JP2981951B2 - ワイヤボンデイング装置 - Google Patents
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンデイング装置
に関する。
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のワイヤボンデイング装置は、XY
テーブルによってXY方向に駆動されるボンデイングヘ
ッドに直接又はリフタアームを介してボンデイングアー
ムを上下動又は揺動可能に取付けてなり、ボンデイング
アームの先端にはワイヤが挿通されるキャピラリが取付
けられている。またボンデイングアームの後方(ボンデ
イングヘッド側)にはボンデイングアームに振動を伝え
る振動子が取付けられ、ワイヤの先端に形成されたボー
ル又はワイヤを試料にボンデイングする時は、振動子を
駆動するPLL(フエーズロックドループ)発振回路で
振動子を振動させてボンデイングアームを共振周波数に
保ちボンデイングしていた。ここで、PLL発振回路
は、絶えず周波数を追尾して共振周波数から外れないよ
うにするための発振回路である。
テーブルによってXY方向に駆動されるボンデイングヘ
ッドに直接又はリフタアームを介してボンデイングアー
ムを上下動又は揺動可能に取付けてなり、ボンデイング
アームの先端にはワイヤが挿通されるキャピラリが取付
けられている。またボンデイングアームの後方(ボンデ
イングヘッド側)にはボンデイングアームに振動を伝え
る振動子が取付けられ、ワイヤの先端に形成されたボー
ル又はワイヤを試料にボンデイングする時は、振動子を
駆動するPLL(フエーズロックドループ)発振回路で
振動子を振動させてボンデイングアームを共振周波数に
保ちボンデイングしていた。ここで、PLL発振回路
は、絶えず周波数を追尾して共振周波数から外れないよ
うにするための発振回路である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、ボン
デイングアームを共振周波数に追従させていたので、ボ
ンデイング時にリードフレーム又は半導体チップ等と共
振し、半導体チップにクラック等が生じ、ボンデイング
に悪影響を及ぼしていた。またボンデイング時の負荷変
動により共振周波数がずれるので、周波数追尾回路を設
けて追尾させる必要があった。
デイングアームを共振周波数に追従させていたので、ボ
ンデイング時にリードフレーム又は半導体チップ等と共
振し、半導体チップにクラック等が生じ、ボンデイング
に悪影響を及ぼしていた。またボンデイング時の負荷変
動により共振周波数がずれるので、周波数追尾回路を設
けて追尾させる必要があった。
【0004】本発明の目的は、安定した振動エネルギー
が供給でき、また個々のボンデイング中に周波数及び振
幅を可変でき、安定したボンデイングが可能なワイヤボ
ンデイング装置を提供することにある。
が供給でき、また個々のボンデイング中に周波数及び振
幅を可変でき、安定したボンデイングが可能なワイヤボ
ンデイング装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成は、ボンデイングアームに組み込まれキ
ャピラリに電歪又は磁歪効果により振動を伝達する圧電
素子と、周波数データ及び振幅を決める振幅データを出
力するマイクロコンピュータと、このマイクロコンピュ
ータからの周波数データ及び振幅データによって出力波
形データ及び振幅を決めて出力電圧又は電流を圧電素子
に印加する制御回路から成ることを特徴とする。
の本発明の構成は、ボンデイングアームに組み込まれキ
ャピラリに電歪又は磁歪効果により振動を伝達する圧電
素子と、周波数データ及び振幅を決める振幅データを出
力するマイクロコンピュータと、このマイクロコンピュ
ータからの周波数データ及び振幅データによって出力波
形データ及び振幅を決めて出力電圧又は電流を圧電素子
に印加する制御回路から成ることを特徴とする。
【0006】
【作用】キャピラリの先端に突出したワイヤの先端に形
成されたボール又はワイヤをキヤピラリで試料に押圧し
てボンデイングする時は、圧電素子に、ある周波数で電
圧が印加される。圧電素子に、ある周波数で電圧を印加
