JP2003243451A - Ultrasonic bonding device and ultrasonic bonding method - Google Patents

Ultrasonic bonding device and ultrasonic bonding method

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JP2003243451A JP2002038116A JP2002038116A JP2003243451A JP 2003243451 A JP2003243451 A JP 2003243451A JP 2002038116 A JP2002038116 A JP 2002038116A JP 2002038116 A JP2002038116 A JP 2002038116A JP 2003243451 A JP2003243451 A JP 2003243451A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ultrasonic bonding device and an ultrasonic bonding method in which, even when the resonance frequency of a vibrator changes to a large extent due to a load, it is possible to surely follow up the resonance frequency of a predetermined vibration mode to assure a stable bonding process. <P>SOLUTION: In ultrasonic bonding to pressure-bond electronic components to a substrate using a load and vibration, a relation among a basic frequency f0 indicating the resonance frequency under a non-loading condition, a load resonance frequency under the non-loading condition and a pressing load is stored in a storage means. Moreover, a self-running frequency when the operation of the vibrator is started is outputted with an addition of a frequency offset α, to the basic frequency f0, which is set based on the load resonance frequency corresponding to the pressing load during the relevant bonding operation. Accordingly, even when the resonance frequency of the vibrator changes to a large extent to f1 from f0 due to the load, the frequency surely follows the resonance frequency f1. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品や電極接
合用ワイヤなどのボンディング対象物に超音波振動を作
用させて被接合面にボンディングする超音波ボンディン
グ装置及び超音波ボンディング方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic bonding apparatus and an ultrasonic bonding method for bonding an object to be bonded, such as an electronic component or an electrode bonding wire, with ultrasonic vibration. .

【0002】[0002]

【従来の技術】電子部品を基板の電極などの被接合面に
ボンディングする方法として、超音波ボンディングを用
いる方法が知られている。この方法は、電子部品を被接
合面に対して押圧しながら電子部品に超音波振動を与
え、接合面を微小に振動させて摩擦を生じさせることに
より接合面を密着させるものである。この超音波ボンデ
ィングでは、振動付与手段である振動子を備えたボンデ
ィングツールによって電子部品に荷重と超音波振動を作
用させる。
2. Description of the Related Art As a method of bonding an electronic component to a surface to be bonded such as an electrode of a substrate, a method using ultrasonic bonding is known. In this method, ultrasonic vibration is applied to the electronic component while pressing the electronic component against the surfaces to be joined, and the joint surfaces are caused to vibrate slightly to generate friction, thereby bringing the joint surfaces into close contact with each other. In this ultrasonic bonding, a load and ultrasonic vibration are applied to the electronic component by a bonding tool equipped with a vibrator that is a vibration applying unit.

【0003】超音波ボンディングにおいて品質の安定し
たボンディングを効率よく行うためには、振動子の駆動
周波数をボンディングツールの振動系の固有振動周波数
と一致させて機械共振させることにより、強力な振動を
発生させることが望ましい。この機械共振を発生する共
振周波数はボンディングツール毎に異なるため、各個体
毎に共振周波数を求める必要がある。この共振周波数検
出は一般にボンディングツールが空中にある無負荷状態
において振動子を駆動することにより検出される。そし
てボンディング動作が開始される際には、この共振周波
数が振動子の自走周波数として設定される。
In order to efficiently carry out stable bonding of quality in ultrasonic bonding, strong vibration is generated by matching the drive frequency of the vibrator with the natural vibration frequency of the vibration system of the bonding tool to cause mechanical resonance. It is desirable to let Since the resonance frequency that causes the mechanical resonance differs for each bonding tool, it is necessary to obtain the resonance frequency for each individual. This resonance frequency detection is generally detected by driving the vibrator in a no-load state where the bonding tool is in the air. Then, when the bonding operation is started, this resonance frequency is set as the free-running frequency of the vibrator.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、振動子とボ
ンディングツールにより構成される振動系の共振周波数
はボンディング時の荷重負荷によって大きく変動する場
合があり、実際のボンディング過程においてボンディン
グツールに押圧荷重が負荷された負荷状態における共振
周波数が上述の無負荷状態の共振周波数と大きく異なっ
て周波数追従可能範囲から外れたり、所望の振動モード
以外の周波数に誤って追従することがあった。
However, the resonance frequency of the vibrating system composed of the vibrator and the bonding tool may fluctuate greatly depending on the load load during bonding, and the pressing load is applied to the bonding tool in the actual bonding process. The resonance frequency in the loaded load state may be significantly different from the resonance frequency in the non-load state described above, and may fall out of the frequency followable range or may erroneously follow a frequency other than the desired vibration mode.

【0005】このため、ボンディング動作開始後に変動
する共振周波数に振動子の駆動周波数を追従させること
ができず、ボンディングが行えなかったり、所望の振動
モード以外の周波数に誤って追従した結果、ボンディン
グ不良が発生するという問題点があった。
For this reason, the driving frequency of the vibrator cannot be made to follow the resonance frequency that fluctuates after the start of the bonding operation, and bonding cannot be performed, or the frequency other than the desired vibration mode is incorrectly followed, resulting in defective bonding. There was a problem that occurs.

