JP3080781B2 - ワイヤボンダ用超音波ホ−ン - Google Patents
ワイヤボンダ用超音波ホ−ンInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置に関し、
特にワイヤボンディングに用いられる超音波ホ−ンに関
する。
特にワイヤボンディングに用いられる超音波ホ−ンに関
する。
【０００２】
【従来の技術】ウェハプロセスの微細加工技術の進歩に
より、小面積のチップで大規模に集積されたＬＳＩチッ
プが開発されており、高集積化に伴い多ピンの入出力端
子が必要となる。小面積のチップに入出力端子、即ちパ
ッド電極を多数配置するには、微細パッド電極を微細ピ
ッチに形成しなければならない。従って、微細なパッド
電極にワイヤをボンディングするには精密なボンディン
グ技術が要求される。ワイヤボンディング技術の一つ
に、超音波を利用してワイヤとパッド電極との接続を行
う超音波ボンディング方法があり、超音波ホ−ンを用い
てワイヤボンディングが行われる。
より、小面積のチップで大規模に集積されたＬＳＩチッ
プが開発されており、高集積化に伴い多ピンの入出力端
子が必要となる。小面積のチップに入出力端子、即ちパ
ッド電極を多数配置するには、微細パッド電極を微細ピ
ッチに形成しなければならない。従って、微細なパッド
電極にワイヤをボンディングするには精密なボンディン
グ技術が要求される。ワイヤボンディング技術の一つ
に、超音波を利用してワイヤとパッド電極との接続を行
う超音波ボンディング方法があり、超音波ホ−ンを用い
てワイヤボンディングが行われる。
【０００３】図２より超音波ホ−ンの詳細について説明
する。同図（ａ）は超音波ホ−ンの構成を示す概略図で
あり、特に取付け部分のみ断面を表している。超音波ホ
−ンは、電歪現象を利用した円板状の振動子部２１と、
超音波振動によって発生された振幅を機械的に増幅する
ホ−ン部２２とからなる。ホ−ン部２２にはそれを支持
固定するためのフランジ２３が形成され、ホ−ン部２２
とフランジ２３とは振動板２４を介して連結されてお
り、ホ−ン部２２の先端にはボンディングツ−ル２５が
取り付けボルト（図示せず）により取り付けられてい
る。また、フランジ２３は割スリ−ブ２６を介して固定
ネジ２７を用いて締付けることにより、図示しない駆動
源により支軸２８を中心に揺動するホルダ２９に固定さ
れる。
する。同図（ａ）は超音波ホ−ンの構成を示す概略図で
あり、特に取付け部分のみ断面を表している。超音波ホ
−ンは、電歪現象を利用した円板状の振動子部２１と、
超音波振動によって発生された振幅を機械的に増幅する
ホ−ン部２２とからなる。ホ−ン部２２にはそれを支持
固定するためのフランジ２３が形成され、ホ−ン部２２
とフランジ２３とは振動板２４を介して連結されてお
り、ホ−ン部２２の先端にはボンディングツ−ル２５が
取り付けボルト（図示せず）により取り付けられてい
る。また、フランジ２３は割スリ−ブ２６を介して固定
ネジ２７を用いて締付けることにより、図示しない駆動
源により支軸２８を中心に揺動するホルダ２９に固定さ
れる。
【０００４】ここで、同図（ｂ）の振動分布図に示すよ
うに、振動子部２１で発生した振幅は節３０において振
幅が０となりボンディングツ−ル２５の位置においてほ
ぼ最大となる。そのため、ホ−ン部２２の形状（断面、
長さ等）は最適値に設計されており、振幅が０となる節
３０の位置に振動板２４が設けられている。
うに、振動子部２１で発生した振幅は節３０において振
幅が０となりボンディングツ−ル２５の位置においてほ
ぼ最大となる。そのため、ホ−ン部２２の形状（断面、
長さ等）は最適値に設計されており、振幅が０となる節
３０の位置に振動板２４が設けられている。
【０００５】次に、同図（ｃ）よりホ−ン部２２のホル
ダ２９への固定を詳細に示す。同図（ｃ）はボンディン
グツ−ル２５側からみた側面図である。ホ−ン部２２つ
まりフランジ２３は固定ネジ２７により割スリ−ブ２６
を介して直径方向に力を加えることによりホルダ２９に
固定される。割スリ−ブ２６の形状は開口部３１を有す
る円形であり、２本の固定ネジ２７により割スリ−ブ２
６を締付けている。ところで、ホルダ２９に固定する際
に重要なことは、ホ−ン部２２つまりフランジ２３がホ
ルダ２９の一部に偏ることなく均一に固定することであ
る。従って、固定ネジ２７により割スリ−ブ２６を締付
ける際に、節３０を中心とすれば割スリ−ブ２６の開口
