JP2002343831A - Bonding head and bonding apparatus having the same - Google Patents
Bonding head and bonding apparatus having the sameInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体チップのパ
ッド上に形成された表面電極と基板上に形成された配線
用リードとを接合するボンディングヘッド及びこれを備
えたボンディング装置に関する。The present invention relates to a bonding head for bonding a surface electrode formed on a pad of a semiconductor chip to a wiring lead formed on a substrate, and a bonding apparatus having the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、半導体チップ(例えばフリップチ
ップ)のパッド上に形成された表面電極と基板上に形成
された配線用リードとを超音波振動により接合するボン
ディング装置としては、図10に示すボンディングヘッ
ドを使用したものが知られている。図10に示すよう
に、従来のボンディングヘッドは、振動子50に結合し
た超音波ホーン51と、超音波ホーン51の先端に取り
付けられたボンディングツールとしてのコレット52
と、超音波ホーン51を支持する支持具53等で構成さ
れている。ボンディングヘッドはコレット52の先端で
半導体チップを真空吸着し、基板上に形成された配線用
リードに半導体チップを押圧して接合する。この時、コ
レット52により半導体チップに超音波振動が印加され
る。また、必要により熱等を加えて接合する場合もあ
る。2. Description of the Related Art FIG. 10 shows a conventional bonding apparatus for bonding a surface electrode formed on a pad of a semiconductor chip (for example, a flip chip) and a wiring lead formed on a substrate by ultrasonic vibration. A device using a bonding head is known. As shown in FIG. 10, a conventional bonding head includes an ultrasonic horn 51 connected to a vibrator 50 and a collet 52 as a bonding tool attached to a tip of the ultrasonic horn 51.
And a support member 53 for supporting the ultrasonic horn 51. The bonding head vacuum-adsorbs the semiconductor chip at the tip of the collet 52 and presses and bonds the semiconductor chip to a wiring lead formed on the substrate. At this time, an ultrasonic vibration is applied to the semiconductor chip by the collet 52. In some cases, bonding may be performed by applying heat or the like as necessary.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】図10に示すように、
従来のボンディングヘッドは、超音波ホーン51の先端
にボンディングツールとしてのコレット52が取り付け
られている。半導体チップと基板のリードとの接合時に
超音波振動が超音波ホーン51によりコレット52に印
加され、このとき、コレット52は半導体チップに接触
した状態で超音波振動を印加する。このため、超音波印
加時にコレット52にたわみ振動によるねじれ等が発生
すると、半導体チップへの超音波振動の伝達が不均一と
なり、接合の不完全な電極が発生して、接合状態がばら
つくことがある。また、コレット52の半導体チップに
接触している個所に上下振動が発生すると、接合中にコ
レット52の上下振動により半導体チップが破損するこ
とがある。As shown in FIG.
In a conventional bonding head, a collet 52 as a bonding tool is attached to the tip of an ultrasonic horn 51. Ultrasonic vibration is applied to the collet 52 by the ultrasonic horn 51 at the time of joining the semiconductor chip and the lead of the substrate, and at this time, the collet 52 applies the ultrasonic vibration in contact with the semiconductor chip. For this reason, if torsion or the like due to flexural vibration occurs in the collet 52 during the application of ultrasonic waves, the transmission of ultrasonic vibrations to the semiconductor chip becomes non-uniform, and an incompletely bonded electrode is generated, and the bonding state may vary. is there. Further, when vertical vibration occurs at a portion of the collet 52 that is in contact with the semiconductor chip, the semiconductor chip may be damaged by the vertical vibration of the collet 52 during joining.
【0004】そこで、本発明は、従来のボンディングヘ
ッドの改良を試みてなされたものであって、ボンディン
グツールのたわみ振動を抑制して接合中のボンディング
ツールの振動を安定化することにより、半導体チップの
パッドと基板上のリードとの接合を確実に行うことが可
能なボンディングヘッド及びこれを備えたボンディング
装置を提供することを目的とする。Accordingly, the present invention has been made in an attempt to improve a conventional bonding head, and suppresses the bending vibration of the bonding tool to stabilize the vibration of the bonding tool during bonding, thereby providing a semiconductor chip. It is an object of the present invention to provide a bonding head capable of securely bonding a pad and a lead on a substrate, and a bonding apparatus having the bonding head.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明によるボンディン
グヘッドは、超音波振動を印加して接合対象物と被接合
部材とを接合するボンディングヘッドであって、超音波
振動を発生する振動子と、前記超音波振動の1波長をλ
として、超音波振動の進行方向におけるλ/2の位置を
中心としてdの長さを有する四角柱状の第1の振動伝達
部と、該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて
前記進行方向における(λ−d)/2の長さを有する第
2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の他端に結合さ
れて前記進行方向における(λ−d)/2の長さを有す
る第3の振動伝達部とを有する振動伝達部材と、第2の
振動伝達部及び第3の振動伝達部の超音波振動の節の位
置に設けられた支持部材と、振動伝達部を固定する固定
部材を有するものである。A bonding head according to the present invention is a bonding head for applying an ultrasonic vibration to join an object to be joined and a member to be joined, and a vibrator for generating the ultrasonic vibration; One wavelength of the ultrasonic vibration is λ
A first rectangular vibration transmitting section having a length d centered on the position of λ / 2 in the traveling direction of the ultrasonic vibration, and being coupled between the first vibration transmitting section and the vibrator. A second vibration transmitting portion having a length of (λ-d) / 2 in the traveling direction; and a second vibration transmitting portion coupled to the other end of the first vibration transmitting portion, and having a length of (λ-d) / 2 in the traveling direction. A vibration transmission member having a third vibration transmission portion having a length, a support member provided at a position of the ultrasonic vibration node of the second vibration transmission portion and the third vibration transmission portion, and a vibration transmission portion Is fixed.
【0006】また、本発明によるボンディングヘッドの
第1の振動伝達部は、下面に前記接合対象物に当接して
押圧する押圧部を有し、上面に前記押圧部の質量と同等
の質量を持つバランス部を有するものである。Further, the first vibration transmitting portion of the bonding head according to the present invention has a pressing portion on its lower surface which comes into contact with and presses the object to be joined, and has an upper surface having a mass equivalent to the mass of the pressing portion. It has a balance part.
【0007】また、本発明によるボンディングヘッドの
第2の振動伝達部及び前第3の振動伝達部は、第1の振
動伝達部に向かって次第に幅広となるテーパ面を有する
ものである。The second and third vibration transmitting portions of the bonding head according to the present invention have tapered surfaces that gradually become wider toward the first vibration transmitting portion.
