JP2001168135A - リンケージ誘導されたボンドヘッド - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボンディング機によってボンドされ得るデバ
イスのサイズに影響することがない、ボンドヘッドを提
供すること。 【解決手段】 フレーム部材を有するボンディング機を
用いる使用のためのボンドヘッドであって、以下：アー
ムアセンブリ；および該アームアセンブリとフレーム部
材との間を結合したリンケージであって、該リンケージ
は、該アームアセンブリの下面の下にある仮想旋回点を
形成する、リンケージ、を備える、ボンドヘッド。
イスのサイズに影響することがない、ボンドヘッドを提
供すること。 【解決手段】 フレーム部材を有するボンディング機を
用いる使用のためのボンドヘッドであって、以下：アー
ムアセンブリ；および該アームアセンブリとフレーム部
材との間を結合したリンケージであって、該リンケージ
は、該アームアセンブリの下面の下にある仮想旋回点を
形成する、リンケージ、を備える、ボンドヘッド。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に半導体デバ
イスへのワイヤのボンディングにおける使用のためのツ
ールに関し、より詳細には、半導体デバイスに細いワイ
ヤをボンディングするための、リンケージを誘導するボ
ンドヘッドに関する。
イスへのワイヤのボンディングにおける使用のためのツ
ールに関し、より詳細には、半導体デバイスに細いワイ
ヤをボンディングするための、リンケージを誘導するボ
ンドヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】現代の電子装置は、半導体チップ、また
は集積回路（ＩＣ）が取り付けられるプリント回路基板
に大きく依存する。チップと基板との間の機械的および
電気的接続は、チップ設計者にとって難問を呈した。Ｉ
Ｃを基板に相互接続するための３つの周知の技術は、ワ
イヤボンディング、テープ自動化ボンディング（ＴＡ
Ｂ）およびフリップチップである。
は集積回路（ＩＣ）が取り付けられるプリント回路基板
に大きく依存する。チップと基板との間の機械的および
電気的接続は、チップ設計者にとって難問を呈した。Ｉ
Ｃを基板に相互接続するための３つの周知の技術は、ワ
イヤボンディング、テープ自動化ボンディング（ＴＡ
Ｂ）およびフリップチップである。
【０００３】これらのプロセスのなかで最も一般的なも
のはワイヤボンディングである。ワイヤボンディングに
おいて、複数のボンディングパッドは基板の最上面上の
パターン内に配置され、チップはボンディングパッドの
パターンの中心に取り付けられ、そしてこのチップの最
上面が基板の最上面から離れて面する。細いワイヤ（ア
ルミニウムかまたは金のワイヤであり得る）は、チップ
の最上面での接触子と基板の最上面での接触子との間に
接続される。
のはワイヤボンディングである。ワイヤボンディングに
おいて、複数のボンディングパッドは基板の最上面上の
パターン内に配置され、チップはボンディングパッドの
パターンの中心に取り付けられ、そしてこのチップの最
上面が基板の最上面から離れて面する。細いワイヤ（ア
ルミニウムかまたは金のワイヤであり得る）は、チップ
の最上面での接触子と基板の最上面での接触子との間に
接続される。
【０００４】電子構成要素の製造プロセスの際に広く使
用される金属ワイヤを使用して、ワイヤボンディング装
置は、電気的に半導体チップを基板に接続する。典型的
なワイヤボンディング機は、ボンドヘッド、Ｘ−Ｙ表、
ワークホルダー（ｗｏｒｋｈｏｌｄｅｒ）およびオプテ
ィクスを備える。
用される金属ワイヤを使用して、ワイヤボンディング装
置は、電気的に半導体チップを基板に接続する。典型的
なワイヤボンディング機は、ボンドヘッド、Ｘ−Ｙ表、
ワークホルダー（ｗｏｒｋｈｏｌｄｅｒ）およびオプテ
ィクスを備える。
【０００５】ボンドヘッドは、ボンディングツールおよ
び溶接機（通常は、超音波トランスデューサ）を保持
し、そしてそれをボンディングされるべきデバイスに対
して垂直に移動し、その結果、溶接が起こる地点にそれ
が達し得る、機構である。このボンドヘッドはまた、ボ
ンディングサイクルにおける適切な点でワイヤをつか
み、その結果、デバイスとリードフレームとの間の相互
接続が完全な場合にワイヤが切断され得る、ワイヤクラ
ンプを有する。Ｘ−Ｙ表は、デバイスの面内でボンドヘ
ッドを移動させ、その結果、ヘッドが一方のボンド位置
から別のボンド位置まで移動し得る、機構である。ワー
クホルダは、ワークを強固に保持し、また溶接をより容
易にするためにデバイスを加熱し得る機構である。この
オプティクスは、ボンドヘッドを適切なボンディングパ
ッドに照準を定める。
び溶接機（通常は、超音波トランスデューサ）を保持
し、そしてそれをボンディングされるべきデバイスに対
して垂直に移動し、その結果、溶接が起こる地点にそれ
が達し得る、機構である。このボンドヘッドはまた、ボ
ンディングサイクルにおける適切な点でワイヤをつか
み、その結果、デバイスとリードフレームとの間の相互
接続が完全な場合にワイヤが切断され得る、ワイヤクラ
ンプを有する。Ｘ−Ｙ表は、デバイスの面内でボンドヘ
ッドを移動させ、その結果、ヘッドが一方のボンド位置
から別のボンド位置まで移動し得る、機構である。ワー
クホルダは、ワークを強固に保持し、また溶接をより容
易にするためにデバイスを加熱し得る機構である。この
オプティクスは、ボンドヘッドを適切なボンディングパ
ッドに照準を定める。
【０００６】初期のボンドヘッドは、機械の操作者によ
って照準を合わせられそして移動された。今日、従来の
機械は電子モータによって移動され、機載コンピュータ
