JP4010186B2 - Bonding equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤボンダなどのボンディング装置に関し、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がボンディング面上に固定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５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５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５０１のボンディングヘッドベース５０２に取り付けられたガイド５２０によって支持されたボンディングアーム５０３が、ボイスコイルモータ（以下、ＶＣＭ）５０４の働きによってガイド５２０に沿って上下運動し、ボンディングアーム５０３に取りつけられたボンディングツール５０５が、搬送ユニット５２１上のワークのボンディング面５０７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５０３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６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６に示すように、ボンディングヘッド６０１のボンディングヘッドベース６０２に取り付けられた十字板ばね６２２によって支持されたボンディングアーム６０３が、ＶＣＭ６０４の働きによって揺動中心６２３を中心として揺動し、ボンディングアーム６０３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。なお、６２４は板ばね押さえである。ここで、品質のよいボンディングをするために、揺動中心６２３がワークのボンディング面６０７内に位置するようにボンディングヘッド６０１を配置し、ボンディングツール６０５が、ワークのボンディング面６０７に垂直に接触・加圧するようにする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の揺動型のボンディング装置では、ボンディングヘッドベース６０２は、搬送ユニット６２１の上面よりも下に配置されるため、ボンディングヘッドベース６０２が搬送ユニット６２１を避けるように構成されなければならない。したがって、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６０３が長くなって、ボンディングアーム６０３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、ボンディングヘッドをワーク平面よりも高い位置に維持できるようにして、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を長くしなくて済むようにし、もってボンディングアームのイナーシャの増大を抑制して高速化動作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】
上述の課題を解決するため、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その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、前記被支持部は円弧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。
また、上述の課題を解決するため、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その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、前記支持手段と前記被支持部との少なくとも一方は円弧形状を有し、該円弧形状に束縛されて移動するように前記被支持部は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である。図１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の支軸１０３Ａ、ＶＣＭ１０４、キャピラリよりなるボンディングツール１０５、転がり軸受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。ボンディングアーム１０３は、その支軸１０３Ａを、転がり軸受１０６を成す上下２つの同心円弧状の金属ボールアレイ１０６ａ、１０６ｂの間に挟持されながら、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。支軸１０３Ａの断面は、同心円弧状の金属ボールアレイ１０６ａ、１０６ｂの一部に沿う円弧状を成している。図１において、転がり軸受は、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、その転がり軸受を成す上下２つの同心円弧状の金属ボールアレイの間に、ボンディングアーム１０３のもう１つの支軸が、挟持されている。
【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。このとき、ボンディングヘッドベース１０２の両側面にある転がり軸受の円弧の中心が、ボンディング面１０７内に位置するように、ボンディングヘッド１０１が配置される。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の両側面にある転がり軸受をガイドとして、それら２個の転がり軸受の円弧の中心を結ぶ線分である、ボンディングアーム１０３の揺動軸１０９を中心として揺動する。転がり軸受１０６がガイドとして利用されているため、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。
以上説明したように、ボンディングアーム１０３が、ボンディング面１０７に揺動中心を持つ、ボンディングヘッドベース１０２の両側面にある円弧状の転がり軸受けに支持されて揺動軸１０９の回りに揺動するため、ボンディングツール１０５の先端が、揺動方向１０８に揺動動作を行う。このとき、揺動軸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に対しほぼ垂直に降下し、すなわち水平方向の動きを伴うことなく降下し、そしてボンディング面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。
【００１０】
〔第２の実施の形態〕
図２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２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２本ずつの断面が円形の支軸２０３Ａが固着されている。動作は第１の実施の形態の場合と同様である。すなわち、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の両側面にある転がり軸受２０６をガイドとして、ボンディングアーム２０３の揺動軸２０９を中心に円弧状に揺動する。
【００１１】
図示された第２の実施の形態では、片側に断面円形の２個の支軸２０３Ａを設けたものであったが、その断面は角型であっても良くまたその本数も３以上であってもよい。また、断面円形の複数の支軸２０３Ａが回転自在にボンディングアームに取り付けられるようにしてもよい。支軸２０３Ａが回転ローラによって構成されるときには、ボンディングヘッドベース２０２側には転がり軸受２０６を設けることなく、単に円弧形状の窓を開けておくだけにしてもよい。
【００１２】
〔第３の実施の形態〕
図３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斜視図である。図３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３０１は、ボンディングヘッドベース３０２、ボンディングアーム３０３、ボンディングアーム３０３の支軸３０３Ａ、ＶＣＭ３０４、キャピラリよりなるボンディングツール３０５、円弧状のエアー軸受３１０、を有している。
【００１３】
ボンディングアーム３０３は、その支軸３０３Ａを、エアー軸受３１０のエアー空間に挿入しながら、ボンディングヘッドベース３０２に直接に取り付けられている。支軸３０３Ａの断面は、円弧状のエアー軸受３１０の一部に沿う円弧状を形成している。図３において、エアー軸受は、ボンディングヘッドベース３０２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、そのエアー軸受のエアー空間に、ボンディングアーム３０３のもう１つの支軸が、挿入されている。ボンディング装置が動作中には、ボンディングアーム３０３の両支軸が、両エアー軸受のエアー空間内に浮上している。したがって、両支軸が固定されているボンディングアーム３０３、ボンディングアーム３０３に固定されているＶＣＭ３０４およびボンディングツール３０５も空中に浮上している。
