DE2929042A1 - Ultrasonic thin wire welding - by vibrating bonding tool with minimum reduced active mass - Google Patents

Ultrasonic thin wire welding - by vibrating bonding tool with minimum reduced active mass

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Abstract

An appliance to join wires to modules on semiconductor devices by ultrasonic vibrations is fitted with a bonding arm on which the vibrator and the bonding tool are mounted. This is hinged to a parallel support arm carrying a magnet for the adjustment of wire tensioning clamps which are also mounted on it. This reduces considerably the mass of the parts, which act on the wire, reduced to the point of application of the bonding tool. The wire is not deformed and all joints are well reproducible. Thinner wire gauges can now be processed satisfactorily.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Vorrichtung zua Verbinden von Kontaktstellen Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden von Kontaktstellen mittels Drahtbrücken, beispielsweise von Anschlußstellen von Bauelementetragern mit den Bondinseln von Halbleiterchips durch Drahtbonden, vorzugsweise unter Ultraschalleinwirkung.Device for connecting contact points area of application of the Invention The invention relates to a device for connecting contact points by means of wire bridges, for example from connection points of component carriers with the bonding islands of semiconductor chips by wire bonding, preferably under the action of ultrasound.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Zur Herstellung derartiger Drahtbrdcken sind verschiedene Vorrichtungen bekannt geworden, die speziell nach dem Prinzip des Ultraschall-Drahtbondens arbeiten.Characteristics of the known technical solutions for manufacture Such wire bridges are known various devices that specifically work on the principle of ultrasonic wire bonding.

Im WP 110980 wird für die Herstellung von ultraschallgeschweißten Drahtverbindungen, beispielsweise an Halbleiterbauelementen, eine Vorrichtung verwendet, bei der der Draht durch eine hinter der Schweißfläche eines Bondwerkzeuges angeordnete schräge Bohrung aufgeführt wird. Das automatische Zuführen und Trennen des Drahtes wird bei dieser Vorrichtung durch eine Zange bewirkt, die den Draht hinter dem Bondwerkzeug mit zwei glemmbacken spannt.In WP 110980 is used for the production of ultrasonic welded Wire connections, for example on semiconductor components, a device is used, in which the wire is arranged behind the welding surface of a bonding tool inclined hole is listed. The automatic feeding and cutting of the wire is effected in this device by a pair of pliers, which the wire behind the bonding tool clamps with two clamping jaws.

Durch Bewegung der Elemmbacken in Längsrichtung des zuzuführenden Drahtes, koordiniert mit der Spannbewegung der Klemmbacken, wird aer Draht vor der AusrÜhring der 1. Schweißverbindung einer Drahtbrücke unter die SchwejiS-fläche des Bondwerkzauges vorgeschoben und nach Ausführung der 2. Schweißverbindung dieser Drahtbrücke an der HiJerkante der Schweißfläche des Bondwerkzeuges abgerissen.By moving the clamp jaws in the longitudinal direction of the to be fed The wire, coordinated with the clamping movement of the clamping jaws, is placed in front of the wire AusrÜhring the 1st welded connection of a wire bridge under the welding surface of the bonding eye and after making the 2nd welded connection this Wire bridge at the HiJerkante of the welding surface of the bonding tool torn off.

Die Längsbewegung aer Klemmbacken errolgt üblicherweise dadurch, daß die ange um eine Drehachse geschwenkt wird. Diese Drehachse ist so angeordnet, aaß die Kleimbacken annähernd in Richtung der Drahtachse bewegt werden und moglichst geringe Bewegungskomponenten senkrecht zu dieser Achse auftreten. Ui bei allen erforderlichen Hohenbewegungen des Bondwerkzeuges eine definierte buoranung zwischen Bondwerkzeug und Klemmbacken der Zange zu gewährleisten, ist die Lagerung der Zange starr mit der Halterung des Ultraschallschwingers verbunden. Darüberhinaus ist meist auch die Vorratsspule für den Draht über eine geeignete Halterung starr mit der Halterung des Ultraschalischwingers verbunden. Die starre Verbindung zwischen Schwingerhalterung und Zangenlager sowie gegebenenfalls Vorratsspule ist im Hinblick auf die Funktion des Zufuhrens und Trennens des Drahtes sehr zweckmäbig.The longitudinal movement of the jaws is usually achieved in that which is pivoted about an axis of rotation. This axis of rotation is arranged so aass the glue jaws are moved approximately in the direction of the wire axis and if possible small components of movement occur perpendicular to this axis. Ui at all required Vertical movements of the bonding tool create a defined expansion between the bonding tool and to ensure clamping jaws of the pliers, the support of the pliers is rigid with connected to the bracket of the ultrasonic transducer. In addition, it is mostly also the supply reel for the wire is rigidly connected to the bracket via a suitable bracket of the ultrasonic oscillator connected. The rigid connection between the transducer mount and tong storage and possibly supply reel is with regard to the function feeding and cutting the wire is very useful.