すると、圧電素子は、電歪又は磁歪効果により伸縮を繰
り返す。この圧電素子の伸縮による振動がボンデイング
アームを介してキャピラリに伝達される。このキャピラ
リへ伝達された振動エネルギーにより、ワイヤは試料に
ボンデイングされる。またマイクロコンピュータから試
料に適する周波数データ及び振幅データが制御回路に入
力され、制御回路は前記データによって出力波形データ
及び振幅を決めて圧電素子へ出力電圧又は電流が印加さ
れる。
成されたボール又はワイヤをキヤピラリで試料に押圧し
てボンデイングする時は、圧電素子に、ある周波数で電
圧が印加される。圧電素子に、ある周波数で電圧を印加
すると、圧電素子は、電歪又は磁歪効果により伸縮を繰
り返す。この圧電素子の伸縮による振動がボンデイング
アームを介してキャピラリに伝達される。このキャピラ
リへ伝達された振動エネルギーにより、ワイヤは試料に
ボンデイングされる。またマイクロコンピュータから試
料に適する周波数データ及び振幅データが制御回路に入
力され、制御回路は前記データによって出力波形データ
及び振幅を決めて圧電素子へ出力電圧又は電流が印加さ
れる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図により説明す
る。図2及び図3に示すように、リフタアーム1には、
ボンデイングアーム2の一端がボルト3によって固定さ
れており、ボンデイングアーム2の先端には、ワイヤ4
が挿通されるキャピラリ5がボルト6で固定されてい
る。ここで、ボンデイングアーム2に形成されたキャピ
ラリ用穴2aは、段付穴となっており、キャピラリ5の
高さ設定ができるようになっている。ボンデイングアー
ム2にはほぼ四角状の圧電素子取付け用穴2bが形成さ
れており、圧電素子取付け用穴2bには、積層圧電アク
チュエータ(以下、圧電素子という)7の両端部が接着
剤によって固定されている。ここで、圧電素子7は、そ
の歪方向がキャピラリ5の中心軸線に直交するように配
設されている。またボンデイングアーム2には、キャピ
ラリ用穴2aのキャピラリ5と反対側に薄肉部2cを形
成するように穴2dが形成され、前記薄肉部2cを押圧
するようにボルト8が螺合されている。そこで、ボルト
8を回すと、薄肉部2cを介して圧電素子7に予圧がか
けられる。この予圧は、例えばトルクレンチにより2乃
至8Kg程度かける。予圧をかけた後は、ボルト8は接
着剤で固定しておく。なお、図中、9は試料を示す。
る。図2及び図3に示すように、リフタアーム1には、
ボンデイングアーム2の一端がボルト3によって固定さ
れており、ボンデイングアーム2の先端には、ワイヤ4
が挿通されるキャピラリ5がボルト6で固定されてい
る。ここで、ボンデイングアーム2に形成されたキャピ
ラリ用穴2aは、段付穴となっており、キャピラリ5の
高さ設定ができるようになっている。ボンデイングアー
ム2にはほぼ四角状の圧電素子取付け用穴2bが形成さ
れており、圧電素子取付け用穴2bには、積層圧電アク
チュエータ(以下、圧電素子という)7の両端部が接着
剤によって固定されている。ここで、圧電素子7は、そ
の歪方向がキャピラリ5の中心軸線に直交するように配
設されている。またボンデイングアーム2には、キャピ
ラリ用穴2aのキャピラリ5と反対側に薄肉部2cを形
成するように穴2dが形成され、前記薄肉部2cを押圧
するようにボルト8が螺合されている。そこで、ボルト
8を回すと、薄肉部2cを介して圧電素子7に予圧がか
けられる。この予圧は、例えばトルクレンチにより2乃
至8Kg程度かける。予圧をかけた後は、ボルト8は接
着剤で固定しておく。なお、図中、9は試料を示す。
【0008】図4は本発明を適用したワイヤボンデイン
グ装置を示す。架台10上には、XY方向に駆動される
XYテーブル11が搭載されており、XYテーブル11
上には、ボンデイングヘッド12が固定されている。ボ
ンデイングヘッド12には、前記したリフタアーム1が
上下動可能に設けられており、リフタアーム1はモータ
13によって上下動させられる。リフタアーム1には、
ワイヤ切断用クランパ14を保持したクランパ支持体1
5が固定されている。またボンデイングヘッド12に
は、ワイヤ4を軽く挟持するワイヤ保持用クランパ20
