JP3536677B2 - ボンディングツールおよびボンディング装置 - Google Patents
ボンディングツールおよびボンディング装置Info
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- H01L2224/7525—Means for applying energy, e.g. heating means
- H01L2224/753—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
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- H01L2224/75355—Design, e.g. of the wave guide
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品などのボ
ンディング対象物を、超音波振動により基板などの被圧
着面にボンディングするボンディングツールおよびボン
ディング装置に関するものである。
ンディング対象物を、超音波振動により基板などの被圧
着面にボンディングするボンディングツールおよびボン
ディング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電子部品などのボンディング対象物を基
板などの被圧着面に接合する方法として超音波圧接を用
いる方法が知られている。この方法は、ボンディング対
象物を被圧着面に押圧しながら超音波振動を付与し、接
合面を相互に摩擦させてボンディングするものである。
この方法においては、ボンディングツールとしてボンデ
ィング対象物に当接して押圧する当接面が設けられたホ
ーンの端部に、超音波振動の発生源を装着したものが用
いられる。発生した振動は、ホーンにより増幅されて当
接面を介してボンディング対象物に伝達される。
板などの被圧着面に接合する方法として超音波圧接を用
いる方法が知られている。この方法は、ボンディング対
象物を被圧着面に押圧しながら超音波振動を付与し、接
合面を相互に摩擦させてボンディングするものである。
この方法においては、ボンディングツールとしてボンデ
ィング対象物に当接して押圧する当接面が設けられたホ
ーンの端部に、超音波振動の発生源を装着したものが用
いられる。発生した振動は、ホーンにより増幅されて当
接面を介してボンディング対象物に伝達される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前記振動発生源として
は、従来市販の超音波振動子を用いる例が多かったが、
この場合にはボンディングツールの小型化が難しいた
め、単体の圧電素子を直接ボンディングツールに組み込
んで使用する場合がある。しかしながらこの場合にはボ
ンディングツールを構成するホーンや、ホーンをボンデ
ィングヘッドのホルダに固定するための固定部材などは
個別の部品であり、当初から一体の部品として製作する
ことができない。このため、これらの部品を組み合わせ
て構成されたボンディングツールの平行度などの形状精
度を再現性よく確保することが難しく、ボンディングツ
ールの組立やヘッドへの取付に際して時間や手間を要す
る調整作業を必要としていた。
は、従来市販の超音波振動子を用いる例が多かったが、
この場合にはボンディングツールの小型化が難しいた
め、単体の圧電素子を直接ボンディングツールに組み込
んで使用する場合がある。しかしながらこの場合にはボ
ンディングツールを構成するホーンや、ホーンをボンデ
ィングヘッドのホルダに固定するための固定部材などは
個別の部品であり、当初から一体の部品として製作する
ことができない。このため、これらの部品を組み合わせ
て構成されたボンディングツールの平行度などの形状精
度を再現性よく確保することが難しく、ボンディングツ
ールの組立やヘッドへの取付に際して時間や手間を要す
る調整作業を必要としていた。
【０００４】そこで本発明は、組立式のボンディングツ
ールにおいて、形状精度の再現性がよく、精度調整の手
間を省くことができるボンディングツールおよびボンデ
ィング装置を提供することを目的とする。
ールにおいて、形状精度の再現性がよく、精度調整の手
間を省くことができるボンディングツールおよびボンデ
