JP3956773B2 - Bonding equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボンディング装置のボンディングヘッドに関し、特にボンディング時におけるボンディングアームの揺動中心をボンディングヘッドベースより下に位置させることが可能であるボンディング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤボンダ、シングルポイント型のＴＡＢ（Tape Automated Bonding）リードボンダなどは、その動作機構によって、直動型と揺動型に分類される。図６は、直動型のボンディング装置のボンディングヘッドを、ワイヤボンダを例として、示している。図６に示すように、直動型ボンディング装置のボンディングヘッド６０１のボンディングヘッドベース６０２に取り付けられたガイド６２０によって支持されたボンディングアーム６０３が、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭ）６０４の働きによってガイド６２０に沿って上下運動し、ボンディングアーム６０３に取りつけられたボンディングツール６０５が、搬送ユニット６２１上のワークのボンディング面６０７の電極に対してボンディングを行う。このような直動型ボンディング装置は、一般に、ボンディングアーム６０３の上下動のイナーシャが大きく、高速動作が困難であるとともに、ボンディング時の衝撃荷重が大きいという欠点を有する。
【０００３】
一方、揺動型ボンディング装置は、一般に、ボンディングアームのイナーシャを小さく構成でき、したがって高速化を図ることが可能であり、同時にボンディング時の衝撃荷重を抑制できることが知られている。図７は、十字板ばねを揺動の支点とした揺動型ボンディング装置のボンディングヘッドの側面図である。図７に示すように、ボンディングヘッド７０１のボンディングヘッドベース７０２に取り付けられた十字板ばね７２２によって支持されたボンディングアーム７０３が、ＶＣＭ７０４の働きによって揺動中心７２３を中心として揺動し、ボンディングアーム７０３に取りつけられ、ボンディングワイヤが挿通されたボンディングツール７０５が、搬送ユニット７２１上のワークのボンディング面７０７の電極に対してボンディングを行う。なお、７２４は板ばね押さえである。ボンディングアーム７０３が、揺動中心７２３を中心として揺動することによってボンディングが行なわれるため、ボンディングアームのイナーシャを小さくし、したがって高速化を図ることが可能となり、同時にボンディング時の衝撃荷重を抑制することが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の揺動型ボンディング装置では、品質のよいボンディングをするために、揺動中心７２３がワークのボンディング面７０７内に位置するようにボンディングヘッド７０１を配置し、ボンディングツール７０５が、ワークのボンディング面７０７に垂直に接触・加圧するようにする。そのため、ボンディングヘッドベース７０２は、搬送ユニット７２１の上面よりも下に配置されることとなる。その結果、ボンディングヘッドベース７０２が搬送ユニット７２１を避けるように構成されなければならず、ボンディングエリアが広い場合には、ボンディングアーム７０３が長くなってしまう。このため、ボンディングアーム７０３のイナーシャが増大して高速化を制限する要因となる。
【０００５】
本発明はこれらの課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、ボンディング面よりも高い位置にボンディングヘッドを支持し、且つボンディング時にボンディングアームの揺動中心がボンディング面内に位置するようにすることによって、ボンディングヘッドをワーク平面よりも高い位置に維持しながら、品質のよいボンディングを行うことが可能な揺動型ボンディング装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明によれば、ボンディングヘッドベースと、前記ボンディングヘッドベースに設けられた支持手段に被支持部が支持されることによって前記ボンディングヘッドベースに取り付けられたボンディングアームと、前記ボンディングアームに取り付けられた、ボンディング面へのボンディングを行うボンディング手段と、前記ボンディングアームを駆動する駆動手段とを有するボンディングヘッドを備えたボンディング装置であって、前記被支持部は「ハ」の字形状に倣って移動するように前記支持手段に支持されていることを特徴とするボンディング装置、が提供される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドの斜視図〔（ａ）〕と側面図〔（ｂ）〕である。図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係るボンディング装置のボンディングヘッド１０１は、ボンディングヘッドベース１０２、ボンディングアーム１０３、ボンディングアーム１０３の各側面について２個の支軸１０３Ａ、ＶＣＭ１０４、キャピラリよりなるボンディングツール１０５、ボンディングヘッドベース１０２に形成されたガイドレール１０６、を有している。