Sie hat jedoch in anderer Hinsicht erhebliche Mangel.However, it has significant shortcomings in other respects.

Ein wesentlicher Mangel liegt dabei darin, daß die mit der Halterung des Ultraschallschwingers starr gekoppelten Massen die Werkzeuggeschwindigkeit während des unxittelbaren Absenkens zur Kontaktfläche sowie die maximal zulästige Beschleunigung bei der Werkzeugbewegung begrenzen. Als Kriterium ist die aus den einzelnen Masseanteilen resultierende, auf das Bondwerkzeug reduzierte Masse anzusehen.A major shortcoming is that with the bracket of the ultrasonic vibrator rigidly coupled masses the tool speed during the immediate lowering to the contact surface as well as the maximum permissible acceleration limit the tool movement. The criterion is that from the individual mass fractions the resulting mass reduced to the bonding tool.

Aus dieser Masse Und aus @@ aer Werkzeuggeschwindigkeit ergibt sich aie kinetische energie, die das bewegte system besitzt und die dazu rührt, daß der Draht bein surtrerten auf die Kontaktfläche durch das Bonawerkseug derormiert wird.From this mass and from @@ the tool speed results the kinetic energy that the moving system possesses and that causes the Wire leg surtrerten on the contact surface by the Bonawerkseug is derormalized.

Um die endgultige Deformation des Drahtes nach dem behweißen der Verbindung in zulassigen Grenzen zu halten, arm aie kinetische Energie aes Dewegswn systems in Abhängigkeit vom Vrabtdurchmessor, oer Drahtqualität una der Lange aer betweißrlache einen bestimmten wert nicht überschreiten. Im wesentlichen ebenfalls aus Drahtdurchmesser, Drahtqualität und Länge der Schweißfläche resultiert die erforderliche Bondkraft zur Herstellung der Schweißverbindung. In dem Höhenbereich, in dem das Bondwerkzeug auf die Kontaktfläche auftreffen kann, steht grundsätzlich nur diese Bondkraft zur Beschleunigung des durch die auf das Bondwerkzeug reduzierte Masse repräsentierten bewegten Systems zur Verfügung. Um den Einfluß der Masseanteile von Ultraschallschwinger und Schwinger halterung möglichst gering zu halten, wird die Hubbewegung des Bondwerkzeuges praktisch als Schwenkbewegung um eine waagerechte Achse ausgeführt, in der die Schwingerhalterung gelagert ist. Die auf das Bondwerkzeug bezogene reduzierte Masse ergibt sich damit aus dem auf diese Achse bezogenen Massenträgheitsmoment aller starr mit der Schwingerhalterung gekoppelten Massen. Zange und Zangenlagerung müssen funktionsbedingt im Bereich des Bondwerkzeuges angeordnet sein. Sie liefern daher selbst bei möglichst massenarmer konstruktiver Gestaltung einen erheblichen Anteil zu der auf das Bondwerkzeug reduzierten Masse. Besonders hohe Anforderungen in Bezug auf eine möglichst geringe auf das Bondwerkzeug reduzierte Masse müssen gestellt werden, wenn dünne Drähte mit hoher Geschwindigkeit verarbeitet werden sollen. Mit den bisher bekannten Vorrichtungen für die Herstellung ultraschallgeschweißter Drahtverbindungen ist auch bei entsprechender Automatisierung eine Verarbeitung der in der Halbleiterindustrie üblichen Drähte bis zu einem Durchmesser von 0,025 mm mit ähnlicher Produktivität, wie sie von Vorrichtungen zur automatischen Herstellung thermokompressionsgeschweißt er Drahtverbindungen erreicht wird, nicht möglich.About the final deformation of the wire after welding the connection To keep within permissible limits, poor aie kinetic energy of a Dewegswn system depending on the diameter of the bar, the quality of the wire and the length of the white surface do not exceed a certain value. Essentially also from wire diameter, The required bond force results from the wire quality and length of the welding surface for making the welded joint. In the height range in which the bonding tool can strike the contact surface, basically only this bond force is available Acceleration of the mass represented by the reduced mass on the bonding tool moving system available. About the influence of the mass fractions of ultrasonic transducers The lifting movement of the bonding tool is used to keep the transducer holder as low as possible practically executed as a swivel movement around a horizontal axis in which the transducer mount is stored. This results in the reduced mass related to the bonding tool from the mass moment of inertia related to this axis of all rigid with the transducer bracket coupled masses. The pliers and pliers storage must be in the area due to their function be arranged of the bonding tool. They therefore deliver even with the lowest possible mass structural design a considerable proportion to that reduced to the bonding tool Dimensions. Particularly high requirements in terms of the lowest possible on the Reduced mass bonding tool must be made when using thin wires with high Speed should be processed. With the previously known devices for the production of ultrasonically welded wire connections is also with appropriate Automation of the processing of the wires commonly used in the semiconductor industry up to a diameter of 0.025 mm with a productivity similar to that of fixtures for the automatic production of thermocompression welded wire connections is not possible.