部３１の位置が固定ネジ２７と垂直になるようにしなけ
ればならない。例えば開口部３１の位置が固定ネジ２７
の延長線方向にあった場合、割スリ−ブ２６を締付ける
効果はほとんどないことからも、割スリ−ブ２６の方向
に相当の注意を必要とする。
ダ２９への固定を詳細に示す。同図（ｃ）はボンディン
グツ−ル２５側からみた側面図である。ホ−ン部２２つ
まりフランジ２３は固定ネジ２７により割スリ−ブ２６
を介して直径方向に力を加えることによりホルダ２９に
固定される。割スリ−ブ２６の形状は開口部３１を有す
る円形であり、２本の固定ネジ２７により割スリ−ブ２
６を締付けている。ところで、ホルダ２９に固定する際
に重要なことは、ホ−ン部２２つまりフランジ２３がホ
ルダ２９の一部に偏ることなく均一に固定することであ
る。従って、固定ネジ２７により割スリ−ブ２６を締付
ける際に、節３０を中心とすれば割スリ−ブ２６の開口
部３１の位置が固定ネジ２７と垂直になるようにしなけ
ればならない。例えば開口部３１の位置が固定ネジ２７
の延長線方向にあった場合、割スリ−ブ２６を締付ける
効果はほとんどないことからも、割スリ−ブ２６の方向
に相当の注意を必要とする。
【０００６】また同図（ｃ）の変形例として、同図
（ｄ）に示されるような割ホルダ３２により固定するこ
ともできる。しかし、割スリ−ブ２６の開口部３１を割
ホルダ３２の開口部３３の延長線上に位置させることが
必要であり、いずれにしても割スリ−ブ２６の方向が問
題となる。
（ｄ）に示されるような割ホルダ３２により固定するこ
ともできる。しかし、割スリ−ブ２６の開口部３１を割
ホルダ３２の開口部３３の延長線上に位置させることが
必要であり、いずれにしても割スリ−ブ２６の方向が問
題となる。
【０００７】その上、同図（ｃ）及び（ｄ）のいずれに
おいても超音波振動特性、例えばインピ−ダンス、位相
及び振幅等は、固定ねじの本数及び締付トルク等による
フランジ２３への応力により著しく変化する。そのた
め、締付トルク等を管理しなければならない。
おいても超音波振動特性、例えばインピ−ダンス、位相
及び振幅等は、固定ねじの本数及び締付トルク等による
フランジ２３への応力により著しく変化する。そのた
め、締付トルク等を管理しなければならない。
【０００８】これまでホ−ン部２２つまりフランジ２３
をホルダ２９に固定する際の直径方向の調整に関し説明
したが、更に軸方向及び回転方向に関しても各々固定す
る位置を調整する必要がある。軸方向の位置とはホ−ン
部２２つまりフランジ２３とホルダ２９との噛み合う位
置であり、回転方向の位置とはホ−ン部２２が円筒状で
あるがゆえボンディングツ−ル２５を真下方向にするよ
うにする位置である。しかしながら、軸方向及び回転方
向に関する位置規制がないため固定は容易でない。従っ
て、ホ−ン部２２つまりフランジ２３をホルダ２９に固
定するには、直径方向、軸方向及び回転方向すべてに調
整が必要であるため、取付精度の保証が困難であり調整
に熟練した技術と多大な時間を必要とする。
をホルダ２９に固定する際の直径方向の調整に関し説明
したが、更に軸方向及び回転方向に関しても各々固定す
る位置を調整する必要がある。軸方向の位置とはホ−ン
部２２つまりフランジ２３とホルダ２９との噛み合う位
置であり、回転方向の位置とはホ−ン部２２が円筒状で
あるがゆえボンディングツ−ル２５を真下方向にするよ
うにする位置である。しかしながら、軸方向及び回転方
向に関する位置規制がないため固定は容易でない。従っ
て、ホ−ン部２２つまりフランジ２３をホルダ２９に固
定するには、直径方向、軸方向及び回転方向すべてに調
整が必要であるため、取付精度の保証が困難であり調整
に熟練した技術と多大な時間を必要とする。
【０００９】また、ワイヤボンディングの接合信頼性は
超音波振動特性に影響され、しかもパッド電極が微細に
なるほど上記接合信頼性の重要度は増している。しか
し、取付精度により超音波振動特性が著しく変化するた
め、上記接合信頼性を保証することは困難である。
超音波振動特性に影響され、しかもパッド電極が微細に
なるほど上記接合信頼性の重要度は増している。しか
し、取付精度により超音波振動特性が著しく変化するた
め、上記接合信頼性を保証することは困難である。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のような超音波ホ
−ンは、ホ−ン部を固定ネジにより割スリ−ブを介して
直径方向に力をくわえることによりホルダに固定され
