JP2785153B2 - 超音波ボンデング装置のキャピラリ位置検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は超音波ボンデング装置のキャピラリ位置検出
装置に関するものである。

（従来技術） 例えば半導体素子の周辺部に設けた多数のバンブへの
リードの自動接続に使用される超音波ボンデング装置に
おいては、キャピラリの位置検出が必要である。そこで
従来においては次のような検出方法がとられている。即
ち第１図（ａ）（ｂ）に示す平面図および側面図のよう
に、Ｘ−Ｙ軸方向に移動しうるベッド（１）上に設けた
軸受（２）と支持軸（３）により支承されて、図示しな
い駆動源により図中矢印Ａ−Ａ′方向に往復回転運動す
るようにしたボンデングアーム（４）により、超音波ホ
ーン（５）の先端のキャピラリ（６）が図中Ｂ−Ｂ′方
向に往復回転運動しうるように形成されたボンデングヘ
ッドにおいて、支承軸（３）に、カップリング（７）に
よりロータリエンコーダ（８）を同軸的に取付けて、キ
ャピラリ（６）の位置を回転角度として検出することが
行われている。

（従来技術の問題点） しかし上記のようにロータリエンコーダによる検出に
は、次のような欠点がある。即ちキャピラリ（６）の往
復回転運動量は数mm程度であるため、その位置検出に当
たっては10μｍ以下の分解能が要求される。

従って例えば分解能を10μｍに設定し、また支点即ち
支持軸（３）の中心からキャピラリ（６）の先端までの
距離を通常とられている100mmとした場合には、ロータ
リエンコーダ（８）に要求される支持軸（３）の１回転
当たりの出力パルス数は31400パルスと云う極めて多い
ものとなる。しかしこのような高分解能をもつエンコー
ダは現在のところ著しく高価であって、それだけボンデ
ング装置も高価となるため、製造コストの低減に大きな
障害になっているのが現状である。

（発明の目的） 本発明は上記のような問題点を解決した、超音波ボン
デング装置のキャピラリ位置検出装置の提供を目的とし
てなされたものである。

（問題点を解決するための本発明の手段） 本発明は支持軸の回転運動量を直線運動量に変換して
検出することにより、ロータリーエンコーダより低価額
の偏位センサ、例えば磁気近接センサや光変位センサを
用いて、ロータリエンコーダと変わることのない分解能
のもとに、キャピラリの回転運動量を検出できるように
したものである。次に実施例により本発明を詳細に説明
する。

（実施例） 第２図（ａ）（ｂ）は本発明の一実施例を示す平面図
および側面図である。図において（１）はベッド、
（２）は軸受、（３）は支持軸、（４）はボンデングア
ーム、（５）は超音波ホーン、（６）はキャピラリであ
って、これらにより第１図と同様なボンデングヘッドを
形成し、キャピラリ（６）の先端がボンデング面（９）
に接したとき、支持軸（３）の中心がボンデング面
（９）に位置するように、ボンデング面（９）とボンデ
ングヘッドとは関係配置される。

（10）は本発明の要部であるキャピラリ位置検出装置
であって、次の各部からなる。（11）は検出用円板であ
って、支持軸（３）の中心軸と直角な線（12）に対して
角度θだけ傾斜し、かつ傾斜方向がベッド（１）面と平
行になるように支持軸（３）の一端に同軸的に固定され
る。（13）は磁気近接センサであって、検出用円板（1
1）の中心を通る水平線上、即ちボンデング面（９）上
に中心軸が位置するように、支持軸（３）の中心と偏心
させて設けられる。

（作 用） ボンデングアーム（４）を、図示しない駆動源により
支持軸（３）を介して第２図（ｂ）の矢印Ｂ−Ｂ′の範
囲において往復回転運動させ、これによりボンデング面
（９）を基準として、キャピラリ（６）に往復回転運動
を行わせてボンデングを行う。すると検出用円板（11）
も第２図（ｂ）中の矢印Ａ−Ａ′の範囲内において往復
回転運動を行う。このため検出用円板（11）の磁気近接
センサ（13）との対設距離δは、支持軸（３）の回転角
度が大になるのに伴い大となり90度において最大にな
る。即ち今支持軸（３）の回転角度をπとしたとき、検
出用円板（11）の傾き角度θは回転角度πに対する変位
量δの係数であるので、回転角度が90度の範囲内におい
てはπは π＝θδ ……（１） によって与えられ、支持軸（３）の回転運動量は直線運
動量し変換される。従って磁気近接センサ（13）は、支
持軸（３）の回転角度、従ってキャピラリ（６）の回転
角度πの変化に比例して変化する検出用円板（11）の変
位量を読み取る。従って磁気近接センサ（13）の電気的
信号を読み取ることにより、支持軸（３）の回転量を検
知することができ、キャピラリ（６）の位置の検出が可
能である。

これに加えて本発明においては、検出用円板（11）の
傾斜角度θと変位δとは前（１）式の関係を有すること
から、磁気近接センサ（13）の特性に応じてθを変化さ
せることにより、単位角度当たりの変位を調節設定する
ことができ、適当な分解能を得ることが可能である。従
って本発明によれば従来装置に用いられているロータリ
エンコーダに比べて遥に低価額であことが周知である磁
気近接センサを用いて、高い分解能のものにキャピラリ
の位置検出を行うことができる。このため装置の低価額
化による製造コストの低下が図られると同時に、高品質
化にも充分対応できる。なお以上説明した磁気近接セン
サに代えて、光変位センサその他の変位センサを用いる
ことができる。

（発明の効果） 本発明は以上のようにボンデングアームの回転運動量
を直線運動に置き換え、これをロータリエンコーダに比
べて安価な変位センサを用いて電気的に検出処理してキ
ャピラリの位置の検出を行うようにしているため、容易
に高い精度で検出でき、しかも装置の原価の低減に大き
く寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置の説明図、第２図は本発明の一実施例
の説明図である。 （１）……ベッド、（２）……軸受、３……支持軸、 （４）……ボンデング、（５）……超音波ホーン、 （６）……キャピラリ、（７）……カップリング、 （８）……ロータリエンコーダ、（９）……ボンデング
面、（10）……キャピラリ位置検出装置、（11）……検
出用円板、（12）……変位センサ（磁気近接センサ）。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01L 21/60 301 H01L 21/607

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端にキャピラリを有する超音波ホーンを
   支持したボンデングアームを支持軸により揺動自在に支
   持して、駆動源により前記ボンデングアームを介して前
   記キャピラリに往復回転運動を与えてボンデングを行う
   超音波ボンデング装置において、 前記ボンデングアームの支持軸の一端に傾斜させて同軸
   的に検出用円板を固定し、またこの検出用円板と偏心さ
   せて変位センサを対設して、その出力により位置検出を
   行うようにしたことを特徴とする超音波ボンデング装置
   のキャピラリ位置検出装置。