JP3742332B2 - ワイヤボンデイング装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はワイヤボンデイング装置に係り、特にワイヤが挿通されるキャピラリを一方端に取付けたホーン本体と、このホーン本体に取付けた振動子とを具備する超音波ホーンに関する。
【0002】
【従来の技術】
図7に示すように、ワイヤボンデイング装置の超音波ホーン1は、図示しないワイヤが挿通されるキャピラリ2を一方端に取付けたホーン本体3と、このホーン本体3の他方端にねじ結合された振動子4とからなっている。ホーン本体3の後端側には、図示しないボンディングアームに固定されるフランジ部5が形成されている。振動子4は、ホーン本体3の後端部にねじ結合される振動発生源取付け軸6と、この振動発生源取付け軸6に嵌挿された絶縁パイプ7と、ドウナツ形の電歪素子又は磁歪素子を絶縁パイプ7に嵌挿して数枚積層した振動発生源8と、振動発生源取付け軸6にねじ結合して振動発生源8を締め付けるナット9とからなっている。なお、この種の超音波ホーン1を備えたワイヤボンディング装置として、例えば特許第3128715号が挙げられる。
【0003】
そこで、振動発生源8の振動が超音波ホーン1全体に伝わって超音波ホーン1の中で定在波の振動を作り、キャピラリ2に必要なエネルギーを供給する。無負荷の状態(ワイヤボンデイングしていない状態)では、エネルギーは安定した状態で蓄えられており、精巧に作られた超音波ホーン1ではフランジ部5に節ができるような寸法になっているので、超音波ホーン1を図示しないボンディングアームに取付けた状態でもフランジ部5の運動は小さく損失が少ない。この無負荷の状態では、超音波ホーン1は音叉のように動作する。振動発生源8は、通常定電流駆動などにより振幅が規定の値になるように駆動されている。キャピラリ2を通してワイヤボンデイングのためにエネルギーが使われると、電流を加えて均衡に必要なエネルギーを振動発生源8に送り込む。このようにして超音波を利用したワイヤボンデイングが行なわれる。
【0004】
一般に、超音波ホーン1は鉄鋼材料によって形成されている。このため、慣性モーメントが大きく、ボンディング動作が高速化されてくると、キャピラリ2がペレットやリードの被ボンディング部材に当接した時の衝撃荷重が大きくなり、被ボンディング部材を破損させる恐れがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来、慣性モーメントを小さくでき、被ボンディング部材に対する衝撃荷重の軽減を図ったワイヤボンディング装置として、例えば特開平8−241908号公報が挙げられる。このワイヤボンディング装置は、超音波ホーンの回転軸の軸心と超音波ホーンの長さ方向中心軸との軸間距離を近接させることにより、慣性モーメントを小さくしている。また超音波ホーンを支持する支持部材を軽金属材料によって形成することにより、回転軸の駆動源として小さい出力のモータで駆動できるようにしている。しかし、かかる手段によっても、慣性モーメント及び衝撃荷重の軽減には限度があった。
【0006】
本発明の課題は、慣性モーメント及び衝撃荷重の大幅な低減が図れ、ボンディング動作の高速化及び超音波ホーンの上下駆動の容易化等を一層向上させるとができるワイヤボンデイング装置を提供することにある。この課題を解決する手段の特性は、軽荷重により小ボールを形成するファインピッチボンデイングにおいて安定した好ましい結果をもたらす。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明の請求項1の手段は、ワイヤが挿通されるキャピラリを一方端に取付けたホーン本体と、このホーン本体に取付けた振動子とを具備する超音波ホーンを備えたワイヤボンデイング装置において、前記ホーン本体は、該ホーン本体の軸心に沿って2個以上の溝が形成され、前記溝部分の断面は、十字形状、X字形状、Y字形状、H字形状であることを特徴とする。
【0008】
上記課題を解決するための本発明の請求項2の手段は、ワイヤが挿通されるキャピラリを一方端に取付けたホーン本体と、このホーン本体に取付けた振動子とを具備する超音波ホーンを備えたワイヤボンデイング装置において、前記ホーン本体は、該ホーン本体の軸心に沿って2個以上の溝が形成され、前記溝部分は、振動節に当たる部分から振動節に当たる部分に設けられていることを特徴とする。
【0009】