によって制御され、そして照準を合わせられ、そして１
０００ボンドパッドのオーダーで含み得るデバイスに１
秒当たり１２個のワイヤまでボンディングする。
って照準を合わせられそして移動された。今日、従来の
機械は電子モータによって移動され、機載コンピュータ
によって制御され、そして照準を合わせられ、そして１
０００ボンドパッドのオーダーで含み得るデバイスに１
秒当たり１２個のワイヤまでボンディングする。
【０００７】小規模の今日の集積回路によって、機構が
ボンドパッドを見逃すことを防ぐために、任意の好まし
くない横運動を防ぐ機構によって、ボンドヘッドはデバ
イスに対してその下方に誘導されるべきである。
ボンドパッドを見逃すことを防ぐために、任意の好まし
くない横運動を防ぐ機構によって、ボンドヘッドはデバ
イスに対してその下方に誘導されるべきである。
【０００８】従来のボンディング機において、２種類の
機構が現在使用される。第１の機構は、ワークに対して
垂直に取り付けられた予備装填された直線スライドであ
る。第２の機構は、ヘッドの中央に取り付けられたボー
ルベアリングまたは他の回転ベアリングであり、これに
よってボンドヘッドがシーソーのように旋回することが
可能となる。ボンディングツールは、ボンドヘッドの一
方の末端に取り付けられ、リニア電気モーターはボンド
ヘッドの他方の末端に取り付けられる。
機構が現在使用される。第１の機構は、ワークに対して
垂直に取り付けられた予備装填された直線スライドであ
る。第２の機構は、ヘッドの中央に取り付けられたボー
ルベアリングまたは他の回転ベアリングであり、これに
よってボンドヘッドがシーソーのように旋回することが
可能となる。ボンディングツールは、ボンドヘッドの一
方の末端に取り付けられ、リニア電気モーターはボンド
ヘッドの他方の末端に取り付けられる。
【０００９】線形ボンドヘッドは、線形ボンドヘッド
が、旋回ボンドヘッドと比較してより遅い機構を生じる
高い慣性および摩擦を有するという点で不利益を有す
る。しかし、旋回ボンドヘッドはまた、不利益を有す
る。なぜなら、旋回の中心線が、ボンディングされるべ
きデバイスの面と同じ高さである必要があるためであ
る。結果として、旋回ヘッドは、非常に大きなデバイス
をボンディングし得ない。なぜなら、旋回ベアリング
は、それが非常に遠位にまで到達する場合、大きなデバ
イスの縁と当たるためである。これは、「Ｃ」クランプ
の垂直部材が、いかに遠位にまでクランプが到達し得る
か、またはそのスロートが以下に深いかを課すという制
限に類似している。
が、旋回ボンドヘッドと比較してより遅い機構を生じる
高い慣性および摩擦を有するという点で不利益を有す
る。しかし、旋回ボンドヘッドはまた、不利益を有す
る。なぜなら、旋回の中心線が、ボンディングされるべ
きデバイスの面と同じ高さである必要があるためであ
る。結果として、旋回ヘッドは、非常に大きなデバイス
をボンディングし得ない。なぜなら、旋回ベアリング
は、それが非常に遠位にまで到達する場合、大きなデバ
イスの縁と当たるためである。これは、「Ｃ」クランプ
の垂直部材が、いかに遠位にまでクランプが到達し得る
か、またはそのスロートが以下に深いかを課すという制
限に類似している。
【００１０】図１に、従来の旋回ボンディング機１００
が示される。図１において、ボンディング機１００は、
ボンドヘッド１０４に取り付けられるボンドツール１０
２を備える。ボンドツール１０２は、超音波トランスデ
ューサ１２２およびキャピラリー１２８を備える。
が示される。図１において、ボンディング機１００は、
ボンドヘッド１０４に取り付けられるボンドツール１０
２を備える。ボンドツール１０２は、超音波トランスデ
ューサ１２２およびキャピラリー１２８を備える。
【００１１】上で説明したように、ボンドヘッド１０４
はベアリング１０６の周りを旋回する。ボンディングツ
ール１０２の先端１０８とベアリング１０６の前方部分
１１０との間の距離は、距離ｄ1として示される。距離
ｄ1は、ボンディング機１００の設計制限のために限り
があり、そしてボンディング機１００によってボンドさ
れ得るデバイスのサイズに直接の影響を有する。ベアリ
ング１０６の中心１１２およびボンディングツール１０
２の先端１０８は、旋回中心線１１４を形成し、これ
は、ボンドヘッド１０４がヘッド下降（ボンディング）
位置にある場合、ボンディングされるべきデバイスのボ
ンド平面内にある（示していない）。
はベアリング１０６の周りを旋回する。ボンディングツ
ール１０２の先端１０８とベアリング１０６の前方部分
１１０との間の距離は、距離ｄ1として示される。距離
ｄ1は、ボンディング機１００の設計制限のために限り
があり、そしてボンディング機１００によってボンドさ
れ得るデバイスのサイズに直接の影響を有する。ベアリ
ング１０６の中心１１２およびボンディングツール１０
２の先端１０８は、旋回中心線１１４を形成し、これ
は、ボンドヘッド１０４がヘッド下降（ボンディング）
位置にある場合、ボンディングされるべきデバイスのボ
ンド平面内にある（示していない）。
【００１２】図２は、従来の旋回ボンドヘッドの簡略化
した側面図である。
した側面図である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従来のボンドヘッドの
上記不利益を解決するために、本発明は、ボンディング
機を用いた使用のためのリンケージを誘導するボンドヘ
ッドに関する。
上記不利益を解決するために、本発明は、ボンディング
機を用いた使用のためのリンケージを誘導するボンドヘ
ッドに関する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明のボンドヘッド