ィング装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のボンディ
ングツールは、ボンディング対象物に当接してこのボン
ディング対象物を被圧着面に押圧しながら振動を付与し
て被圧着面に圧着するボンディングツールであって、振
動子と、この振動子の振動を接合作用部を介してボンデ
ィング対象物へ伝達する振動伝達部材と、この振動伝達
部材と前記振動子を一体的に組み付けてホルダに固定す
る固定部材とを備え、前記振動伝達部材に前記接合作用
部のボンディング対象物との当接面と平行な第１の平面
を形成し、この第１の平面を前記固定部材に設けられた
ホルダ固定面と所定の幾何学的位置関係にある第２の平
面に対して平行に合わせた状態で前記振動伝達部材およ
び振動子をこの固定部材に固定した。
ングツールは、ボンディング対象物に当接してこのボン
ディング対象物を被圧着面に押圧しながら振動を付与し
て被圧着面に圧着するボンディングツールであって、振
動子と、この振動子の振動を接合作用部を介してボンデ
ィング対象物へ伝達する振動伝達部材と、この振動伝達
部材と前記振動子を一体的に組み付けてホルダに固定す
る固定部材とを備え、前記振動伝達部材に前記接合作用
部のボンディング対象物との当接面と平行な第１の平面
を形成し、この第１の平面を前記固定部材に設けられた
ホルダ固定面と所定の幾何学的位置関係にある第２の平
面に対して平行に合わせた状態で前記振動伝達部材およ
び振動子をこの固定部材に固定した。
【０００６】請求項２記載のボンディング装置は、前記
ホルダ固定面に当接して請求項１記載のボンディングツ
ールを保持するホルダと、このホルダを駆動することに
より前記接合作用部をボンディング対象物に押圧する駆
動手段とを備えた。
ホルダ固定面に当接して請求項１記載のボンディングツ
ールを保持するホルダと、このホルダを駆動することに
より前記接合作用部をボンディング対象物に押圧する駆
動手段とを備えた。
【０００７】各請求項記載の発明によれば、振動伝達部
材に接合作用部の当接面と平行に形成された第１の平面
を、前記固定部材のホルダ固定面と所定の幾何学的位置
関係にある第２の平面に対して平行に合わせた状態で前
記振動伝達部材および振動子を前記固定部材に固定締結
することにより、接合作用部の当接面をホルダ固定面に
対して所定の幾何学的位置関係を保った状態で組み付け
ることができる。
材に接合作用部の当接面と平行に形成された第１の平面
を、前記固定部材のホルダ固定面と所定の幾何学的位置
関係にある第２の平面に対して平行に合わせた状態で前
記振動伝達部材および振動子を前記固定部材に固定締結
することにより、接合作用部の当接面をホルダ固定面に
対して所定の幾何学的位置関係を保った状態で組み付け
ることができる。
【０００８】
【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。
参照して説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施の形態のボンディン
グ装置の正面図、図２は同ボンディングツールの斜視
図、図３（ａ）は同ボンディングツールの正面図、図３
（ｂ）は同ボンディングツールの平面図、図３（ｃ）は
同ボンディングツールの定在波振動を示すグラフであ
る。
グ装置の正面図、図２は同ボンディングツールの斜視
図、図３（ａ）は同ボンディングツールの正面図、図３
（ｂ）は同ボンディングツールの平面図、図３（ｃ）は
同ボンディングツールの定在波振動を示すグラフであ
る。
【００１０】まず、図１を参照してボンディング装置の
全体構造を説明する。１は支持フレームであって、その
前面には第１昇降板２と第２昇降板３が昇降自在に設け
られている。第１昇降板２にはシリンダ４が装着されて
おり、そのロッド５は第２昇降板３に結合されている。
第２昇降板３にはボンディングヘッド１０が装着されて
いる。支持フレーム１の上面にはＺ軸モータ６が設けら
れている。Ｚ軸モータ６は垂直な送りねじ７を回転させ
る。送りねじ７は第１昇降板２の背面に設けられたナッ
ト８に螺合している。したがってＺ軸モータ６が駆動し
て送りねじ７が回転すると、ナット８は送りねじ７に沿
って上下動し、第１昇降板２や第２昇降板３も上下動す
る。
全体構造を説明する。１は支持フレームであって、その