上記課題を解決するための本発明の請求項3の手段は、ワイヤが挿通されるキャピラリを一方端に取付けたホーン本体と、このホーン本体に取付けた振動子とを具備する超音波ホーンを備えたワイヤボンデイング装置において、前記ホーン本体は、該ホーン本体の軸心に沿って2個以上の溝が形成され、前記溝部分の断面は、十字形状、X字形状、Y字形状、H字形状であり、前記溝部分は、振動節に当たる部分から振動節に当たる部分に設けられていることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第1の実施の形態を図1により説明する。なお、図7と同じ又は相当部材には同一符号を付し、その説明は省略する。ホーン本体3には、キャピラリ2の取付け部近傍からフランジ部5に至る部分の断面が十字形状に形成されている。即ち、ホーン本体3は、軸心10を中心として左右対称で、かつ軸心10より上下及び左右に突起部11、12及び13、14を有するように、溝15、16、17、18が軸心10に沿って形成されている。なお、溝15、16、17、18は、超音波ホーン1のキャピラリ2側の振動節20からフランジ部5の振動節21まで形成されている。
【0012】
このように、ホーン本体3は溝15、16、17、18が形成されて軽量化されているので、慣性モーメントが著しく低減し、衝撃荷重の大幅な軽減が図れると共に、ボンディング動作の高速化が図れる。また超音波ホーン1が軽量化されることにより、超音波ホーン1を上下駆動させるモータのトルクの低減が図れ、上下方向の動作の安定度が向上し、ボンダビリティが安定する。また左右の突起部13、14により剛性が確保され、上下の突起部11、12によりホーン本体3に加わる衝撃にも充分に耐えられる。即ち、超音波ホーン1は、剛性を維持しながら大幅な軽量化が図れる。またキャピラリ2側の振動節20から溝15、16、17、18を形成することにより、超音波振動伝達時における振動節20の位置が安定し、ボンダビリティが安定する。
【0013】
本発明の第2の実施の形態を図2に示す。なお、前記実施の形態と同じ又は相当部分には同一符号を付し、その説明は省略する。前記実施の形態は、溝15、16、17、18をホーン本体3のほぼ全体、即ちキャピラリ2側の振動節20からフランジ部5の振動節21まで形成した。本実施の形態は、キャピラリ2側の振動節20からフランジ部5の振動節21に至る途中の振動節22までに形成した。このように形成しても前記実施の形態と同様の効果が得られる。またキャピラリ2側の振動節20から振動節22までに溝15、16、17、18を形成することにより、超音波振動伝達時における振動節20の位置が安定し、ボンダビリティが安定する。
【0014】
本発明の第3の実施の形態を図3に示す。本実施の形態は、前記実施の形態の変形例である。図3(a)は、上下の突起部11、12が左右の突起部13、14より幅広となっている。図3(b)は、左右の突起部13、14が上下の突起部11、12より幅広となっている。図3(c)は、溝15、16、17、18が円弧状となっている。図3(d)は、溝15、16、17、18を上下左右に形成し、突起部11、12、13、14をX字形状に形成したものである。このように、十字形状の変形形状又はX字形状でも前記実施の形態と同様の効果が得られる。
【0015】
本発明の第4、第5及び第6の実施の形態を図4、図5及び図6に示す。これらの実施の形態は、溝の数が異なる場合を示す。前記各実施の形態は、4個の溝15、16、17、18を形成し、4個の突起部11、12及び13、14が十字形状又は十字類似形状よりなっている。図4の第4の実施の形態は、2個の溝30、31又は32、33が形成されている。図5の第5の実施の形態は、3個の溝50、51、52又は53、54、55が形成されている。図6の第6の実施の形態は、5個以上の溝の一例で、8個の溝70〜77又は80〜87が形成されている。以下、これらの実施の形態について説明する。
【0016】
図4の第4の実施の形態は、ホーン本体3の左右側面に円弧状の溝30、31又は角状の溝32、33を形成し、上下に突起部40、41又は42、43が設けられている。従って、本実施の形態においてもホーン本体3は左右対称となっている。本実施の形態も前記実施の形態と同様に、溝30、31又は32、33によってホーン本体3の軽量化が図れる。また剛性及び耐久性についても、軸心10より垂直に伸びた垂直部44又は45と上下の突起部40、41又は42、43によって維持され、前記各実施の形態と同様の効果が得られる。
【0017】
図5の第5の実施の形態は、Y字形状の3個の突起部60、61、62又は逆Y字形状の3個の突起部63、64、65よりなっており、3個の突起部60、61、62又は63、64、65の内、1つの突起部60又は63は、軸心10より下方又は上方に伸びている。また突起部61、62又は64、65は、水平よりほぼ45度の角度で上方又は下方に伸びている。即ち、図5(a)の場合には、上方の溝50と左右の溝51、52によって突起部60、61、62が形成され、図5(b)の場合には、下方の溝53と突起部13、14の溝54、55によって突起部63、64、65が形成されている。従って、本実施の形態においてもホーン本体3は左右対称となっている。
