JP2003152012A - ワイヤボンデイング装置 - Google Patents

ワイヤボンデイング装置

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JP2003152012A JP2001345765A JP2001345765A JP2003152012A JP 2003152012 A JP2003152012 A JP 2003152012A JP 2001345765 A JP2001345765 A JP 2001345765A JP 2001345765 A JP2001345765 A JP 2001345765A JP 2003152012 A JP2003152012 A JP 2003152012A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】慣性モーメント及び衝撃荷重の大幅な低減が図
れ、ボンディング動作の高速化及び超音波ホーンの上下
駆動の容易化等を一層向上させるとができる。 【解決手段】ホーン本体3には、キャピラリ2の取付け
部近傍からフランジ部5に至る部分の断面が十字形状に
形成されている。即ち、ホーン本体3は、軸心10を中
心として左右対称で、かつ軸心10より上下及び左右に
突起部11、12及び13、14を有するように、溝1
5、16、17、18が軸心10に沿って形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はワイヤボンデイング
装置に係り、特にワイヤが挿通されるキャピラリを一方
端に取付けたホーン本体と、このホーン本体に取付けた
振動子とを具備する超音波ホーンに関する。
【0002】
【従来の技術】図7に示すように、ワイヤボンデイング
装置の超音波ホーン1は、図示しないワイヤが挿通され
るキャピラリ2を一方端に取付けたホーン本体3と、こ
のホーン本体3の他方端にねじ結合された振動子4とか
らなっている。ホーン本体3の後端側には、図示しない
ボンディングアームに固定されるフランジ部5が形成さ
れている。振動子4は、ホーン本体3の後端部にねじ結
合される振動発生源取付け軸6と、この振動発生源取付
け軸6に嵌挿された絶縁パイプ7と、ドウナツ形の電歪
素子又は磁歪素子を絶縁パイプ7に嵌挿して数枚積層し
た振動発生源8と、振動発生源取付け軸6にねじ結合し
て振動発生源8を締め付けるナット9とからなってい
る。なお、この種の超音波ホーン1を備えたワイヤボン
ディング装置として、例えば特許第3128715号が
挙げられる。
【0003】そこで、振動発生源8の振動が超音波ホー
ン1全体に伝わって超音波ホーン1の中で定在波の振動
を作り、キャピラリ2に必要なエネルギーを供給する。
無負荷の状態(ワイヤボンデイングしていない状態)で
は、エネルギーは安定した状態で蓄えられており、精巧
に作られた超音波ホーン1ではフランジ部5に節ができ
るような寸法になっているので、超音波ホーン1を図示
しないボンディングアームに取付けた状態でもフランジ
部5の運動は小さく損失が少ない。この無負荷の状態で
は、超音波ホーン1は音叉のように動作する。振動発生
源8は、通常定電流駆動などにより振幅が規定の値にな
るように駆動されている。キャピラリ2を通してワイヤ
ボンデイングのためにエネルギーが使われると、電流を
加えて均衡に必要なエネルギーを振動発生源8に送り込
む。このようにして超音波を利用したワイヤボンデイン
グが行なわれる。
【0004】一般に、超音波ホーン1は鉄鋼材料によっ
て形成されている。このため、慣性モーメントが大き
く、ボンディング動作が高速化されてくると、キャピラ
リ2がペレットやリードの被ボンディング部材に当接し
た時の衝撃荷重が大きくなり、被ボンディング部材を破
損させる恐れがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、慣性モーメント
を小さくでき、被ボンディング部材に対する衝撃荷重の
軽減を図ったワイヤボンディング装置として、例えば特
開平8241908号公報が挙げられる。このワイヤボ
ンディング装置は、超音波ホーンの回転軸の軸心と超音
波ホーンの長さ方向中心軸との軸間距離を近接させるこ
とにより、慣性モーメントを小さくしている。また超音
波ホーンを支持する支持部材を軽金属材料によって形成
することにより、回転軸の駆動源として小さい出力のモ
ータで駆動できるようにしている。しかし、かかる手段
によっても、慣性モーメント及び衝撃荷重の軽減には限
度があった。
【0006】本発明の課題は、慣性モーメント及び衝撃
荷重の大幅な低減が図れ、ボンディング動作の高速化及
び超音波ホーンの上下駆動の容易化等を一層向上させる
とができるワイヤボンデイング装置を提供することにあ
る。この課題を解決する手段の特性は、軽荷重により小
ボールを形成するファインピッチボンデイングにおいて
安定した好ましい結果をもたらす。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の請求項1の手段は、ワイヤが挿通されるキャ
ピラリを一方端に取付けたホーン本体と、このホーン本
