JP2785461B2 - ワイヤボンダーにおけるトランスデューサのｕｓ発振装置 - Google Patents
ワイヤボンダーにおけるトランスデューサのｕｓ発振装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はワイヤボンダーにおけるトランスデューサの
US発振装置に係り、トランスデューサをUS発振させる出
力部の電圧と電流の位相差が零になるように周波数を調
整することにより、エネルギー効率よくトランスデュー
サをUS発振させるようにしたものである。
US発振装置に係り、トランスデューサをUS発振させる出
力部の電圧と電流の位相差が零になるように周波数を調
整することにより、エネルギー効率よくトランスデュー
サをUS発振させるようにしたものである。
（従来の技術） ダイボンダーによりリードフレームのような基板に半
導体チップを搭載した後で、基板と半導体チップは、ワ
イヤボンダーにより細いワイヤにて接続される。このワ
イヤボンダーによるワイヤの接続作業は、次のようにし
て行われる。
導体チップを搭載した後で、基板と半導体チップは、ワ
イヤボンダーにより細いワイヤにて接続される。このワ
イヤボンダーによるワイヤの接続作業は、次のようにし
て行われる。
すなわちトランスデューサに保持されたキャピラリツ
ールやウェッジツールなどのツールからワイヤを導出
し、トランスデューサに高周波エネルギーを付与してこ
のトランスデューサを超音波（US）振動させながら、ツ
ールの下端部によりワイヤを半導体チップや基板に圧着
して、半導体チップと基板をこのワイヤにより接続す
る。
ールやウェッジツールなどのツールからワイヤを導出
し、トランスデューサに高周波エネルギーを付与してこ
のトランスデューサを超音波（US）振動させながら、ツ
ールの下端部によりワイヤを半導体チップや基板に圧着
して、半導体チップと基板をこのワイヤにより接続す
る。
第３図はトランスデューサに高周波エネルギーを付与
するための従来のUS発振回路を示すものである。101は
トランスデューサ、102はその先端部に装着されたツー
ル、103はツール102に挿通されたワイヤ、104は半導体
チップ、105はリードフレームのような基板である。ま
た106は８ビットのデジタルアナログ変換器から成る設
定部、107は一次遅れ回路、108は乗算器、109は正弦波
発生回路、110はアンプ、111は出力部である。
するための従来のUS発振回路を示すものである。101は
トランスデューサ、102はその先端部に装着されたツー
ル、103はツール102に挿通されたワイヤ、104は半導体
チップ、105はリードフレームのような基板である。ま
た106は８ビットのデジタルアナログ変換器から成る設
定部、107は一次遅れ回路、108は乗算器、109は正弦波
発生回路、110はアンプ、111は出力部である。
トランスデューサ101はこの出力部111の出力により駆
動されて超音波振動し、その振動をツール102に伝達す
ることにより、ワイヤ103をツール102によりチップ104
や基板105に押し付けて圧着する際に、圧着効果をあげ
るとともに、電気的接続状態を良好とするためにワイヤ
103の新鮮面を露出させる。ａ〜ｄは、設定部106に入力
される制御信号波形、及び一次遅れ回路107、正弦波発
生回路109、乗算器108の出力波形である。
動されて超音波振動し、その振動をツール102に伝達す
ることにより、ワイヤ103をツール102によりチップ104
や基板105に押し付けて圧着する際に、圧着効果をあげ
るとともに、電気的接続状態を良好とするためにワイヤ
103の新鮮面を露出させる。ａ〜ｄは、設定部106に入力
される制御信号波形、及び一次遅れ回路107、正弦波発
生回路109、乗算器108の出力波形である。
（発明が解決しようとする課題） トランスデューサ101のUS発振エネルギーは、出力部1
11の電圧と電流の積である。したがって最大のエネルギ
ー効率を得る為には、出力部111の電圧と電流の位相差
が零になるように制御しながら、発振させる必要があ
る。
11の電圧と電流の積である。したがって最大のエネルギ
ー効率を得る為には、出力部111の電圧と電流の位相差
が零になるように制御しながら、発振させる必要があ
る。
そこで本発明は、出力部の電圧と電流の位相差が零と
なるように制御しながら、エネルギー効率よくトランス
デューサをUS発振させるUS発振手段を提供することを目
的とする。
なるように制御しながら、エネルギー効率よくトランス
デューサをUS発振させるUS発振手段を提供することを目
的とする。
（課題を解決するための手段） このために本発明は、トランスデューサを駆動するた