【0006】そこで本発明は、荷重負荷によって振動子
の共振周波数が大きく変化した場合にあっても、所望の
振動モードの共振周波数に確実に追従し、安定したボン
ディングを行うことができる超音波ボンディング装置及
び超音波ボンディング方法を提供することを目的とす
る。
In view of the above, the present invention is an ultrasonic bonding device that can reliably follow the resonance frequency of a desired vibration mode and perform stable bonding even when the resonance frequency of the vibrator changes significantly due to a load. An object of the present invention is to provide an apparatus and an ultrasonic bonding method.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の超音波ボ
ンディング装置は、接合対象物に荷重と超音波振動を作
用させながら被接合面に圧着する電子部品のボンディン
グ装置であって、前記接合対象物に当接するボンディン
グツールと、このボンディングツールを前記接合対象物
を介して被接合面に対して押圧する押圧手段と、前記ボ
ンディングツールに超音波振動を付与する振動子と、こ
の振動子を駆動するための電力を供給する振動子駆動部
と、この振動子駆動部に対して前記振動子の駆動周波数
を指示するための駆動周波数信号を出力する駆動周波数
信号出力部と、前記ボンディングツールが無荷重状態で
振動子を駆動する空中発振時における共振周波数を示す
基本周波数および前記ボンディングツールに前記押圧手
段による押圧荷重が負荷された負荷状態で振動子を駆動
する負荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との
関係を記憶する記憶手段と、ボンディング動作における
前記振動子の駆動開始時に前記駆動周波数信号出力部か
ら出力される駆動周波数信号の周波数を、前記基本周波
数と当該ボンディング動作における前記押圧荷重に対応
した負荷共振周波数とに基づいて設定する駆動開始時周
波数設定手段とを備えた。
An ultrasonic bonding apparatus according to claim 1, which is an electronic component bonding apparatus for press-bonding an object to be bonded to a surface to be bonded while applying load and ultrasonic vibration to the object to be bonded, A bonding tool that comes into contact with an object, a pressing unit that presses the bonding tool against the surfaces to be bonded via the object to be bonded, a vibrator that applies ultrasonic vibration to the bonding tool, and a vibrator. A vibrator driving unit that supplies electric power for driving, a drive frequency signal output unit that outputs a drive frequency signal for instructing a vibrator driving frequency to the vibrator driving unit, and the bonding tool are A fundamental frequency indicating a resonance frequency at the time of oscillation in the air that drives the vibrator without a load and a pressing load applied to the bonding tool by the pressing means. Storage means for storing the relationship between the load resonance frequency and the pressing load at the time of load oscillation for driving the vibrator in a loaded state, and the drive frequency signal output section at the start of driving the vibrator in the bonding operation. The drive start frequency setting means sets the frequency of the drive frequency signal based on the basic frequency and the load resonance frequency corresponding to the pressing load in the bonding operation.

【0008】請求項2記載の超音波ボンディング方法
は、接合対象物に当接するボンディングツールと、この
ボンディングツールを前記接合対象物を介して被接合面
に対して押圧する押圧手段と、前記ボンディングツール
に超音波振動を付与する振動子と、この振動子を駆動す
るための電力を供給する振動子駆動部と、この振動子駆
動部に対して前記振動子の駆動周波数を指示するための
駆動周波数信号を出力する駆動周波数信号出力部とを備
えた超音波ボンディング装置による超音波ボンディング
方法であって、前記ボンディングツールが無荷重状態で
振動子を駆動する空中発振時における共振周波数を示す
基本周波数および前記ボンディングツールに前記押圧手
段による押圧荷重が負荷された負荷状態で振動子を駆動
する負荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との
関係を記憶手段に記憶させておき、ボンディング動作に
おける前記振動子の駆動開始時に前記駆動周波数信号出
力部から出力される駆動周波数信号の周波数を、前記基
本周波数と当該ボンディング動作における前記押圧荷重
に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定する。
According to another aspect of the ultrasonic bonding method of the present invention, there is provided a bonding tool which abuts on the object to be joined, a pressing means which presses the bonding tool against a surface to be joined via the object to be joined, and the bonding tool. A vibrator for applying ultrasonic vibration to the vibrator, a vibrator drive unit for supplying electric power for driving the vibrator, and a drive frequency for instructing the vibrator drive unit of the drive frequency of the vibrator. An ultrasonic bonding method using an ultrasonic bonding device having a drive frequency signal output unit for outputting a signal, wherein the bonding tool has a fundamental frequency indicating a resonance frequency during aerial oscillation in which the vibrator is driven under no load and When the oscillator vibrates under load, the bonding tool is loaded with the pressing load of the pressing means. The relationship between the load resonance frequency and the pressing load is stored in the storage means, and the frequency of the drive frequency signal output from the drive frequency signal output unit at the start of driving the vibrator in the bonding operation is set to the basic frequency. It is set based on the load resonance frequency corresponding to the pressing load in the bonding operation.

【0009】本発明によれば、無荷重状態での共振周波
数を示す基本周波数および負荷状態での負荷発振時にお
ける負荷共振周波数と押圧荷重との関係を記憶手段に記
憶させておき、ボンディング動作における振動子の駆動
開始時に駆動周波数信号出力部から出力される駆動周波
数信号の周波数を、基本周波数と当該ボンディング動作
における押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づい
て設定することにより、荷重負荷によって振動子の共振
周波数が大きく変化した場合にあっても、所望の振動モ
ードの共振周波数に確実に追従し、安定したボンディン
グを行うことができる。
According to the present invention, the relationship between the fundamental frequency indicating the resonance frequency in the no-load state and the load resonance frequency at the time of load oscillation in the load state and the pressing load is stored in the storage means, and in the bonding operation. When the drive frequency of the vibrator is started, the frequency of the drive frequency signal output from the drive frequency signal output section is set based on the fundamental frequency and the load resonance frequency corresponding to the pressing load in the bonding operation. Even if the resonance frequency of the child changes significantly, it is possible to reliably follow the resonance frequency of the desired vibration mode and perform stable bonding.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の一実施の形態の超音
波ボンディング装置の構成を示すブロック図、図2は本
発明の一実施の形態の超音波ボンディング装置の駆動周
波数信号出力処理のフローチャート、図3は本発明の一
実施の形態のボンディング装置の周波数オフセットデー
タの説明図、図4は本発明の一実施の形態の超音波ボン
ディング装置によるボンディング動作時振動子駆動処理
のフローチャート、図5は本発明の一実施の形態の超音
波ボンディング方法における振動子駆動タイミングを示
すチャート図、図6は本発明の一実施の形態の超音波ボ
ンディング装置の駆動周波数とインピーダンスとの関係
を示すグラフである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart of drive frequency signal output processing of the ultrasonic bonding apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram of frequency offset data of a bonding apparatus according to one embodiment of the invention, FIG. 4 is a flowchart of a vibrator driving process during a bonding operation by the ultrasonic bonding apparatus according to one embodiment of the invention, and FIG. FIG. 6 is a chart showing the vibrator driving timing in the ultrasonic bonding method of the embodiment, and FIG. 6 is a graph showing the relationship between the driving frequency and the impedance of the ultrasonic bonding apparatus of the embodiment of the invention.

【0011】まず図1を参照して超音波ボンディング装
置の構成を説明する。図1においてボンディングステー
ジ1上には基板2が載置されている。被接合面である基
板2上面には、接合対象物である電子部品3が超音波ボ
ンディングにより実装される。ボンディングステージ1
の上方にはボンディング機構4が配設されている。ボン
ディング機構4は、ヘッド駆動部12に駆動される昇降
機構部9によって昇降する昇降ブロック8に、ボンディ
ングツール7を保持させた構造となっている。
First, the structure of the ultrasonic bonding apparatus will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a substrate 2 is placed on a bonding stage 1. An electronic component 3, which is an object to be joined, is mounted on the upper surface of the substrate 2, which is the surface to be joined, by ultrasonic bonding. Bonding stage 1
A bonding mechanism 4 is disposed above the. The bonding mechanism 4 has a structure in which a bonding tool 7 is held by an elevating block 8 which is moved up and down by an elevating mechanism section 9 driven by a head driving section 12.