ボンディングヘッドベース１０２は、図示が省略されたＸ−Ｙテーブルにより上方から支持されている。２個の支軸１０３Ａは、回転自在にボンディングアーム１０３に取りつけられている。２個の支軸１０３Ａは、また、予圧バネ１１０によって、ガイドレール１０６に押しつけられている。ボンディングアーム１０３は、２個の支軸１０３Ａを、ガイドレール１０６に押しつけられることによって、ボンディングヘッドベース１０２に直接に取り付けられている。ガイドレール１０６は、左右の２本の直線状ガイドレール１０６ａ、１０６ｂより成り、「ハ」の字状の形状を有している。図１において、ガイドレールは、ボンディングヘッドベース１０２の片側側面にのみしか示されていないが、実際には、逆側の側面にも形成されており、そのガイドレールに、予圧バネを介して、ボンディングアーム１０３のさらに２個の支軸が、押しつけられている。
【０００８】
ボンディングヘッド１０１は、全体として、搬送ユニット（図示せず）の上に載置されたワークのボンディング面１０７の図１紙面上方に配置されている。ボンディングアーム１０３には、その駆動源となるＶＣＭ１０４が取り付けられている。ＶＣＭ１０４を有するボンディングアーム１０３は、ＶＣＭドライバ（図示せず）からの操作電流（ＶＣＭ電流）がＶＣＭ１０４に供給されることにより、ボンディング面１０７に平行な推力を受けて駆動され、ボンディングヘッドベース１０２の両側面にあるガイドレールをガイドとして、ボンディングヘッドベース１０２の紙面前方の側面のガイドレール１０６とボンディングアーム１０３の２個の支軸１０３Ａとの接点から引いた２本の垂線の交点Ｏと紙面後方の側面の同様の交点とを結ぶ線分である、移動する擬似搖動軸１０９を中心として揺動する。ボンディングアーム１０３の各支軸が回転可能に取りつけられているため、ボンディングアーム１０３の揺動が、スムーズに行われる。
【０００９】
ボンディングアーム１０３の先端には、ボンディングツール１０５が取り付けられている。ボンディングツール１０５の先端にはボンディングワイヤが挿通されており、ボンディングアーム１０３の揺動によって、ボンディングツール１０５の先端がボンディング面１０７上の電極に断続的に接触することによって、ボンディングが行われる。
図１（ｂ）に示すように、ボンディングヘッド１０１は、ボンディングツール１０５がボンディング面１０７に対し垂直であるときに、ボンディングツール１０５の先端がボンディング面１０７に接触するように配置される。このとき、交点Ｏが、すなわち擬似搖動軸１０９がボンディング面１０７内に位置するように、左右のガイドレール１０６ａと１０６ｂとのなす角度が調整されている。
【００１０】
以上説明したように、擬似搖動軸１０９がボンディング面１０７内にあり、ボンディングツール１０５の先端がボンディング面１０７に接触してボンディングを行うときに、ボンディングツール１０５の先端が、ボンディング面１０７に垂直に接触・加圧するため、品質のよいボンディングが可能になる。また、ボンディングヘッドベース１０２、ボンディングアーム１０３、ＶＣＭ１０４、ボンディングツール１０５を含むボンディングヘッド１０１全体が、ワークのボンディング面よりも高い位置にあるため、ボンディングエリアが広い場合にも、ボンディングアーム１０３を長くする必要がなく、したがって、ボンディングアーム１０３のイナーシャが増大して高速化が制限されるということがない。
【００１１】
以上の説明においては、「ハ」の字形状のガイドレールが、その下部のボンディングヘッドベースを全てくりぬいて形成されているが、図２に示すように、ボンディングヘッドベースに窓構造を成して形成されてもよい。また、それらの窓構造を成すガイドは、転がり軸受等の転がり部材で置き換えられてもよい。その場合には、ボンディングアームの支軸は、ボンディングアームに固着されていてもよい。また、それらの窓構造を成すガイドは、エアー軸受あるいは磁気軸受等の非接触支持構造で置き換えられてもよい。その場合には、支軸は、窓構造の内壁の一部に沿う形状の部材に置き換えられる。
【００１２】
〔第２の実施の形態〕
図３は、本発明の第２の実施の形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドの斜視図である。図３において、図１に示す第１の実施の形態の部分と同等の部分には、下２桁が共通する参照番号を付し、重複する説明は省略する。本実施の形態においては、ボンディングアーム２０３の各側面に「ハ」の字状の形状の支軸２０３Ａが固着されている。ボンディングヘッドベース２０２には、２個のガイドローラ２１１が回転自在に取りつけられている。支軸２０３Ａは、予圧バネ２１０によって、２個のガイドローラ２１１に押しつけられている。動作は、第１の実施の形態の場合と同様である。即ち、ボンディングアーム２０３は、操作電流がＶＣＭ２０４に供給されることにより、ボンディング面２０７に平行な推力を受けて駆動され、ボンディングアーム２０３の支軸２０３Ａは、ボンディングヘッドベース２０２の両側面にある２個のガイドローラ２１１をガイドとして、擬似搖動軸２０９を中心に揺動する。
【００１３】
ボンディングヘッド２０１は、ボンディングツール２０５がボンディング面２０７に垂直であるときに、ボンディングツール２０５の先端がボンディング面２０７に接触するように配置される。このとき、２個のガイドローラ２１１と支軸２０３Ａとの接点から引いた２本の垂線の交点Ｏが、ボンディング面２０７内に位置するように、「ハ」の字状の支軸２０３Ａの左右の直線部のなす角度が調整されている。