を保持するクランパ支持体21と、ワイヤ4が巻回され
たスプール22を保持するスプール支持体23と、試料
9を検出するカメラ24を保持したカメラ支持体25と
が固定されている。前記ワイヤ4は、スプール22より
ワイヤ保持用クランパ20、ワイヤ切断用クランパ14
を通してキャピラリ5に挿通されている。なお、図中、
30は試料9を送るフイーダ、31は試料9をガイドす
るガイドレールである。
グ装置を示す。架台10上には、XY方向に駆動される
XYテーブル11が搭載されており、XYテーブル11
上には、ボンデイングヘッド12が固定されている。ボ
ンデイングヘッド12には、前記したリフタアーム1が
上下動可能に設けられており、リフタアーム1はモータ
13によって上下動させられる。リフタアーム1には、
ワイヤ切断用クランパ14を保持したクランパ支持体1
5が固定されている。またボンデイングヘッド12に
は、ワイヤ4を軽く挟持するワイヤ保持用クランパ20
を保持するクランパ支持体21と、ワイヤ4が巻回され
たスプール22を保持するスプール支持体23と、試料
9を検出するカメラ24を保持したカメラ支持体25と
が固定されている。前記ワイヤ4は、スプール22より
ワイヤ保持用クランパ20、ワイヤ切断用クランパ14
を通してキャピラリ5に挿通されている。なお、図中、
30は試料9を送るフイーダ、31は試料9をガイドす
るガイドレールである。
【0009】図1は圧電素子7の制御装置を示す。40
はワイヤボンデイング装置を制御するマイクロコンピュ
ータ、41は基準周波数(クロック信号)を発振するク
ロック回路、42はマイクロコンピュータ40からの周
波数データによりクロック回路41の基準周波数を可変
(分周)するプログラマブル周波数発生器、43は出力
波形データが記録されているPROM等より成る記憶素
子44の出力波形データのアドレスを決めるカウンタ
で、プログラマブル周波数発生器42の出力によって動
作する。45は記憶素子44より入力された出力波形デ
ータの出力電圧を制御するD/Aコンバータ、46はD
/Aコンバータ45の出力電圧の振幅を決めるD/Aコ
ンバータ、47はD/Aコンバータ45からの出力電圧
を増幅して圧電素子7を駆動するアンプである。48は
マイクロコンピュータ40のアドレスデータを判断して
プログラマブル周波数発生器42、カウンタ43、記憶
素子44、D/Aコンバータ46の選択を行なうデコー
ダである。
はワイヤボンデイング装置を制御するマイクロコンピュ
ータ、41は基準周波数(クロック信号)を発振するク
ロック回路、42はマイクロコンピュータ40からの周
波数データによりクロック回路41の基準周波数を可変
(分周)するプログラマブル周波数発生器、43は出力
波形データが記録されているPROM等より成る記憶素
子44の出力波形データのアドレスを決めるカウンタ
で、プログラマブル周波数発生器42の出力によって動
作する。45は記憶素子44より入力された出力波形デ
ータの出力電圧を制御するD/Aコンバータ、46はD
/Aコンバータ45の出力電圧の振幅を決めるD/Aコ
ンバータ、47はD/Aコンバータ45からの出力電圧
を増幅して圧電素子7を駆動するアンプである。48は
マイクロコンピュータ40のアドレスデータを判断して
プログラマブル周波数発生器42、カウンタ43、記憶
素子44、D/Aコンバータ46の選択を行なうデコー
ダである。
【0010】次に作用について説明する。先ずボンデイ
ング動作を図2乃至図4により説明する。ボンデイング
動作は、XYテーブル1のXY方向への移動及びモータ
13によるリフタアーム1の上下動により、キャピラリ
5がXY方向及び上下方向に移動させられ、従来周知の
方法によって行われるので、その詳細な説明は省略す
る。キャピラリ5が試料9に接触(正確には、第1ボン
ド点においてはワイヤ4の先端に形成されたボールが試
料9に接触、第2ボンド点においてはワイヤ4が試料9
に接触)してワイヤ4を試料9にボンデイングする時
は、圧電素子7の配線7aにある周波数で電圧が印加さ
れる。圧電素子7に、ある周波数で電圧を印加すると、
圧電素子7は、電歪又は磁歪効果により伸縮を繰り返
す。この圧電素子7の伸縮による振動がボンデイングア