体に取付けた振動子とを具備する超音波ホーンを備えた
ワイヤボンデイング装置において、前記ホーン本体は、
該ホーン本体の軸心に沿って2個以上の溝が形成された
形状であることを特徴とする。
【0008】上記課題を解決するための本発明の請求項
2の手段は、請求項1の手段の手段において、前記溝部
分の断面形状は、左右対称又は上下対称若しくは左右及
び上下対称であることを特徴とする。
【0009】上記課題を解決するための本発明の請求項
3の手段は、請求項1の手段の手段において、前記溝部
分の断面は、十字形状、X字形状、Y字形状、H字形状
であることを特徴とする。
【0010】上記課題を解決するための本発明の請求項
4の手段は、請求項1の手段の手段において、前記溝部
分は、振動節に当たる部分から振動節に当たる部分に設
けられていることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
を図1により説明する。なお、図7と同じ又は相当部材
には同一符号を付し、その説明は省略する。ホーン本体
3には、キャピラリ2の取付け部近傍からフランジ部5
に至る部分の断面が十字形状に形成されている。即ち、
ホーン本体3は、軸心10を中心として左右対称で、か
つ軸心10より上下及び左右に突起部11、12及び1
3、14を有するように、溝15、16、17、18が
軸心10に沿って形成されている。なお、溝15、1
6、17、18は、超音波ホーン1のキャピラリ2側の
振動節20からフランジ部5の振動節21まで形成され
ている。
【0012】このように、ホーン本体3は溝15、1
6、17、18が形成されて軽量化されているので、慣
性モーメントが著しく低減し、衝撃荷重の大幅な軽減が
図れると共に、ボンディング動作の高速化が図れる。ま
た超音波ホーン1が軽量化されることにより、超音波ホ
ーン1を上下駆動させるモータのトルクの低減が図れ、
上下方向の動作の安定度が向上し、ボンダビリティが安
定する。また左右の突起部13、14により剛性が確保
され、上下の突起部11、12によりホーン本体3に加
わる衝撃にも充分に耐えられる。即ち、超音波ホーン1
は、剛性を維持しながら大幅な軽量化が図れる。またキ
ャピラリ2側の振動節20から溝15、16、17、1
8を形成することにより、超音波振動伝達時における振
動節20の位置が安定し、ボンダビリティが安定する。
【0013】本発明の第2の実施の形態を図2に示す。
なお、前記実施の形態と同じ又は相当部分には同一符号
を付し、その説明は省略する。前記実施の形態は、溝1
5、16、17、18をホーン本体3のほぼ全体、即ち
キャピラリ2側の振動節20からフランジ部5の振動節
21まで形成した。本実施の形態は、キャピラリ2側の
振動節20からフランジ部5の振動節21に至る途中の
振動節22までに形成した。このように形成しても前記
実施の形態と同様の効果が得られる。またキャピラリ2
側の振動節20から振動節22までに溝15、16、1
7、18を形成することにより、超音波振動伝達時にお
ける振動節20の位置が安定し、ボンダビリティが安定
する。
【0014】本発明の第3の実施の形態を図3に示す。
本実施の形態は、前記実施の形態の変形例である。図3
(a)は、上下の突起部11、12が左右の突起部1
3、14より幅広となっている。図3(b)は、左右の
突起部13、14が上下の突起部11、12より幅広と
なっている。図3(c)は、溝15、16、17、18
が円弧状となっている。図3(d)は、溝15、16、
17、18を上下左右に形成し、突起部11、12、1
3、14をX字形状に形成したものである。このよう
に、十字形状の変形形状又はX字形状でも前記実施の形
態と同様の効果が得られる。
【0015】本発明の第4、第5及び第6の実施の形態
を図4、図5及び図6に示す。これらの実施の形態は、
溝の数が異なる場合を示す。前記各実施の形態は、4個
の溝15、16、17、18を形成し、4個の突起部1
1、12及び13、14が十字形状又は十字類似形状よ
りなっている。図4の第4の実施の形態は、2個の溝3
0、31又は32、33が形成されている。図5の第5
の実施の形態は、3個の溝50、51、52又は53、
54、55が形成されている。図6の第6の実施の形態
は、5個以上の溝の一例で、8個の溝70〜77又は8
0〜87が形成されている。以下、これらの実施の形態
について説明する。
【0016】図4の第4の実施の形態は、ホーン本体3
の左右側面に円弧状の溝30、31又は角状の溝32、
33を形成し、上下に突起部40、41又は42、43
が設けられている。従って、本実施の形態においてもホ
ーン本体3は左右対称となっている。本実施の形態も前
記実施の形態と同様に、溝30、31又は32、33に
よってホーン本体3の軽量化が図れる。また剛性及び耐
久性についても、軸心10より垂直に伸びた垂直部44
又は45と上下の突起部40、41又は42、43によ
って維持され、前記各実施の形態と同様の効果が得られ
る。
【0017】図5の第5の実施の形態は、Y字形状の3
個の突起部60、61、62又は逆Y字形状の3個の突
起部63、64、65よりなっており、3個の突起部6
0、61、62又は63、64、65の内、1つの突起