は、フレーム部材を有するボンディング機を用いる使用
のためのボンドヘッドであって、以下：アームアセンブ
リ；および該アームアセンブリとフレーム部材との間を
結合したリンケージであって、該リンケージは、該アー
ムアセンブリの下面の下にある仮想旋回点を形成する、
リンケージ、を備える、ボンドヘッドであり、このこと
により上記課題が解決される。
は、フレーム部材を有するボンディング機を用いる使用
のためのボンドヘッドであって、以下：アームアセンブ
リ；および該アームアセンブリとフレーム部材との間を
結合したリンケージであって、該リンケージは、該アー
ムアセンブリの下面の下にある仮想旋回点を形成する、
リンケージ、を備える、ボンドヘッドであり、このこと
により上記課題が解決される。
【００１５】１つの実施形態では、前記リンケージが板
バネであり、該板バネの上部が前記ボンディング機に脱
着可能に結合され、そして該板バネの下部が前記アーム
アセンブリに脱着可能に結合される。
バネであり、該板バネの上部が前記ボンディング機に脱
着可能に結合され、そして該板バネの下部が前記アーム
アセンブリに脱着可能に結合される。
【００１６】１つの実施形態では、前記リンケージが板
バネであり、該板バネの上部が前記ボンディング機に結
合され、そして該板バネの下部が前記アームアセンブリ
に結合される。
バネであり、該板バネの上部が前記ボンディング機に結
合され、そして該板バネの下部が前記アームアセンブリ
に結合される。
【００１７】１つの実施形態では、前記アームアセンブ
リがボンド平面の上方に配置され、そして前記仮想旋回
点が該ボンド平面の表面上にある。
リがボンド平面の上方に配置され、そして前記仮想旋回
点が該ボンド平面の表面上にある。
【００１８】本願の請求項５による装置は、フレーム部
材を有するボンディング機を用いる使用のための装置で
あって、以下：ボンド平面の上方に配置されたボンドヘ
ッド；該ボンドヘッド上の第１の位置にて該ボンドヘッ
ドと該フレーム部材との間を結合する第１のリンケージ
であって、該第１のリンケージは第１の長手軸を有す
る、第１のリンケージ；および該ボンドヘッド上の第２
の位置にて該ボンドヘッドと該フレーム部材との間を結
合する第２のリンケージであって、該第２のリンケージ
は第２の長手軸を有する、第２のリンケージ、を備え、
ここで、該第１の長手軸および第２の長手軸が該ボンド
ヘッドの下面の下にある仮想点で交差する、装置であ
り、このことにより上記課題が解決される。
材を有するボンディング機を用いる使用のための装置で
あって、以下：ボンド平面の上方に配置されたボンドヘ
ッド；該ボンドヘッド上の第１の位置にて該ボンドヘッ
ドと該フレーム部材との間を結合する第１のリンケージ
であって、該第１のリンケージは第１の長手軸を有す
る、第１のリンケージ；および該ボンドヘッド上の第２
の位置にて該ボンドヘッドと該フレーム部材との間を結
合する第２のリンケージであって、該第２のリンケージ
は第２の長手軸を有する、第２のリンケージ、を備え、
ここで、該第１の長手軸および第２の長手軸が該ボンド
ヘッドの下面の下にある仮想点で交差する、装置であ
り、このことにより上記課題が解決される。
【００１９】１つの実施形態では、前記ボンドヘッドに
取り付けられたボンディングボンディングツールをさら
に備え、ここで、該ボンドツールが該ボンドヘッドの上
部位置と下部位置との間で第１の方向に移動する。
取り付けられたボンディングボンディングツールをさら
に備え、ここで、該ボンドツールが該ボンドヘッドの上
部位置と下部位置との間で第１の方向に移動する。
【００２０】１つの実施形態では、前記第１の方向が前
記ボンド平面に対して実質的に直交している。
記ボンド平面に対して実質的に直交している。
【００２１】１つの実施形態では、前記ボンドツールの
下部および前記仮想旋回点が、前記ボンド平面に対して
実質的に平行な軸を形成する。
下部および前記仮想旋回点が、前記ボンド平面に対して
実質的に平行な軸を形成する。
【００２２】１つの実施形態では、前記第１のリンケー
ジが第１の板バネの一部であり、該第１の板バネの上部
が前記ボンディング機に脱着可能に結合され、そして前
記第２のリンケージが第２の板バネの一部であり、該第
２の板バネの上部が該ボンディング機に脱着可能に結合
され、該板バネによって、前記ボンドヘッドが前記リン
ケージおよび前記フレーム部材に対して移動することが
可能となる。
ジが第１の板バネの一部であり、該第１の板バネの上部
が前記ボンディング機に脱着可能に結合され、そして前
記第２のリンケージが第２の板バネの一部であり、該第
２の板バネの上部が該ボンディング機に脱着可能に結合
され、該板バネによって、前記ボンドヘッドが前記リン
ケージおよび前記フレーム部材に対して移動することが
可能となる。
【００２３】１つの実施形態では、前記第１および第２
のリンケージの各々が、前記ボンドヘッドが前記リンケ
ージおよび前記フレーム部材に対して移動することを可
能にするベアリングを備える。
のリンケージの各々が、前記ボンドヘッドが前記リンケ
ージおよび前記フレーム部材に対して移動することを可
能にするベアリングを備える。
【００２４】１つの実施形態では、前記ベアリングがボ
ールベアリングアセンブリである。
ールベアリングアセンブリである。
【００２５】１つの実施形態では、前記第１のリンクの
上部と前記第２のリンクの上部との間の距離が、該第１
のリンクの下部と該第２のリンクの下部との間の距離よ
りも大きい。
上部と前記第２のリンクの上部との間の距離が、該第１
のリンクの下部と該第２のリンクの下部との間の距離よ
りも大きい。
【００２６】１つの実施形態では、前記仮想点がボンド
平面の表面上に位置する。
平面の表面上に位置する。