Min weiterer Mangel der bisherigen Ausführungen besteht darin, daß durch Reibung in den Gelenken Qes zur Bewegungsubertragung vom gestellsesten Antrieb sur Zange meist benutzten Hebelgetriebes die Konstanz der vom Bondwerkzeug beim Hersteilen der Schweißverbindung auf den Draht ausgeübten Bondkraft negativ beeinflußt werden kann, Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Arbeitegeschwindigkeit bei der Herstellung ultraschallgeschweißten Drahtverbindungen zu steigern und damit insbesondere auch die Voraussetzung für die Herstellung proauktiver automatischer Vorrichtungen zum Verbinden von Kontaktstellen au scharen. bin weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Herstellungsmoglichkeit ultraschallgeschweißter Drahtverbindungen uber aen bisher praktisch beherrschbaren Arbeitsbereich hinaus nach kleineren Drahtdurchmessern und geringeren Bondkrärten zu erweitern.Min further shortcoming of the previous statements is that by friction in the joints Qes for the transmission of motion from the drive on the frame sur pliers mostly used lever mechanism the constancy of the bonding tool during Establishing the welded connection negatively influenced the bond force exerted on the wire Object of the Invention The object of the invention is to reduce the working speed in the manufacture of ultrasonically welded wire connections and thus increase in particular also the prerequisite for the production of pro-responsive automatic Flock devices for connecting contact points. am another target of the Invention is the ability to manufacture ultrasonically welded wire connections Beyond the working range that was practically controllable up to now, for smaller wire diameters and lower bond strengths.

Wesen der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verbinden von Kontaktstellen zu scharen, bei der die auf das Bondwerkzeug reduzierte Masse der starr mit ihm verbundenen beziehungsweise gekoppelten 'l'eile der Vorrichtung gegenuber den bisher bekannten Ausführungen erheblich geringer ist. weiterhin soll erreicht werden, aaX die vom Bondwerkzeug aui den Draht ausgeübte Bondkrart moglichst wenig durch an Lagerarm und Gelenken der Vorrichtung auftretende Reibungskrafte beeinflußt wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß rur aas uiübren und Trennen des Drahtes eine Zange benutst wird, die den bisher bekannten Ausführungen entspricht, deren Lagerung jedoch nicht starr mit arr Schwingeraufnahme verbunden ist.Essence of the invention The invention is based on the object of a To assemble device for connecting contact points, in which the on the bonding tool reduced mass of the parts rigidly connected or coupled to it the device compared to the previously known designs is considerably lower. furthermore, the aim is to achieve aaX that exerted on the wire by the bonding tool Bond scratches as little as possible due to those occurring on the bearing arm and joints of the device Frictional forces is influenced. According to the invention, the object is achieved by that a pair of pliers is used for cutting and cutting the wire, which has hitherto been the case corresponds to known designs, but their storage is not rigid with arr transducer mount connected is.

Das Zangenlager ist dazu in einem nebel angeordnet, der um eine waagerechte Achse schwenkbar ist. Die errorderliche lagezuordnung zwischen den Klemaibacken der Zange una aem Bondwerkzeug wird dadurch erreicht, das der nur nocn aus Schwingeraufnahme, cnwingungserzeuger, Bondrüssel und Bondwerkzeug bestehende Bondarm um eine wie bischer üblich angeordnete waagerechte Achse frei beweglich ist una sich aur einen am Lagerarm aer mange angeordneten Anschlag abstützt. Die Kopplung der Schwenkbewegung von Bondarm und Lagerarm erfolgt dabei krartschlüssig durch die eingestellte Bondkraft, gegebenenfalls über Teilabschnitte der Bewegung, unterstutzt durch elne zusätzliche aul aen Bondarum wirkene Kraft.The tong bearing is arranged in a fog that surrounds a horizontal Axis is pivotable. The necessary assignment of the position between the clamp jaws the pliers and a bonding tool is achieved by the fact that the only one from the transducer holder, cnwingungsgenerator, bond probes and bonding tool existing bond arm around a bit Usually arranged horizontal axis is freely movable una only one on the bearing arm aer inadequately arranged stop is supported. The coupling of the pivoting movement of the bond arm and bearing arm takes place in a snap-fit manner through the set bond force, if necessary over sections of the movement, supported by an additional outer bondarum effective force.