部60又は63は、軸心10より下方又は上方に伸びて
いる。また突起部61、62又は64、65は、水平よ
りほぼ45度の角度で上方又は下方に伸びている。即
ち、図5(a)の場合には、上方の溝50と左右の溝5
1、52によって突起部60、61、62が形成され、
図5(b)の場合には、下方の溝53と突起部13、1
4の溝54、55によって突起部63、64、65が形
成されている。従って、本実施の形態においてもホーン
本体3は左右対称となっている。
【0018】本実施の形態も前記実施の形態と同様に、
溝50、51、52又は53、54、55によってホー
ン本体3の軽量化が図れる。また剛性及び耐久性につい
ても、垂直の突起部60又は63と、斜め方向に伸びた
V字状又は逆V字状の突起部61、62又は64、65
によって維持され、前記各実施の形態と同様の効果が得
られる。
【0019】図6の第6の実施の形態は、8個の円弧状
の溝70〜77又は三角状の溝80〜87を形成してい
る。従って、本実施の形態においてもホーン本体3は左
右対称となっている。本実施の形態は溝の数が多いの
で、ホーン本体3の軽量化の点については前記実施の形
態ほどではないが、軽量化が図れる。また剛性及び耐久
性については充分に得られる。
【0020】また溝部分の断面形状は、左右及び上下対
称形状が最も好ましいが、左右のみ対称形状であって
も、上下のみ対称形状であってもよい。また少なくとも
1個の突起部は、軸心10より上方又は下方に伸びてい
る方が剛性及び耐久性の点で好ましい。また溝の数は特
に限定されるものではないが、溝が多くなればなるほど
軽量化については好ましくなく、2乃至6個が最も好ま
しい。
【0021】
【発明の効果】本発明は、ワイヤが挿通されるキャピラ
リを一方端に取付けたホーン本体と、このホーン本体に
取付けた振動子とを具備する超音波ホーンを備えたワイ
ヤボンデイング装置において、前記ホーン本体は、該ホ
ーン本体の軸心に沿って2個以上の溝が形成された形状
であるので、慣性モーメント及び衝撃荷重の大幅な低減
が図れ、ボンディング動作の高速化及び超音波ホーンの
上下駆動の容易化等を一層向上させるとができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波
ホーン部分の第1の実施の形態を示し、(a)は側面
図、(b)は平面図、(c)は振動節の説明図、(d)
は(a)のA−A線断面図である。
【図2】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波
ホーン部分の第2の実施の形態を示し、(a)は側面
図、(b)は平面図、(c)は振動節の説明図、(d)
は(a)のA−A線断面図である。
【図3】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波
ホーン部分の第3の実施の形態を示し、図1(d)と同
様の断面図である。
【図4】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波
ホーン部分の第4の実施の形態を示し、図1(d)と同
様の断面図である。
【図5】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波
ホーン部分の第5の実施の形態を示し、図1(d)と同
様の断面図である。
【図6】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波
ホーン部分の第6の実施の形態を示し、図1(d)と同
様の断面図である。
【図7】従来のワイヤボンデイング装置の超音波ホーン
部分の1例を示し、(a)は一部断面側面図、(b)は
正面図である。
【符号の説明】
1 超音波ホーン 2 キャピラリ 3 ホーン本体 4 振動子 5 フランジ部 10 軸心 11〜14、40〜43、60〜65 突起部 15〜18、30〜33、50〜55、70〜77、8
0〜87 溝

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤが挿通されるキャピラリを一方端
    に取付けたホーン本体と、このホーン本体に取付けた振
    動子とを具備する超音波ホーンを備えたワイヤボンデイ
    ング装置において、前記ホーン本体は、該ホーン本体の
    軸心に沿って2個以上の溝が形成された形状であること
    を特徴とするワイヤボンデイング装置。
  2. 【請求項2】 前記溝部分の断面形状は、左右対称又は
    上下対称若しくは左右及び上下対称であることを特徴と
    する請求項1記載のワイヤボンデイング装置。
  3. 【請求項3】 前記溝部分の断面は、十字形状、X字形
    状、Y字形状、H字形状であることを特徴とする請求項
    1記載のワイヤボンデイング装置。
  4. 【請求項4】 前記溝部分は、振動節に当たる部分から
    振動節に当たる部分に設けられていることを特徴とする
    請求項1記載のワイヤボンデイング装置。
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