る。固定の際に、直径方向に関しては割スリ−ブの方向
及び固定ネジの締付トルク等を、軸方向及び回転方向に
関しては取付け位置を調整する必要がある。しかしなが
ら、それらの調整は熟練した技術と多大な時間を必要と
するため、常に一定した取付精度の保証は困難であり、
超音波振動特性ひいてはボンディングの接合信頼性にバ
ラツキが生じる。つまり、ワイヤボンディングの接合信
頼性を向上するためにも超音波ホ−ンの取付精度を向上
することが重要である。
−ンは、ホ−ン部を固定ネジにより割スリ−ブを介して
直径方向に力をくわえることによりホルダに固定され
る。固定の際に、直径方向に関しては割スリ−ブの方向
及び固定ネジの締付トルク等を、軸方向及び回転方向に
関しては取付け位置を調整する必要がある。しかしなが
ら、それらの調整は熟練した技術と多大な時間を必要と
するため、常に一定した取付精度の保証は困難であり、
超音波振動特性ひいてはボンディングの接合信頼性にバ
ラツキが生じる。つまり、ワイヤボンディングの接合信
頼性を向上するためにも超音波ホ−ンの取付精度を向上
することが重要である。
【００１１】それ故に、本発明は、複雑な調整を要する
ことなく容易に取付けることができると共に、安定した
超音波振動特性を有するワイヤボンダ用超音波ホ−ンを
提供することを目的とする。
ことなく容易に取付けることができると共に、安定した
超音波振動特性を有するワイヤボンダ用超音波ホ−ンを
提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明によるワイヤボン
ダ用超音波ホ−ンは、少なくともフランジ構造の取付け
部を有するホ−ン部と該ホ−ン部を固定するホルダとか
らなる。上記取付け部はホ−ン部をホルダに固定する際
に直径方向、軸方向及び回転方向それぞれの位置決めを
するガイド面を有するフランジ構造である。
ダ用超音波ホ−ンは、少なくともフランジ構造の取付け
部を有するホ−ン部と該ホ−ン部を固定するホルダとか
らなる。上記取付け部はホ−ン部をホルダに固定する際
に直径方向、軸方向及び回転方向それぞれの位置決めを
するガイド面を有するフランジ構造である。
【００１３】
【作用】上述のように直径方向、軸方向及び回転方向そ
れぞれにガイド面を有するフランジ構造のため、ホ−ン
部とホルダとは三方向毎に位置決めがなされて取付けら
れる。従って、三方向のバランスを複雑に調整すること
なく容易に取付けることが可能である。また、常に安定
した取付精度となるため、安定した超音波振動によりワ
イヤボンディングすることでき、ワイヤボンディングの
接合信頼性を向上することが可能である。
れぞれにガイド面を有するフランジ構造のため、ホ−ン
部とホルダとは三方向毎に位置決めがなされて取付けら
れる。従って、三方向のバランスを複雑に調整すること
なく容易に取付けることが可能である。また、常に安定
した取付精度となるため、安定した超音波振動によりワ
イヤボンディングすることでき、ワイヤボンディングの
接合信頼性を向上することが可能である。
【００１４】
【実施例】以下、本発明による一実施例を図１を参照し
て説明する。同図（ａ）は超音波ホ−ンの構成を示し特
に取付け部分のみ断面を表す概略図であり、同図（ｂ）
はボンディングツ−ル側からみた側面図である。超音波
ホ−ンは円板状の振動子部１とホ−ン部２とから構成さ
れる。ホ−ン部２にはホ−ン部２を支持固定するための
フランジ３が形成され、ホ−ン部２とフランジ３とは超
音波振動の振幅が０となる節４の位置において振動板５
により連結されており、ホ−ン部２の先端にはボンディ
ングツ−ル６が取り付けボルト（図示しない）により取
り付けられている。ホ−ン部２つまりフランジ３は図示
しない駆動源により支軸７を中心に揺動するホルダ８に
固定される。
て説明する。同図（ａ）は超音波ホ−ンの構成を示し特
に取付け部分のみ断面を表す概略図であり、同図（ｂ）
はボンディングツ−ル側からみた側面図である。超音波
ホ−ンは円板状の振動子部１とホ−ン部２とから構成さ
れる。ホ−ン部２にはホ−ン部２を支持固定するための
フランジ３が形成され、ホ−ン部２とフランジ３とは超
音波振動の振幅が０となる節４の位置において振動板５
により連結されており、ホ−ン部２の先端にはボンディ
ングツ−ル６が取り付けボルト（図示しない）により取
り付けられている。ホ−ン部２つまりフランジ３は図示
しない駆動源により支軸７を中心に揺動するホルダ８に
固定される。
【００１５】ここで、フランジ３の形状を以下に示す。