ーム2を介してキャピラリ5に伝達される。このキャピ
ラリ5へ伝達された振動エネルギーにより、ワイヤ4は
試料9に接合、即ちボンデイングされる。
ング動作を図2乃至図4により説明する。ボンデイング
動作は、XYテーブル1のXY方向への移動及びモータ
13によるリフタアーム1の上下動により、キャピラリ
5がXY方向及び上下方向に移動させられ、従来周知の
方法によって行われるので、その詳細な説明は省略す
る。キャピラリ5が試料9に接触(正確には、第1ボン
ド点においてはワイヤ4の先端に形成されたボールが試
料9に接触、第2ボンド点においてはワイヤ4が試料9
に接触)してワイヤ4を試料9にボンデイングする時
は、圧電素子7の配線7aにある周波数で電圧が印加さ
れる。圧電素子7に、ある周波数で電圧を印加すると、
圧電素子7は、電歪又は磁歪効果により伸縮を繰り返
す。この圧電素子7の伸縮による振動がボンデイングア
ーム2を介してキャピラリ5に伝達される。このキャピ
ラリ5へ伝達された振動エネルギーにより、ワイヤ4は
試料9に接合、即ちボンデイングされる。
【0011】このように、圧電素子7の電歪又は磁歪効
果によるので、共振波長にボンデイングアーム2の長さ
を合わす必要がなくなり、軽量及び小型化が図れる。ま
た従来の振動子は約30grであったが、本実施例にお
ける圧電素子7は約3grであり、約1/10の重さと
なり、この点からも軽量及び小型化が図れる。また従来
の共振によるボンデイング方法では、ボンデイング時の
負荷変動により共振周波数にずれが生じ、周波数追尾回
路で追尾させる必要があったが、本実施例は非共振のた
め、周波数追尾回路は不要であり、安定した振動エネル
ギーを供給することができる。
果によるので、共振波長にボンデイングアーム2の長さ
を合わす必要がなくなり、軽量及び小型化が図れる。ま
た従来の振動子は約30grであったが、本実施例にお
ける圧電素子7は約3grであり、約1/10の重さと
なり、この点からも軽量及び小型化が図れる。また従来
の共振によるボンデイング方法では、ボンデイング時の
負荷変動により共振周波数にずれが生じ、周波数追尾回
路で追尾させる必要があったが、本実施例は非共振のた
め、周波数追尾回路は不要であり、安定した振動エネル
ギーを供給することができる。
【0012】次に前記した圧電素子7への電圧印加を図
1、図5及び図6により説明する。マイクロコンピュー
タ40から試料9に適する周波数データがプログラマブ
ル周波数発生器42に送られると、その周波数データに
従って、プログラマブル周波数発生器42はクロック回
路41の基本周波数を分周して出力42aする。この出
力42aは前記したマイクロコンピュータ40からの周
波数データによって変わり、例えば図5(a)又は図6
(a)のような出力となる。この出力42aは記憶素子
44に記録された出力波形データのアドレス切り換え信
号になる。プログラマブル周波数発生器42から出力4
2aされたアドレス切り換え信号がカウンタ43に入力
されてカウンタ43が動作し、記憶素子44に記録され
ている出力波形データのアドレスが決まる。カウンタ4
3によって指定された記憶素子44のアドレスの出力波
形データはD/Aコンバータ45に入力される。この
時、マイクロコンピュータ40よりD/Aコンバータ4
6に別途振幅を決める信号が送られ、D/Aコンバータ
46からD/Aコンバータ45の出力電圧の振幅が決め
られる。D/Aコンバータ45は記憶素子44より入力
された出力波形データ及びD/Aコンバータ46より入
力された振幅を決める信号によって、アンプ47に入力
する周波数及び波形の決まった電圧を決める。このD/
Aコンバータ45の出力45aは、例えば図5(b)又
は図6(b)のような出力となる。D/Aコンバータ4
5より出力する電圧は、アンプ47によって増幅され、
圧電素子7が駆動される。なお、アンプ47の出力は、
電流駆動方式にしてもよい。
1、図5及び図6により説明する。マイクロコンピュー
タ40から試料9に適する周波数データがプログラマブ
ル周波数発生器42に送られると、その周波数データに
従って、プログラマブル周波数発生器42はクロック回
路41の基本周波数を分周して出力42aする。この出