【００２７】本願の請求項１４による装置は、並進テー
ブルを用いる使用のための半導体デバイスへワイヤをボ
ンディングするための装置であって、以下：固定リン
ク；カプラーリンク；該カプラーリンクの前方部分にて
該固定リンクおよび該カプラーリンクに脱着可能に結合
された第１の旋回部材であって、該第１の旋回部材は第
１の長手軸を有する、第１の旋回部材；該カプラーリン
クの後方部分にてフレーム部材および該カプラーリンク
に脱着可能にボンディングされた第２の旋回部材であっ
て、該第２の旋回部材は第２の長手軸を有する、第２の
旋回部材；を備え、ここで、該第１の長手軸および該第
２の長手軸の交差点が該カプラーリンクの下面の下にあ
る仮想の旋回点を形成する、装置であり、このことによ
り上記課題が解決される。
ブルを用いる使用のための半導体デバイスへワイヤをボ
ンディングするための装置であって、以下：固定リン
ク；カプラーリンク；該カプラーリンクの前方部分にて
該固定リンクおよび該カプラーリンクに脱着可能に結合
された第１の旋回部材であって、該第１の旋回部材は第
１の長手軸を有する、第１の旋回部材；該カプラーリン
クの後方部分にてフレーム部材および該カプラーリンク
に脱着可能にボンディングされた第２の旋回部材であっ
て、該第２の旋回部材は第２の長手軸を有する、第２の
旋回部材；を備え、ここで、該第１の長手軸および該第
２の長手軸の交差点が該カプラーリンクの下面の下にあ
る仮想の旋回点を形成する、装置であり、このことによ
り上記課題が解決される。
【００２８】１つの実施形態では、さらに以下：前記カ
プラーリンクに脱着可能に結合された超音波トランスデ
ューサ；および該超音波トランスデューサの前方部分に
て該超音波トランスデューサに結合されたボンディング
ツール、を備え、ここで、該ボンディングツールの先端
と前記仮想の旋回点との間に形成された線がボンド平面
内に存在する。
プラーリンクに脱着可能に結合された超音波トランスデ
ューサ；および該超音波トランスデューサの前方部分に
て該超音波トランスデューサに結合されたボンディング
ツール、を備え、ここで、該ボンディングツールの先端
と前記仮想の旋回点との間に形成された線がボンド平面
内に存在する。
【００２９】１つの実施形態では、前記ボンディングツ
ールがキャピラリーおよびウェッジツールの内の１つで
ある。
ールがキャピラリーおよびウェッジツールの内の１つで
ある。
【００３０】１つの実施形態では、前記第１の旋回部材
が、前方スィングリンクの上方旋回にて、第１のネジを
用いて前記フレーム部材に取り付けられた前方スィング
リンクであり、該前方スィングリンクが、該前方スィン
グリンクの下方旋回にて、第２のネジを用いて前記カプ
ラーリンクに取り付けられ、前記第２の旋回部材が、後
方スィングリンクの上方旋回にて、第３のネジを用いて
該フレーム部材に取り付けられた後方スィングリンクで
あり、そして該後方スィングリンクが、該後方スィング
リンクの下方旋回にて、第４のネジを用いて該カプラー
リンクに取り付けられる。
が、前方スィングリンクの上方旋回にて、第１のネジを
用いて前記フレーム部材に取り付けられた前方スィング
リンクであり、該前方スィングリンクが、該前方スィン
グリンクの下方旋回にて、第２のネジを用いて前記カプ
ラーリンクに取り付けられ、前記第２の旋回部材が、後
方スィングリンクの上方旋回にて、第３のネジを用いて
該フレーム部材に取り付けられた後方スィングリンクで
あり、そして該後方スィングリンクが、該後方スィング
リンクの下方旋回にて、第４のネジを用いて該カプラー
リンクに取り付けられる。
【００３１】１つの実施形態では、さらに以下：前方板
バネ；および後方板バネ、を備え、ここで、前記第１の
旋回部材は該前方板バネの下部であり、そして前記第２
の旋回部材は該後方板バネの下部であり、そして該前方
板バネの上部および該後方板バネの上部が前記ボンディ
ング装置の下部に脱着可能に結合される。
バネ；および後方板バネ、を備え、ここで、前記第１の
旋回部材は該前方板バネの下部であり、そして前記第２
の旋回部材は該後方板バネの下部であり、そして該前方
板バネの上部および該後方板バネの上部が前記ボンディ
ング装置の下部に脱着可能に結合される。
【００３２】１つの実施形態では、前記固定リンクが前
記並進テーブルに取り付けられる。
記並進テーブルに取り付けられる。
【００３３】１つの実施形態では、前記カプラーリンク
がボンド平面の上に配置され、そして前記仮想点が該ボ
ンド平面の表面上に位置する。
がボンド平面の上に配置され、そして前記仮想点が該ボ
ンド平面の表面上に位置する。
【００３４】このボンドヘッドは、アームアセンブリ、
およびこのアームアセンブリとボンディング機のフレー
ムとの間を結合するリンケージを備える。このリンケー
ジは、アームアセンブリの下面の下にある仮想旋回点を
形成する。
およびこのアームアセンブリとボンディング機のフレー
ムとの間を結合するリンケージを備える。このリンケー
ジは、アームアセンブリの下面の下にある仮想旋回点を
形成する。
【００３５】本発明は、さらに、ボンド平面上に配置さ
れたボンドヘッド、ボンドヘッドとボンディング機のフ
レームとの間を結合する第１のリンケージ、およびボン
ドヘッドとボンディング機のフレームとの間を結合する
第２のリンケージを備える装置に関し、ここで、第１の
リンケージおよび第２のリンケージの長手軸は、ボンド
ヘッドの下面の下にある仮想点にて交差する。
れたボンドヘッド、ボンドヘッドとボンディング機のフ
レームとの間を結合する第１のリンケージ、およびボン
ドヘッドとボンディング機のフレームとの間を結合する
第２のリンケージを備える装置に関し、ここで、第１の
リンケージおよび第２のリンケージの長手軸は、ボンド