【００１４】
ボンディングヘッド３０１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３０７の紙面上方に配置されている。このとき、ボンディングヘッドベース３０２の両側面にあるエアー軸受の円弧の中心が、ボンディング面３０７内に位置するように、ボンディングヘッド３０１が配置される。ボンディングアーム３０３には、その駆動源となるＶＣＭ３０４が取り付けられている。ＶＣＭ３０４を有するボンディングアーム３０３は、ＶＣＭドライバ（図示せず）から供給される操作電流（ＶＣＭ電流）をＶＣＭ３０４に印加することにより駆動され、ボンディングヘッドベース３０２の両側面にあるエアー軸受をガイドとして、それら２個のエアー軸受の円弧の中心を結ぶ線分である、ボンディングアーム３０３の揺動軸３０９を中心として揺動する。エアー軸受３０６がガイドとして利用されているため、ボンディングアーム３０３の揺動が、スムーズに行われる。
【００１５】
ボンディングアーム３０３の先端には、ボンディングツール３０５が取り付けられている。ボンディングツール３０５の先端にはボンディングワイヤ（図示せず）が挿通されており、ボンディングアーム３０３の揺動によって、ボンディングツール３０５の先端がボンディング面３０７上の電極(図示せず)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。
【００１６】
以上説明したように、ボンディングアーム３０３が、ボンディング平面３０７に揺動中心を持つ、ボンディングヘッドベース３０２の両側面にある円弧状のエアー軸受に支持されて揺動軸３０９の回りに揺動するため、ボンディングツール３０５の先端が、揺動方向３０８に揺動動作を行う。このとき、揺動軸３０９がボンディング面３０７内にあり、ボンディングツール３０５の先端がボンディング面３０７に接触してボンディングを行うときに、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３０２、ボンディングアーム３０３、ＶＣＭ３０４、ボンディングツール３０５を含むボンディングヘッド３０１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３０３を長くする必要がなく、したがって、ボンディングアーム３０３のイナーシャが増大して高速化が制限されることがない。
なお、本実施の形態において、ボンディングアームの支軸のガイドとして、円弧状のエアー軸受が使用されたが、エアー軸受に限定されることなく、円弧状の磁気軸受など、ボンディングアームの支軸を空気中に浮上させて支持する構造のものはいずれも用いられ得る。
【００１７】
〔第４の実施の形態〕
図４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斜視図である。図４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４０１は、ボンディングヘッドベース４０２、ボンディングアーム４０３、ボンディングアーム４０３の円弧状の支軸４０３Ａ、ＶＣＭ４０４、キャピラリよりなるボンディングツール４０５、ローラフォロア４１１、を有している。図４において、図１あるいは図３と同様または同一の機能を有する構成要素には、下２桁が等しい参照符号が付されており、その詳しい説明を省略する。
【００１８】
ローラフォロア４１１は、ボンディングヘッドベース４０２の両側面に回転可能に取り付けられており、それぞれ、ボンディングアーム４０３の円弧状の支軸４０３Ａを支持している。ボンディングヘッド４０１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４０７の紙面上方に配置されている。このとき、ボンディングアーム４０３の円弧状の支軸４０３Ａの円弧の中心が、ボンディング面４０７内に位置するように、ボンディングヘッド４０１が配置される。
【００１９】
第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と同様に、ボンディングアーム４０３が、ボンディング平面４０７に揺動中心を持つ円弧状の支軸４０３Ａを、ボンディングヘッドベース４０２の両側面にあるローラフォロア４１１に支持されて、揺動軸４０９の回りに揺動するため、ボンディングツール４０５の先端が、揺動方向４０８に揺動動作を行う。このとき、揺動軸４０９がボンディング面４０７内にあり、ボンディングワイヤ（図示せず）が挿通されているボンディングツール４０５の先端がボンディング面４０７の電極（図示せず）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４０５の先端が、ボンディング面４０７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４０２、ボンディングアーム４０３、ＶＣＭ４０４、ボンディングツール４０５を含むボンディングヘッド４０１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４０３を長くする必要がなく、したがって、ボンディングアーム４０３のイナーシャが増大して高速化が制限されることがない。
なお、本実施の形態において、ボンディングアームの支軸のガイドとして、ローラフォロアが使用されたが、ローラフォロアに限定されることなく、玉軸受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。
【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、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，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、ボンディングツールの先端がボンディング面に接触する際に、ボンディングツールの先端が、ボンディング面に対しほぼ垂直に降下するため、高品質のボンディングを行うことができる。
また、本発明に係るボンディング装置は、上述したように簡素な構成で上記の効果を得ることができる。
【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。
【図２】 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３】 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斜視図。
【図４】 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斜視図。
【図５】 従来のボンディング装置のボンディングヘッドの斜視図。
【図６】 従来の別のボンディング装置のボンディングヘッドの斜視図。
【符号の説明】
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１ ボンディングヘッド
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２ ボンディングヘッドべース
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３ ボンディングアーム
１０３Ａ、２０３Ａ、３０３Ａ、４０３Ａ 支軸
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４ ＶＣＭ
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５ ボンディングツール
１０６、２０６ 転がり軸受
１０６ａ、１０６ｂ、２０６ａ、２０６ｂ 金属ボールアレイ
１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７ ボンディング面
１０８、２０８、３０８、４０８ 揺動方向
１０９、２０９、３０９、４０９ 揺動軸
３１０ エアー軸受
４１１ ローラフォロア
５２０ ガイド
５２１、６２１ 搬送ユニット
６２２ 十字板ばね
６２３ 揺動中心
６２４ 板ばね押さえ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bonding apparatus such as a wire bonder, and more particularly to a bonding apparatus in which a swing center of a bonding arm during bonding can be fixed on a bonding surface.