【００１４】
なお、本実施の形態において、支軸２０３Ａは、予圧バネ２１０により２個のガイドローラ２１１に押しつけられて保持されているが、予圧バネを用いずに、その上下をガイドローラで挟持される構造にしてもよい。また、ボンディングアームの支軸のガイドとして、ローラが使用されたが、ローラに限定されることなく、転がり部材を備えた軸あるいは固定軸など、ボンディングアームの支軸を支持しつつボンディングアームの支軸の移動を容易にする構造のものはいずれも用いられ得る。さらに、支軸２０３Ａは、窓構造を成して形成されてもよい。その場合には、２個のガイドローラ２１１は、窓構造の内部に、窓構造の内壁に接して形成される。また、それらの窓構造を成す支軸は、転がり軸受等の転がり部材で置き換えられてもよい。その場合には、ガイドローラは、ボンディングヘッドベースに固着された固定軸であってもよい。また、それらの窓構造を成す支軸は、エアー軸受あるいは磁気軸受等の非接触支持構造で置き換えられてもよい。その場合には、ガイドローラは、窓構造の内壁の一部に沿う形状の部材に置き換えられる。
【００１５】
〔第３の実施形態〕
図４（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドの側面図である。図４（ａ）において、図１に示す第１の実施の形態の部分と同等の部分には、下２桁が共通する参照番号を付し、重複する説明は省略する。本実施の形態においては、ボンディングアーム３０４の紙面表側と裏側の両側面に、２個の支軸３０３Ａが固着されており、支軸３０３Ａは、スライダ３１２の基部３１２ｂ先端に設けられた玉軸受３１２ｃに支承されている。ボンディングヘッドベース３０２には、「ハ」の字状のガイドレール３０６が固定されている。スライダ３１２の先端部３１２ａは、ガイドレール３０６に沿って移動するように、ガイドレール３０６に連結されている。図４（ｂ）は、ガイドレール３０６とスライダ３１２との連結部の断面図である。図４（ｂ）に示すように、ガイドレール３０６の断面は、「ロ」の字に切り込みを入れた形状を有しており、この切込みよりも大きな幅を持つ、スライダ３１２の先端部３１２ａを、ガイドレール３０６にはめこむことによって、ガイドレール３０６とスライダ３１２とが、連結されている。
【００１６】
ボンディングアーム３０３は、操作電流がＶＣＭ３０４に供給されることにより、ボンディング面３０７に平行な推力を受けて駆動され、ボンディングアーム３０３の支軸３０３Ａは、ボンディングヘッドベース３０２の両側面にある２個のガイドレール３０６に沿ってスライダ３１２が移動することによって、ボンディングアーム３０３の擬似搖動軸３０９を中心に揺動する。
【００１７】
ボンディングヘッド３０１は、ボンディングツール３０５がワークのボンディング面３０７に垂直であるときに、ボンディングツール３０５の先端がボンディング面３０７に接触するように配置される。このとき、２個の支軸３０３Ａの中心からガイドレール３０６に下ろした垂線の交点がボンディング面３０７内に位置するように、「ハ」の字状のガイドレール３０６の左右の直線部のなす角度が調整されている。
【００１８】
なお、本実施の形態において、スライダ３１２はガイドレール３０６に機械的に支持される構造としたが、ガイドレール３０６とスライダ３１２の先端部３１２ａとを磁性材料で形成し、スライダ３１２の先端部３１２ａをガイドレール３０６内の空間に浮上させることによって支持するなど、スライダを支持しつつボンディングアームの支軸の移動を容易にするものであれば、ガイドレールとスライダとの連結構造として、いずれも用いられ得る。また、ガイドレールは、ボンディングアーム側に設けてもよい。その場合には、ボンディングヘッドベースにはスライダの玉軸受に挿入される固定軸が設けられる。
【００１９】
〔第４の実施の形態〕
図５は、本発明の第４の実施の形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドの側面図である。図５において、図４（ａ）に示す第３の実施の形態の部分と同等の部分には、下２桁が共通する参照番号を付している。本実施の形態において、ＶＣＭ４０４がスライダの先端部４１２ａに接続されている点を除けば、本実施の形態のボンディング装置の構造および動作は、第３の実施の形態と同様である。
【００２０】
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて説明したが、本発明のボンディング装置は、上述した実施の形態のみに制限されるものではなく、本願発明の要旨を変更しない範囲で種々の変化を施したボンディング装置も、本発明の範囲に含まれる。例えば、ＶＣＭの駆動方向は、ボンディング面に平行に限られず、擬似搖動軸を中心にボンディングツールが揺動するようなトルクを発生させるような方向であれば、どのような方向であってもよい。また、ボンディングアームやボンディングヘドベースに取りつけたローラ、玉軸受、スライダ等は、２個に限定されず、複数個であれば何個であってもよい。さらに、ボンディングアームは超音波エネルギーを伝達するホーンであってもよい。また、ボンディングツールは、ウエッジボンディングを行うウエッジであってもよい。さらに、ＴＡＢリードをシングルポイント方式でボンディングするツールであってもよい。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るボンディング装置は、ボンディングヘッドをボンディング面よりも高い位置に支持しながら動作可能であるため、そしてこの構造を簡素な構成により実現できるため、広いボンディングエリアのボンディングにおいても、搬送ユニット等の影響を受けずに、ボンディングアームのイナーシャを低くして、高速動作を可能にする。