【0008】また、本発明によるボンディングヘッドの
第2の振動伝達部及び第3の振動伝達部の上面及び下面
は、振動子及び振動伝達部材の長手方向に於ける中心軸
に対して45度以内のテーパ角を有するものである。Further, the upper and lower surfaces of the second and third vibration transmitting portions of the bonding head according to the present invention are within 45 degrees with respect to the central axis in the longitudinal direction of the vibrator and the vibration transmitting member. Having the following taper angle.
【0009】また、本発明によるボンディングヘッドの
支持部材は、円柱形状を有し、前記第2の振動伝達部及
び前記第3の振動伝達部に嵌合して結合したものであ
る。Further, the supporting member of the bonding head according to the present invention has a cylindrical shape, and is fitted and connected to the second vibration transmitting portion and the third vibration transmitting portion.
【0010】また、本発明によるボンディングヘッドの
固定部材は、振動子及び振動伝達部材の長手方向に於け
る中心軸に向かって支持部材を拘束して、前記振動伝達
部材を前記固定部材に固定するものである。Further, the fixing member of the bonding head according to the present invention restrains the supporting member toward the central axis in the longitudinal direction of the vibrator and the vibration transmitting member, and fixes the vibration transmitting member to the fixing member. Things.
【0011】また、本発明によるボンディングヘッドの
固定部材と前記支持部材との嵌合して結合している個所
は、少なくとも1以上としたものであう。[0011] Further, at least one place where the fixing member of the bonding head according to the present invention and the supporting member are fitted and connected is at least one.
【0012】また、本発明によるボンディング装置は、
超音波振動を印加して接合対象物と被接合部材とを接合
するボンディングヘッドを有するボンディング装置であ
って、超音波振動を発生する振動子と、前記超音波振動
の1波長をλとして、超音波振動の進行方向におけるλ
/2の位置を中心としてdの長さを有する四角柱状の第
1の振動伝達部と、該第1の振動伝達部と前記振動子間
に結合されて前記進行方向における(λ−d)/2の長
さを有する第2の振動伝達部と、該第1の振動伝達部の
他端に結合されて前記進行方向における(λ−d)/2
の長さを有する第3の振動伝達部とを有する振動伝達部
材と、第2の振動伝達部及び第3の振動伝達部の超音波
振動の節の位置に設けられた支持部材と、振動伝達部を
固定する固定部材とからなるボンディングヘッドを備
え、前記ボンディングヘッドを駆動する圧接機構と、前
記ボンディングヘッド及び前記圧接機構の制御を行う制
御手段とを有するものである。Further, the bonding apparatus according to the present invention comprises:
What is claimed is: 1. A bonding apparatus comprising: a bonding head configured to apply an ultrasonic vibration to join an object to be joined and a member to be joined, wherein the vibrator generates the ultrasonic vibration, and a wavelength of the ultrasonic vibration is λ. Λ in the traveling direction of the acoustic vibration
/ 2, a first rectangular vibration transmitting portion having a length of d centered on the position of / 2, and being coupled between the first vibration transmitting portion and the vibrator to be (λ-d) / A second vibration transmitting portion having a length of 2 and (λ-d) / 2 in the traveling direction coupled to the other end of the first vibration transmitting portion.
A vibration transmitting member having a third vibration transmitting portion having a length of, a support member provided at a node of the ultrasonic vibration of the second vibration transmitting portion and the third vibration transmitting portion; A bonding member comprising a fixing member for fixing the portion; a pressing mechanism for driving the bonding head; and control means for controlling the bonding head and the pressing mechanism.
【0013】[0013]
【発明の実施の形態】次に、本発明によるボンディング
ヘッド及びこれを備えたボンディング装置の実施の形態
について、図1乃至図9を参照して説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment of a bonding head according to the present invention and a bonding apparatus having the same will be described with reference to FIGS.
【0014】図1は、本発明によるボンディングヘッド
10の実施の形態を示す斜視図、図2(a)は、図1に
示すボンディングヘッド10の平面図、図2(b)は、
図1に示すボンディングヘッド10のを示す正面図、図
2(c)は、図1に示すボンディングヘッド10の振動
モードを示す図、図3(a)は、図1に示すボンディン
グヘッド10の寸法を示した平面図、(b)は、図1に
示すボンディングヘッド10の寸法を示した正面面、図
4及び図5は、本発明によるボンディングヘッド10の
振動伝達部材1の固定について示した図、図6は、本発
明によるボンディングヘッド10の振動子2を駆動する
発振器18の構成を示すブロック図、図7は、本発明に
よるボンディングヘッド10の振動伝達部材1の振動時
の変位状態を視覚的に表した図、図8は、図7に示す振
動伝達部材1の押圧部4付近を拡大して振動時の変位状
態を視覚的に表した図、図9は、本発明によるボンディ
ングヘッド10を備えたボンディング装置の構成を示す
図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a bonding head 10 according to the present invention, FIG. 2 (a) is a plan view of the bonding head 10 shown in FIG. 1, and FIG.
FIG. 2C is a front view showing the bonding head 10 shown in FIG. 1, FIG. 2C is a diagram showing a vibration mode of the bonding head 10 shown in FIG. 1, and FIG. 3A is a dimension of the bonding head 10 shown in FIG. FIG. 4B is a front view showing dimensions of the bonding head 10 shown in FIG. 1, and FIGS. 4 and 5 are views showing fixing of the vibration transmitting member 1 of the bonding head 10 according to the present invention. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of an oscillator 18 for driving the vibrator 2 of the bonding head 10 according to the present invention, and FIG. 7 is a view showing a displacement state of the vibration transmitting member 1 of the bonding head 10 at the time of vibration. FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the pressing portion 4 of the vibration transmitting member 1 shown in FIG. 7 and a diagram visually illustrating a displacement state during vibration, and FIG. 9 is a bonding head 10 according to the present invention. To Is a diagram showing a configuration of example was bonder.
【0015】図1、図2(a)及び図2(b)に示すよ
うに、ボンディングヘッド10は、所定の周波数の超音
波振動を発生する1つの振動子2と、振動子2と結合し
て振動子2からの超音波振動を接合対象物22(図9に
図示)に伝播する振動伝達部材1と、振動伝達部材1を
支持固定する支持部材3(第1の支持部材3a、第2の
支持部材3b、第3の支持部材3c及び第4の支持部材
3d)とを有する。なお、図1で2点鎖線で示す固定部
材19は、圧接機構15(図9に示す)に固定支持する
ためのものである。As shown in FIG. 1, FIG. 2 (a) and FIG. 2 (b), the bonding head 10 has one vibrator 2 for generating ultrasonic vibration of a predetermined frequency, and is connected to the vibrator 2. A vibration transmitting member 1 for transmitting ultrasonic vibrations from the vibrator 2 to an object 22 (shown in FIG. 9), and a supporting member 3 for supporting and fixing the vibration transmitting member 1 (a first supporting member 3a, a second supporting member 3a). , A third support member 3c, and a fourth support member 3d). The fixing member 19 shown by a two-dot chain line in FIG. 1 is for fixing and supporting the press-contact mechanism 15 (shown in FIG. 9).