前面には第１昇降板２と第２昇降板３が昇降自在に設け
られている。第１昇降板２にはシリンダ４が装着されて
おり、そのロッド５は第２昇降板３に結合されている。
第２昇降板３にはボンディングヘッド１０が装着されて
いる。支持フレーム１の上面にはＺ軸モータ６が設けら
れている。Ｚ軸モータ６は垂直な送りねじ７を回転させ
る。送りねじ７は第１昇降板２の背面に設けられたナッ
ト８に螺合している。したがってＺ軸モータ６が駆動し
て送りねじ７が回転すると、ナット８は送りねじ７に沿
って上下動し、第１昇降板２や第２昇降板３も上下動す
る。
【００１１】図１において、被圧着面を上面に有する基
板３２は基板ホルダ３３上に載せられており、基板ホル
ダ３３はテーブル３５上に載せられている。テーブル３
４は可動テーブルであって、基板３２をＸ方向やＹ方向
へ水平移動させ、基板３２を所定の位置に位置決めす
る。主制御部３５は、モータ駆動部３６を介してＺ軸モ
ータ６を制御し、またテーブル制御部３７を介してテー
ブル３４を制御する。またシリンダ４は荷重制御部３８
を介して主制御部３５に接続されており、シリンダ４の
ロッド５の突出力すなわちボンディングツール２０でボ
ンディング対象物としての電子部品３０を基板３２に押
し付ける押圧荷重が制御される。ボンディングヘッド１
０の本体１１の下端部にはホルダ１２が結合されてお
り、ホルダ１２にはボンディングツール２０が固定され
ている。Ｚ軸モータ６とシリンダ４はホルダ１２を駆動
して電子部品３０を押圧する駆動手段となっている。
板３２は基板ホルダ３３上に載せられており、基板ホル
ダ３３はテーブル３５上に載せられている。テーブル３
４は可動テーブルであって、基板３２をＸ方向やＹ方向
へ水平移動させ、基板３２を所定の位置に位置決めす
る。主制御部３５は、モータ駆動部３６を介してＺ軸モ
ータ６を制御し、またテーブル制御部３７を介してテー
ブル３４を制御する。またシリンダ４は荷重制御部３８
を介して主制御部３５に接続されており、シリンダ４の
ロッド５の突出力すなわちボンディングツール２０でボ
ンディング対象物としての電子部品３０を基板３２に押
し付ける押圧荷重が制御される。ボンディングヘッド１
０の本体１１の下端部にはホルダ１２が結合されてお
り、ホルダ１２にはボンディングツール２０が固定され
ている。Ｚ軸モータ６とシリンダ４はホルダ１２を駆動
して電子部品３０を押圧する駆動手段となっている。
【００１２】ボンディングツール２０は超音波振動を発
生する振動発生源が備えられており、振動発生源は超音
波振動駆動部３９により駆動される。以下、図２、図３
を参照してボンディングツール２０について説明する。
図２に示すように、ホルダ１２には、絶縁部材１３を介
してボンディングツール２０が装着されている。ボンデ
ィングツール２０は、振動伝達部材としてのホーン２
１、固定部材２２、振動子としての圧電素子２３、およ
びこれらの部品を締結する締結部材としてのボルト２４
より構成されている。
生する振動発生源が備えられており、振動発生源は超音
波振動駆動部３９により駆動される。以下、図２、図３
を参照してボンディングツール２０について説明する。
図２に示すように、ホルダ１２には、絶縁部材１３を介
してボンディングツール２０が装着されている。ボンデ
ィングツール２０は、振動伝達部材としてのホーン２
１、固定部材２２、振動子としての圧電素子２３、およ
びこれらの部品を締結する締結部材としてのボルト２４
より構成されている。
【００１３】図３（ｂ）に示すように、ホーン２１の中
央部には上下両方向に突出する突出部２１ａ，２１ｂが
設けられ、下方の突出部２１ａは電子部品３０を真空吸
着して保持するとともに、電子部品３０を押圧して基板
に接合する接合作用部２１ａとなっている。この接合作
用部２１ａにはホーン２１に設けられた真空吸引用の内
孔２６の一端が開口して吸着孔２６ａを形成している。
内孔２６の他端はホーン２１の上面に開口して吸引孔２
６ｂを形成している。吸引孔２６ｂには吸着パッド２７
が当接し、図外の吸引装置から吸着パッド２７を介して
エアを吸引することにより、吸引孔２６を介して吸着孔
２６ａから真空吸引し、電子部品３０との当接面Ａに電
子部品３０を真空吸着して保持することができる。
央部には上下両方向に突出する突出部２１ａ，２１ｂが