ヘッドの下面の下にある仮想点にて交差する。
【００３６】本発明はまた、並進テーブルを用いる使用
のための、ワイヤを半導体デバイスにボンディングする
ための装置に関する。この装置は、固定リンク；カプラ
ーリンク；カプラーリンクの前方部分にて固定リンクお
よびカプラーリンクに脱着可能に結合した第１の旋回部
材であって、第１の長手軸を有する、第１の旋回部材；
カプラーリンクの後方部分にてフレーム部材とカプラー
リンクに脱着可能に結合した第２の旋回部材であって、
第２の長手軸を有する第２の旋回部材を備える。第１の
長手軸および第２の長手軸の交差は、カプラーリンクの
下面の下にある仮想旋回点を形成する。
のための、ワイヤを半導体デバイスにボンディングする
ための装置に関する。この装置は、固定リンク；カプラ
ーリンク；カプラーリンクの前方部分にて固定リンクお
よびカプラーリンクに脱着可能に結合した第１の旋回部
材であって、第１の長手軸を有する、第１の旋回部材；
カプラーリンクの後方部分にてフレーム部材とカプラー
リンクに脱着可能に結合した第２の旋回部材であって、
第２の長手軸を有する第２の旋回部材を備える。第１の
長手軸および第２の長手軸の交差は、カプラーリンクの
下面の下にある仮想旋回点を形成する。
【００３７】本発明のこれらのおよび他の局面は、本発
明の例示の実施態様の図面および記載を参照して以下に
記載される。
明の例示の実施態様の図面および記載を参照して以下に
記載される。
【００３８】
【発明の実施の形態】本発明は、ボンドヘッドを、可動
リンケージを使用するボンディング機のフレームに結合
することによって従来のボンディング機の欠点を克服す
る。この可動リンケージは、板バネ、ベアリング表面を
有する固体リンク、またはボンドヘッドがリンケージお
よびフレームに対して移動することを可能にする任意の
他のリンケージであり得る。
リンケージを使用するボンディング機のフレームに結合
することによって従来のボンディング機の欠点を克服す
る。この可動リンケージは、板バネ、ベアリング表面を
有する固体リンク、またはボンドヘッドがリンケージお
よびフレームに対して移動することを可能にする任意の
他のリンケージであり得る。
【００３９】図３を参照して、本発明の第一の例示的実
施態様が示される。図３には、ボンドヘッド３００は、
カプラーリンク３０４、固定リンク３０６、前方リンク
３０８、後方リンク３１４、およびボンドツール１０２
を備える。例示的実施態様において、ボンドツール１０
２は、超音波トランスデューサ３２２およびキャピラリ
ー３２８を備える。ボールボンディング手順にて使用さ
れるキャピラリー３２８は、ウェッジボンディングツー
ル（示していない）と置換され、ウェッジボンディング
手順を実行し得ることは周知である。
施態様が示される。図３には、ボンドヘッド３００は、
カプラーリンク３０４、固定リンク３０６、前方リンク
３０８、後方リンク３１４、およびボンドツール１０２
を備える。例示的実施態様において、ボンドツール１０
２は、超音波トランスデューサ３２２およびキャピラリ
ー３２８を備える。ボールボンディング手順にて使用さ
れるキャピラリー３２８は、ウェッジボンディングツー
ル（示していない）と置換され、ウェッジボンディング
手順を実行し得ることは周知である。
【００４０】前方リンク３０８は、カプラーリンク３０
４の前方部分にて、カプラーリンク３０４および固定リ
ンク３０６に結合される。同様に、後方リンク３１４
は、カプラーリンク３０４の後方部分にてカプラーリン
ク３０４および固定リンク３０６に結合される。このよ
うに、カプラーリンク３０４は、前方向および後方向に
固定リンク３０６に対してスィングし得、これによって
カプラーリンク３０４が旋回するのを可能にする。
４の前方部分にて、カプラーリンク３０４および固定リ
ンク３０６に結合される。同様に、後方リンク３１４
は、カプラーリンク３０４の後方部分にてカプラーリン
ク３０４および固定リンク３０６に結合される。このよ
うに、カプラーリンク３０４は、前方向および後方向に
固定リンク３０６に対してスィングし得、これによって
カプラーリンク３０４が旋回するのを可能にする。
【００４１】前方リンク３０８は、ベアリング３１０お
よび３１２を備え得、そして後方リンク３１４は、ベア
リング３１６および３１８を備え得、これによって固定
リンク３０６に対するカプラーリンク３０４の移動が容
易になる。ベアリング３１０、３１２、３１６および３
１８は、例えば、ボールベアリングアセンブリであり得
る。例示的実施態様において、リンク３０８および３１
４は、剛性であるが、所望される場合、可撓性であり得
る。リンク３０８および３１４は、取り付け手段３２４
を使用して固定リンク３０６およびカプラーリンク３０
４に結合され得る。好ましい実施態様において、リンク
は互いに脱着可能に結合される。取り付け手段３２４は
脱着可能な結合のためのネジ、スタッドおよびナット、
ピンなどであり得ると考えられる。より永続的な結合が
所望される場合、例えばリベットが取り付け手段３２４
として使用され得る。
よび３１２を備え得、そして後方リンク３１４は、ベア
リング３１６および３１８を備え得、これによって固定
リンク３０６に対するカプラーリンク３０４の移動が容
易になる。ベアリング３１０、３１２、３１６および３
１８は、例えば、ボールベアリングアセンブリであり得
る。例示的実施態様において、リンク３０８および３１
４は、剛性であるが、所望される場合、可撓性であり得
る。リンク３０８および３１４は、取り付け手段３２４
を使用して固定リンク３０６およびカプラーリンク３０
４に結合され得る。好ましい実施態様において、リンク
は互いに脱着可能に結合される。取り付け手段３２４は