【0016】図1乃至図6に示すように、振動子2は、
例えばPZT(piezoelectric:圧電)素
子等で構成され、ケーブル14を介して発振器18から
所定の周波数の電圧が印加されて超音波振動を発生す
る。振動子2の超音波振動の進行方向uにおける全長
は、超音波振動の1波長λに対してλ/2で設定されて
いる。発振器18から印加される電圧の周波数は、15
kHz〜200kHzのものが使用可能である。しかし
て、本実施の形態は、15kHz〜200kHzのう
ち、60kHzの高周波を使用している。As shown in FIGS. 1 to 6, the vibrator 2 comprises:
For example, it is composed of a PZT (piezoelectric) element or the like, and a voltage of a predetermined frequency is applied from an oscillator 18 via a cable 14 to generate ultrasonic vibration. The total length of the vibrator 2 in the traveling direction u of the ultrasonic vibration is set to λ / 2 with respect to one wavelength λ of the ultrasonic vibration. The frequency of the voltage applied from the oscillator 18 is 15
A frequency of kHz to 200 kHz can be used. Thus, the present embodiment uses a high frequency of 60 kHz from 15 kHz to 200 kHz.
【0017】第1の振動伝達部1aのチップと接触する
表面部材は耐磨耗性にすぐれた材料、例えば超硬、セラ
ミック、工具鋼、ダイヤモンドまたはDLC(ダイヤモ
ンドライクカーボン)をロウ付け、溶接もしくは蒸着可
能である。振動伝達部材1は、ジュラルミン、ステンレ
ス鋼(SUS)、アルミニウム、チタン合金、超硬等の
金属から形成されている。振動伝達部材1の全長は、振
動子2が発生する超音波振動の進行方向uの共振長、す
なわち超音波振動の半波長(λ/2)の整数倍に設定さ
れており、本実施の形態では、振動子2が発生する超音
波振動の進行方向uにおける全長がλ/2の2倍である
λである。The surface member which comes into contact with the chip of the first vibration transmitting portion 1a is made of a material having excellent wear resistance, for example, a carbide, ceramic, tool steel, diamond or DLC (diamond-like carbon), brazed, welded or welded. Vapor deposition is possible. The vibration transmitting member 1 is made of a metal such as duralumin, stainless steel (SUS), aluminum, a titanium alloy, and a super hard metal. The total length of the vibration transmission member 1 is set to an integral multiple of the resonance length in the traveling direction u of the ultrasonic vibration generated by the vibrator 2, that is, an integral multiple of a half wavelength (λ / 2) of the ultrasonic vibration. In this case, the total length in the traveling direction u of the ultrasonic vibration generated by the vibrator 2 is λ, which is twice λ / 2.
【0018】図2(b)及び図2(c)に示すように、
振動伝達部材1は、超音波振動の進行方向uにおけるλ
/2(超音波振動の腹)の位置を中心としてdの長さを
有する第1の振動伝達部1aと、第1の振動伝達部1a
と振動子2との間に結合されて超音波振動の進行方向u
における長さが(λ−d)/2である第2の振動伝達部
1bと、第1の振動伝達部1aの他端、すなわち振動子
2と対向する側の端部に結合されて超音波振動の進行方
向uにおける長さが(λ−d)/2である第3の振動伝
達部1cとからなる。As shown in FIGS. 2B and 2C,
The vibration transmitting member 1 has a λ in the traveling direction u of the ultrasonic vibration.
/ 2 (the antinode of the ultrasonic vibration) as a center, a first vibration transmitting portion 1a having a length d and a first vibration transmitting portion 1a
Traveling direction u of the ultrasonic vibration which is coupled between
And the other end of the first vibration transmitting unit 1a, that is, the end on the side opposite to the vibrator 2, and the ultrasonic wave. A third vibration transmission unit 1c whose length in the vibration traveling direction u is (λ-d) / 2.
【0019】なお、第1の振動伝達部1a、第2の振動
伝達部1b、第3の振動伝達部1cからなる振動伝達部
材1は、一体の部材として形成されている。The vibration transmitting member 1 including the first vibration transmitting portion 1a, the second vibration transmitting portion 1b, and the third vibration transmitting portion 1c is formed as an integral member.
【0020】図3(a)及び図3(b)は、振動伝達部
材1を形成する第1の振動伝達部1a、第2の振動伝達
部1b及び第3の振動伝達部1cの各部の寸法を示し、
第1の振動伝達部1aは、図2(a)及び図2(b)か
ら明らかなように、四角柱状に形成されており、超音波
振動の進行方向uの長さがd、幅はm、高さがhの寸法
からなる。FIGS. 3A and 3B show the dimensions of the first, second and third vibration transmitting portions 1a, 1b and 1c forming the vibration transmitting member 1. FIG. Indicates that
2 (a) and 2 (b), the first vibration transmitting portion 1a is formed in a quadrangular prism shape, the length of the ultrasonic vibration traveling direction u is d, and the width is m. , And the height is h.
【0021】また、図3(a)及び図3(b)に示すよ
うに、第2の振動伝達部1b及び第3の振動伝達部1c
の超音波振動の進行方向uにおける長さは(λ−d)/
2であり、第1の振動伝達部1aに結合された第2の振
動伝達部1b及び第3の振動伝達部1cの各面の幅は、
第1の振動伝達部1aの幅と同一のmであり、高さはk
である。また、第2の振動伝達部1bの振動子2に結合
している面及び第3の振動伝達部1cの端面(λの位置
の面)の幅はn、高さは幅と同一寸法のnである。ただ
し、n≧m及びk>nとなるように幅及び高さを規定し
ている。また、第1の振動伝達部1aの幅mをm=dと
なるようにしてもよい。As shown in FIGS. 3A and 3B, the second vibration transmitting section 1b and the third vibration transmitting section 1c
Of the ultrasonic vibration in the traveling direction u is (λ−d) /
2, the width of each surface of the second vibration transmission unit 1b and the third vibration transmission unit 1c coupled to the first vibration transmission unit 1a is:
M is the same as the width of the first vibration transmitting portion 1a, and the height is k.
It is. Further, the width of the surface of the second vibration transmitting portion 1b coupled to the vibrator 2 and the end surface (the surface at the position of λ) of the third vibration transmitting portion 1c are n, and the height is n of the same size as the width. It is. However, the width and height are defined so that n ≧ m and k> n. Further, the width m of the first vibration transmission unit 1a may be set to m = d.