また、本発明に係るボンディング装置は、ボンディング時において、ボンディングアームの揺動中心をボンディング面と一致させることが可能であるため、高品質のボンディングが実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドの斜視図〔（ａ）〕と側面図〔（ｂ）〕。
【図２】 本発明の第１の実施の形態に係る他のボンディング装置のボンディングヘッドの斜視図。
【図３】 本発明の第２の実施の形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドの斜視図。
【図４】 本発明の第３の実施の形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドの側面図〔（ａ）〕とＡ−Ａ線に沿う断面図〔（ｂ）〕。
【図５】 本発明の第４の実施の形態に係るボンディング装置のボンディングヘッドの側面図。
【図６】 従来のボンディング装置のボンディングヘッドの側面図。
【図７】 従来の別のボンディング装置のボンディングヘッドの側面図。
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１、４０１、６０１、７０１ ボンディングヘッド
１０２、２０２、３０２、４０２、６０２、７０２ ボンディングヘッドべース
１０３、２０３、３０３、４０３、６０３、７０３ ボンディングアーム
１０３Ａ、２０３Ａ、３０３Ａ、４０３Ａ 支軸
１０４、２０４、３０４、４０４、６０４、７０４ ＶＣＭ
１０５、２０５、３０５、４０５、６０５、７０５ ボンディングツール
１０６、１０６ａ、１０６ｂ、３０６、４０６ ガイドレール
１０７、２０７、３０７、４０７、６０７、７０７ ボンディング面
１０８、２０８、３０８、４０８ 揺動方向
１０９、２０９、３０９、４０９ 擬似搖動軸
１１０、２１０ 予圧バネ
２１１ ガイドローラ
３１２ スライダ
３１２ａ スライダの先端部
３１２ｂ スライダの基部
３１２ｃ 玉軸受
６２０ ガイド
６２１、７２１ 搬送ユニット
７２２ 十字板ばね
７２３ 揺動中心
７２４ 板ばね押さえ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bonding head of a bonding apparatus, and more particularly to a bonding apparatus that can position a swinging center of a bonding arm below a bonding head base during bonding.
[0002]
[Prior art]
Wire bonders, single-point TAB (Tape Automated Bonding) lead bonders, and the like are classified into a direct acting type and a swinging type according to their operation mechanisms. FIG. 6 shows a bonding head of a direct acting type bonding apparatus, taking a wire bonder as an example. As shown in FIG. 6, a bonding arm 603 supported by a guide 620 attached to a bonding head base 602 of a bonding head 601 of a direct acting bonding apparatus is guided by a voice coil motor (hereinafter referred to as VCM) 604. The bonding tool 605 attached to the bonding arm 603 performs bonding to the electrode on the bonding surface 607 of the workpiece on the transport unit 621. Such a direct acting bonding apparatus generally has the disadvantages that the inertia of the bonding arm 603 is large, the high speed operation is difficult, and the impact load during bonding is large.