Die räumliche Anordnung der Drehachse von Bondarm und Lagerarm erfolgt so, daß sich bei ihrer Bewegung moglichst geringe relative Lageveränderungen zwischen Bondwerkzeug und Klemmbacken ergeben. Vorteilhaft werden dazu beide Lagerungen in einer Drehachse angeordnet. Der Antrieb zur die vertikale Werkzeugbewegung wirkt aul den Lagerarm una kann sorm- oaer kraftschlüssig in bekannter Art erfolgen, zum Beispiel durch kurvenscheibe una neben getriebe. Der Bondarm stützt sich wie oben angegeben kraztschlussig auz einen Anschlag des Lagerarm ab uno folgt diesem beim Absenken soweit, bis das Bondwerkzeug den Draht aur die Kontaktfläche des Bauelementes druckt.The spatial arrangement of the axis of rotation of the bond arm and bearing arm takes place in such a way that, when they move, there are as little relative changes in position as possible between Bonding tool and clamping jaws result. Both bearings in arranged on an axis of rotation. The drive for the vertical tool movement is effective aul the bearing arm una can sorm- oaer non-positively in a known manner, for Example using a cam disk next to the gearbox. The bond arm is supported as above specified abruptly auz a stop of the bearing arm from uno follows this at Lower until the bonding tool touches the wire to the contact surface of the component prints.

Beim weiteren Absenken des Lagerarmes wird der Kraftschluß zwischen Bondarm und Lagerarm aufgenoben und die eingestellte Bondkraft wirkt über das Bondwerkzeug auf den darunterliegenden Draht In alesem bewegungsabschnitt tritt zwangslaurig eine Helatisbewegung zwischen Bondwerkzeug und Klemmbacken auf. Sie kann jedoch durch entsprechende Begrenung des Hubes für den Lagerarm so klein gehalten werden, daß sie das Zuführen und Trennen des Drahtes mittels der Zange praktisch nicht negativ beeinflußt. Die für die zulässige Absenkgeschwindigkeit und Beschleunigung des Bondwerkzeuges maßgebende, auf das Bondwerkzeug reduzierte Masse ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Ausführung aus dem Massenträgheitsmoment des Bondarmes um dessen Drehachse. Die Masse ist im Vergleich zu bisher bekannten Ausführungen gering, da der Bondarm nur aus den unumgänglichen Funktionselementan Schwingeraufnahme, Schwingungserzeuger, Bondrüssel und Bondwerkzeug besteht und überdies eine günstige Massenverteilung aufweist. Von der Bewegungs und Kraftübertragung zur Zange können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine Kräfte auf den Bondarm übertragen werden.When the bearing arm is lowered further, the frictional connection between The bond arm and bearing arm are lifted and the set bond force acts via the bond tool on the wire underneath a helatic movement between the bonding tool and the clamping jaws. However, it can be kept so small by limiting the stroke for the bearing arm, that the feeding and cutting of the wire by means of the pliers is practically not negative influenced. The one for the permissible lowering speed and acceleration of the bonding tool authoritative, on the bonding tool with reduced mass results in the embodiment according to the invention from the mass moment of inertia of the bond arm its axis of rotation. The mass is small compared to previously known designs, since the bond arm only consists of the essential functional elements on the transducer mount, There is a vibration generator, bond probes and bonding tool and, moreover, a cheap one Having mass distribution. From the movement and power transmission to the pliers in the device according to the invention no forces are transmitted to the bond arm.

Dadurch ist eine gute Reproduzierbarkeit der vom Bondwerkzeug ausgeübten Bondkraft gewährleistet.As a result, there is good reproducibility of that exercised by the bonding tool Bond strength guaranteed.

Ausführungsbeispiel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.EXEMPLARY EMBODIMENT The invention is intended below using an exemplary embodiment are explained in more detail.

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Sig. 1 eine Seitenansicht in Richtung auf den Bondarm Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung Die Vorrichtung zum Verbinden von Kontaktstellen entsprechend Fig. 1 und 2 ist in einem in der Zeichnung nicht näher dargestellten Gestell angeordnet.The accompanying drawings show: FIG. 1 a side view in FIG Direction of the bonding arm. FIG. 2 shows a plan view of the device. The device for connecting contact points according to FIGS. 1 and 2 is in one in the drawing not shown in detail arranged frame.