【0022】第2の振動伝達部1bの表面の形状は、第
1の振動伝達部1aに結合された面が長方形あり、振動
子2に結合している面が正方形、その他の面(図3
(a)、図3(b)に示す1bs1,1bs2、1b
t、1bb)は台形もしくは長方形(n=m時)であ
る。The shape of the surface of the second vibration transmitting portion 1b is such that the surface coupled to the first vibration transmitting portion 1a is rectangular, the surface coupled to the vibrator 2 is square, and the other surface (FIG. 3).
(A), 1bs1, 1bs2, 1b shown in FIG.
t, 1bb) is a trapezoid or a rectangle (when n = m).
【0023】また、第3の振動伝達部1cの表面の形状
は、第1の振動伝達部1aに結合された面が長方形あ
り、端面が正方形、その他の面(図3(a)、図3
(b)に示す1cs1,1cs2、1ct、1cb)は
台形である。なお、第2の振動伝達部1b及び第3の振
動伝達部1cでの対を成す面(図3(a)、図3(b)
に示す1bs1と1bs2、1btと1bb、1cs1
と1cs2、1ctと1cb)の台形もしくは長方形は
同一形状となっている。The surface of the third vibration transmitting portion 1c has a rectangular surface connected to the first vibration transmitting portion 1a, a square end surface, and other surfaces (FIGS. 3A and 3A).
(1cs1, 1cs2, 1ct, 1cb) shown in (b) are trapezoidal. The paired surfaces of the second vibration transmission unit 1b and the third vibration transmission unit 1c (FIGS. 3A and 3B)
1bs1 and 1bs2, 1bt and 1bb, 1cs1 shown in
And 1cs2, 1ct and 1cb) have the same shape.
【0024】また、図2(b)及び図3(b)に示すよ
うに、第2の振動伝達部1b及び第3の振動伝達部1c
の側面(図3(a)、図3(b)に示す1bs1と1b
s2、1cs1と1cs2)は、第1の振動伝達部1a
向って次第に幅広となるテーパ面を有している。As shown in FIGS. 2 (b) and 3 (b), a second vibration transmitting section 1b and a third vibration transmitting section 1c are provided.
(1bs1 and 1b shown in FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b))
s2, 1cs1 and 1cs2) are the first vibration transmitting unit 1a
It has a tapered surface that gradually widens toward it.
【0025】図3(b)に示すように、第2の振動伝達
部1b及び第3の振動伝達部1cの上面(1bt,1c
t)及び下面(1bb,1cb)は、振動子2及び振動
伝達部材1の長手方向に於ける中心軸に対してテーパ角
(θ)を有している。なお、テーパ角(θ)は、45度
以内となるように規定している。As shown in FIG. 3B, the upper surfaces (1bt, 1c) of the second vibration transmitting portion 1b and the third vibration transmitting portion 1c are formed.
t) and the lower surface (1bb, 1cb) have a taper angle (θ) with respect to the central axis in the longitudinal direction of the vibrator 2 and the vibration transmitting member 1. Note that the taper angle (θ) is defined to be within 45 degrees.
【0026】また、図3(a)及び図3(b)に示すよう
に、第2の振動伝達部1bの振動子2と結合した面の面
積はm×kであり、第1の振動伝達部1aに結合した面
の面積はn×nとなっている。第2の振動伝達部1bの
振動子2と結合した面と第1の振動伝達部1aに結合し
た面とは、同一の面積を有するようになっている。すな
わち、n×n=m×kの関係となっている。これにより
振動伝達部1の振動の変成比(超音波の振幅増幅比)は
1である。なお、図3(a)に示す幅mを変えることに
より、超音波振動の変成比を可変することができる。As shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the area of the surface of the second vibration transmitting portion 1b coupled to the vibrator 2 is m × k, The area of the surface connected to the portion 1a is n × n. The surface of the second vibration transmission unit 1b coupled to the vibrator 2 and the surface coupled to the first vibration transmission unit 1a have the same area. That is, the relationship is n × n = m × k. Thereby, the transformation ratio of the vibration (amplitude amplification ratio of the ultrasonic wave) of the vibration transmission unit 1 is 1. By changing the width m shown in FIG. 3A, the metamorphic ratio of the ultrasonic vibration can be changed.
【0027】図2(b)に示すように、第1の振動伝達
部1aの下面には、接合対象物22としての半導体チッ
プ(図6に図示)を押圧して振動子2からの超音波振動
を印加して接合対象物22と被接合部材23としての基
板(図6に図示)との接合を行うボンディングツールと
しての押圧部4を有する。押圧部4は、押圧部4は、略
直方体状に形成され、接合対象物22と対向する位置に
設けられている。押圧部4は、図2(b)に示すよう
に、第1の振動伝達部1aにおける超音波振動の振幅が
最大になる位置に取付られている。As shown in FIG. 2B, a semiconductor chip (shown in FIG. 6) serving as a bonding object 22 is pressed against the lower surface of the first vibration transmitting section 1a, and the ultrasonic wave from the vibrator 2 is pressed. The pressing unit 4 is provided as a bonding tool that applies vibration to join the object 22 to be joined and a substrate (shown in FIG. 6) as the member 23 to be joined. The pressing portion 4 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and is provided at a position facing the joining object 22. The pressing portion 4 is attached to a position where the amplitude of the ultrasonic vibration in the first vibration transmitting portion 1a is maximized, as shown in FIG.
【0028】また、図2(b)に示すように、第1の振
動伝達部1aの上面には、押圧部4の質量と同等の質量
を持つバランス部5を有している。バランス部5は、押
圧部4の質量と同等の質量を有することにより、第1の
振動伝達部1aの振動の安定化を図るものである。As shown in FIG. 2B, a balance portion 5 having a mass equivalent to the mass of the pressing portion 4 is provided on the upper surface of the first vibration transmitting portion 1a. The balance section 5 has a mass equivalent to the mass of the pressing section 4 to stabilize the vibration of the first vibration transmission section 1a.
【0029】次に、本発明によるボンディングヘッド1
0は、図1乃至図3に示すように、振動伝達部材1を支
持固定する支持部材3としての第1の支持部材3a、第
2の支持部材3b、第3の支持部材3c、第4の支持部
材3dが、振動伝達部材1の全長(λ)の範囲内に配置
されている。図2(a)及び図2(c)に示すように、
第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bは、第2の
振動伝達部1bの両側面に振動子2と結合している面よ
り超音波振動の進捗方向のλ/4の位置(超音波振動の
節)に、また、第3の支持部材3c及び第4の支持部材
3dは、第3の振動伝達部1cの両側面に端面よりλ/
4の位置(超音波振動の節)にそれぞれ設けられてい
る。第1の支持部材3a、第2の支持部材3b、第3の
支持部材3c、第4の支持部材3dは、円柱の形状をな
しており、第2の振動伝達部1bの両側面及び第3の振
動伝達部1cの両側面に設けられた取り付け用の穴に嵌
合して結合されている。Next, the bonding head 1 according to the present invention will be described.