[0003]
On the other hand, it is known that an oscillating bonding apparatus can generally make the inertia of a bonding arm small, and therefore can increase the speed, and can simultaneously suppress an impact load during bonding. FIG. 7 is a side view of a bonding head of a rocking type bonding apparatus using a cross leaf spring as a rocking fulcrum. As shown in FIG. 7, the bonding arm 703 supported by the cross leaf spring 722 attached to the bonding head base 702 of the bonding head 701 swings around the swing center 723 by the action of the VCM 704, and the bonding arm 703. The bonding tool 705 attached with the bonding wire is bonded to the electrode on the bonding surface 707 of the workpiece on the transport unit 721. Reference numeral 724 denotes a leaf spring retainer. Since bonding is performed by the bonding arm 703 swinging about the swing center 723, it is possible to reduce the inertia of the bonding arm and thus increase the speed, and at the same time suppress the impact load during bonding. It becomes possible.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional oscillating bonding apparatus, in order to perform high-quality bonding, the bonding head 701 is disposed so that the oscillating center 723 is located in the bonding surface 707 of the workpiece, and the bonding tool 705 is connected to the workpiece. The bonding surface 707 is contacted and pressed perpendicularly. For this reason, the bonding head base 702 is disposed below the upper surface of the transport unit 721. As a result, the bonding head base 702 must be configured to avoid the transport unit 721, and the bonding arm 703 becomes long when the bonding area is wide. For this reason, the inertia of the bonding arm 703 increases and becomes a factor that limits the speeding up.
[0005]
The present invention has been made in view of these problems, and its purpose is to support the bonding head at a position higher than the bonding surface, and to ensure that the center of oscillation of the bonding arm is located within the bonding surface during bonding. Thus, it is to provide a swing type bonding apparatus capable of performing high-quality bonding while maintaining the bonding head at a position higher than the work plane.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a bonding head base, and a bonding arm attached to the bonding head base by a supported portion supported by a support means provided in the bonding head base, A bonding apparatus comprising a bonding head attached to the bonding arm and having a bonding means for bonding to a bonding surface and a driving means for driving the bonding arm, wherein the supported portion is A bonding apparatus is provided which is supported by the support means so as to move following the shape of the letter.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view [(a)] and a side view [(b)] of a bonding head of a bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1A, the bonding head 101 of the bonding apparatus according to the present embodiment includes a bonding head base 102, a bonding arm 103, two support shafts 103A, a VCM 104, and a capillary on each side of the bonding arm 103. And a guide rail 106 formed on the bonding head base 102. The bonding head base 102 is supported from above by an XY table (not shown). The two support shafts 103A are rotatably attached to the bonding arm 103. The two support shafts 103 </ b> A are also pressed against the guide rail 106 by the preload spring 110. The bonding arm 103 is directly attached to the bonding head base 102 by pressing the two support shafts 103 </ b> A against the guide rail 106. The guide rail 106 includes two straight guide rails 106a and 106b on the left and right sides, and has a “C” shape. In FIG. 1, the guide rail is shown only on one side surface of the bonding head base 102, but actually, it is also formed on the opposite side surface, and a preload spring is provided on the guide rail via a preload spring. Two further support shafts of the bonding arm 103 are pressed.
[0008]
As a whole, the bonding head 101 is arranged above the bonding surface 107 of the work placed on the transport unit (not shown) in FIG. A VCM 104 serving as a driving source is attached to the bonding arm 103. The bonding arm 103 having the VCM 104 is driven by receiving a thrust parallel to the bonding surface 107 when an operation current (VCM current) from a VCM driver (not shown) is supplied to the VCM 104, and Using the guide rails on both sides as a guide, the intersection O of two perpendicular lines drawn from the contact point between the guide rail 106 on the front side of the bonding head base 102 and the two support shafts 103A of the bonding arm 103, and the rear side of the page Oscillates around a moving pseudo peristaltic shaft 109, which is a line segment connecting similar intersections of the side surfaces. Since each support shaft of the bonding arm 103 is rotatably mounted, the swinging of the bonding arm 103 is performed smoothly.
[0009]
A bonding tool 105 is attached to the tip of the bonding arm 103. A bonding wire is inserted at the tip of the bonding tool 105, and bonding is performed when the tip of the bonding tool 105 intermittently contacts the electrode on the bonding surface 107 by swinging the bonding arm 103.