設けられ、下方の突出部２１ａは電子部品３０を真空吸
着して保持するとともに、電子部品３０を押圧して基板
に接合する接合作用部２１ａとなっている。この接合作
用部２１ａにはホーン２１に設けられた真空吸引用の内
孔２６の一端が開口して吸着孔２６ａを形成している。
内孔２６の他端はホーン２１の上面に開口して吸引孔２
６ｂを形成している。吸引孔２６ｂには吸着パッド２７
が当接し、図外の吸引装置から吸着パッド２７を介して
エアを吸引することにより、吸引孔２６を介して吸着孔
２６ａから真空吸引し、電子部品３０との当接面Ａに電
子部品３０を真空吸着して保持することができる。
【００１４】図２，図３の各図に示すように、ホーン２
１の左右両側端面には、振動発生源が装着されている。
振動発生源は、１対をなす圧電素子２３を固定部材２２
の板状部２２ａの両面に対向させて配置して構成されて
いる。図２に示すように、圧電素子２３およびホーン２
１は、ボルト２４によって固定部材２２の板状部２２ａ
に締結されている。圧電素子２３は固定部材２２を介し
て交流電源２５と接続されており、ボルト２４は電気的
に接地されている。したがって、ボルト２４に連結され
たホーン２１も同様に電気的に接地されている。交流電
源２５を駆動することにより、圧電素子２３には交流電
圧が印加される。
１の左右両側端面には、振動発生源が装着されている。
振動発生源は、１対をなす圧電素子２３を固定部材２２
の板状部２２ａの両面に対向させて配置して構成されて
いる。図２に示すように、圧電素子２３およびホーン２
１は、ボルト２４によって固定部材２２の板状部２２ａ
に締結されている。圧電素子２３は固定部材２２を介し
て交流電源２５と接続されており、ボルト２４は電気的
に接地されている。したがって、ボルト２４に連結され
たホーン２１も同様に電気的に接地されている。交流電
源２５を駆動することにより、圧電素子２３には交流電
圧が印加される。
【００１５】ここで、圧電素子２３の配列について説明
する。図３（ａ）に示すように、ホーン２１の左側端の
圧電素子２３は、極性を示す矢印が背中合わせになり、
右側端では矢印が向き合った形となっている。すなわ
ち、圧電素子２３は、それぞれ極性を逆方向にして対を
構成しており、さらに板状部２２ａと接触する圧電素子
２３の極性は、ホーン２１の右側端と左側端とで反対に
なるようにしている。言い換えると、２つの板状部２２
ａに挟まれた内側の２つの圧電素子２３と、固定部材２
２の外側の２つの圧電素子２３では極性が反対になって
いる。
する。図３（ａ）に示すように、ホーン２１の左側端の
圧電素子２３は、極性を示す矢印が背中合わせになり、
右側端では矢印が向き合った形となっている。すなわ
ち、圧電素子２３は、それぞれ極性を逆方向にして対を
構成しており、さらに板状部２２ａと接触する圧電素子
２３の極性は、ホーン２１の右側端と左側端とで反対に
なるようにしている。言い換えると、２つの板状部２２
ａに挟まれた内側の２つの圧電素子２３と、固定部材２
２の外側の２つの圧電素子２３では極性が反対になって
いる。
【００１６】このように配列された圧電素子２３に、交
流電源２５を駆動して交流電圧を印加すると、圧電素子
２３は交流の周波数に応じた機械的な振動、すなわちホ
ーン２１の長手方向に変位する縦振動を発生する。ここ
で前述のように、板状部２２ａの内側と外側では圧電素
子２３の極性が反対となっているため、縦振動の変位も
板状部２２ａを境にして反対となり、ボンディングツー
ルには図３（ｃ）に示すように、板状部２２ａの位置を
振動の節とし、保持部２１ａの部分を振動の腹とする定
在波振動が発生する。
流電源２５を駆動して交流電圧を印加すると、圧電素子
２３は交流の周波数に応じた機械的な振動、すなわちホ
ーン２１の長手方向に変位する縦振動を発生する。ここ
で前述のように、板状部２２ａの内側と外側では圧電素
子２３の極性が反対となっているため、縦振動の変位も
板状部２２ａを境にして反対となり、ボンディングツー
ルには図３（ｃ）に示すように、板状部２２ａの位置を
振動の節とし、保持部２１ａの部分を振動の腹とする定
在波振動が発生する。
【００１７】図３（ａ）に示すように、ホーン２１の形
状は両端部から中央部２１ｃの方向に順次幅が絞られた
形状となっており、これにより、圧電素子２３より接合