めのUS発振回路を、振幅設定部及び周波数調整部から入
力された振幅信号と周波数信号を乗算する乗算器と、こ
の乗算器に接続されて上記トランスデューサに高周波エ
ネルギーを付与する出力部と、この出力部の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器と、上記周波数調整部と
上記乗算器の間に接続されて、この位相比較器の出力が
入力される電圧制御発振器とから構成したものである。
めのUS発振回路を、振幅設定部及び周波数調整部から入
力された振幅信号と周波数信号を乗算する乗算器と、こ
の乗算器に接続されて上記トランスデューサに高周波エ
ネルギーを付与する出力部と、この出力部の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器と、上記周波数調整部と
上記乗算器の間に接続されて、この位相比較器の出力が
入力される電圧制御発振器とから構成したものである。
（作用） 上記構成によれば、トランスデューサを駆動する出力
部の電圧と電流の位相差は、位相比較器で検出され、周
波数設定電圧と位相比較器の出力電圧との差が電圧制御
発振器に入力されることにより、位相差が零となるよう
に、周波数が調整される。
部の電圧と電流の位相差は、位相比較器で検出され、周
波数設定電圧と位相比較器の出力電圧との差が電圧制御
発振器に入力されることにより、位相差が零となるよう
に、周波数が調整される。
（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明す
る。
る。
第１図はワイヤボンダーのトランスデューサを駆動す
るUS発振回路である。
るUS発振回路である。
11はUS発振のスタート部であって、トランジスタ12、
このトランジスタ12のコレクタ側に接続されたリレー1
3、その接点14から構成されている。トランジスタ12に
スタート信号ａが入力されると、リレー13は作動し、接
点14は閉成する。15は接点14と直列接続されたボリウム
から成る振幅設定部である。
このトランジスタ12のコレクタ側に接続されたリレー1
3、その接点14から構成されている。トランジスタ12に
スタート信号ａが入力されると、リレー13は作動し、接
点14は閉成する。15は接点14と直列接続されたボリウム
から成る振幅設定部である。
16は１次遅れ回路であって、乗算器17の一方の端子Ｘ
に接続されている。18はボリウムから成る周波数調整
部、19はアンプ、20は加算器、21は電圧制御発振器（VC
O）である。この電圧制御発振器21は、上記乗算器17の
他方の端子Ｙに接続されている。
に接続されている。18はボリウムから成る周波数調整
部、19はアンプ、20は加算器、21は電圧制御発振器（VC
O）である。この電圧制御発振器21は、上記乗算器17の
他方の端子Ｙに接続されている。
23,24は乗算器17に接続された電流増幅用のアンプと
トランジスタ、25はインピーダンスマッチング用のトラ
ンス、26は出力部である。出力部26にはトランスデュー
サ１が接続されており、トランスデューサ１は出力部26
から付与される高周波エネルギーにより超音波振動す
る。また出力部26には、電圧取出部27と電流取出部28が
接続されている。
トランジスタ、25はインピーダンスマッチング用のトラ
ンス、26は出力部である。出力部26にはトランスデュー
サ１が接続されており、トランスデューサ１は出力部26
から付与される高周波エネルギーにより超音波振動す
る。また出力部26には、電圧取出部27と電流取出部28が
接続されている。
トランスデューサ１は、棒状のホーン２の後端部に圧
電素子３を取り付けて構成されており、またホーン２の
先端部にはキャピラリツール４が保持されている。この
圧電素子３に出力部26の出力電圧が印加されることによ
り、トランスデューサ１はUS発振する。５はリードフレ
ーム、６はその上面に搭載された半導体チップである。
７はキャピラリツール４に挿通された細い金線のような
ワイヤであって、このワイヤ７により、半導体チップ６
の上面に形成された電極と、リードフレーム５の電極を
接続する。
電素子３を取り付けて構成されており、またホーン２の
先端部にはキャピラリツール４が保持されている。この
圧電素子３に出力部26の出力電圧が印加されることによ
り、トランスデューサ１はUS発振する。５はリードフレ
ーム、６はその上面に搭載された半導体チップである。
７はキャピラリツール４に挿通された細い金線のような
ワイヤであって、このワイヤ７により、半導体チップ６
の上面に形成された電極と、リードフレーム５の電極を
接続する。