As shown in FIG. 1B, the bonding head 101 is disposed so that the tip of the bonding tool 105 contacts the bonding surface 107 when the bonding tool 105 is perpendicular to the bonding surface 107. At this time, the angle formed by the left and right guide rails 106a and 106b is adjusted so that the intersection point O, that is, the pseudo peristaltic shaft 109 is located in the bonding surface 107.
[0010]
As described above, when the pseudo peristaltic shaft 109 is in the bonding surface 107 and the tip of the bonding tool 105 contacts the bonding surface 107 for bonding, the tip of the bonding tool 105 is perpendicular to the bonding surface 107. High quality bonding is possible due to contact and pressure. Further, since the entire bonding head 101 including the bonding head base 102, the bonding arm 103, the VCM 104, and the bonding tool 105 is located higher than the bonding surface of the workpiece, the bonding arm 103 is lengthened even when the bonding area is wide. Therefore, there is no need to increase the inertia of the bonding arm 103 and limit the speeding up.
[0011]
In the above description, the “C” -shaped guide rail is formed by hollowing out the bonding head base underneath, but as shown in FIG. 2, the bonding head base has a window structure. It may be formed. Moreover, the guide which comprises those window structures may be replaced by rolling members, such as a rolling bearing. In that case, the support shaft of the bonding arm may be fixed to the bonding arm. Further, the guides forming these window structures may be replaced with a non-contact support structure such as an air bearing or a magnetic bearing. In that case, the support shaft is replaced with a member having a shape along a part of the inner wall of the window structure.
[0012]
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a perspective view of the bonding head of the bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. In the present embodiment, a “C” -shaped support shaft 203 </ b> A is fixed to each side surface of the bonding arm 203. Two guide rollers 211 are rotatably attached to the bonding head base 202. The support shaft 203 </ b> A is pressed against the two guide rollers 211 by the preload spring 210. The operation is the same as in the case of the first embodiment. That is, when the operating current is supplied to the VCM 204, the bonding arm 203 is driven by receiving a thrust parallel to the bonding surface 207, and the support shaft 203A of the bonding arm 203 is located on both sides of the bonding head base 202. The guide roller 211 swings around the pseudo peristaltic shaft 209 with the guide roller 211 as a guide.
[0013]
The bonding head 201 is disposed so that the tip of the bonding tool 205 contacts the bonding surface 207 when the bonding tool 205 is perpendicular to the bonding surface 207. At this time, the left and right sides of the "C" -shaped support shaft 203A are positioned so that the intersection point O of the two perpendicular lines drawn from the contact points between the two guide rollers 211 and the support shaft 203A is located within the bonding surface 207. The angle formed by the straight line portion is adjusted.
[0014]
In this embodiment, the support shaft 203A is pressed against and held by the two guide rollers 211 by the preload spring 210. However, the upper and lower sides of the support shaft 203A are held by the guide rollers without using the preload spring. It may be. Also, a roller is used as a guide for the bonding arm support shaft, but the present invention is not limited to the roller, and the bonding arm support is supported while supporting the support shaft of the bonding arm, such as a shaft with a rolling member or a fixed shaft. Any structure that facilitates movement of the shaft can be used. Further, the support shaft 203A may be formed in a window structure. In that case, the two guide rollers 211 are formed inside the window structure and in contact with the inner wall of the window structure. In addition, the support shafts forming these window structures may be replaced with a rolling member such as a rolling bearing. In that case, the guide roller may be a fixed shaft fixed to the bonding head base. Further, the support shafts forming these window structures may be replaced with a non-contact support structure such as an air bearing or a magnetic bearing. In that case, the guide roller is replaced with a member having a shape along a part of the inner wall of the window structure.
[0015]
[Third Embodiment]
FIG. 4A is a side view of the bonding head of the bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 4 (a), parts equivalent to those of the first embodiment shown in FIG. In the present embodiment, two supporting shafts 303A are fixed to both the front and back sides of the bonding arm 304, and the supporting shaft 303A is a ball bearing 312c provided at the tip of the base 312b of the slider 312. It is supported by. A “C” -shaped guide rail 306 is fixed to the bonding head base 302. The tip 312 a of the slider 312 is connected to the guide rail 306 so as to move along the guide rail 306. FIG. 4B is a cross-sectional view of the connecting portion between the guide rail 306 and the slider 312. As shown in FIG. 4B, the cross section of the guide rail 306 has a shape in which a character “B” is cut, and the leading end 312a of the slider 312 having a width larger than the cut is shown. The guide rail 306 and the slider 312 are connected by being fitted in the guide rail 306.
