (4) versehen ist, in der mehrere Aufnahmeelemente (13) regelmäßig verteilt angeordnet sind.
8. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Aufnah­ meelemente (13) als Paßflächen (14) ausgebildet sind, die den Ultraschall-Transducer (4) zumindest teilweise form­ schlüssig umschließen.
9. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmvorrichtung (7) eine quer zur Bohrung (12) und etwa bis zur Bohrungsmitte verlaufende Ausnehmung (15) aufweist.
10. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach Anspruch 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die sich neben der Ausnehmung (15) befindlichen Spannteile (16, 17) der Klemmvorrichtung (7) mit einer Spanneinrichtung gegen­ einander verspannbar sind.
11. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach Anspruch 10, da­ durch gekennzeichnet, daß die Spannein­ richtung aus einer parallel zur Bohrung (12) verlaufenden Spannschraube (18) besteht.
12. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Klemmvorrichtung (7) ein einwärts zwischen die Tragarme (10) reichendes Koppelelement (22) zur Ankopplung der Antriebsvorrichtung hervorsteht.
13. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung aus einem Voice-Coil-Antrieb (19) besteht, dessen mit einer Spule versehener Basisteil (20) am Bondkopf (1) befestigt ist und dessen Aktor (21) mit dem Koppelelement (22) verbunden ist.
14. Ultraschall-Drahtbondeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Bondkopf (1) ein Abstandssensor (24) angeordnet ist, der auf die Klemmvorrichtung (7) gerichtet ist.
DE19921177A 1999-05-07 1999-05-07 Ultraschall-Drahtbondeinrichtung Withdrawn DE19921177A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19921177A DE19921177A1 (de) 1999-05-07 1999-05-07 Ultraschall-Drahtbondeinrichtung
DE10081207T DE10081207D2 (de) 1999-05-07 2000-05-08 Ultraschall-Drahtbondeinrichtung
PCT/DE2000/001434 WO2000067944A1 (de) 1999-05-07 2000-05-08 Ultraschall-drahtbondeinrichtung
AU56719/00A AU5671900A (en) 1999-05-07 2000-05-08 Ultrasonic wire bonding device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19921177A DE19921177A1 (de) 1999-05-07 1999-05-07 Ultraschall-Drahtbondeinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19921177A1 true DE19921177A1 (de) 2000-11-16

Family

ID=7907361

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19921177A Withdrawn DE19921177A1 (de) 1999-05-07 1999-05-07 Ultraschall-Drahtbondeinrichtung
DE10081207T Expired - Fee Related DE10081207D2 (de) 1999-05-07 2000-05-08 Ultraschall-Drahtbondeinrichtung

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10081207T Expired - Fee Related DE10081207D2 (de) 1999-05-07 2000-05-08 Ultraschall-Drahtbondeinrichtung

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU5671900A (de)
DE (2) DE19921177A1 (de)
WO (1) WO2000067944A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3269492A1 (de) 2016-07-15 2018-01-17 Telsonic Holding AG Vorrichtung zum ultraschallschweissen und sonotrode für eine solche vorrichtung
WO2018011129A1 (de) 2016-07-15 2018-01-18 Telsonic Holding Ag Vorrichtung zum ultraschallschweissen und sonotrode für eine solche vorrichtung

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8129220B2 (en) 2009-08-24 2012-03-06 Hong Kong Polytechnic University Method and system for bonding electrical devices using an electrically conductive adhesive

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4016720A1 (de) * 1989-08-11 1991-02-14 Orthodyne Electronics Corp Verfahren und vorrichtung zum ultraschallbonden
DE29510274U1 (de) * 1995-06-24 1995-09-14 Schunk Ultraschalltechnik GmbH, 35435 Wettenberg Vorrichtung zum Verschweißen von Metallteilen mittels Ultraschall