Reference numeral 0 denotes a first support member 3a, a second support member 3b, a third support member 3c, and a fourth support member 3 as support members 3 for supporting and fixing the vibration transmission member 1, as shown in FIGS. The support member 3d is arranged within a range of the entire length (λ) of the vibration transmission member 1. As shown in FIGS. 2A and 2C,
The first support member 3a and the second support member 3b are positioned on both sides of the second vibration transmission portion 1b at a position (λ / 4) in the traveling direction of the ultrasonic vibration from the surface coupled to the vibrator 2. In addition, the third support member 3c and the fourth support member 3d are disposed on both side surfaces of the third vibration transmission portion 1c at λ /
4 (nodes of ultrasonic vibration). The first support member 3a, the second support member 3b, the third support member 3c, and the fourth support member 3d have a columnar shape, and are formed on both sides of the second vibration transmission unit 1b and the third support member 3d. Are fitted and connected to mounting holes provided on both side surfaces of the vibration transmitting portion 1c.
【0030】押圧部4は、互いにλ/2の距離を隔てて
設けられた第1の支持部材3aと第3の支持部材3c及
び第2の支持部材3bと第4の支持部材3dとの間に位
置しているため、接合対象物22に付与する押圧力が均
一化され、振動伝達部材1に高荷重が付加された場合で
あっても振動伝達部材1のたわみや変形が抑止されて超
音波振動を高効率で印加することができる。The pressing portion 4 is provided between the first support member 3a and the third support member 3c and the second support member 3b and the fourth support member 3d provided at a distance of λ / 2 from each other. , The pressing force applied to the joining object 22 is made uniform, and even when a high load is applied to the vibration transmitting member 1, the deflection or deformation of the vibration transmitting member 1 is suppressed, and Sound wave vibration can be applied with high efficiency.
【0031】本発明によるボンディングヘッド10は、
押圧部4に圧接機構15(図9に示す)からの荷重を印
加するための固定部材19が設けられている。図4に示
すように、固定部材19は第1固定部材19a及び第2
固定部材19bよりなり、振動子2及び振動伝達部材1
の長手方向に於ける中心軸に向かって支持部材3を拘束
して、振動伝達部材1を前記固定部材19に固定するよ
うになっている。第1固定部材19aは、支持部材3と
結合するするための、円形の穴及び長穴が設けられてい
る。各穴の深さは、固定部材19を結合したときに振動
伝達部材1に接触しない寸法となっている。円形の穴
は、支持部材3と嵌合するためのものであり、長穴は支
持部材3とZ方向に密着し、X方向に対してはフリーの
状態である。また、第2固定部材19bにも支持部材3
と結合するための円形の穴又は長穴が設けられている。
なお、支持部材3を固定部材19に嵌合する個所は少な
くとも1個所以上設けるようにしている。振動伝達部材
1が固定部材19と結合した状態では、超音波振動の進
行方向には、拘束されないため、振動伝達部材1の電気
的なインピーダンスの変化がなく、安定した振動が可能
となる。また、図5は第2固定部材19bを分割してネ
ジを使用して固定した例を示す図である。図5に示すよ
うに、図4に示す第1の支持部材3a、第3の支持部材
3cの代わりに、ネジで第3固定部材19c及び第4固
定部材19dを固定し、ネジの先端で振動伝達部材1と
嵌合して結合したものである。The bonding head 10 according to the present invention comprises:
A fixing member 19 for applying a load from the pressing mechanism 15 (shown in FIG. 9) to the pressing portion 4 is provided. As shown in FIG. 4, the fixing member 19 includes a first fixing member 19a and a second fixing member 19a.
The vibrator 2 and the vibration transmitting member 1
The vibration transmitting member 1 is fixed to the fixing member 19 by restraining the supporting member 3 toward the central axis in the longitudinal direction. The first fixing member 19a is provided with a circular hole and a long hole for coupling with the support member 3. The depth of each hole is a dimension that does not contact the vibration transmitting member 1 when the fixing member 19 is connected. The circular hole is for fitting with the support member 3, and the elongated hole is in close contact with the support member 3 in the Z direction, and is free in the X direction. Further, the supporting member 3 is also provided on the second fixing member 19b.
A circular hole or a long hole is provided for coupling with the hole.
At least one place where the support member 3 is fitted to the fixing member 19 is provided. When the vibration transmitting member 1 is coupled to the fixed member 19, the vibration transmitting member 1 is not constrained in the traveling direction of the ultrasonic vibration, so that there is no change in the electrical impedance of the vibration transmitting member 1 and stable vibration is possible. FIG. 5 is a diagram showing an example in which the second fixing member 19b is divided and fixed using screws. As shown in FIG. 5, instead of the first support member 3a and the third support member 3c shown in FIG. 4, the third fixing member 19c and the fourth fixing member 19d are fixed by screws, and the tip of the screw vibrates. It is fitted and coupled with the transmission member 1.
【0032】また、図6に示すように、振動子2を駆動
する発振器18は、所定の周波数を発振する発振回路1
8aと、発振回路18aから発振される周波数により駆
動する駆動回路18bと、駆動回路18bの駆動周波数
を電力増幅する増幅回路18cと、振動子2への駆動力
を付与すると共に振動子2とのインピーダンスの整合を
行うタンク回路18dと、タンク回路18dの出力を受
けて発振回路18aに振幅帰還を行う振幅帰還回路18
eとからなる。As shown in FIG. 6, an oscillator 18 for driving the vibrator 2 includes an oscillation circuit 1 for oscillating a predetermined frequency.
8a, a driving circuit 18b driven by the frequency oscillated from the oscillation circuit 18a, an amplification circuit 18c for power amplifying the driving frequency of the driving circuit 18b, and a driving force to the vibrator 2 A tank circuit 18d for impedance matching, and an amplitude feedback circuit 18 for receiving an output of the tank circuit 18d and performing amplitude feedback to an oscillation circuit 18a.
e.
【0033】以上の構成からなるボンディングヘッド1
0の振動伝達部材1の振動時の変位状態を視覚的に表し
たものを図7に示す。また、図8は、振動伝達部材1の
押圧部4付近を拡大して 振動時の変位状態を視覚的に
表したものである。図7及び図8における2点鎖線は、
振動していないときの位置を表す。また、メッシュ(要
素)で示した振動伝達部材1は、振動時の振動伝達部材
1の各部の変位の状態を示している。図7及び図8に示
すように、振動時の振動伝達部材1の押圧部4は、X方
向に変位しており、Z方向の変位は見られない。また、
図7に示すように、振動伝達部材1の第1の振動伝達部
1aのZ方向に於けるたわみが発生していない。これ
は、超音波振動子2による振動伝達部材1内の縦振動
と、第1の振動伝達部1aで発生するたわみ振動とが合
成された結果、X方向のみの振動が生成されるためであ
る。The bonding head 1 having the above configuration
FIG. 7 shows a visual representation of the displacement state of the vibration transmitting member 1 at the time of vibration 0. FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of the pressing portion 4 of the vibration transmitting member 1 to visually represent a displacement state during vibration. The two-dot chain line in FIG. 7 and FIG.