【0012】ボンディングツール7は横方向に細長形状
のホーン5の端部に振動子6を装着して構成されてお
り、振動子6を駆動することによりボンディングツール
7には超音波振動が付与される。ホーン5の中央部下面
には、下方に突出した接合作用部5aが設けられてお
り、電子部品3の上面に接合作用部5aを当接させて吸
着孔(図示省略)から真空吸引することにより、接合作
用部5aに電子部品3を保持する。
The bonding tool 7 is constructed by mounting a vibrator 6 on the end of a horizontally elongated horn 5, and by driving the vibrator 6, ultrasonic vibration is applied to the bonding tool 7. It The lower part of the central part of the horn 5 is provided with a joining action part 5a projecting downward, and the joining action part 5a is brought into contact with the upper face of the electronic component 3 and vacuum suction is performed from a suction hole (not shown). The electronic component 3 is held on the joining action portion 5a.

【0013】振動子6を駆動することにより、ホーン5
には超音波の縦振動が付与され、接合作用部5aを介し
て、電子部品3に超音波振動が伝達される。ホーン5
は、振動子6によって生じる定在波振動の節に相当する
位置を、保持部材8aによって両持ち支持されており、
ホーン5に誘起された振動が昇降ブロック8に伝達され
ることによるロスを極力防止するようになっている。
The horn 5 is driven by driving the vibrator 6.
A longitudinal vibration of ultrasonic waves is applied to the ultrasonic wave, and the ultrasonic vibration is transmitted to the electronic component 3 via the bonding action portion 5a. Horn 5
Is supported by a holding member 8a at a position corresponding to a node of standing wave vibration generated by the vibrator 6,
The loss caused by the vibration induced in the horn 5 being transmitted to the lifting block 8 is prevented as much as possible.

【0014】接合作用部5aに電子部品3を吸着保持さ
せた状態で、昇降機構部9を駆動することによりボンデ
ィングツール7は下降し、電子部品3は基板2に対して
所定荷重で押圧される。そしてこの状態で振動子6を駆
動することにより、電子部品3は荷重と超音波振動の作
用によって被接合面である基板2に圧着される。昇降機
構部9は、ボンディングツール7を電子部品3を介して
基板2に押圧する押圧手段となっている。
The bonding tool 7 is lowered by driving the elevating mechanism 9 while the electronic component 3 is adsorbed and held by the joining action portion 5a, and the electronic component 3 is pressed against the substrate 2 with a predetermined load. . By driving the vibrator 6 in this state, the electronic component 3 is pressure-bonded to the substrate 2, which is the surface to be bonded, by the action of the load and ultrasonic vibration. The lifting mechanism 9 serves as a pressing unit that presses the bonding tool 7 against the substrate 2 via the electronic component 3.

【0015】次に振動子6を駆動する駆動回路および駆
動回路を制御する制御系について説明する。本実施の形
態に示す超音波ボンディング装置は、位相同期ループ型
の周波数追従機能を備えており、振動子6の電圧と電流
の位相差が所定の大きさになるように振動子6の駆動周
波数を制御することにより、振動子6の発生する超音波
振動の振動数をボンディングツール7の共振周波数に追
従させることができるようになっている。
Next, a drive circuit for driving the vibrator 6 and a control system for controlling the drive circuit will be described. The ultrasonic bonding apparatus according to the present embodiment has a phase-locked loop type frequency tracking function, and the drive frequency of the vibrator 6 is adjusted so that the phase difference between the voltage and the current of the vibrator 6 becomes a predetermined value. The frequency of ultrasonic vibration generated by the vibrator 6 can be made to follow the resonance frequency of the bonding tool 7 by controlling the.

【0016】上記のように周波数追従機能を備えている
場合にあっても、駆動開始時にはボンディングツールご
とに駆動周波数を指示する必要があるため、振動子6の
駆動を開始する際の駆動周波数(自走周波数)が予め設
定される。この自走周波数としては、一般にボンディン
グツールに荷重負荷が作用していない空中発振時の共振
周波数が用いられる。この無負荷状態の共振周波数は、
各個別のボンディングツールに固有の基本周波数として
の性格を有するものであり、各品種・各固体毎にデータ
として登録される。
Even when the frequency tracking function is provided as described above, it is necessary to instruct the driving frequency for each bonding tool at the start of driving, so that the driving frequency when driving the vibrator 6 ( Free-running frequency) is preset. As this free-running frequency, a resonance frequency during air oscillation in which a load is not applied to the bonding tool is generally used. This unloaded resonance frequency is
It has a characteristic as a fundamental frequency unique to each individual bonding tool, and is registered as data for each product type and each individual.

【0017】本実施の形態の超音波ボンディング装置で
は、上述の基本周波数のデータとともに、ボンディング
ツールに押圧荷重が負荷された負荷状態で振動子を駆動
する負荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との
関係を示すデータを併せて記憶手段に記憶させておき、
振動子の駆動開始時に駆動周波数信号出力部から出力さ
れる駆動周波数(自走周波数)を、基本周波数と当該ボ
ンディング動作における押圧荷重に対応した負荷共振周
波数とに基づいて設定するようにしている。
In the ultrasonic bonding apparatus according to the present embodiment, the load resonance frequency and the pressing load at the time of load oscillation for driving the vibrator under the load condition in which the pressing load is applied to the bonding tool together with the above-mentioned basic frequency data. The data indicating the relation of is also stored in the storage means,
The drive frequency (free-running frequency) output from the drive frequency signal output unit at the start of driving the vibrator is set based on the basic frequency and the load resonance frequency corresponding to the pressing load in the bonding operation.

【0018】まず、振動子6の駆動回路について説明す
る。振動子駆動部10は振動子6に超音波振動を発生さ
せるドライバであり、駆動電圧Vおよび駆動周波数fが
指令されることにより、これらの指令に応じて振動子6
を駆動するための電力を供給する。ここで駆動電圧V、
駆動周波数fは、振動子6から出力される超音波振動の
パワー、周波数をそれぞれ決定する指令パラメータであ
る。駆動電圧Vは、制御部16の駆動電圧指示部16f
から指示され、駆動周波数fは、駆動周波数信号出力部
18から駆動周波数信号として振動子駆動部10に対し
て指示される。
First, the drive circuit for the vibrator 6 will be described. The vibrator driving unit 10 is a driver that causes the vibrator 6 to generate ultrasonic vibrations, and when the drive voltage V and the drive frequency f are commanded, the vibrator 6 is generated according to these commands.
Supply power to drive the. Drive voltage V,
The drive frequency f is a command parameter that determines the power and frequency of the ultrasonic vibration output from the vibrator 6. The drive voltage V is the drive voltage instruction unit 16 f of the control unit 16.
The drive frequency f is instructed from the drive frequency signal output unit 18 to the vibrator drive unit 10 as a drive frequency signal.