フランジ３は直径方向にガイドする直径方向ガイド面９
と、軸方向にガイドする軸方向ガイド面１０及び回転方
向にガイドする回転方向ガイド面１１（同図（ｂ））を
有している。但し、直径方向ガイド面９はホルダ８の内
面と接する面であり、軸方向ガイド面１０はホルダ８の
外壁と接する面であり、回転方向ガイド面１１は軸方向
ガイド面に設けられ長穴となっている。そして、直径方
向ガイド面９はホルダ８の内側の直径寸法Ｄ、軸方向ガ
イド面１０はボンディングツ−ル６からの長さ寸法Ｌ、
回転方向ガイド面１１はボンディングツ−ル６方向との
角度寸法θで各々公差面で制約関係にある。また、フラ
ンジ３及びホルダ８には軸方向に複数個、例えば３個の
取付け穴１２が設けられている。
フランジ３は直径方向にガイドする直径方向ガイド面９
と、軸方向にガイドする軸方向ガイド面１０及び回転方
向にガイドする回転方向ガイド面１１（同図（ｂ））を
有している。但し、直径方向ガイド面９はホルダ８の内
面と接する面であり、軸方向ガイド面１０はホルダ８の
外壁と接する面であり、回転方向ガイド面１１は軸方向
ガイド面に設けられ長穴となっている。そして、直径方
向ガイド面９はホルダ８の内側の直径寸法Ｄ、軸方向ガ
イド面１０はボンディングツ−ル６からの長さ寸法Ｌ、
回転方向ガイド面１１はボンディングツ−ル６方向との
角度寸法θで各々公差面で制約関係にある。また、フラ
ンジ３及びホルダ８には軸方向に複数個、例えば３個の
取付け穴１２が設けられている。
【００１６】次に、このような形状のフランジ３を有す
るホ−ン部２のホルダ８への固定方法を示す。ホルダ８
に設けられたピン１３に回転方向ガイド面１１を合わせ
るようにフランジ３をホルダ８にはめ込み、複数個の取
付け穴１２にボルト１４等で固定する。ボルト１４等は
軸方向に設けられているため、直径方向からの締付けに
よる過大な応力はかかることなくホルダ８に固定され
る。
るホ−ン部２のホルダ８への固定方法を示す。ホルダ８
に設けられたピン１３に回転方向ガイド面１１を合わせ
るようにフランジ３をホルダ８にはめ込み、複数個の取
付け穴１２にボルト１４等で固定する。ボルト１４等は
軸方向に設けられているため、直径方向からの締付けに
よる過大な応力はかかることなくホルダ８に固定され
る。
【００１７】以上のような直径、軸及び回転方向に各々
ガイド面（９、１０、１１）を有する形状のフランジ３
とすることにより、各方向毎に取付精度が保証される。
従って、固定時にそれら三方向のバランスがとれるよう
に取付状態の調整をする必要はないため、容易に一定の
取付精度を保つことができ、常に安定した超音波振動特
性を示すことができる。よって、図１に示す構造の超音
波ホ−ンによれば、ワイヤボンディングの接合信頼性を
保証することが可能である。
ガイド面（９、１０、１１）を有する形状のフランジ３
とすることにより、各方向毎に取付精度が保証される。
従って、固定時にそれら三方向のバランスがとれるよう
に取付状態の調整をする必要はないため、容易に一定の
取付精度を保つことができ、常に安定した超音波振動特
性を示すことができる。よって、図１に示す構造の超音
波ホ−ンによれば、ワイヤボンディングの接合信頼性を
保証することが可能である。
【００１８】なお、本実施例では回転方向ガイド面１１
を円周方向の長穴としているが丸穴とすることも可能で
あり、つまりフランジ３の回転方向を位置制御するため
にホルダ８に設けられたピン１３等に適応した形状であ
れば長穴または丸穴いずれの形状でも問わない。
を円周方向の長穴としているが丸穴とすることも可能で
あり、つまりフランジ３の回転方向を位置制御するため
にホルダ８に設けられたピン１３等に適応した形状であ
れば長穴または丸穴いずれの形状でも問わない。
【００１９】
【発明の効果】本発明による超音波ホ−ンによれば、フ
ランジが直径、軸及び回転方向に対しホルダに対する位
置規制となるガイド面を有する構造であるため、容易に
ホルダに取り付けることができる。また、軸方向にフラ
ンジをホルダにボルト等により固定することにより、割
スリ−ブは必要でない。割スリ−ブを用いることにより
要求される特有の調整作業を省くことができ、熟練した
技術を要せずかつ高精度な超音波ホ−ンを提供すること
ができる。従って、上記機構の超音波ホ−ンによれば安
定した超音波振動によるワイヤボンディングが可能であ
るため、ワイヤボンディングの接合信頼性を大幅に向上
させることができ、微細パッドのワイヤボンディングに