上記取出部27,28は、コンパレータ31,32を介して、位
相比較器33に接続されている。この位相比較器33は、フ
ィルター34を介して、上記加算器20に接続されている。
相比較器33に接続されている。この位相比較器33は、フ
ィルター34を介して、上記加算器20に接続されている。
位相比較器33は、出力部26の電圧Ｖと電流Ｉの位相差
を検出する。加算器20は、周波数調整部18の周波数設定
電圧と、位相比較器33の出力電圧の差を電圧制御発振器
21に入力する。また電圧制御発振器21は、入力の大きさ
により、発振周波数が変るものであり、位相差が零にな
るように、周波数を調整する。
を検出する。加算器20は、周波数調整部18の周波数設定
電圧と、位相比較器33の出力電圧の差を電圧制御発振器
21に入力する。また電圧制御発振器21は、入力の大きさ
により、発振周波数が変るものであり、位相差が零にな
るように、周波数を調整する。
第２図（ａ），（ｂ）は、上記ホーン２の周波数特性
図である。発振周波数が、ホーン２の共振周波数foと一
致したとき、電圧Ｖと電流Ｉの位相差は零となるが、こ
の共振周波数foは、温度条件等により、他の周波数f1,f
2へ変化する。しがって上記電圧制御発振器21は、この
ような共振周波数の変化に追随して位相差が常に零にな
るように、周波数を制御する。
図である。発振周波数が、ホーン２の共振周波数foと一
致したとき、電圧Ｖと電流Ｉの位相差は零となるが、こ
の共振周波数foは、温度条件等により、他の周波数f1,f
2へ変化する。しがって上記電圧制御発振器21は、この
ような共振周波数の変化に追随して位相差が常に零にな
るように、周波数を制御する。
本装置は上記のような構成より成り、次に動作の説明
を行う。
を行う。
キャピラリツール４が、チップ６の上面に着地する
と、US発振回路のスタート部11にスタート信号ａが入
り、トランジスタ12は導通して接点14は閉成し、振幅設
定部15で設定された出力信号ｂは一次遅れ回路16に入
り、その出力信号ｃは乗算器17の一方の端子Ｘに入力さ
れる。また電圧制御発振器21の出力信号ｄは、他方の端
子Ｙに入力され、乗算器17から両信号c,dの乗算信号ｅ
が出力される。この信号ｅは、アンプ23,トランジスタ2
4により増幅され、トランス25で昇圧されて、トランス
デューサ１の圧電素子３に高周波電圧が印加される。す
るとトランスデューサ１はUS振動を開始し、ワイヤ７は
チップ６にボンディングされる。ワイヤ７とリードフレ
ーム５のボンディングも同様に行われる。
と、US発振回路のスタート部11にスタート信号ａが入
り、トランジスタ12は導通して接点14は閉成し、振幅設
定部15で設定された出力信号ｂは一次遅れ回路16に入
り、その出力信号ｃは乗算器17の一方の端子Ｘに入力さ
れる。また電圧制御発振器21の出力信号ｄは、他方の端
子Ｙに入力され、乗算器17から両信号c,dの乗算信号ｅ
が出力される。この信号ｅは、アンプ23,トランジスタ2
4により増幅され、トランス25で昇圧されて、トランス
デューサ１の圧電素子３に高周波電圧が印加される。す
るとトランスデューサ１はUS振動を開始し、ワイヤ７は
チップ６にボンディングされる。ワイヤ７とリードフレ
ーム５のボンディングも同様に行われる。
上記のようにトランス25が駆動を開始すると、その出
力部26の電圧Ｖと電流Ｉは、コンパレータ31,32を介し
て、位相比較器33に入力され、位相差が検出される。こ
の位相比較器33の出力電圧は、フィルタ34を介して加算
器20に入力され、周波数調整部18の出力電圧との差が電
圧制御発振器21に入力され、位相差が零になるように周
波数を調整し、乗算器17に入力される。
力部26の電圧Ｖと電流Ｉは、コンパレータ31,32を介し
て、位相比較器33に入力され、位相差が検出される。こ
の位相比較器33の出力電圧は、フィルタ34を介して加算
器20に入力され、周波数調整部18の出力電圧との差が電
圧制御発振器21に入力され、位相差が零になるように周
波数を調整し、乗算器17に入力される。
このように、出力部26の電圧Ｖと電流Ｉの位相差が零
になるように調整すれば、電圧Ｖと電流Ｉの積であるUS
発振エネルギーを最大に保ちながら、トランスデューサ
１をエネルギー効率よくUS発振させ、ワイヤ７をチップ
６やリードフレーム５に良好にボンディングすることが
できる。
になるように調整すれば、電圧Ｖと電流Ｉの積であるUS
発振エネルギーを最大に保ちながら、トランスデューサ
１をエネルギー効率よくUS発振させ、ワイヤ７をチップ
６やリードフレーム５に良好にボンディングすることが
できる。
（発明の効果） 以上説明したように本発明は、US発振回路を、振幅設