【0019】検出部13は、振動子駆動部10により駆
動された振動子6の2つの接続端子間の電圧を検出する
ことにより振動子6の駆動電圧(USV)を検出すると
ともに、抵抗の両端間の電圧を検出することにより振動
子6の駆動電流(USI)を検出する。位相比較部15
は、検出部13で検出された電圧と電流の位相を比較す
る。この比較結果は駆動周波数信号出力部18に対して
出力される。
The detection unit 13 detects the drive voltage (USV) of the vibrator 6 by detecting the voltage between the two connection terminals of the vibrator 6 driven by the vibrator drive unit 10, and the both ends of the resistor. The drive current (USI) of the vibrator 6 is detected by detecting the voltage between them. Phase comparison unit 15
Compares the phases of the voltage and the current detected by the detector 13. The comparison result is output to the drive frequency signal output unit 18.

【0020】そして駆動周波数信号出力部18が振動子
駆動部10に対して駆動周波数信号を指令する際には、
指令周波数信号出力部17から出力される指令周波数
に、上述の比較結果(電圧と電流の位相差)に応じた補
正分(補正周波数)を加味した駆動周波数の信号を指令
する。ここではアナログ回路によって位相差に略比例し
た補正周波数を出力させ、この補正周波数を指令周波数
に加味するようにしている。この位相同期ループ回路に
より、振動子駆動部10はボンディングツール7の共振
周波数に追従した駆動周波数の電力を振動子6に対して
供給する。
When the drive frequency signal output unit 18 issues a drive frequency signal to the vibrator drive unit 10,
A command frequency signal output from the command frequency signal output unit 17 is commanded to be a drive frequency signal in which a correction amount (correction frequency) corresponding to the above-described comparison result (phase difference between voltage and current) is added. Here, an analog circuit outputs a correction frequency substantially proportional to the phase difference, and this correction frequency is added to the command frequency. With this phase-locked loop circuit, the vibrator driving unit 10 supplies the vibrator 6 with power having a drive frequency that follows the resonance frequency of the bonding tool 7.

【0021】ここで指令周波数とは駆動周波数を決定す
る際の基準データであり、前述の基本周波数f0に基づ
いて予め設定されている。この指令周波数の設定におい
ては、2種類の設定パターンを選択できるようになって
いる。すなわち、指令周波数として基本周波数f0その
ものを用いる場合と、基本周波数f0に後述する周波数
オフセットを加算した周波数を指令周波数として用いる
場合とがあり、必要に応じて使い分けができるようにな
っている。本実施の形態では、指令周波数として基本周
波数f0に周波数オフセットを加算する設定パターンに
ついて説明する。
Here, the command frequency is reference data for determining the drive frequency, and is preset based on the above-mentioned basic frequency f0. In setting the command frequency, two types of setting patterns can be selected. That is, there are cases where the basic frequency f0 itself is used as the command frequency and cases where the frequency obtained by adding a frequency offset to be described later to the basic frequency f0 is used as the command frequency. In the present embodiment, a setting pattern for adding a frequency offset to the fundamental frequency f0 as a command frequency will be described.

【0022】この指令周波数の指示は、制御部16の周
波数指示部16eが駆動パラメータ記憶部23から基本
周波数f0や周波数オフセットなどのデータを読み取
り、指令周波数信号出力部17に対して指示することに
よって行われる。そして指令周波数信号出力部17は、
この周波数指示部16eの指示に従って駆動周波数信号
出力部18に対して指令周波数信号を出力する。ここで
は、指令周波数信号出力部17は、前述のように指令周
波数として基本周波数f0に周波数オフセットを加算し
た周波数を駆動周波数信号出力部18に対して出力す
る。
The command frequency is instructed by the frequency instructing unit 16e of the control unit 16 by reading data such as the basic frequency f0 and the frequency offset from the drive parameter storage unit 23 and instructing the command frequency signal output unit 17. Done. The command frequency signal output unit 17 then
The command frequency signal is output to the drive frequency signal output unit 18 according to the instruction of the frequency instruction unit 16e. Here, the command frequency signal output unit 17 outputs the frequency obtained by adding the frequency offset to the basic frequency f0 as the command frequency to the drive frequency signal output unit 18 as described above.

【0023】なお駆動周波数信号出力部18が振動子駆
動部10に対して駆動周波数信号を出力する際には、異
なる複数の出力モードの中から選択指示された出力モー
ドに従って出力することができるようになっている。こ
れらの出力モードには、上述の位相同期ループ回路を閉
じた状態で周波数追従を行わせるための出力モード(第
1モード)と、位相同期ループ回路を開放して周波数追
従機能をオフ状態にする出力モード(第2モード)とが
含まれる。これらの出力モードの指示は、制御部16の
モード指示部16dによって行われる。
When the drive frequency signal output unit 18 outputs the drive frequency signal to the vibrator drive unit 10, the drive frequency signal output unit 18 can output the drive frequency signal in accordance with the output mode selected and instructed from a plurality of different output modes. It has become. These output modes include an output mode (first mode) for performing frequency tracking with the phase-locked loop circuit being closed, and a phase-locked loop circuit opened to turn off the frequency tracking function. The output mode (second mode) is included. These output mode instructions are given by the mode instruction unit 16d of the control unit 16.

【0024】ここで、上記駆動周波数を指令する駆動周
波数出力信号と、出力モードとの関連について図2を参
照して説明する。図2は駆動周波数信号出力部18によ
って駆動周波数信号を振動子駆動部10に対して出力す
る際の駆動周波数信号出力処理を示している。
The relationship between the drive frequency output signal for instructing the drive frequency and the output mode will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a drive frequency signal output process when the drive frequency signal output unit 18 outputs a drive frequency signal to the vibrator drive unit 10.

【0025】まず、指令周波数信号出力部17から指令
周波数信号を、およびモード指示部16dから出力モー
ドの指示を読み込む(ST1)。次いで出力モードを判
別する(ST2)。ここで第1モードならば、指令周波
数と同じ周波数の信号を駆動周波数信号として振動子駆
動部10に対して出力する(ST3)。
First, a command frequency signal is read from the command frequency signal output section 17 and an output mode instruction is read from the mode instructing section 16d (ST1). Then, the output mode is determined (ST2). Here, in the first mode, a signal having the same frequency as the command frequency is output to the vibrator driving unit 10 as a drive frequency signal (ST3).