[0016]
When the operating current is supplied to the VCM 304, the bonding arm 303 is driven by receiving a thrust parallel to the bonding surface 307, and the support shaft 303 </ b> A of the bonding arm 303 is connected to the two side surfaces of the bonding head base 302. When the slider 312 moves along the guide rail 306, the slider 312 swings around the pseudo peristaltic shaft 309 of the bonding arm 303.
[0017]
The bonding head 301 is disposed so that the tip of the bonding tool 305 contacts the bonding surface 307 when the bonding tool 305 is perpendicular to the bonding surface 307 of the workpiece. At this time, the angle formed by the left and right straight portions of the “C” -shaped guide rail 306 so that the intersecting point of the perpendicular line dropped from the center of the two support shafts 303A to the guide rail 306 is located in the bonding surface 307 Has been adjusted.
[0018]
In this embodiment, the slider 312 is mechanically supported by the guide rail 306. However, the guide rail 306 and the tip 312a of the slider 312 are formed of a magnetic material, and the tip 312a of the slider 312 is formed. As long as it supports the slider by supporting it by floating in the space in the guide rail 306, it can be used as the connection structure between the guide rail and the slider as long as it facilitates the movement of the support shaft of the bonding arm. Can be. Further, the guide rail may be provided on the bonding arm side. In this case, the bonding head base is provided with a fixed shaft that is inserted into the ball bearing of the slider.
[0019]
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 is a side view of the bonding head of the bonding apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. In FIG. 5, parts that are the same as the parts of the third embodiment shown in FIG. In the present embodiment, the structure and operation of the bonding apparatus of the present embodiment are the same as those of the third embodiment, except that the VCM 404 is connected to the tip portion 412a of the slider.
[0020]
Although the present invention has been described based on the preferred embodiments, the bonding apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without changing the gist of the present invention. Modified bonding apparatuses are also included in the scope of the present invention. For example, the driving direction of the VCM is not limited to being parallel to the bonding surface, and may be any direction as long as it generates a torque that causes the bonding tool to swing around the pseudo peristaltic axis. . Further, the number of rollers, ball bearings, sliders, and the like attached to the bonding arm or bonding head base is not limited to two, and any number may be used as long as it is plural. Further, the bonding arm may be a horn that transmits ultrasonic energy. The bonding tool may be a wedge that performs wedge bonding. Furthermore, a tool for bonding a TAB lead by a single point method may be used.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, the bonding apparatus according to the present invention can be operated while supporting the bonding head at a position higher than the bonding surface, and since this structure can be realized with a simple configuration, bonding with a wide bonding area is possible. However, the inertia of the bonding arm is lowered without being affected by the transfer unit or the like, thereby enabling high-speed operation.
In addition, the bonding apparatus according to the present invention can achieve high-quality bonding because the swing center of the bonding arm can coincide with the bonding surface during bonding.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view ((a)) and a side view ((b)) of a bonding head of a bonding apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a bonding head of another bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of a bonding head of a bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a side view of a bonding head of a bonding apparatus according to a third embodiment of the present invention [(a)] and a cross-sectional view taken along line AA [(b)].
FIG. 5 is a side view of a bonding head of a bonding apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a side view of a bonding head of a conventional bonding apparatus.
FIG. 7 is a side view of a bonding head of another conventional bonding apparatus.