定部及び周波数調整部から入力された振幅信号と周波数
信号を乗算する乗算器と、この乗算器に接続されて上記
トランスデューサに高周波エネルギーを付与する出力部
と、この出力部の電圧と電流の位相差を検出する位相比
較器と、上記周波数調整部と上記乗算器の間に接続され
て、この位相比較器の出力が入力される電圧制御発振器
とから構成しているので、トランスデューサをエネルギ
ー効率よくUS発振させながら、ワイヤボンディングを行
うことができる。
定部及び周波数調整部から入力された振幅信号と周波数
信号を乗算する乗算器と、この乗算器に接続されて上記
トランスデューサに高周波エネルギーを付与する出力部
と、この出力部の電圧と電流の位相差を検出する位相比
較器と、上記周波数調整部と上記乗算器の間に接続され
て、この位相比較器の出力が入力される電圧制御発振器
とから構成しているので、トランスデューサをエネルギ
ー効率よくUS発振させながら、ワイヤボンディングを行
うことができる。
図は本発明の実施例を示すものであって、第１図はUS発
振回路図、第２図はホーンの周波数特性図、第３図は従
来のUS発振回路図である。 １……トランスデューサ ４……ツール ６……半導体チップ ７……ワイヤ 15……振幅設定部 17……乗算器 18……周波数調整部 21……電圧制御発振器 26……出力部 33……位相比較器
振回路図、第２図はホーンの周波数特性図、第３図は従
来のUS発振回路図である。 １……トランスデューサ ４……ツール ６……半導体チップ ７……ワイヤ 15……振幅設定部 17……乗算器 18……周波数調整部 21……電圧制御発振器 26……出力部 33……位相比較器
Claims (1)
- 【請求項１】ワイヤが挿通されるツールと、このツール
を保持するトランスデューサと、このトランスデューサ
に高周波エネルギーを付与するUS発振回路とを備え、 上記US発振回路が、振幅設定部及び周波数調整部から入
力された振幅信号と周波数信号を乗算する乗算器と、こ
の乗算器に接続されて上記トランスデューサに高周波エ
ネルギーを付与する出力部と、この出力部の電圧と電流
の位相差を検出する位相比較器と、上記周波数調整部と
上記乗算器の間に接続されて、この位相比較器の出力が
入力される電圧制御発振器とから成ることを特徴とする
ワイヤボンダーにおけるトランスデューサのUS発振装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2212561A JP2785461B2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | ワイヤボンダーにおけるトランスデューサのｕｓ発振装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2212561A JP2785461B2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | ワイヤボンダーにおけるトランスデューサのｕｓ発振装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0494146A JPH0494146A (ja) | 1992-03-26 |
| JP2785461B2 true JP2785461B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=16624737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2212561A Expired - Lifetime JP2785461B2 (ja) | 1990-08-09 | 1990-08-09 | ワイヤボンダーにおけるトランスデューサのｕｓ発振装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2785461B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6919161B2 (ja) * | 2016-08-05 | 2021-08-18 | 日産自動車株式会社 | 絶縁検出装置及び検出システム |
-
1990
- 1990-08-09 JP JP2212561A patent/JP2785461B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0494146A (ja) | 1992-03-26 |
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