Ein aus einem Schwingungserzeuger 1 und einem Bondrüssel 2 sowie einer Schwingeraufnahme 3 bestehender Bondarm 4 ist in einer Drehachse 5 gelagert. Im Bondrüssel 2 ist ein Bondwerkzeug 6 betestigt, das zum Verbinden des auf einer nicht mit dargestellten Vorratsrolle aufgewickelten Drahtes 7 mit einem Halbleiterbauelement 40 dient. Die Drehachse 5 wir entsprechend der gegebenen Massenverteilung des Bondarmes 4 vorzugsweise räumlich so angeordnet, daß sich ein Minimum für die aus @@ ern dem Massenträgheitsmoment des Bondarmes 4 um diese Drehachse 5 folgende auf das Bondwerkzeug 6 reduzierte Masse ergibt.One of a vibration generator 1 and a bond trunk 2 and one The bond arm 4 of the existing transducer mount 3 is mounted in an axis of rotation 5. in the Bond trunk 2 is a bonding tool 6 attached, which is not used to connect the on one with the illustrated supply roll of wound wire 7 with a semiconductor component 40 serves. The axis of rotation 5 corresponds to the given mass distribution of the bond arm 4 preferably spatially arranged so that there is a minimum for the from @@ ern dem Mass moment of inertia of the bonding arm 4 about this axis of rotation 5 following the bonding tool 6 results in reduced mass.

Zur Einstellung der erforderlichen Bondkraft ist ein Stelischraube 8 in Längsrichtung zum Bondrüssel 2 in einer Führung 9 des Gehäuses 10 drehbar gelagert. Auf dem Gewinde der Stellschraube 8 ist eine mit einem Stift 11 versehene Stellmutter 12 angeordnet. Zwischen dem Stift 11 und einem an der Schwingeraufnahme 3 angeordneten Stift 13 ist ein Federelement 14 angelenkt.A set screw is used to set the required bond force 8 rotatably mounted in a guide 9 of the housing 10 in the longitudinal direction of the bonding trunk 2. On the thread of the adjusting screw 8 is an adjusting nut provided with a pin 11 12 arranged. Between the pin 11 and one arranged on the transducer mount 3 Pin 13 is hinged to a spring element 14.

Min weiteres Federelement 15 ist zwischen dem Stift 13 und einem räumlich festen Aufhängepunkt 16 angelenkt.Min further spring element 15 is spatially between the pin 13 and a fixed suspension point 16 articulated.

Die Vorspannlänge des Federelementes 14 kann durch die Stellmutter 12 mittels der Stellschraube 8 verändert werden.The preload length of the spring element 14 can be adjusted by the adjusting nut 12 can be changed by means of the adjusting screw 8.

Mit dieser Anordnung konnen auf einfache Weise Bondkräfte eingestellt werden, die sowohl über als auch unter der Bondkrart liegen, die sich aus dem statischen Moment des Bondarees 4 um seine Drehachse 5 ergibt. Die Stromzuführung zum Schwingungserzeuger 1 errolgt über flexible Anschlußleitungen 17.With this arrangement, bonding forces can be set in a simple manner that lie both above and below the bond krart resulting from the static Moment of bondarees 4 about its axis of rotation 5 results. The power supply to the vibration generator 1 obtained via flexible connection lines 17.

Eine Drahtzange 18, die zwei Kleimbacken 19 zum spannen ues Drahtes a, besitzt, ist in einem Lager 20 drehbar angeordnet. Die zum Spannen ertorderliche Bewegung der Klemmbacken 19 gegeneinander wird im Ausführungsbeispiel durch einen Elektromagneten 21 bewirkt, der über tlexible Anschlußleitungen 22 mit Strom versorgt wird. Das Lager 20 ist räumlich so angeordnet, daß sich bei einer behwenkbewegung der Drahtzange 18 um dieses Lager Zu aie Kleinbacken 19 annahernd in Zufürrichtung des Drahtes 7 bewegen. Sine Schwenkbewegung der Drahtzange 18 im Lager 20 wird im Ausrührungsbeispiel durch einen starr mit der Drahtzange 18 verbundenen Hebel 23 bewirkt, der seinerseits von einen durch eine äurvenscheibe 24 gesteuerten Kipphebel 2, der um eine gehäusefeste lagerung 26 schwenkbar angeordnet ist, bewegt wird. Die Kopplung errolgt dabei uber einen Führungsstirt 27 und einen Schlitz in Hebel 23.Wire pliers 18, the two glue jaws 19 for tensioning ues wire a, is rotatably arranged in a bearing 20. The one required for tensioning Movement of the jaws 19 against each other is in the embodiment by a Causes electromagnet 21, which is supplied with current via flexible connecting lines 22 will. The bearing 20 is spatially arranged in such a way that it moves when it is pivoted the wire cutter 18 to this bearing to aie small jaws 19 approximately in the feed direction of the wire 7 move. His pivoting movement of the wire nippers 18 in the bearing 20 is in the Exemplary embodiment through a lever 23 rigidly connected to the wire nippers 18 which in turn is controlled by a rocker arm controlled by a cam disk 24 2, which is arranged pivotably about a bearing 26 fixed to the housing, is moved. The coupling takes place via a guide stem 27 and a slot in the lever 23