【0026】また、第2モードならば、次の処理を行
う。まず、位相比較部15の比較結果を読み込む(ST
4)。そして比較結果に基づいて、補正周波数を求める
(ST5)。すなわち、電圧と電流の位相差に対応した
補正周波数を駆動周波数信号出力部18に記憶された周
波数追従用の補正データから求め、そして指令周波数に
この補正分を加えた補正後周波数の信号を駆動周波数信
号として出力する(ST6)。このように出力モードの
指定を行うことにより、周波数追従機能のオンオフを選
択することができるようになっている。
In the second mode, the following processing is performed. First, the comparison result of the phase comparison unit 15 is read (ST
4). Then, the correction frequency is obtained based on the comparison result (ST5). That is, the correction frequency corresponding to the phase difference between the voltage and the current is obtained from the correction data for frequency tracking stored in the drive frequency signal output unit 18, and the corrected frequency signal obtained by adding the correction amount to the command frequency is driven. It is output as a frequency signal (ST6). By designating the output mode in this way, it is possible to select ON / OFF of the frequency tracking function.

【0027】次に制御系を説明する。制御部16はボン
ディング動作を全体制御するボンディング制御手段であ
り、以下の各部で説明される処理機能を備えている。ヘ
ッド駆動指示部16aは、昇降機構部9を駆動するヘッ
ド駆動部12を制御する。検出値書込処理部16bは、
検出部13の検出データを検出値記憶部24に書き込む
ための処理を行う。検出部13によって検出された電圧
および電流のアナログデータは、変換部14によって実
効値に変換され、さらにデジタルデータに変換される。
検出値書込処理部16bは、これらのデジタルデータを
データ処理することにより、所定のデータ形式でデータ
を検出値記憶部24に書き込む。
Next, the control system will be described. The control unit 16 is a bonding control unit that controls the entire bonding operation, and has processing functions described in the following units. The head drive instruction section 16 a controls the head drive section 12 that drives the elevating mechanism section 9. The detection value writing processing unit 16b
A process for writing the detection data of the detection unit 13 in the detection value storage unit 24 is performed. The analog data of the voltage and current detected by the detection unit 13 is converted into an effective value by the conversion unit 14 and further converted into digital data.
The detection value writing processing unit 16b processes the digital data to write the data in the detection value storage unit 24 in a predetermined data format.

【0028】演算部16cは、検出値記憶部24に記憶
されたデータを処理するための演算などの各種演算処理
を行う。モード指示部16dは、プログラム記憶部22
に記憶されたボンディング動作プログラムに基づき、駆
動周波数信号出力部18に対して出力モードを指示す
る。周波数指示部16eは、駆動パラメータ記憶部23
に記憶された各種パラメータの中から周波数パラメータ
を読み出して、指令周波数信号出力部17に対して必要
な周波数を指示する。駆動電圧指示部16fは、振動子
駆動部10に対し駆動電圧Vを指示する。周波数計測部
16gは、振動子6の駆動電圧USVの周波数をカウン
トすることにより、振動子駆動部10により駆動された
振動子6の基本周波数や負荷共振周波数を実測する。
The calculation unit 16c performs various calculation processes such as a calculation for processing the data stored in the detected value storage unit 24. The mode instruction unit 16d includes a program storage unit 22.
The output mode is instructed to the drive frequency signal output unit 18 based on the bonding operation program stored in. The frequency instruction unit 16e includes a drive parameter storage unit 23.
The frequency parameter is read out from the various parameters stored in, and the required frequency is instructed to the command frequency signal output unit 17. The drive voltage instruction unit 16f instructs the drive voltage V to the vibrator drive unit 10. The frequency measuring unit 16g counts the frequency of the drive voltage USV of the vibrator 6 to measure the fundamental frequency and the load resonance frequency of the vibrator 6 driven by the vibrator driving unit 10.

【0029】操作・入力部20はキーボードやマウスな
どの入力手段であり、操作コマンド入力やデータ入力を
行う。表示部21はCRTなどの表示パネルであり、デ
ータ入力時、操作時の案内画面を表示する。プログラム
記憶部22は、ボンディング動作や、基本周波数検出処
理などの各種動作プログラム、処理プログラムを記憶す
る。
The operation / input unit 20 is an input means such as a keyboard and a mouse, and inputs operation commands and data. The display unit 21 is a display panel such as a CRT, and displays a guide screen during data input and operation. The program storage unit 22 stores various operation programs and processing programs such as bonding operation and fundamental frequency detection processing.

【0030】駆動パラメータ記憶部23は、ボンディン
グツールを空中で発振させたときの共振周波数を示す基
本周波数f0、後述する周波数オフセットデータ、駆動
電圧V、振動子駆動時間tなど、振動子6を駆動してボ
ンディング動作や各種処理を実行する上で使用される各
種の駆動パラメータを記憶する。駆動パラメータ記憶部
23は、基本周波数f0および負荷共振周波数と押圧荷
重との関係を記憶する記憶手段となっている。検査値記
憶部24は、検出部13によって検出された電流、電圧
の検出データを記憶する。
The drive parameter storage unit 23 drives the vibrator 6 such as the fundamental frequency f0 indicating the resonance frequency when the bonding tool is oscillated in the air, the frequency offset data described later, the drive voltage V, and the vibrator drive time t. Then, various driving parameters used in executing the bonding operation and various processes are stored. The drive parameter storage unit 23 is a storage unit that stores the relationship between the fundamental frequency f0, the load resonance frequency, and the pressing load. The inspection value storage unit 24 stores the detection data of the current and voltage detected by the detection unit 13.

【0031】次に図3を参照して、周波数オフセットデ
ータについて説明する。周波数オフセットデータは、負
荷共振周波数と押圧荷重との関係に基づいて定められる
データであり、実測または経験値を用いた近似計算によ
り求められる。実測は、周知の周波数カウンタ等を接続
することにより行ってもよいが、周波数計測部16gを
用いて行うと、より簡便で望ましい。この周波数オフセ
ットデータが与えられることにより、各種のボンディン
グ条件における共振周波数を予め推定して、この推定さ
れた共振周波数を自走周波数として用いることができる
ようになっている。本実施の形態では、周波数オフセッ
トデータは2種類のデータ形式で記憶される。
Next, the frequency offset data will be described with reference to FIG. The frequency offset data is data determined based on the relationship between the load resonance frequency and the pressing load, and is obtained by actual measurement or approximation calculation using empirical values. The actual measurement may be performed by connecting a known frequency counter or the like, but it is more simple and desirable to perform the actual measurement by using the frequency measuring unit 16g. By providing this frequency offset data, the resonance frequency under various bonding conditions can be estimated in advance, and the estimated resonance frequency can be used as the free-running frequency. In this embodiment, the frequency offset data is stored in two types of data formats.