Indicates the position when not vibrating. The vibration transmitting member 1 indicated by a mesh (element) indicates a state of displacement of each part of the vibration transmitting member 1 during vibration. As shown in FIGS. 7 and 8, the pressing portion 4 of the vibration transmitting member 1 at the time of vibration is displaced in the X direction, and no displacement is observed in the Z direction. Also,
As shown in FIG. 7, the first vibration transmitting portion 1a of the vibration transmitting member 1 does not bend in the Z direction. This is because the longitudinal vibration in the vibration transmitting member 1 by the ultrasonic vibrator 2 and the bending vibration generated in the first vibration transmitting unit 1a are combined, so that vibration in only the X direction is generated. .
【0034】本発明による第1の実施の形態としてのボ
ンディングヘッド10は、以下のような効果を奏する。The bonding head 10 according to the first embodiment of the present invention has the following effects.
【0035】振動伝達部材1の超音波振動の進行方向u
における全長がλに設定されており、全体が小型化され
ている。振動伝達部材1を支持固定する支持部材3及び
押圧部4は、振動伝達部材1の全長(λ)の範囲内に配
置され、押圧部4は、互いにλ/2の距離を隔てて設け
られた第1の支持部材3aと第2の支持部材3bとの間
に位置しているため、接合対象物22に付与する押圧力
が均一化される。また、振動伝達部材1に高荷重が付加
された場合であっても、振動伝達部材1のたわみや変形
が抑止可能で超音波振動を高効率で印加することができ
る。第1の支持部材3a及び第2の支持部材3bは、超
音波振動の伝播に影響を及ぼさないノーダル・ポイント
に設けられ、それぞれ振動伝達部材1の両端から均等な
距離(λ/4)を隔てた位置に設けられ、振動伝達部材
1が片持支持とならないのでバランスよく保持され、接
合対象物22への押圧力を均一にすることができる。ま
た、押圧部4は、図7及び図8に示したようにX方向に
のみ振動が発生する。すなわち、接合対象物22に対し
て平行に振動するため、接合が均一に行われる。The traveling direction u of the ultrasonic vibration of the vibration transmitting member 1
Is set to λ, and the whole is downsized. The support member 3 and the pressing portion 4 for supporting and fixing the vibration transmitting member 1 are arranged within a range of the entire length (λ) of the vibration transmitting member 1, and the pressing portions 4 are provided at a distance of λ / 2 from each other. Since it is located between the first support member 3a and the second support member 3b, the pressing force applied to the joining object 22 is made uniform. Further, even when a high load is applied to the vibration transmitting member 1, the deflection or deformation of the vibration transmitting member 1 can be suppressed, and the ultrasonic vibration can be applied with high efficiency. The first support member 3a and the second support member 3b are provided at a nodal point which does not affect the propagation of the ultrasonic vibration, and are respectively separated from the both ends of the vibration transmission member 1 by an equal distance (λ / 4). Since the vibration transmitting member 1 is not provided in a cantilevered manner, the vibration transmitting member 1 is held in a well-balanced manner, and the pressing force against the joining object 22 can be made uniform. Further, the pressing portion 4 generates vibration only in the X direction as shown in FIGS. That is, since the vibration is performed in parallel with the bonding target 22, the bonding is performed uniformly.
【0036】次に、本発明によるボンディングヘッド1
0を備えたボンディング装置について、図9を参照して
説明する。Next, the bonding head 1 according to the present invention will be described.
A bonding apparatus provided with 0 will be described with reference to FIG.
【0037】図9に示すように、ボンディング装置20
は、接合対象物22及び接対象物22が接合される被接
合部材23が載置される載置台16と、接合対象物22
に超音波振動を印加して接合対象物22としての半導体
チップと被接合部材23としての基板のリードとを接合
するボンディングヘッド10と、ボンディングヘッド1
0を保持し、このボンディングヘッド10に押圧力を付
与する荷重機構15と、発振器18、制御部(CPU)
17とを有する。As shown in FIG.
The mounting table 16 on which the joining object 22 and the member 23 to which the joining object 22 is joined are placed,
A bonding head 10 for applying a ultrasonic vibration to the bonding head 10 to bond a semiconductor chip as a bonding object 22 and a lead of a substrate as a member 23 to be bonded;
0, a load mechanism 15 for applying a pressing force to the bonding head 10, an oscillator 18, a control unit (CPU)
And 17.
【0038】制御手段としての制御部(CPU)17
は、マイクロコンピュータ等で構成されて装置全体の制
御を行うものであり、外部の図示せぬ操作手段からの操
作指令に基づいて作動する。Control unit (CPU) 17 as control means
Is constituted by a microcomputer or the like and controls the entire apparatus, and operates based on an operation command from an external operating means (not shown).
【0039】載置台16は、図示せぬ搬送手段により搬
送される被接合部材23を所定の位置に位置決め可能で
ある。しかして、載置台16を制御部17からの制御信
号に基づいて矢印x方向及びy方向(図6の紙面に垂直
な方向)の二次元方向に移動可能としてもよい。The mounting table 16 can position the member 23 to be transported by a transport means (not shown) at a predetermined position. Thus, the mounting table 16 may be movable in a two-dimensional direction in the directions of the arrows x and y (the direction perpendicular to the plane of FIG. 6) based on a control signal from the control unit 17.
【0040】圧接機構15は、モータ等を有しボンディ
ングヘッド10を矢印z方向に昇降動作させて位置決め
する駆動部15aと、モータ、エアシリンダ及び油圧シ
リンダ等で構成され、ロッド15cの突出量を可変して
先端部に取り付けられた固定部材19を介してボンディ
ングヘッド10による接合対象物22への押圧力を付与
する荷重機構部15bとで構成されている。また、駆動
部15aの移動量及び荷重機構部15bによるロッド1
5cの突出量は、制御部(CPU)17により制御され
る。The press-contact mechanism 15 includes a drive unit 15a having a motor and the like for moving the bonding head 10 up and down in the direction of arrow z to position the motor, an air cylinder, a hydraulic cylinder, and the like. And a load mechanism 15b that variably applies a pressing force to the bonding object 22 by the bonding head 10 via a fixing member 19 attached to the distal end. In addition, the moving amount of the driving unit 15a and the rod 1
The protrusion amount of 5c is controlled by the control unit (CPU) 17.