脱着可能な結合のためのネジ、スタッドおよびナット、
ピンなどであり得ると考えられる。より永続的な結合が
所望される場合、例えばリベットが取り付け手段３２４
として使用され得る。
【００４２】図３に示されるように、前方リンク３０８
は、仮想点３２０にて後方リンク３１４の長手軸３３２
と交差する長手軸３３０を有する。仮想点３２０は、カ
プラーリンク３０４の下面３３４の下にあり、ボンディ
ングされるべきデバイス（示していない）のボンド平面
３２６に位置する。ボンドヘッドがヘッドダウン（すな
わち、ボンディング）位置にある場合、キャピラリー３
２８の先端１０８はボンド平面３２６に位置する。図３
から明らかなように、リンク３０８の上部と３１４の上
部との間の距離は、リンク３０８の下部と３１４の下部
との間の距離よりも長い。
は、仮想点３２０にて後方リンク３１４の長手軸３３２
と交差する長手軸３３０を有する。仮想点３２０は、カ
プラーリンク３０４の下面３３４の下にあり、ボンディ
ングされるべきデバイス（示していない）のボンド平面
３２６に位置する。ボンドヘッドがヘッドダウン（すな
わち、ボンディング）位置にある場合、キャピラリー３
２８の先端１０８はボンド平面３２６に位置する。図３
から明らかなように、リンク３０８の上部と３１４の上
部との間の距離は、リンク３０８の下部と３１４の下部
との間の距離よりも長い。
【００４３】図４を参照して、本発明の第二の例示的実
施態様の斜視図が示される。図４に、板バネ４０２、４
０４は、ボンドヘッドアセンブリ４００においてそれぞ
れリンク３０８および３１４として使用される。全ての
他の局面において、この実施態様は第一の例示的実施態
様に類似する。
施態様の斜視図が示される。図４に、板バネ４０２、４
０４は、ボンドヘッドアセンブリ４００においてそれぞ
れリンク３０８および３１４として使用される。全ての
他の局面において、この実施態様は第一の例示的実施態
様に類似する。
【００４４】図５は、第二の例示的実施態様の側面図で
ある。図５にて、ボンディング装置５００はボンドヘッ
ド基部５０２およびボンドヘッド３００を備える。板バ
ネ４０２、４０４は、取り付け手段５０８を使用してボ
ンドヘッド基部５０２に脱着可能に結合される。同様
に、取り付け手段５０８は、板バネ４０４、４０４を、
ボンドヘッド３００（この図には示していない）に取り
付けるために使用され得る。取り付け手段５０８は、ネ
ジおよびナット、スタッドおよびナット、自己タッピン
グネジなどのような任意の種類の取り付け手段であり得
ると考えられる。
ある。図５にて、ボンディング装置５００はボンドヘッ
ド基部５０２およびボンドヘッド３００を備える。板バ
ネ４０２、４０４は、取り付け手段５０８を使用してボ
ンドヘッド基部５０２に脱着可能に結合される。同様
に、取り付け手段５０８は、板バネ４０４、４０４を、
ボンドヘッド３００（この図には示していない）に取り
付けるために使用され得る。取り付け手段５０８は、ネ
ジおよびナット、スタッドおよびナット、自己タッピン
グネジなどのような任意の種類の取り付け手段であり得
ると考えられる。
【００４５】板バネ４０２の使用は、ベアリングを使用
することなく、ボンドヘッド３００の旋回を提供するこ
とによって第一の例示的実施態様の設計よりも単純な設
計を提供する。図５に示されるように、第一および第二
の実施態様のリンケージ配置の使用は、従来の旋回ボン
ディング機と比較して、限定されないスロート領域５０
６を提供する。
することなく、ボンドヘッド３００の旋回を提供するこ
とによって第一の例示的実施態様の設計よりも単純な設
計を提供する。図５に示されるように、第一および第二
の実施態様のリンケージ配置の使用は、従来の旋回ボン
ディング機と比較して、限定されないスロート領域５０
６を提供する。
【００４６】図７は、「ヘッドアップ」（すなわち、静
止）位置のボンディング機５００の切断側面図である。
図７に示されるように、板バネ４０２、４０４は、取り
付け手段５０８を用いてボンドヘッド基部５０２および
ボンドヘッド３００に取り付けられる。ヘッドアップ位
置にある場合、板バネ４０２は旋回点７０２にて下方向
に曲げられ、そして板バネ４０４は旋回点７０４にて上
方向に曲げられる。
止）位置のボンディング機５００の切断側面図である。
図７に示されるように、板バネ４０２、４０４は、取り
付け手段５０８を用いてボンドヘッド基部５０２および
ボンドヘッド３００に取り付けられる。ヘッドアップ位
置にある場合、板バネ４０２は旋回点７０２にて下方向
に曲げられ、そして板バネ４０４は旋回点７０４にて上
方向に曲げられる。
【００４７】図８は、「ヘッドダウン」（すなわち、ボ
ンディング）位置のボンディング装置５００の切断側面
図である。図８に示されるように、板バネ４０２は、旋
回点７０２で上方向に曲げられ、そして板バネ４０４は
旋回点７０４で下方向に曲げられる。
ンディング）位置のボンディング装置５００の切断側面
図である。図８に示されるように、板バネ４０２は、旋
回点７０２で上方向に曲げられ、そして板バネ４０４は
旋回点７０４で下方向に曲げられる。
【００４８】図６は、本発明の例示的実施態様の運動的
模式図である。図６において、６０２は、前方板バネ４
０２のアンカー点および旋回中心である；６０４は後方
リーフスプリング４０４のアンカー点および旋回中心で
ある；６０６は、ボンドヘッド３０がヘッドアップ位置
にある場合、前方板バネ４０２の位置である；６０８
は、ボンドヘッド３００がヘッドアップ位置にある場
合、後方板バネ４０４の位置である；６１０は、ボンド
ヘッド３００がヘッドダウン位置にある場合、前方板バ
ネ４０２の位置である；６１２は、ボンドヘッド３００