[Explanation of symbols]
101, 201, 301, 401, 601, 701 Bonding head 102, 202, 302, 402, 602, 702 Bonding head base 103, 203, 303, 403, 603, 703 Bonding arm 103A, 203A, 303A, 403A Axis 104, 204, 304, 404, 604, 704 VCM
105, 205, 305, 405, 605, 705 Bonding tool 106, 106a, 106b, 306, 406 Guide rail 107, 207, 307, 407, 607, 707 Bonding surface 108, 208, 308, 408 Swing direction 109, 209 , 309, 409 Pseudo peristaltic shafts 110, 210 Preload spring 211 Guide roller 312 Slider 312a Slider tip 312b Slider base 312c Ball bearing 620 Guide 621, 721 Conveyance unit 722 Cross leaf spring 723 Swing center 724 Leaf spring retainer

Claims (15)

ボンディングヘッドベースと、前記ボンディングヘッドベースに設けられた支持手段に被支持部が支持されることによって前記ボンディングヘッドベースに取り付けられたボンディングアームと、前記ボンディングアームに取り付けられた、ボンディング面へのボンディングを行うボンディング手段と、前記ボンディングアームを駆動する駆動手段とを有するボンディングヘッドを備えたボンディング装置であって、前記被支持部は「ハ」の字形状に倣って移動するように前記支持手段に支持されていることを特徴とするボンディング装置。Bonding head base, a bonding arm attached to the bonding head base by a supported part supported by a support means provided on the bonding head base, and bonding to a bonding surface attached to the bonding arm A bonding apparatus having a bonding head having a bonding means for performing the bonding and a driving means for driving the bonding arm, wherein the supported portion moves to the support means so as to move following the shape of the letter C. A bonding apparatus characterized by being supported. 前記支持手段は、「ハ」の字状のレールまたは「ハ」の字状の窓構造を成していることを特徴とする請求項１に記載のボンディング装置。2. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the support means includes a “C” -shaped rail or a “C” -shaped window structure. 前記被支持部は、「ハ」の字状のレールまたは「ハ」の字状の窓構造を成していることを特徴とする請求項１に記載のボンディング装置。2. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the supported portion includes a “C” -shaped rail or a “C” -shaped window structure. 前記支持手段、および／または、前記被支持部には、回動自在な転がり部材が備えられていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to claim 1, wherein the support means and / or the supported portion is provided with a rotatable rolling member. 前記支持手段または前記被支持部には、「ハ」の字状のレールが設置されており、前記被支持部または前記支持手段は、前記レールに沿ってスライドするスライダに支持されていることを特徴とする請求項１に記載のボンディング装置。The support means or the supported part is provided with a "C" -shaped rail, and the supported part or the support means is supported by a slider that slides along the rail. The bonding apparatus according to claim 1, characterized in that: 前記被支持部または前記支持手段は、前記スライダに備えられた玉軸受に支持されていることを特徴とする請求項５に記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to claim 5, wherein the supported portion or the support means is supported by a ball bearing provided in the slider. 前記スライダに前記駆動手段が連結されていることを特徴とする請求項５または６に記載のボンディング装置。7. The bonding apparatus according to claim 5, wherein the driving unit is connected to the slider. 前記「ハ」の字状の窓構造の支持手段若しくは前記「ハ」の字状の窓構造の被支持部と前被支持部若しくは前記支持手段との間、または、前記スライドと該スライドがスライドする前記「ハ」の字状のレールとの間は、非接触にて結合されていることを特徴とする請求項２から７のいずれかに記載のボンディング装置。The support means of the “C” -shaped window structure or the supported part of the “C” -shaped window structure and the front supported part or the support means, or the slide and the slide slide The bonding apparatus according to any one of claims 2 to 7, wherein the "C" -shaped rail is connected in a non-contact manner. 前記非接触の結合が、エアー軸受あるいは磁気軸受にて達成されていることを特徴とする請求項８に記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to claim 8, wherein the non-contact coupling is achieved by an air bearing or a magnetic bearing. 前記ボンディングツールが前記ボンディング面に接触するときに、「ハ」の字形状の、前記支持手段と前記被支持部との接触部若しくは最近接部に立てられた二つの垂線の交点が、前記ボンディング面が存在している平面上に位置していることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のボンディング装置。When the bonding tool is brought into contact with the bonding surface, the shape of "C", the intersection of two perpendicular line erected on the contact portion or the closest position between the supporting means and the supported portion, the bonding The bonding apparatus according to claim 1, wherein the bonding apparatus is located on a plane where the surface exists. 前記ボンディングツールが前記ボンディング面に接触するときに、前記ボンディング手段が前記ボンディング面に垂直であることを特徴とする請求項１０に記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to claim 10, wherein the bonding means is perpendicular to the bonding surface when the bonding tool contacts the bonding surface. 前記ボンディングアームが、超音波エネルギーを前記ボンディング手段へ伝達するホーンであることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to claim 1, wherein the bonding arm is a horn that transmits ultrasonic energy to the bonding means. 前記ボンディング手段が、キャピラリ、ウエッジまたはＴＡＢリードをボンディングするツールであることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のボンディング装置。13. The bonding apparatus according to claim 1, wherein the bonding means is a tool for bonding a capillary, a wedge, or a TAB lead. 前記駆動手段が、ＶＣＭ（ボイスコイルモータ）であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to claim 1, wherein the driving unit is a VCM (voice coil motor). 前記ボンディングヘッドベースは、上方から支持されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to claim 1, wherein the bonding head base is supported from above.
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