おいて十分に対応できる。
ランジが直径、軸及び回転方向に対しホルダに対する位
置規制となるガイド面を有する構造であるため、容易に
ホルダに取り付けることができる。また、軸方向にフラ
ンジをホルダにボルト等により固定することにより、割
スリ−ブは必要でない。割スリ−ブを用いることにより
要求される特有の調整作業を省くことができ、熟練した
技術を要せずかつ高精度な超音波ホ−ンを提供すること
ができる。従って、上記機構の超音波ホ−ンによれば安
定した超音波振動によるワイヤボンディングが可能であ
るため、ワイヤボンディングの接合信頼性を大幅に向上
させることができ、微細パッドのワイヤボンディングに
おいて十分に対応できる。
【図１】本発明による超音波ホ−ンの概略図（ａ），同
図（ａ）においてボンディングツ−ル側からみた側面図
（ｂ）である。
図（ａ）においてボンディングツ−ル側からみた側面図
（ｂ）である。
【図２】従来例の超音波ホ−ンの概略図（ａ），同図
（ａ）での振動分布図（ｂ），同図（ａ）においてボン
ディングツ−ル側からみた側面図（ｃ），同図（ｃ）の
変形例を示す図（ｄ）である。
（ａ）での振動分布図（ｂ），同図（ａ）においてボン
ディングツ−ル側からみた側面図（ｃ），同図（ｃ）の
変形例を示す図（ｄ）である。
１…振動子部、２…ホ−ン部、３…フランジ、４…節、
５…振動板、６…ボンディングツ−ル、７…支軸、８…
ホルダ、９…直径方向ガイド面、１０…軸方向ガイド
面、１１…回転方向ガイド面、１２…取付け穴、１３…
ピン、１４…ボルト。
５…振動板、６…ボンディングツ−ル、７…支軸、８…
ホルダ、９…直径方向ガイド面、１０…軸方向ガイド
面、１１…回転方向ガイド面、１２…取付け穴、１３…
ピン、１４…ボルト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/607 H01L 21/60 301
Claims (1)
- 【請求項１】 ボンディングツ−ルを有するホ−ン部
と、ホルダに取付けられ振動板を介して上記ホ−ン部を
支持するフランジ構造とを有するホ−ン部とを具備する
ワイヤボンダ用超音波ホ−ンにおいて、 上記フランジは、上記ホ−ン部を上記ホルダに取り付け
る際の直径方向、軸方向及び回転方向における位置決め
となるガイド面それぞれ有することを特徴とするワイヤ
ボンダ用超音波ホ−ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04178216A JP3080781B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | ワイヤボンダ用超音波ホ−ン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04178216A JP3080781B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | ワイヤボンダ用超音波ホ−ン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621163A JPH0621163A (ja) | 1994-01-28 |
| JP3080781B2 true JP3080781B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=16044617
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04178216A Expired - Fee Related JP3080781B2 (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | ワイヤボンダ用超音波ホ−ン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3080781B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1992
- 1992-07-06 JP JP04178216A patent/JP3080781B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0621163A (ja) | 1994-01-28 |
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