【0032】すなわち、図3(a)に示すように、ボン
ディング荷重(L1,L2・・)ごとに実測の負荷共振
周波数(f1,f2・・)および基本共振周波数との差
(周波数オフセットα1,α2,・・)を予め記憶させ
たデータテーブルとして記憶する方式を用いてもよく、
また図3(b)に示すように、所定の荷重範囲内(L
(a)〜L(b))においてボンディング荷重Lと負荷
共振周波数fとの関係を経験値に基づいて直線近似する
近似式(f=F(f0,kL)、f0:基本周波数、
k:直線の傾き)の型式で記憶させる方式とを併用して
いる。
That is, as shown in FIG. 3A, the difference between the actually measured load resonance frequency (f1, f2 ...) And the basic resonance frequency (frequency offset α1, for each bonding load (L1, L2 ...)). α2, ...) may be stored as a pre-stored data table,
Further, as shown in FIG. 3B, within a predetermined load range (L
In (a) to L (b), an approximate expression (f = F (f0, kL), f0: fundamental frequency, which linearly approximates the relationship between the bonding load L and the load resonance frequency f based on empirical values,
k: straight line inclination) is used together with the method of storing.

【0033】データテーブル方式では、ボンディング荷
重が指定されれば対応する周波数オフセット値が直ちに
求められるという利点がある。また、近似式を用いる方
式では、あるボンディング荷重範囲内であれば、共振周
波数を実測することなく、自走周波数を設定できるとい
う利点がある。
The data table method has an advantage that the corresponding frequency offset value is immediately obtained when the bonding load is designated. Further, the method using the approximate expression has an advantage that the free-running frequency can be set without actually measuring the resonance frequency within a certain bonding load range.

【0034】次に図4、図5を参照して、ボンディング
動作時の振動子駆動処理について説明する。まず、振動
子駆動パラメータを、パラメータ記憶部23から読み取
る(ST21)。これにより、基本周波数f0、周波数
オフセットデータ、駆動電圧Vおよび振動子駆動時間t
が読み取られる。次いで振動子6の駆動開始に際し、駆
動周波数信号の出力モードとして第1モードを指示する
(ST22)。これにより、駆動周波数信号出力部18
が振動子駆動部10に対して駆動周波数信号を出力する
際には、第1モードにしたがって、指令周波数信号出力
部17から出力された指令周波数と同じ周波数の信号が
出力される。
Next, referring to FIGS. 4 and 5, a vibrator driving process during the bonding operation will be described. First, the vibrator drive parameters are read from the parameter storage unit 23 (ST21). As a result, the basic frequency f0, the frequency offset data, the drive voltage V, and the oscillator drive time t
Is read. Next, when driving the vibrator 6, the first mode is designated as the output mode of the driving frequency signal (ST22). As a result, the drive frequency signal output unit 18
When the drive frequency signal is output to the vibrator drive unit 10, a signal having the same frequency as the command frequency output from the command frequency signal output unit 17 is output according to the first mode.

【0035】すなわち、駆動周波数信号出力部18から
振動子駆動部10に対して基本周波数f0に周波数オフ
セットαを加算した駆動周波数fが出力され、この駆動
周波数fおよび駆動電圧Vにて振動子6が駆動される
(ST23)。図5(a)は、駆動開始のタイミングを
示しており、押圧荷重が上昇して所定ボンディング荷重
Lで安定したタイミングt0にて、このボンディング荷
重Lに対応した周波数オフセットα(図3参照)を基本
周波数f0に加算した駆動周波数fにて駆動が開始され
る。ここで、指令周波数信号出力部17は、ボンディン
グ動作における振動子6の駆動開始時に駆動周波数信号
出力部18から出力される駆動周波数信号の周波数を、
基本周波数f0と当該ボンディング動作における押圧荷
重に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定する駆動
開始時周波数設定手段となっている。
That is, the drive frequency signal output unit 18 outputs the drive frequency f to the vibrator drive unit 10 by adding the frequency offset α to the basic frequency f0, and the vibrator 6 is driven by the drive frequency f and the drive voltage V. Are driven (ST23). FIG. 5A shows the timing of driving start, and the frequency offset α (see FIG. 3) corresponding to the bonding load L is set at the timing t0 when the pressing load rises and becomes stable at the predetermined bonding load L. The driving is started at the driving frequency f added to the basic frequency f0. Here, the command frequency signal output unit 17 determines the frequency of the drive frequency signal output from the drive frequency signal output unit 18 at the start of driving the vibrator 6 in the bonding operation,
It is a drive start frequency setting means for setting based on the basic frequency f0 and the load resonance frequency corresponding to the pressing load in the bonding operation.

【0036】そしてこの駆動状態において、検出部13
により電流Iを検出し(ST24)、予めしきい値電流
として設定された所定電流値以上の電流が検出されたか
否かを判定する(ST25)。ここで、所定電流値に到
達していなければ振動子6が安定した駆動状態にないと
判断し、(ST23)に戻って上述の駆動周波数fでの
振動子6の駆動を継続し、また所定電流値に到達してい
る場合には位相同期ループによる周波数追従機能が正常
に作動する状態にあると判断して、モード指示部16d
によって駆動周波数信号の出力モードとして第2モード
を指示する(ST26)。
Then, in this driving state, the detection unit 13
Thus, the current I is detected (ST24), and it is determined whether or not a current equal to or larger than a predetermined current value preset as a threshold current is detected (ST25). Here, if the predetermined current value has not been reached, it is determined that the vibrator 6 is not in a stable drive state, and the process returns to (ST23) to continue driving the vibrator 6 at the drive frequency f, and again When the current value is reached, it is determined that the frequency tracking function by the phase locked loop is in a normal operating state, and the mode instructing unit 16d
Instructs the second mode as the output mode of the drive frequency signal (ST26).