がヘッドダウン位置にある場合、後方板バネ４０４の位
置である；６１４は、前方リンク３０８の下方の前方旋
回点である；６１６は、後方リンク３１４の下方の後方
旋回点である；そして６１８はカプラーリンク表す。６
００は、ボンドヘッド３００がヘッドアップ位置からヘ
ッドダウン位置に移動する際にボンドツールの経路であ
る。６０６および６０８の交差（延ばした場合）は、ボ
ンドツール３００がヘッドアップ位置にある場合、仮想
旋回点６２０を得、一方で、６１０および６１２の交差
（延ばした場合）は、ボンドツール３００がヘッドダウ
ン位置にある場合、仮想旋回点６２２を得る。上で議論
したように、仮想点６２２はボンド平面３２６に位置す
る。図６に示されるように、経路６００およびボンド平
面３２６によって形成される角度αは、約９０°であ
る。
模式図である。図６において、６０２は、前方板バネ４
０２のアンカー点および旋回中心である；６０４は後方
リーフスプリング４０４のアンカー点および旋回中心で
ある；６０６は、ボンドヘッド３０がヘッドアップ位置
にある場合、前方板バネ４０２の位置である；６０８
は、ボンドヘッド３００がヘッドアップ位置にある場
合、後方板バネ４０４の位置である；６１０は、ボンド
ヘッド３００がヘッドダウン位置にある場合、前方板バ
ネ４０２の位置である；６１２は、ボンドヘッド３００
がヘッドダウン位置にある場合、後方板バネ４０４の位
置である；６１４は、前方リンク３０８の下方の前方旋
回点である；６１６は、後方リンク３１４の下方の後方
旋回点である；そして６１８はカプラーリンク表す。６
００は、ボンドヘッド３００がヘッドアップ位置からヘ
ッドダウン位置に移動する際にボンドツールの経路であ
る。６０６および６０８の交差（延ばした場合）は、ボ
ンドツール３００がヘッドアップ位置にある場合、仮想
旋回点６２０を得、一方で、６１０および６１２の交差
（延ばした場合）は、ボンドツール３００がヘッドダウ
ン位置にある場合、仮想旋回点６２２を得る。上で議論
したように、仮想点６２２はボンド平面３２６に位置す
る。図６に示されるように、経路６００およびボンド平
面３２６によって形成される角度αは、約９０°であ
る。
【００４９】本発明は例示的実施態様に関して記載され
るが、それらに限定されない。むしろ、添付の特許請求
の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱するこ
となく当業者によってなされ得る、本発明の他の改変お
よび実施態様を含むように理解されるべきである。
るが、それらに限定されない。むしろ、添付の特許請求
の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱するこ
となく当業者によってなされ得る、本発明の他の改変お
よび実施態様を含むように理解されるべきである。
【００５０】ボンディングヘッドを用いる使用のための
ボンドヘッド。このボンドヘッドは、アームアセンブ
リ；およびアームアセンブリとボンディング機のフレー
ムとの間を結合したリンケージを備える。このリンケー
ジは、アームアセンブリの下面の下にある仮想の旋回点
を形成する。
ボンドヘッド。このボンドヘッドは、アームアセンブ
リ；およびアームアセンブリとボンディング機のフレー
ムとの間を結合したリンケージを備える。このリンケー
ジは、アームアセンブリの下面の下にある仮想の旋回点
を形成する。
【００５１】
【発明の効果】ボンディング機によってボンドされ得る
デバイスのサイズに影響することがない、ボンドヘッド
を提供すること。
デバイスのサイズに影響することがない、ボンドヘッド
を提供すること。
【００５２】本発明は、添付の図面と関連させて読む場
合、上記の詳細な説明から最も良く理解される。共通の
プラクティスに従って、図面の種々の特徴は一定の縮尺
ではないことが強調される。反対に、種々の特徴の寸法
は、明確さのために、任意に拡大されるかまたは縮小さ
れる。以下の図は図面に含まれる。
合、上記の詳細な説明から最も良く理解される。共通の
プラクティスに従って、図面の種々の特徴は一定の縮尺
ではないことが強調される。反対に、種々の特徴の寸法
は、明確さのために、任意に拡大されるかまたは縮小さ
れる。以下の図は図面に含まれる。
【図１】図１は、従来の旋回ボンディング機の部分斜視
図である。
図である。
【図２】図２は、従来の旋回ボンドヘッドの簡略化した
部分側面図である。
部分側面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の例示的実施態様の切断
側面図である。
側面図である。
【図４】図４は、本発明の第２の例示的実施態様の斜視
図である。
図である。
【図５】図５は、第２の例示的実施態様の側面図であ
る。
る。
【図６】図６は、本発明の運動的模式図である。
【図７】図７は、ボンドヘッドがヘッドアップ位置にあ
る場合の第２の例示的実施態様の切断側面図である。
る場合の第２の例示的実施態様の切断側面図である。
【図８】図８は、ボンドヘッドがヘッドダウン位置にあ
る場合の第２の例示的実施態様の切断側面図である。
る場合の第２の例示的実施態様の切断側面図である。
３００ ボンドヘッド ３１０，３１２，３１６，３１８ ベアリング ３０４ カプラーリンク
Claims (20)
- 【請求項１】 フレーム部材を有するボンディング機を
用いる使用のためのボンドヘッドであって、以下：アー
ムアセンブリ；および該アームアセンブリとフレーム部
材との間を結合したリンケージであって、該リンケージ
は、該アームアセンブリの下面の下にある仮想旋回点を
形成する、リンケージ、を備える、ボンドヘッド。 - 【請求項２】 前記リンケージが板バネであり、該板バ
ネの上部が前記ボンディング機に脱着可能に結合され、