力42aは前記したマイクロコンピュータ40からの周
波数データによって変わり、例えば図5(a)又は図6
(a)のような出力となる。この出力42aは記憶素子
44に記録された出力波形データのアドレス切り換え信
号になる。プログラマブル周波数発生器42から出力4
2aされたアドレス切り換え信号がカウンタ43に入力
されてカウンタ43が動作し、記憶素子44に記録され
ている出力波形データのアドレスが決まる。カウンタ4
3によって指定された記憶素子44のアドレスの出力波
形データはD/Aコンバータ45に入力される。この
時、マイクロコンピュータ40よりD/Aコンバータ4
6に別途振幅を決める信号が送られ、D/Aコンバータ
46からD/Aコンバータ45の出力電圧の振幅が決め
られる。D/Aコンバータ45は記憶素子44より入力
された出力波形データ及びD/Aコンバータ46より入
力された振幅を決める信号によって、アンプ47に入力
する周波数及び波形の決まった電圧を決める。このD/
Aコンバータ45の出力45aは、例えば図5(b)又
は図6(b)のような出力となる。D/Aコンバータ4
5より出力する電圧は、アンプ47によって増幅され、
圧電素子7が駆動される。なお、アンプ47の出力は、
電流駆動方式にしてもよい。
【0013】このように、マイクロコンピュータ40か
らボンデイングされる試料に適する周波数データ及び振
幅データが制御回路に入力され、制御回路は前記データ
によって出力波形データ及び振幅を決めて圧電素子7へ
出力電圧又は電流が印加されるので、試料の共振領域か
ら周波数をずらすことにより、ボンデイング時のエネル
ギーを安定供給できる。またボンデイング中に周波数及
び圧電素子7に供給する出力を可変できるので、理想的
なボンデイングが行なえる。
らボンデイングされる試料に適する周波数データ及び振
幅データが制御回路に入力され、制御回路は前記データ
によって出力波形データ及び振幅を決めて圧電素子7へ
出力電圧又は電流が印加されるので、試料の共振領域か
ら周波数をずらすことにより、ボンデイング時のエネル
ギーを安定供給できる。またボンデイング中に周波数及
び圧電素子7に供給する出力を可変できるので、理想的
なボンデイングが行なえる。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、ボンデイングアームに
組み込まれキャピラリに電歪又は磁歪効果により振動を
伝達する圧電素子と、周波数データ及び振幅を決める振
幅データを出力するマイクロコンピュータと、このマイ
クロコンピュータからの周波数データ及び振幅データに
よって出力波形データ及び振幅を決めて出力電圧又は電
流を圧電素子に印加する制御回路から成るので、安定し
た振動エネルギーが供給でき、また個々のボンデイング
中に周波数及び振幅を可変でき、安定したボンデイング
が行なえる。
組み込まれキャピラリに電歪又は磁歪効果により振動を
伝達する圧電素子と、周波数データ及び振幅を決める振
幅データを出力するマイクロコンピュータと、このマイ
クロコンピュータからの周波数データ及び振幅データに
よって出力波形データ及び振幅を決めて出力電圧又は電
流を圧電素子に印加する制御回路から成るので、安定し
た振動エネルギーが供給でき、また個々のボンデイング
中に周波数及び振幅を可変でき、安定したボンデイング
が行なえる。
【図1】本発明になるワイヤボンデイング装置の一実施
例を示す制御回路装置のブロック図である。
例を示す制御回路装置のブロック図である。
【図2】本発明になるワイヤボンデイング装置の一実施
例を示すボンデイングアーム部分の平面図である。
例を示すボンデイングアーム部分の平面図である。
【図3】図2のAーA線断面図である。
【図4】本発明を適用したワイヤボンデイング装置の側
面図である。
面図である。
【図5】出力の1例を示し、(a)はプログラマブル周
波数発生器の出力図、(b)は圧電素子に出力するD/
Aコンバータの出力図である。
波数発生器の出力図、(b)は圧電素子に出力するD/
Aコンバータの出力図である。
【図6】出力の他の例を示し、(a)はプログラマブル
周波数発生器の出力図、(b)は圧電素子に出力するD
/Aコンバータの出力図である。