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62150838A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Hitachi Ltd 検出方法および装置
JPS6345520A (ja) * 1986-05-20 1988-02-26 Shinko Denshi Kk 振動式荷重測定装置
US5169050A (en) * 1991-06-03 1992-12-08 General Scanning, Inc. Wire bonder with improved actuator
JPH0945721A (ja) * 1995-08-03 1997-02-14 Kaijo Corp ワイヤ案内装置及びワイヤ案内方法並びに該装置を具備したワイヤボンディング装置
EP0864392B1 (de) * 1997-03-13 2001-08-16 F & K Delvotec Bondtechnik GmbH Bondkopf

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4016720A1 (de) * 1989-08-11 1991-02-14 Orthodyne Electronics Corp Verfahren und vorrichtung zum ultraschallbonden
DE29510274U1 (de) * 1995-06-24 1995-09-14 Schunk Ultraschalltechnik GmbH, 35435 Wettenberg Vorrichtung zum Verschweißen von Metallteilen mittels Ultraschall

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3269492A1 (de) 2016-07-15 2018-01-17 Telsonic Holding AG Vorrichtung zum ultraschallschweissen und sonotrode für eine solche vorrichtung
WO2018011129A1 (de) 2016-07-15 2018-01-18 Telsonic Holding Ag Vorrichtung zum ultraschallschweissen und sonotrode für eine solche vorrichtung
DE212017000184U1 (de) 2016-07-15 2019-02-19 Telsonic Holding Ag Vorrichtung zum Ultraschallschweißen und Sonotrode für eine solche Vorrichtung

Also Published As

Publication number Publication date
AU5671900A (en) 2000-11-21
WO2000067944A1 (de) 2000-11-16
DE10081207D2 (de) 2001-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0897776B1 (de) Kupplungsanordnung mit einer Bearbeitungseinrichtung
DE10010709C1 (de) Einstellvorrichtung für einen Cockpitquerträger
DE3330874A1 (de) Werkstuecktraeger und verfahren zum aufspannen eines werkstueckes
DE10207498A1 (de) Bondkopf für dicken Draht
DE102010049571B4 (de) Schweißbaugruppe und Aufspannvorrichtung für eine Schweißbaugruppe
EP0828586B1 (de) Vorrichtung zum einspannen von bauteilen, insbesondere von blechen im zuge einer schweiss- oder montagestrasse
DE102005035846A1 (de) Andruckvorrichtung für ein Spannsystem
DE10000103A1 (de) Einrichtung zum Spannen und Schweißen von Blechen
EP1815939B1 (de) Halterung für eine Spanneinheit mit über Führungsnuten und Nutensteine verschiebbaren Stellplatten und Konsole ; Spannvorrichtung mit einer solchen Halterung
EP1375048B1 (de) Bondeinrichtung und Drahtbonder
DE19921177A1 (de) Ultraschall-Drahtbondeinrichtung
DE60014484T2 (de) Anreiss-Vorrichtung und -Verfahren
DE10132489B4 (de) Handhabungsvorrichtung, insbesondere zum Positionieren eines Testkopfs an einer Prüfeinrichtung
EP0802012A1 (de) Vorrichtung zum Herstellen von Drahtverbindungen an Halbleiterchips
EP1319589B1 (de) Mehrfachschraubeinrichtung zum Befestigen eines Kfz-Rades an einer Radnabe oder dergleichen
DE19981030B4 (de) Vorschubeinheit zum Bewegen von Bauteilen
DE19944457C1 (de) Präzisionsroboter mit paralleler Kinematik
DE102020110770B3 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bohren durch ein Bauelement und ein Werkstück
DE19819721A1 (de) Vorrichtung zum mechanischen Fügen von aufeinanderliegenden Fügeteilen
CH675793A5 (de)
DE19650311A1 (de) Translationsantrieb für eine Drehzange
EP0416228A1 (de) Vorrichtung zur Befestigung eines Gegenstandes, insbesondere einer Werkzeugmaschine, im Fundament
WO2004038234A1 (de) Klemmhalter
DE60202728T2 (de) Kraftfahrzeugabgasanlage mit inertialer Schwingungsdämpfungsmasse
DE19920919A1 (de) Aufhängung für einen Ultraschall-Transducer und Verfahren zur Steuerung des Bondvorganges

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8143 Withdrawn due to claiming internal priority