Das Lager 20 ist in dem Lagerarm 28 angeordnet, der in einer zur Drehachse 5 des Bondarmes 4 parallelen Dreh, achse 5' gelagert ist.The bearing 20 is arranged in the bearing arm 28, which is in one to the axis of rotation 5 of the bond arm 4 parallel rotation, axis 5 'is mounted.

Im Ausführungsbeispiel sind Bondarm 4 und Lagerarm 28 in einer Drehachse liegend angeordnet. Der Lagerarn 28 wird durch einen geeigneten Antrieb nach Fig. 1 zum Beispiel mittels einer Kurvenscheibe 24' und einer ar Lagerarm 28 angeordneten Kurvearolle 29 um die Drehachse 5' bewegt. Damit die Stellung der Klemmbacken 19 zum Bondwerkzeug 6 möglichst wenig durch die Bewegung des Lagerarmes 28 beeinflußt wird, ist der Bewegungsbereich des Fhhrungsstiftes 27 etwa symmetrisch zur Drehachse 5' des Lagerarme 28 angeordnet. Ober einen am Lagerarm 28 angebrachten Anschlag 30, auf den sich der Bondarm 4 abstützt, wird die Bewegung des Lagerarmes 28 kraftschlüssig auf den Bondarn 4 übertragen. Dieses Abstützen des Bondaries 4 erfolgt über einen an der Schwingeraufnahme 3 befindlichen Ansatz 31. Der Kraftschluß zwischen Bondarm 4 und Lagerarm 28 ist vom Betrag der eingestellten Bondkraft abhangig. In Abhängigkeit von der Höhenstellung des Bondwerkzeuges 6 kann der Kraftschluß zusätzlich durch ein Pederc element 32, das über eine in der Führung 33 des Gehäuses 34 angeordnete Anschlagschraube 35 auf den Ansatz 31 wirkt, verstärkt werden. Der Bondarm 4 folgt der durch den Antrieb gesteuerten Bewegung des Lagerarmes 28 in Absenkrichtung soweit, bis das Bondwerkzeug 6 den Draht 7 auf die in Fig. 1 angedeutete Kontaktrläche 36 drlickt.In the exemplary embodiment, the bonding arm 4 and the bearing arm 28 are in an axis of rotation arranged lying down. The bearing ring 28 is driven by a suitable drive according to FIG. 1 arranged for example by means of a cam disk 24 'and a bearing arm 28 Cam roller 29 is moved about the axis of rotation 5 '. So that the position of the clamping jaws 19 to the bonding tool 6 influenced as little as possible by the movement of the bearing arm 28 is, the range of motion of the guide pin 27 is approximately symmetrical to the axis of rotation 5 'of the bearing arms 28 arranged. Via a stop attached to the bearing arm 28 30, on which the bonding arm 4 is supported, the movement of the bearing arm 28 becomes non-positive transferred to the Bondarn 4. This support of the bondaries 4 takes place via a approach 31 located on the transducer mount 3. The frictional connection between the bond arm 4 and bearing arm 28 is dependent on the amount of the bond force set. Dependent on from the height position of the bonding tool 6, the frictional connection can additionally through a Pederc element 32, which is arranged in the guide 33 of the housing 34 via a Stop screw 35 acts on the shoulder 31 to be reinforced. The bond arm 4 follows the movement of the bearing arm 28 controlled by the drive in the lowering direction so far, until the bonding tool 6 pushes the wire 7 onto the contact surface 36 indicated in FIG. 1 presses.