周波数発生器の出力図、(b)は圧電素子に出力するD
/Aコンバータの出力図である。
2 ボンデイングアーム 4 ワイヤ 5 キャピラリ 7 圧電素子 40 マイクロコンピュータ 41 クロック回路 42 プログラマブル周波数発生器 43 カウンタ 44 記憶素子 45 D/Aコンバータ 46 D/Aコンバータ 48 デコーダ
Claims (2)
- 【請求項1】 ワイヤが挿通されるキャピラリを一端に
固定してなるボンデイングアームを上下動又は揺動可能
に設けて成るワイヤボンデイング装置において、前記ボ
ンデイングアームに組み込まれキャピラリに電歪又は磁
歪効果により振動を伝達する圧電素子と、周波数データ
及び振幅を決める振幅データを出力するマイクロコンピ
ュータと、このマイクロコンピュータからの周波数デー
タ及び振幅データによって出力波形データ及び振幅を決
めて出力電圧又は電流を圧電素子に印加する制御回路か
ら成ることを特徴とするワイヤボンデイング装置。 - 【請求項2】 請求項1において、制御回路は、出力波
形データが記録された記憶素子と、マイクロコンピュー
タからの周波数データによって周波数を可変して記憶素
子のアドレス切り換え信号を出力するプログラマブル周
波数発生器と、マイクロコンピュータの振幅データによ
って振幅を決める第1のD/Aコンバータと、プログラ
マブル周波数発生器のアドレス切り換え信号によって記
憶素子に記録されたアドレスの出力波形データと第1の
D/Aコンバータからの決められた振幅による出力電圧
又は電流を圧電素子に印加する第2のD/Aコンバータ
とから成ることを特徴とするワイヤボンデイング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4187322A JP2981951B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | ワイヤボンデイング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4187322A JP2981951B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | ワイヤボンデイング装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH065666A JPH065666A (ja) | 1994-01-14 |
JP2981951B2 true JP2981951B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=16203984
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4187322A Expired - Fee Related JP2981951B2 (ja) | 1992-06-23 | 1992-06-23 | ワイヤボンデイング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2981951B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7241630B2 (en) * | 2000-04-10 | 2007-07-10 | Randox Laboratories, Ltd. | Paramagnetic particle detection |
JP6180736B2 (ja) | 2009-08-12 | 2017-08-23 | クリック アンド ソッファ インダストリーズ、インク. | ワイヤーボンディング用の超音波トランスデューサ、ならびに超音波トランスデューサを使ってワイヤーボンドを形成する方法 |
-
1992
- 1992-06-23 JP JP4187322A patent/JP2981951B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH065666A (ja) | 1994-01-14 |
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