作用部２１ａに伝達される経路において超音波振動の振
幅は増幅され、接合作用部２１ａには圧電素子２３が発
振する振幅以上の振動が伝達される。
状は両端部から中央部２１ｃの方向に順次幅が絞られた
形状となっており、これにより、圧電素子２３より接合
作用部２１ａに伝達される経路において超音波振動の振
幅は増幅され、接合作用部２１ａには圧電素子２３が発
振する振幅以上の振動が伝達される。
【００１８】ここで、図３（ｃ）に示すように、２つの
板状部２２ａ相互の距離は縦振動の半波長Ｌ／２に相当
しており、板状部２２ａから両側に張り出すボルト２４
を含めたボンディングツール２０の全体の長さは、１波
長Ｌとなっている。従来の市販の超音波振動子を用いた
従来のボンディングツールでは、振動発生源である市販
の超音波振動子が固定部材よりも外側に位置しているこ
とから、ボンディングツールの全体の長さは、片側のみ
に振動発生源を配置して長さを最小に抑えた場合でも、
最低１．５波長の長さを必要としていた。振動の対称性
を得るために振動発生源をホーンの両側に配置すれば、
さらに半波長Ｌ／２の長さを必要とすることになる。
板状部２２ａ相互の距離は縦振動の半波長Ｌ／２に相当
しており、板状部２２ａから両側に張り出すボルト２４
を含めたボンディングツール２０の全体の長さは、１波
長Ｌとなっている。従来の市販の超音波振動子を用いた
従来のボンディングツールでは、振動発生源である市販
の超音波振動子が固定部材よりも外側に位置しているこ
とから、ボンディングツールの全体の長さは、片側のみ
に振動発生源を配置して長さを最小に抑えた場合でも、
最低１．５波長の長さを必要としていた。振動の対称性
を得るために振動発生源をホーンの両側に配置すれば、
さらに半波長Ｌ／２の長さを必要とすることになる。
【００１９】したがって、上記のように圧電素子２３を
直接組み込んだ構成とすることにより、ホーン２１の両
側に振動発生源を配置して、振動の対称性を確保するこ
とができると同時に、ボンディングツールの長さを小さ
くしてコンパクトなボンディングツールを実現すること
ができる。また、圧電素子２３がホーン２１に直接接触
して振動を伝達するため、振動が不連続の境界面を介し
て伝達されることによるロスがなく、振動伝達の確実性
に優れている。
直接組み込んだ構成とすることにより、ホーン２１の両
側に振動発生源を配置して、振動の対称性を確保するこ
とができると同時に、ボンディングツールの長さを小さ
くしてコンパクトなボンディングツールを実現すること
ができる。また、圧電素子２３がホーン２１に直接接触
して振動を伝達するため、振動が不連続の境界面を介し
て伝達されることによるロスがなく、振動伝達の確実性
に優れている。
【００２０】次に、良好なボンディング品質を得るため
にボンディングツール２０に必要とされる形状精度およ
びこの精度を確保するためにボンディングツール２０を
構成する各部品間の関連について説明する。まず、良好
なボンディングを行うためには、ボンディング過程で電
子部品３０を良好な姿勢で均等に基板３２に押圧するこ
とが必要である。このためには、電子部品３０に当接す
る接合作用部２１ａが、基板３２上に載置された電子部
品３０に均等に当接すること、すなわち接合作用部２１
ａの当接面（図２に示す面Ａ）が基板３２に対して正確
に平行となっていることが求められる。言い換えれば、
ボンディングツール２０の接合作用部２１ａの当接面Ａ
はボンディングヘッド１０のホルダ１２に固定されるホ
ルダ固定面（図２に示す面Ｃ）に対して高い平行度を保
つ必要がある。以下、この平行度を確保するための手段
について説明する。
にボンディングツール２０に必要とされる形状精度およ
びこの精度を確保するためにボンディングツール２０を
構成する各部品間の関連について説明する。まず、良好
なボンディングを行うためには、ボンディング過程で電
子部品３０を良好な姿勢で均等に基板３２に押圧するこ
とが必要である。このためには、電子部品３０に当接す
る接合作用部２１ａが、基板３２上に載置された電子部
品３０に均等に当接すること、すなわち接合作用部２１
ａの当接面（図２に示す面Ａ）が基板３２に対して正確
に平行となっていることが求められる。言い換えれば、
ボンディングツール２０の接合作用部２１ａの当接面Ａ
はボンディングヘッド１０のホルダ１２に固定されるホ