【0037】これにより、駆動周波数信号出力部18が
振動子駆動部10に対して駆動周波数信号を出力する際
には、第2モードにしたがって、指令周波数信号出力部
17から出力された指令周波数に位相比較部15の比較
結果に基づく補正分を加えた補正後周波数が駆動周波数
信号として出力されるようになる。
As a result, when the drive frequency signal output unit 18 outputs the drive frequency signal to the vibrator drive unit 10, the command frequency output from the command frequency signal output unit 17 is set in accordance with the second mode. The corrected frequency added with the correction amount based on the comparison result of the phase comparison unit 15 is output as the drive frequency signal.

【0038】すなわち、検出部13によって検出された
電流と電圧との間の位相差に応じた補正を加えた駆動周
波数にて振動子6を駆動する(ST27)。この後、振
動子駆動時間tがタイムアップしたか否かを判定し(S
T28)、タイムアップを確認したならば振動子6の駆
動を停止する(ST29)。これにより、ボンディング
動作が終了する。
That is, the vibrator 6 is driven at the drive frequency corrected according to the phase difference between the current and the voltage detected by the detector 13 (ST27). After this, it is judged whether or not the vibrator drive time t has expired (S
If the time-up is confirmed in T28), the driving of the vibrator 6 is stopped (ST29). This completes the bonding operation.

【0039】図6は、同一の振動子6を用いてボンディ
ングを行った場合の、検出部13によって検出された電
圧と電流に基づいて求められたインピーダンスZと駆動
周波数fとの関係を示すグラフである。ここで、極小の
インピーダンスZを与える周波数は、共振周波数を示し
ている。図6(a)は、押圧荷重を変動させた場合の共
振周波数の変動を示している。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the impedance Z obtained based on the voltage and current detected by the detection unit 13 and the drive frequency f when bonding is performed using the same vibrator 6. Is. Here, the frequency that gives the minimum impedance Z indicates the resonance frequency. FIG. 6A shows the variation of the resonance frequency when the pressing load is varied.

【0040】すなわち、無負荷状態におけるインピーダ
ンスZは破線に示すグラフで表され、このときの共振周
波数は基本周波数f0となる。この振動子6を、ボンデ
ィング荷重Lで使用した場合には、インピーダンスZは
実線に示すグラフで表され、このときの負荷共振周波数
f1は、基本周波数f0に前述の周波数オフセットαを
加算した値となっている。
That is, the impedance Z in the unloaded state is represented by the graph shown by the broken line, and the resonance frequency at this time is the fundamental frequency f0. When the vibrator 6 is used with a bonding load L, the impedance Z is represented by a graph shown by a solid line, and the load resonance frequency f1 at this time is a value obtained by adding the frequency offset α to the fundamental frequency f0. Has become.

【0041】このように振動子6の駆動開始に際して、
ボンディング荷重Lに対応した周波数オフセットαを加
算して負荷共振周波数に相当する自走周波数にて駆動を
開始することにより、位相同期ループによる周波数追従
可能範囲が限定されている場合にあっても、追従対象の
共振周波数に駆動周波数を正しく追従させることができ
る。以上により、振動子6の駆動に要する電力の伝達損
失を極小にすることができる。
In this way, when the driving of the vibrator 6 is started,
Even if the frequency followable range by the phase locked loop is limited by adding the frequency offset α corresponding to the bonding load L and starting the driving at the free-running frequency corresponding to the load resonance frequency, The drive frequency can accurately follow the resonance frequency of the tracking target. As described above, the transmission loss of the electric power required to drive the vibrator 6 can be minimized.

【0042】すなわち、図6(a)に示すように、基本
周波数f0を自走周波数とした場合において、追従可能
範囲[0]の範囲内に負荷共振周波数f1が含まれず正
常な発振ができないような場合にあっても、周波数オフ
セットαを加算することにより変更された追従可能範囲
[1]には負荷共振周波数f1が含まれるようになり、
確実な周波数追従が実現される。
That is, as shown in FIG. 6A, when the fundamental frequency f0 is the free-running frequency, the load resonance frequency f1 is not included in the followable range [0] so that normal oscillation cannot be performed. Even in such a case, the load resonance frequency f1 is included in the followable range [1] changed by adding the frequency offset α,
Reliable frequency tracking is realized.

【0043】また、振動子6とボンディングツール7と
で構成される振動系の特性によっては、図6(b)に示
すように、正しい追従対象の負荷共振周波数f1以外に
も副次の共振周波数f’1が存在する場合がある。この
ような場合に前述のように基本周波数f0を自走周波数
とすると、追従可能範囲[0]に副次の共振周波数f’
1が含まれている場合には、本来追従対象としていない
共振周波数に追従してしまい、正しい発振状態が得られ
ない。このような場合にあっても、周波数オフセットα
を加算することにより、共振周波数f’を含まない追従
可能範囲[1]に負荷共振周波数f1が含まれるように
なり、確実な周波数追従が実現される。
Further, depending on the characteristics of the vibration system constituted by the vibrator 6 and the bonding tool 7, as shown in FIG. There may be f'1. In such a case, assuming that the fundamental frequency f0 is the free-running frequency as described above, the secondary resonance frequency f'in the followable range [0].
When 1 is included, the resonance frequency, which is not a tracking target, is followed, and a correct oscillation state cannot be obtained. Even in such a case, the frequency offset α
By adding, the load resonance frequency f1 is included in the followable range [1] that does not include the resonance frequency f ′, and reliable frequency tracking is realized.

【0044】また、ボンディング動作開始直後において
振動子6に正常に電流が流れない不整定時間において
は、第1モードによって常に指令周波数通りの駆動周波
数によって振動子6が駆動される。したがって、振動子
6に電流が流れない不整定時間において位相同期ループ
が閉じていることによる不規則発振が発生せず、不規則
発振に起因する動作エラーを排除して、正常なボンディ
ング動作を実行することができる。
Further, during the indefinite time in which the current does not normally flow through the vibrator 6 immediately after the start of the bonding operation, the vibrator 6 is always driven by the drive frequency according to the command frequency in the first mode. Therefore, irregular oscillation does not occur due to the phase-locked loop being closed during the irregular settling time during which no current flows through the oscillator 6, and the operation error due to irregular oscillation is eliminated, and normal bonding operation is performed. can do.