Bei weiterer Bewegung des Lagerarmes 28 in gleicher Richtung kann der Bondarm 4 nicht mehr folgen, die kraftschlüssige Kopplung zwischen Anschlag 30 und Bondarm 4 wird aufgehoben und die eingestellte Bondkraft wirkt nun über dag Bondwerkzeug 6 auf den auf der Kontaktfläche 36 aufliegenden Draht 7. Die Relativbewegung zwischen den Bondwerkzeug 6 und den Klesbaclcon 19 der Drahtsange 18 ist sernachliissigbar gering.With further movement of the bearing arm 28 in the same direction can the bond arm 4 no longer follows the positive coupling between the stop 30 and bond arm 4 are canceled and the set bond force now acts via dag Bonding tool 6 on the wire 7 resting on the contact surface 36. The relative movement between the bonding tool 6 and the Klesbaclcon 19 of the wire rod 18 is negligible small amount.

Mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung können Drahtverbindungen mittels Ultraschallschweißen, mittels Thermokompressionsschweiß en oder mittels Thermokompressionsschweißen in Kombination mit Ultrasciialleinwirkung hergestellt werden. Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß lediglich der Bondarm 4 starr mit der Hubbewegung des Bondwerkzeuges 6 gekoppelt ist, daß der Bondarm 4 nur aus den Funktionselementen Schwingungserzeuger 1, Bondrüssel 2 und Schwingeraufnahme 3 besteht und daß er lediglich über die Lagerung seiner Drehachse 5, die flexiblen Anschlußleitungen 17 zum Schwingungserzeuger 1 und die Xederelemente 14 und 15 zur Minstellung der Bondkrart mit den anderen Bunktionselementen der Vorrichtung in Verbindung steht.With this device according to the invention, wire connections by means of ultrasonic welding, by means of thermocompression welding or by means of Thermocompression welding produced in combination with ultrasound exposure will. The advantage of the device according to the invention is that only the bonding arm 4 is rigidly coupled to the lifting movement of the bonding tool 6, that the bond arm 4 only consists of the functional elements vibration generator 1, bond trunk 2 and oscillator mount 3 and that it only has the bearing of its axis of rotation 5, the flexible connection lines 17 to the vibration generator 1 and the Xeder elements 14 and 15 for the position of the bond card with the other functional elements of the device communicates.

Gegenüber einer bisher üblichen Ausrutirung konnte die auf das Bondwerkzeug 6 reduzierte Masse der starr mit ihm gekoppelten Teile der Vorrichtung erheblich reduziert werde. Entsprecheno der Beziehung zwischen kinetischer Energie, Masse und Geschwindigkeit kann dadurch die Werkz euggeschwindigkei t während des unmittelbaren Absenkens zur Kontaktfläche 36 gesteigert werden. Zusammen mit der möglichen hoheren Beschleunigung bei der ferkzeugbewegung ergibt sich eine Reduzierung des für die Herstellung einer kompletten Drahtbrücke zwischen zwei Sontaktstellen erforderlichen Zeitbedaries auf weniger als die Halrte des bisher benötigten Wertes. Mit der erfindungsgemäßen Ausführung ist es andererseits auch besser als bisher möglich, die kinetische energie des bewegten Systems den Anforderungen bei der Herstellung von Verbindungen mit extrem kleiner Kontakttläche und entsprechend dünnen Drahten anzupassen. Gleichzeitig ergibt sich nur eine minimale Beeinilussung durch unkontrollierbare lagerreibung und teirigkeit von Zuführleitungen, so baX auch sehr kleine Bondkräfte reproduzierbar eingehalten werden konnen.Compared to a hitherto customary equipment, it could be applied to the bonding tool 6 considerably reduced the mass of the parts of the device that are rigidly coupled to it will be reduced. Corresponds to the relationship between kinetic energy, mass and speed can thereby reduce the tool speed during the immediate Lowering to the contact surface 36 can be increased. Along with the possible higher Acceleration in the tool movement results in a reduction in the Manufacture of a complete wire bridge between two contact points is required Time requirements to less than half of the previously required value. With the invention Execution, on the other hand, is also better than before, the kinetic energy of the moving system meets the requirements for establishing connections with to adapt extremely small contact area and correspondingly thin wires. Simultaneously there is only a minimal influence due to uncontrollable bearing friction and the difficulty of supply lines, so that even very small bond forces can be reproduced can be adhered to.

Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausfuhrung brauchen die nicnt starr mit der Werkzeugbewegung gekoppelten Funktionselemente, wie zum Beispiel die Drahtzange 18 una aas Zangenlager au, nicht mehr extrem leicht ausgeführt werden, so daß für diese Teile eine fertigungstechnisch günstigere Ausführung möglich wird.As a further advantage of the embodiment according to the invention, the need Functional elements that are not rigidly linked to the tool movement, such as the wire cutters 18 una aas pliers bearing au, can no longer be made extremely light, so that a more favorable design from a manufacturing point of view is possible for these parts.