ルダ固定面（図２に示す面Ｃ）に対して高い平行度を保
つ必要がある。以下、この平行度を確保するための手段
について説明する。
【００２１】図３（ｂ）において、接合作用部２１ａの
当接面Ａは、ホーン２１の加工工程において、ホーン２
１の上面Ｂ（第１の平面）に対して所定の平行度公差内
に入るように加工されている。そして、ボンディングツ
ール２０の組付け時には、ホーン２１の上面Ｂを固定部
材２２に設けられたホルダ固定面と所定の幾何学的位置
関係にある平面（第２の平面）に対して平行に合わせた
状態で、ホーン２１、振動子２３を固定部材２２にボル
ト２４によって固定締結する。本実施の形態では、固定
部材２２に形成されたホルダ固定面は図２に示す平面Ｃ
であり、第２の平面と一致する。
当接面Ａは、ホーン２１の加工工程において、ホーン２
１の上面Ｂ（第１の平面）に対して所定の平行度公差内
に入るように加工されている。そして、ボンディングツ
ール２０の組付け時には、ホーン２１の上面Ｂを固定部
材２２に設けられたホルダ固定面と所定の幾何学的位置
関係にある平面（第２の平面）に対して平行に合わせた
状態で、ホーン２１、振動子２３を固定部材２２にボル
ト２４によって固定締結する。本実施の形態では、固定
部材２２に形成されたホルダ固定面は図２に示す平面Ｃ
であり、第２の平面と一致する。
【００２２】なお固定部材２２のホルダ固定面が本実施
の形態に示す例以外の場合、例えば平面Ｃと直交する平
面がホルダ固定面となるような場合には、固定部材２２
の加工工程において、ホルダ固定面を第２の平面である
平面Ｃと所定の幾何学的位置関係を正確に保つように、
すなわち直角度を正確に保つように加工される。
の形態に示す例以外の場合、例えば平面Ｃと直交する平
面がホルダ固定面となるような場合には、固定部材２２
の加工工程において、ホルダ固定面を第２の平面である
平面Ｃと所定の幾何学的位置関係を正確に保つように、
すなわち直角度を正確に保つように加工される。
【００２３】ボンディングツール２０の組立時に、ホー
ン２１の上面Ｂを第２の平面に対して平行に合わせる方
法として、共通の基準面を有する組立治具を使用する。
組立治具として、図２に示す絶縁部材１３の上面に相当
する基準面を有するものを用いる。すなわち、ホーン２
１の接合作用部２１ａに対して固定部材２２の横方向位
置を合わせながら、ホーン２１の上面Ｂと固定部材２２
の平面Ｃを組立治具の基準面に押し付ける。これによ
り、上面Ｂと平面Ｃは正確に平行に合わされ、この状態
でボルト２４を締め付けることにより、接合作用部２１
ａの当接面Ａの固定部材２２の平面Ｃに対する平行度が
確保される。
ン２１の上面Ｂを第２の平面に対して平行に合わせる方
法として、共通の基準面を有する組立治具を使用する。
組立治具として、図２に示す絶縁部材１３の上面に相当
する基準面を有するものを用いる。すなわち、ホーン２
１の接合作用部２１ａに対して固定部材２２の横方向位
置を合わせながら、ホーン２１の上面Ｂと固定部材２２
の平面Ｃを組立治具の基準面に押し付ける。これによ
り、上面Ｂと平面Ｃは正確に平行に合わされ、この状態
でボルト２４を締め付けることにより、接合作用部２１
ａの当接面Ａの固定部材２２の平面Ｃに対する平行度が
確保される。
【００２４】このボンディング装置は上記のように構成
されており、次に動作を説明する。図１においてボンデ
ィングツール２０の接合作用部２１ａに電子部品３０を
真空吸着させて保持し、基板３２の上方に位置させる。
次にＺ軸モータ６が駆動してボンディングヘッド１０が
下降し、電子部品３０のバンプを基板３２に押圧する。
このとき基板３２は加熱手段（図外）によって加熱され
ている。そして押圧した状態で超音波振動子駆動部３９
を駆動して、圧電素子２３に交流電圧を印加しバンプ付
電子部品３０に振動を伝達する。これにより電子部品３
０のバンプと基板３２の電極との押圧面が振動により摩
擦され、バンプは基板３２の電極にボンディングされ
る。このとき、ボンディングツール２０のホーン２１の
両側に振動発生源が配置されていることにより、電子部
品３０には偏りのない対称の振動が伝達され、したがっ
て良好なボンディング品質を得ることができる。また、
ボンディングツール２０の接合作用部２１ａの当接面Ａ
は基板３２の表面との高い平行精度を保って装着されて