【0045】[0045]

【発明の効果】本発明によれば、無荷重状態での共振周
波数を示す基本周波数および負荷状態での負荷発振時に
おける負荷共振周波数と押圧荷重との関係を記憶手段に
記憶させておき、ボンディング動作における振動子の駆
動開始時に駆動周波数信号出力部から出力される駆動周
波数信号の周波数を、基本周波数と当該ボンディング動
作における押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づ
いて設定することにより、荷重負荷によって振動子の共
振周波数が大きく変化した場合にあっても、所望の振動
モードの共振周波数に確実に追従し、安定したボンディ
ングを行うことができる。
According to the present invention, the fundamental frequency indicating the resonance frequency in the unloaded state and the relationship between the load resonance frequency and the pressing load during load oscillation in the loaded state are stored in the storage means, and the bonding is performed. By setting the frequency of the drive frequency signal output from the drive frequency signal output unit at the start of driving the vibrator in the operation based on the fundamental frequency and the load resonance frequency corresponding to the pressing load in the bonding operation, Even if the resonance frequency of the vibrator greatly changes, the resonance frequency of the desired vibration mode can be reliably followed and stable bonding can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装
置の構成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an ultrasonic bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装
置の駆動周波数信号出力処理のフローチャート
FIG. 2 is a flowchart of drive frequency signal output processing of the ultrasonic bonding apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態のボンディング装置の周
波数オフセットデータの説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram of frequency offset data of the bonding apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装
置によるボンディング動作時振動子駆動処理のフローチ
ャート
FIG. 4 is a flowchart of a vibrator driving process during a bonding operation by the ultrasonic bonding apparatus according to the embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施の形態の超音波ボンディング方
法における振動子駆動タイミングを示すチャート図
FIG. 5 is a chart diagram showing vibrator driving timing in the ultrasonic bonding method according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装
置の駆動周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフ
FIG. 6 is a graph showing the relationship between drive frequency and impedance of the ultrasonic bonding apparatus according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 基板 3 電子部品 5 ホーン 6 振動子 7 ボンディングツール 10 振動子駆動部 13 検出部 15 位相比較部 16 制御部 16d モード指示部 17 指令周波数信号出力部 18 駆動周波数信号出力部 23 駆動パラメータ記憶部 24 検出値記憶部 2 substrates 3 electronic components 5 horns 6 oscillators 7 Bonding tool 10 Transducer drive section 13 Detector 15 Phase comparator 16 Control unit 16d mode indicator 17 Command frequency signal output section 18 Drive frequency signal output section 23 Drive Parameter Storage 24 Detection value storage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B23K 20/10 B23K 20/10 B23K 101:36 101:36 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // B23K 20/10 B23K 20/10 B23K 101: 36 101: 36

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】接合対象物に荷重と超音波振動を作用させ
ながら被接合面に圧着する電子部品のボンディング装置
であって、前記接合対象物に当接するボンディングツー
ルと、このボンディングツールを前記接合対象物を介し
て被接合面に対して押圧する押圧手段と、前記ボンディ
ングツールに超音波振動を付与する振動子と、この振動
子を駆動するための電力を供給する振動子駆動部と、こ
の振動子駆動部に対して前記振動子の駆動周波数を指示
するための駆動周波数信号を出力する駆動周波数信号出
力部と、前記ボンディングツールが無荷重状態で振動子
を駆動する空中発振時における共振周波数を示す基本周
波数および前記ボンディングツールに前記押圧手段によ
る押圧荷重が負荷された負荷状態で振動子を駆動する負
荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との関係を
記憶する記憶手段と、ボンディング動作における前記振
動子の駆動開始時に前記駆動周波数信号出力部から出力
される駆動周波数信号の周波数を、前記基本周波数と当
該ボンディング動作における前記押圧荷重に対応した負
荷共振周波数とに基づいて設定する駆動開始時周波数設
定手段とを備えたことを特徴とする超音波ボンディング
装置。
1. A bonding apparatus for an electronic component, wherein a bonding object is pressure-bonded to a surface to be bonded while applying load and ultrasonic vibration to the bonding object, the bonding tool being in contact with the bonding object, and the bonding tool being the bonding tool. A pressing unit that presses a surface to be joined through an object, a vibrator that applies ultrasonic vibration to the bonding tool, a vibrator driving unit that supplies electric power for driving the vibrator, and A drive frequency signal output unit that outputs a drive frequency signal for instructing the drive frequency of the vibrator to the vibrator drive unit, and a resonance frequency during aerial oscillation in which the bonding tool drives the vibrator with no load. At the fundamental frequency and the bonding tool at the time of load oscillation for driving the vibrator under a load state in which the pressing load by the pressing means is applied. Storage means for storing the relationship between the load resonance frequency and the pressing load, and the frequency of the drive frequency signal output from the drive frequency signal output section at the start of driving the vibrator in the bonding operation, the basic frequency and the bonding operation. And a drive-start-time frequency setting means for setting the load resonance frequency corresponding to the pressing load in the above.
【請求項2】接合対象物に当接するボンディングツール
と、このボンディングツールを前記接合対象物を介して
被接合面に対して押圧する押圧手段と、前記ボンディン
グツールに超音波振動を付与する振動子と、この振動子
を駆動するための電力を供給する振動子駆動部と、この
振動子駆動部に対して前記振動子の駆動周波数を指示す
るための駆動周波数信号を出力する駆動周波数信号出力
部とを備えた超音波ボンディング装置による超音波ボン
ディング方法であって、前記ボンディングツールが無荷
重状態で振動子を駆動する空中発振時における共振周波
数を示す基本周波数および前記ボンディングツールに前
記押圧手段による押圧荷重が負荷された負荷状態で振動
子を駆動する負荷発振時における負荷共振周波数と押圧
荷重との関係を記憶手段に記憶させておき、ボンディン
グ動作における前記振動子の駆動開始時に前記駆動周波
数信号出力部から出力される駆動周波数信号の周波数
を、前記基本周波数と当該ボンディング動作における前
記押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定
することを特徴とする超音波ボンディング方法。
2. A bonding tool that comes into contact with an object to be joined, a pressing unit that presses the bonding tool against a surface to be joined via the object to be joined, and a vibrator that applies ultrasonic vibration to the bonding tool. And a vibrator driving unit that supplies electric power for driving the vibrator, and a drive frequency signal output unit that outputs a drive frequency signal for instructing the vibrator driving unit of the driving frequency of the vibrator. An ultrasonic bonding method using an ultrasonic bonding apparatus, comprising: a fundamental frequency indicating a resonance frequency during aerial oscillation in which the bonding tool drives a vibrator in a no-load state; and pressing by the pressing means on the bonding tool. Describes the relationship between the load resonance frequency and the pressing load during load oscillation that drives the vibrator under load. Means for storing the frequency of the drive frequency signal output from the drive frequency signal output unit at the start of driving the vibrator in the bonding operation, the load resonance corresponding to the basic frequency and the pressing load in the bonding operation. An ultrasonic bonding method characterized by setting based on the frequency.
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