【0041】次に、上記の構成からなるボンディング装
置20の動作について説明する。図6に示すように、載
置台16上に接合対象物22及び被接合部材23が載置
位置決めされると、駆動部15aが作動してボンディン
グヘッド10が矢印z方向に下降して所定の高さに位置
決めされる。続いて、荷重機構部15bが作動してボン
ディングヘッド10の押圧部4が接合対象物22に当接
して一定の圧力で押圧して振動子2からの超音波振動が
印加されて接合対象物22と被接合部材23との接合が
行われる。次に、駆動部15a及び荷重機構部15bを
作動させてボンディングヘッド10を所定の高さまで上
昇させて次のボンディング接続に備える。そして、前記
動作を繰り返して接合対象物22と被接合部材23との
ボンディング接続を繰り返す。Next, the operation of the bonding apparatus 20 having the above configuration will be described. As shown in FIG. 6, when the object 22 and the member 23 are positioned on the mounting table 16, the driving unit 15a operates to lower the bonding head 10 in the direction of the arrow z to a predetermined height. Is positioned. Then, the pressing mechanism 4 of the bonding head 10 is brought into contact with the object 22 to be pressed by a certain pressure, and the ultrasonic vibration from the vibrator 2 is applied. And the member to be joined 23 are joined. Next, the drive unit 15a and the load mechanism unit 15b are operated to raise the bonding head 10 to a predetermined height to prepare for the next bonding connection. Then, the above operation is repeated to repeat the bonding connection between the joining object 22 and the member 23 to be joined.
【0042】以上述べたように、本発明によるボンディ
ングヘッド10及びこれを備えたボンディング装置は、
押圧部4が接合対象物22としてのICチップに対して
平行な振動を行い、たわみ振動等の発生が無いため、安
定したボンディングが可能である。本発明によるボンデ
ィングヘッド10は、接合対象物22としてICチップ
等の電子部品、被接合部材23として基板上に形成され
たリードとのボンディング接続について述べたが、接合
対象物22及び被接合部材23として金属や合成樹脂製
の板状部材等のボンディング接続も可能である。As described above, the bonding head 10 according to the present invention and the bonding apparatus provided with the same are:
The pressing portion 4 oscillates in parallel with the IC chip as the object 22 to be joined, and there is no occurrence of flexural oscillation, so that stable bonding is possible. In the bonding head 10 according to the present invention, the bonding connection with the electronic component such as an IC chip as the bonding object 22 and the lead formed on the substrate as the bonding member 23 has been described. Alternatively, bonding connection of a metal or synthetic resin plate member or the like is also possible.
【0043】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明のボンディ
ングヘッドによれば、押圧部は、互いにλ/2の距離を
隔てて設けられた第1の支持部材と第2の支持部材との
間に位置しているため、接合対象物に付与する押圧力が
均一化される。また、振動伝達部材に高荷重が付加され
た場合であっても、振動伝達部材のたわみや変形が抑止
可能で超音波振動を高効率で印加することができる。As described above, according to the bonding head of the present invention, the pressing portion is provided between the first support member and the second support member provided at a distance of λ / 2 from each other. , The pressing force applied to the joining object is made uniform. In addition, even when a high load is applied to the vibration transmitting member, the deflection or deformation of the vibration transmitting member can be suppressed, and the ultrasonic vibration can be applied with high efficiency.
【0044】また、本発明のボンディングヘッドの押圧
部は、接合対象物に対して平行に振動するため、接合対
象物と被接合部材との接合を確実に行われるため、ボン
ディング品質が向上する。また、本発明のボンディング
ヘッドによりボンディング装置の小型化が可能となる。Further, since the pressing portion of the bonding head of the present invention vibrates in parallel with the object to be joined, the joining between the object to be joined and the member to be joined is reliably performed, so that the bonding quality is improved. Further, the bonding head according to the present invention allows the size of the bonding apparatus to be reduced.
【図1】本発明によるボンディングヘッド10の実施の
形態を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a bonding head 10 according to the present invention.
【図2】図1に示すボンディングヘッド10の平面図、
(b)は、図1に示すボンディングヘッド10のを示す
正面図、(c)は、図1に示すボンディングヘッド10
の振動モードを示す図である。2 is a plan view of the bonding head 10 shown in FIG. 1,
(B) is a front view showing the bonding head 10 shown in FIG. 1, and (c) is a bonding head 10 shown in FIG. 1.
FIG. 4 is a diagram showing a vibration mode of FIG.
【図3】(a)は、図1に示すボンディングヘッド10
の寸法を示した平面図、(b)は、図1に示すボンディ
ングヘッド10の寸法を示した正面面である。FIG. 3A shows a bonding head 10 shown in FIG.
FIG. 2B is a front view showing the dimensions of the bonding head 10 shown in FIG.
【図4】本発明によるボンディングヘッド10の振動伝
達部材1の固定について示した図である。FIG. 4 is a diagram showing fixing of the vibration transmitting member 1 of the bonding head 10 according to the present invention.
【図5】本発明によるボンディングヘッド10の振動伝
達部材1の固定について示した図である。FIG. 5 is a view showing fixing of the vibration transmitting member 1 of the bonding head 10 according to the present invention.
【図6】本発明によるボンディングヘッド10の振動子
2を駆動する発振器18の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 6 is a block diagram illustrating a configuration of an oscillator 18 that drives the vibrator 2 of the bonding head 10 according to the present invention.
【図7】本発明によるボンディングヘッド10の振動伝
達部材1の振動時の変位状態を視覚的に表した図であ
る。FIG. 7 is a view visually illustrating a displacement state of the vibration transmitting member 1 of the bonding head 10 according to the present invention during vibration.
【図8】図7に示す振動伝達部材1の押圧部4付近を拡
大して 振動時の変位状態を視覚的に表した図である。8 is an enlarged view of the vicinity of the pressing portion 4 of the vibration transmission member 1 shown in FIG. 7, and a visual representation of a displacement state during vibration.
【図9】本発明によるボンディングヘッド10を備えた
ボンディング装置の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a bonding apparatus including a bonding head 10 according to the present invention.
【図10】従来のボンディングヘッドの構成を示す図で
ある。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional bonding head.