いるので、ボンディング時には電子部品３０は基板３２
に均一に押圧され、ばらつきのないボンディング結果を
得ることができる。
されており、次に動作を説明する。図１においてボンデ
ィングツール２０の接合作用部２１ａに電子部品３０を
真空吸着させて保持し、基板３２の上方に位置させる。
次にＺ軸モータ６が駆動してボンディングヘッド１０が
下降し、電子部品３０のバンプを基板３２に押圧する。
このとき基板３２は加熱手段（図外）によって加熱され
ている。そして押圧した状態で超音波振動子駆動部３９
を駆動して、圧電素子２３に交流電圧を印加しバンプ付
電子部品３０に振動を伝達する。これにより電子部品３
０のバンプと基板３２の電極との押圧面が振動により摩
擦され、バンプは基板３２の電極にボンディングされ
る。このとき、ボンディングツール２０のホーン２１の
両側に振動発生源が配置されていることにより、電子部
品３０には偏りのない対称の振動が伝達され、したがっ
て良好なボンディング品質を得ることができる。また、
ボンディングツール２０の接合作用部２１ａの当接面Ａ
は基板３２の表面との高い平行精度を保って装着されて
いるので、ボンディング時には電子部品３０は基板３２
に均一に押圧され、ばらつきのないボンディング結果を
得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、振動伝達部材に接合作
用部の当接面と平行に形成された第１の平面を、前記固
定部材に設けられたホルダ固定面と所定の幾何学的位置
関係にある第２の平面に対して平行に合わせた状態で前
記振動伝達部材および振動子を前記固定部材に固定締結
するようにしたので、接合作用部の当接面をホルダ固定
面に対して正しい幾何学的位置関係を保った状態で組み
付けることができ、接合作用部２１ａの当接面は基板表
面との高い平行精度を保って装着される。したがってボ
ンディング時には電子部品は基板に均一に押圧され、ば
らつきのないボンディング結果を得ることができる。
用部の当接面と平行に形成された第１の平面を、前記固
定部材に設けられたホルダ固定面と所定の幾何学的位置
関係にある第２の平面に対して平行に合わせた状態で前
記振動伝達部材および振動子を前記固定部材に固定締結
するようにしたので、接合作用部の当接面をホルダ固定
面に対して正しい幾何学的位置関係を保った状態で組み
付けることができ、接合作用部２１ａの当接面は基板表
面との高い平行精度を保って装着される。したがってボ
ンディング時には電子部品は基板に均一に押圧され、ば
らつきのないボンディング結果を得ることができる。
【図１】本発明の一実施の形態のボンディング装置の正
面図
面図
【図２】本発明の一実施の形態のボンディングツールの
斜視図
斜視図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態のボンディングツ
ールの正面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のボンディングツールの平
面図 （ｃ）本発明の一実施の形態のボンディングツールの定
在波振動を示すグラフ
ールの正面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のボンディングツールの平
面図 （ｃ）本発明の一実施の形態のボンディングツールの定
在波振動を示すグラフ
１０ ボンディングヘッド
１２ ホルダ
２０ ボンディングツール
２１ ホーン
２１ａ 接合作用部
２２ 固定部材
２３ 圧電素子
３０ 電子部品
３２ 基板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−57468（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−314359（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−307597（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−19877（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/60 311
H01L 21/607
B06B 1/02