そして該板バネの下部が前記アームアセンブリに脱着可
能に結合される、請求項１に記載の装置。 - 【請求項３】 前記リンケージが板バネであり、該板バ
ネの上部が前記ボンディング機に結合され、そして該板
バネの下部が前記アームアセンブリに結合される、請求
項１に記載の装置。 - 【請求項４】 前記アームアセンブリがボンド平面の上
方に配置され、そして前記仮想旋回点が該ボンド平面の
表面上にある、請求項１に記載の装置。 - 【請求項５】 フレーム部材を有するボンディング機を
用いる使用のための装置であって、以下：ボンド平面の
上方に配置されたボンドヘッド；該ボンドヘッド上の第
１の位置にて該ボンドヘッドと該フレーム部材との間を
結合する第１のリンケージであって、該第１のリンケー
ジは第１の長手軸を有する、第１のリンケージ；および
該ボンドヘッド上の第２の位置にて該ボンドヘッドと該
フレーム部材との間を結合する第２のリンケージであっ
て、該第２のリンケージは第２の長手軸を有する、第２
のリンケージ、を備え、 ここで、該第１の長手軸および第２の長手軸が該ボンド
ヘッドの下面の下にある仮想点で交差する、装置。 - 【請求項６】 前記ボンドヘッドに取り付けられたボン
ディングボンディングツールをさらに備え、ここで、該
ボンドツールが該ボンドヘッドの上部位置と下部位置と
の間で第１の方向に移動する、請求項５に記載の装置。 - 【請求項７】 前記第１の方向が前記ボンド平面に対し
て実質的に直交している、請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記ボンドツールの下部および前記仮想
旋回点が、前記ボンド平面に対して実質的に平行な軸を
形成する、請求項７に記載の装置。 - 【請求項９】 前記第１のリンケージが第１の板バネの
一部であり、該第１の板バネの上部が前記ボンディング
機に脱着可能に結合され、そして前記第２のリンケージ
が第２の板バネの一部であり、該第２の板バネの上部が
該ボンディング機に脱着可能に結合され、該板バネによ
って、前記ボンドヘッドが前記リンケージおよび前記フ
レーム部材に対して移動することが可能となる、請求項
５に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記第１および第２のリンケージの各
々が、前記ボンドヘッドが前記リンケージおよび前記フ
レーム部材に対して移動することを可能にするベアリン
グを備える、請求項５に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記ベアリングがボールベアリングア
センブリである、請求項１０に記載の装置。 - 【請求項１２】 前記第１のリンクの上部と前記第２の
リンクの上部との間の距離が、該第１のリンクの下部と
該第２のリンクの下部との間の距離よりも大きい、請求
項５に記載の装置。 - 【請求項１３】 前記仮想点がボンド平面の表面上に位
置する、請求項５に記載の装置。 - 【請求項１４】 並進テーブルを用いる使用のための半
導体デバイスへワイヤをボンディングするための装置で
あって、以下：固定リンク；カプラーリンク；該カプラ
ーリンクの前方部分にて該固定リンクおよび該カプラー
リンクに脱着可能に結合された第１の旋回部材であっ
て、該第１の旋回部材は第１の長手軸を有する、第１の
旋回部材；該カプラーリンクの後方部分にてフレーム部
材および該カプラーリンクに脱着可能にボンディングさ
れた第２の旋回部材であって、該第２の旋回部材は第２
の長手軸を有する、第２の旋回部材；を備え、 ここで、該第１の長手軸および該第２の長手軸の交差点
が該カプラーリンクの下面の下にある仮想の旋回点を形
成する、装置。 - 【請求項１５】 さらに以下：前記カプラーリンクに脱
着可能に結合された超音波トランスデューサ；および該
超音波トランスデューサの前方部分にて該超音波トラン
スデューサに結合されたボンディングツール、を備え、 ここで、該ボンディングツールの先端と前記仮想の旋回
点との間に形成された線がボンド平面内に存在する、請
求項１４に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記ボンディングツールがキャピラリ
ーおよびウェッジツールの内の１つである、請求項１５
に記載の装置。 - 【請求項１７】 前記第１の旋回部材が、前方スィング
リンクの上方旋回にて、第１のネジを用いて前記フレー
ム部材に取り付けられた前方スィングリンクであり、 該前方スィングリンクが、該前方スィングリンクの下方
旋回にて、第２のネジを用いて前記カプラーリンクに取
り付けられ、 前記第２の旋回部材が、後方スィングリンクの上方旋回
にて、第３のネジを用いて該フレーム部材に取り付けら
れた後方スィングリンクであり、そして該後方スィング
リンクが、該後方スィングリンクの下方旋回にて、第４
のネジを用いて該カプラーリンクに取り付けられる、請
求項１４に記載の装置。 - 【請求項１８】 さらに以下：前方板バネ；および後方
板バネ、 を備え、 ここで、前記第１の旋回部材は該前方板バネの下部であ
り、そして前記第２の旋回部材は該後方板バネの下部で
あり、そして該前方板バネの上部および該後方板バネの
上部が前記ボンディング装置の下部に脱着可能に結合さ
れる、請求項１４に記載の装置。 - 【請求項１９】 前記固定リンクが前記並進テーブルに
取り付けられる、請求項１４に記載の装置。 - 【請求項２０】 前記カプラーリンクがボンド平面の上
に配置され、そして前記仮想点が該ボンド平面の表面上
に位置する、請求項１４に記載の装置。
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