Claims (3)

Erfindungsanspruch 1. Vorrichtung zum Verbinden von Kontaktstellen mitt Drahtbrücken, beispielsweise Anschlußfahnen von B elementeträ:ern mit den Bondinseln von Halbleiterchips durch Drahtbonden, vorzugsweise unter Ultraschalleinwirkung, bei der ein Schwingungserzeuger mit einem in einem Bondrüssel gehalterten Bondwerkzeug in einer Halterung befestigt ist, die um eine waagerechte Achse drehbar gelagert ist und bei der der Draht durch zwei hinter dem Bondwerkzeug angeordnete Klemmbacken einer Drahtzange zugeführt und getrennt wi gekennzeichnet dadurch, daB neben dem Bondrüssel (2) ein Lagerarm (28) angeordnet ist, der an einer parallel zur Drehachse (5) des Bondarmes (4) liegenden Drehachse (5') bewegbar angeordnet ist, daß der Lag arm (28) an seinem neben der Spitze des Bondrüssels (2) befindlichen Ende eine in einem Lager (20) schwenkbare Drahzange (18) aufweist, daß der Lagerarm ( einen Anschlag (30) besitzt, aut den sich ein Ansatz (31) der Schwingeraurnahme (3) kraftschlüssig abstützt, daß sich eine vertikal beweglich im Gehäuse (34) geordnete und durch ein Federelement (32) gegen d Gehäuse (34) vorgespa£inte Anschlagschraube (35) über den Ansatz (31) befindet, daß eine Stellschraube (b) in Längsrichtung zum Bondrüssel (2) in einer Führung (9) des Gehäuses (10) drehbar gelagert ist, wobei sich an einem Ende der Stellschraube (6) ein Gewinde befindet, auf dem eine mit einem innengewinde und einem Stift (11) versehene Stellmutter (12) angeordnet ist, daß an dem Stift (11) ein Federelement (14) angelenkt ist, dessen anderes Ende mit einem an der Schwinger aufnahme (3) angeordneten Stift (13) verbunden ist und daß sich zwischen dem Stirt (13) und einem räumllch festen Aufhängepunkt (16) ein weiteres Federelem (15) befindet. Invention claim 1. Device for connecting contact points with wire bridges, for example connecting lugs from B element carriers with the bonding islands of semiconductor chips by wire bonding, preferably under the action of ultrasound, in which a vibration generator with a bonding tool held in a bonding trunk is fixed in a holder which is rotatably mounted about a horizontal axis and in which the wire is guided by two clamping jaws arranged behind the bonding tool fed to a wire cutter and separated wi characterized in that in addition to the Bond trunk (2) a bearing arm (28) is arranged, which is parallel to the axis of rotation (5) of the bond arm (4) lying axis of rotation (5 ') is movably arranged that the Was arm (28) at its end located next to the tip of the bond trunk (2) in a bearing (20) pivotable wire pliers (18) that the bearing arm (a Stop (30) has, on which an approach (31) of the transducer receptacle (3) is frictionally engaged supports that a vertically movable in the housing (34) ordered and through a Spring element (32) against the housing (34) pre-fitted stop screw (35) over the approach (31) is that an adjusting screw (b) in the longitudinal direction to the bond trunk (2) is rotatably mounted in a guide (9) of the housing (10), with a The end of the adjusting screw (6) has a thread on which one with an internal thread and a pin (11) provided adjusting nut (12) is arranged that on the pin (11) a spring element (14) is articulated, the other end of which is connected to one of the transducers recording (3) arranged pin (13) is connected and that is between the Stirt (13) and a spatially fixed suspension point (16) is another spring element (15). 2. Vorrichtung nach Punkt 1 gekennzeichnet dadurch, daß die Drehachse (5') des Lagerarmes (28) zur drehachse (5) des Bondarmes (4) riuchtend angeordnet ist.2. Device according to item 1, characterized in that the axis of rotation (5 ') of the bearing arm (28) arranged in alignment with the axis of rotation (5) of the bonding arm (4) is. 3. Vorrichtung nach punkt 1 und 2 gekennzeichnet dadurch, daß die in dem Lager (20) angeordnete Drahtzange (18) mit einem Hebel (23) starr verbunden ist, dessen freies Ende mit einem um eine gehäusereste Lagerung (26) schwenkbaren Kipphebel (25) gelenkig verbunden ist.3. Device according to point 1 and 2, characterized in that the Wire tongs (18) arranged in the bearing (20) are rigidly connected to a lever (23) is, the free end of which can be pivoted around a bearing (26) that is most of the housing Rocker arm (25) is articulated.
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