【0018】
本実施の形態も前記実施の形態と同様に、溝50、51、52又は53、54、55によってホーン本体3の軽量化が図れる。また剛性及び耐久性についても、垂直の突起部60又は63と、斜め方向に伸びたV字状又は逆V字状の突起部61、62又は64、65によって維持され、前記各実施の形態と同様の効果が得られる。
【0019】
図6の第6の実施の形態は、8個の円弧状の溝70〜77又は三角状の溝80〜87を形成している。従って、本実施の形態においてもホーン本体3は左右対称となっている。本実施の形態は溝の数が多いので、ホーン本体3の軽量化の点については前記実施の形態ほどではないが、軽量化が図れる。また剛性及び耐久性については充分に得られる。
【0020】
また溝部分の断面形状は、左右及び上下対称形状が最も好ましいが、左右のみ対称形状であっても、上下のみ対称形状であってもよい。また少なくとも1個の突起部は、軸心10より上方又は下方に伸びている方が剛性及び耐久性の点で好ましい。また溝の数は特に限定されるものではないが、溝が多くなればなるほど軽量化については好ましくなく、2乃至6個が最も好ましい。
【0021】
【発明の効果】
本発明は、ワイヤが挿通されるキャピラリを一方端に取付けたホーン本体と、このホーン本体に取付けた振動子とを具備する超音波ホーンを備えたワイヤボンデイング装置において、前記ホーン本体は、該ホーン本体の軸心に沿って2個以上の溝が形成された形状であるので、慣性モーメント及び衝撃荷重の大幅な低減が図れ、ボンディング動作の高速化及び超音波ホーンの上下駆動の容易化等を一層向上させるとができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波ホーン部分の第1の実施の形態を示し、(a)は側面図、(b)は平面図、(c)は振動節の説明図、(d)は(a)のA−A線断面図である。
【図2】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波ホーン部分の第2の実施の形態を示し、(a)は側面図、(b)は平面図、(c)は振動節の説明図、(d)は(a)のA−A線断面図である。
【図3】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波ホーン部分の第3の実施の形態を示し、図1(d)と同様の断面図である。
【図4】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波ホーン部分の第4の実施の形態を示し、図1(d)と同様の断面図である。
【図5】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波ホーン部分の第5の実施の形態を示し、図1(d)と同様の断面図である。
【図6】本発明になるワイヤボンデイング装置の超音波ホーン部分の第6の実施の形態を示し、図1(d)と同様の断面図である。
【図7】従来のワイヤボンデイング装置の超音波ホーン部分の1例を示し、(a)は一部断面側面図、(b)は正面図である。
【符号の説明】
1 超音波ホーン
2 キャピラリ
3 ホーン本体
4 振動子
5 フランジ部
10 軸心
11〜14、40〜43、60〜65 突起部
15〜18、30〜33、50〜55、70〜77、80〜87 溝
Claims (3)
- ワイヤが挿通されるキャピラリを一方端に取付けたホーン本体と、このホーン本体に取付けた振動子とを具備する超音波ホーンを備えたワイヤボンデイング装置において、前記ホーン本体は、該ホーン本体の軸心に沿って2個以上の溝が形成され、前記溝部分の断面は、十字形状、X字形状、Y字形状、H字形状であることを特徴とするワイヤボンデイング装置。
- ワイヤが挿通されるキャピラリを一方端に取付けたホーン本体と、このホーン本体に取付けた振動子とを具備する超音波ホーンを備えたワイヤボンデイング装置において、前記ホーン本体は、該ホーン本体の軸心に沿って2個以上の溝が形成され、前記溝部分は、振動節に当たる部分から振動節に当たる部分に設けられていることを特徴とするワイヤボンデイング装置。
- ワイヤが挿通されるキャピラリを一方端に取付けたホーン本体と、このホーン本体に取付けた振動子とを具備する超音波ホーンを備えたワイヤボンデイング装置において、前記ホーン本体は、該ホーン本体の軸心に沿って2個以上の溝が形成され、前記溝部分の断面は、十字形状、X字形状、Y字形状、H字形状であり、前記溝部分は、振動節に当たる部分から振動節に当たる部分に設けられていることを特徴とするワイヤボンデイング装置。
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