B06B 1/06
Claims (2)
- 【請求項１】ボンディング対象物に当接してこのボンデ
ィング対象物を被圧着面に押圧しながら振動を付与して
被圧着面に圧着するボンディングツールであって、振動
子と、この振動子の振動を接合作用部を介してボンディ
ング対象物へ伝達する振動伝達部材と、この振動伝達部
材と前記振動子を一体的に組み付けてホルダに固定する
固定部材とを備え、前記振動伝達部材に前記接合作用部
のボンディング対象物との当接面と平行な第１の平面を
形成し、この第１の平面を前記固定部材に設けられたホ
ルダ固定面と所定の幾何学的位置関係にある第２の平面
に対して平行に合わせた状態で前記振動伝達部材および
振動子をこの固定部材に固定したことを特徴とするボン
ディングツール。 - 【請求項２】前記ホルダ固定面に当接して請求項１記載
のボンディングツールを保持するホルダと、このホルダ
を駆動することにより前記接合作用部をボンディング対
象物に押圧する駆動手段とを備えたことを特徴とするボ
ンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24806698A JP3536677B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | ボンディングツールおよびボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24806698A JP3536677B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | ボンディングツールおよびボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000077481A JP2000077481A (ja) | 2000-03-14 |
| JP3536677B2 true JP3536677B2 (ja) | 2004-06-14 |
Family
ID=17172711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24806698A Expired - Fee Related JP3536677B2 (ja) | 1998-09-02 | 1998-09-02 | ボンディングツールおよびボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3536677B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4592939B2 (ja) * | 2000-12-11 | 2010-12-08 | 株式会社アルテクス | 超音波振動接合用共振器及びそれを使用する超音波振動接合装置 |
| US7002283B2 (en) * | 2003-06-03 | 2006-02-21 | Asm Assembly Automation Ltd. | Ultrasonic transducer assembly |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2583398B2 (ja) * | 1994-07-06 | 1997-02-19 | 日立化成商事株式会社 | 超音波接合装置 |
| JP2835020B2 (ja) * | 1995-08-22 | 1998-12-14 | 株式会社アルテクス | 超音波接合装置 |
| JP2934602B2 (ja) * | 1996-05-27 | 1999-08-16 | 株式会社アルテクス | 超音波接合装置の共振器用支持具 |
| JP3346272B2 (ja) * | 1998-04-20 | 2002-11-18 | 松下電器産業株式会社 | 電子部品のボンディングツール |
-
1998
- 1998-09-02 JP JP24806698A patent/JP3536677B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000077481A (ja) | 2000-03-14 |
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