1 振動伝達部材 1a 第1の振動伝達部 1b 第2の振動伝達部 1bs1,1bs2 第2の振動伝達部の側面 1bt 第2の振動伝達部の上面 1bb 第2の振動伝達部の下面 1c 第3の振動伝達部 1cs1,1cs2 第3の振動伝達部の側面 1ct 第3の振動伝達部の上面 1cb 第2の振動伝達部の下面 2、50 振動子 3 支持部材 3a 第1の支持部材 3b 第2の支持部材 3c 第3の支持部材 3d 第4の支持部材 4 押圧部 5 バランス部 10 ボンディングヘッド 14 ケーブル 15 圧接機構 15a 駆動部 15b 荷重機構部 15c ロッド 16 載置台 17 制御部(CPU) 18 発振器 19 固定部材 19a 第1固定部材 19b 第2固定部材 19c 第3固定部材 19d 第4固定部材 20 ボンディング装置 22 接合対象物(半導体チップ) 23 被接合部材 51 超音波ホーン 52 コレット 53 支持具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Vibration transmitting member 1a First vibration transmitting portion 1b Second vibration transmitting portion 1bs1, 1bs2 Side surface of second vibration transmitting portion 1bt Upper surface of second vibration transmitting portion 1bb Lower surface of second vibration transmitting portion 1c Third 1cs1, 1cs2 Side surface of third vibration transmitting unit 1ct Upper surface of third vibration transmitting unit 1cb Lower surface of second vibration transmitting unit 2, 50 Vibrator 3 Support member 3a First support member 3b Second 3c Third support member 3d Fourth support member 4 Pressing part 5 Balance part 10 Bonding head 14 Cable 15 Pressure contact mechanism 15a Driving part 15b Load mechanism part 15c Rod 16 Placement table 17 Control part (CPU) 18 Oscillator 19 Fixing member 19a First fixing member 19b Second fixing member 19c Third fixing member 19d Fourth fixing member 20 Bonding device 22 Bonding pair Elephant (semiconductor chip) 23 Member to be joined 51 Ultrasonic horn 52 Collet 53 Support
Claims (8)
合部材とを接合するボンディングヘッドであって、 超音波振動を発生する振動子と、 前記超音波振動の1波長をλとして、超音波振動の進行
方向におけるλ/2の位置を中心としてdの長さを有す
る四角柱状の第1の振動伝達部と、 該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進
行方向における(λ−d)/2の長さを有する第2の振
動伝達部と、 該第1の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向に
おける(λ−d)/2の長さを有する第3の振動伝達部
とを有する振動伝達部材と、 第2の振動伝達部及び第3の振動伝達部の超音波振動の
節の位置に設けられた支持部材と、 振動伝達部を固定する固定部材とを有していることを特
徴とするボンディングヘッド。1. A bonding head for applying an ultrasonic vibration to join an object to be joined and a member to be joined, wherein a vibrator that generates the ultrasonic vibration, and one wavelength of the ultrasonic vibration is λ. A first quadrangular prism-shaped vibration transmitting portion having a length d centered on a position of λ / 2 in the traveling direction of the ultrasonic vibration; and a first vibration transmitting portion coupled between the first vibration transmitting portion and the vibrator. A second vibration transmitting portion having a length of (λ-d) / 2 in the direction, and a length of (λ-d) / 2 in the traveling direction coupled to the other end of the first vibration transmitting portion. A vibration transmitting member having a third vibration transmitting portion having: a supporting member provided at a position of a node of the ultrasonic vibration of the second vibration transmitting portion and the third vibration transmitting portion; and fixing the vibration transmitting portion. A bonding member comprising:
合対象物に当接して押圧する押圧部を有し、上面に前記
押圧部の質量と同等の質量を持つバランス部を有するこ
とを特徴とする請求項1記載のボンディングヘッド。2. The first vibration transmitting section has a pressing section on the lower surface for abutting and pressing the object to be joined, and has a balance section on the upper surface having a mass equivalent to the mass of the pressing section. The bonding head according to claim 1, wherein:
動伝達部は、第1の振動伝達部に向かって次第に幅広と
なるテーパ面を有していることを特徴とする請求項1記
載のボンディングヘッド。3. The apparatus according to claim 1, wherein the second vibration transmitting section and the third vibration transmitting section have tapered surfaces that gradually become wider toward the first vibration transmitting section. The bonding head as described.
動伝達部の上面及び下面は、振動子及び振動伝達部材の
長手方向に於ける中心軸に対して45度以内のテーパ角
を有することを特徴とする請求項1記載のボンディング
ヘッド。4. An upper surface and a lower surface of the second vibration transmitting portion and the third vibration transmitting portion have a taper angle within 45 degrees with respect to a central axis in a longitudinal direction of the vibrator and the vibration transmitting member. The bonding head according to claim 1, further comprising:
第2の振動伝達部及び前記第3の振動伝達部に嵌合して
結合していることを特徴とする請求項1記載のボンディ
ングヘッド。5. The device according to claim 1, wherein the support member has a cylindrical shape, and is fitted and connected to the second vibration transmission unit and the third vibration transmission unit. Bonding head.
材の長手方向に於ける中心軸に向かって支持部材を拘束
して、前記振動伝達部材を前記固定部材に固定すること
を特徴とする請求項1記載のボンディングヘッド。6. The fixing member restrains a supporting member toward a central axis in a longitudinal direction of the vibrator and the vibration transmitting member, and fixes the vibration transmitting member to the fixing member. The bonding head according to claim 1.
て結合している個所は、少なくとも1以上であることを
特徴とする請求項1記載のボンディングヘッド。7. The bonding head according to claim 1, wherein the fixing member and the supporting member are fitted and connected to at least one portion.
合部材とを接合するボンディングヘッドを有するボンデ
ィング装置であって、 超音波振動を発生する振動子と、 前記超音波振動の1波長をλとして、超音波振動の進行
方向におけるλ/2の位置を中心としてdの長さを有す
る四角柱状の第1の振動伝達部と、 該第1の振動伝達部と前記振動子間に結合されて前記進
行方向における(λ−d)/2の長さを有する第2の振
動伝達部と、 該第1の振動伝達部の他端に結合されて前記進行方向に
おける(λ−d)/2の長さを有する第3の振動伝達部
とを有する振動伝達部材と、 第2の振動伝達部及び第3の振動伝達部の超音波振動の
節の位置に設けられた支持部材と振動伝達部を固定する
固定部材とを有しているボンディングヘッドを備え、 前記ボンディングヘッドを駆動する圧接機構と、 前記ボンディングヘッド及び前記圧接機構の制御を行う
制御手段とを有することを特徴とするボンディング装
置。8. A bonding apparatus having a bonding head for applying ultrasonic vibration to join an object to be joined and a member to be joined, comprising: a vibrator for generating ultrasonic vibration; and one wavelength of the ultrasonic vibration. Λ, where λ is the center of the position of λ / 2 in the traveling direction of the ultrasonic vibration, and a quadrangular prism-shaped first vibration transmission unit having a length d is coupled between the first vibration transmission unit and the vibrator. And a second vibration transmitting portion having a length of (λ-d) / 2 in the traveling direction, and being coupled to the other end of the first vibration transmitting portion to have a length of (λ-d) / A vibration transmission member having a third vibration transmission portion having a length of 2, a support member provided at a position of a node of ultrasonic vibration of the second vibration transmission portion and the third vibration transmission portion, and vibration transmission. A bonding head having a fixing member for fixing the portion. Bonding apparatus characterized by comprising: a pressing mechanism for driving the bonding head, and control means for controlling the bonding head and the pressure-contacting mechanism.
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