[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. 5 shows a bonding head of a direct acting type bonding apparatus, taking a wire bonder as an example. As shown in FIG. 5, a bonding arm 503 supported by a guide 520 attached to a bonding head base 502 of a bonding head 501 of a direct acting bonding apparatus is guided by a voice coil motor (hereinafter referred to as VCM) 504. The bonding tool 505 attached to the bonding arm 503 performs bonding to the electrode on the bonding surface 507 of the workpiece on the transport unit 521. Such a linear motion type bonding apparatus generally has a drawback that the inertia of the vertical movement of the bonding arm 503 is large, high speed operation is difficult, and 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. 6 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. 6, the bonding arm 603 supported by the cross leaf spring 622 attached to the bonding head base 602 of the bonding head 601 swings around the swing center 623 by the action of the VCM 604, and the bonding arm 603. The bonding tool 605 to which the bonding wire is inserted performs bonding to the electrode on the bonding surface 607 of the workpiece on the transport unit 621. Reference numeral 624 denotes a leaf spring retainer. Here, in order to perform high-quality bonding, the bonding head 601 is disposed so that the swing center 623 is located in the workpiece bonding surface 607, and the bonding tool 605 is in contact with the workpiece bonding surface 607 perpendicularly. Apply pressure.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above-described conventional oscillating bonding apparatus, the bonding head base 602 is disposed below the upper surface of the transport unit 621, so the bonding head base 602 must be configured to avoid the transport unit 621. Therefore, when the bonding area is wide, the bonding arm 603 becomes longer, and the inertia of the bonding arm 603 increases, which is a factor that limits the speeding up.
[0005]
The present invention has been made in view of these problems, and its purpose is to maintain the bonding head at a position higher than the work plane so that the bonding arm does not have to be long even when the bonding area is wide. Thus, it is an object of the present invention to provide an oscillating bonding apparatus capable of operating at a high speed while suppressing an increase in inertia of the bonding arm.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, according to the present invention, a bonding arm attached to the bonding head base by supporting the bonding head base and a supported portion by a supporting means provided on the bonding head base. And a bonding head having a bonding head attached to the bonding arm for bonding to the bonding surface and a driving means for driving the bonding arm, wherein the supported portion has an arc shape. There is provided a bonding apparatus which is supported by the supporting means so as to move following the above.
Further, in order to solve the above-described problems, according to the present invention, the bonding head base is attached to the bonding head base by supporting the supported portion by the supporting means provided on the bonding head base. A bonding apparatus comprising: a bonding arm; a bonding means attached to the bonding arm for bonding to a bonding surface; and a driving head for driving the bonding arm, the support means, There is provided a bonding apparatus characterized in that at least one of the supported parts has an arc shape, and the supported part is supported by the support means so as to move while being constrained to the arc shape. .
[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 of the bonding head of the bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the bonding head 101 of the bonding apparatus according to the present embodiment includes a bonding head base 102, a bonding arm 103, a support shaft 103 </ b> A of the bonding arm 103, a VCM 104, a bonding tool 105 including a capillary, and a rolling bearing 106. ,have. The bonding head base 102 is supported from above by an XY table (not shown). The bonding arm 103 is directly attached to the bonding head base 102 while the support shaft 103A is sandwiched between two upper and lower concentric arc-shaped metal ball arrays 106a and 106b constituting the rolling bearing 106. The cross section of the support shaft 103A has an arc shape along a part of the concentric arc-shaped metal ball arrays 106a and 106b. In FIG. 1, the rolling bearing 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 the two upper and lower concentric circular arcs forming the rolling bearing are shown. Another support shaft of the bonding arm 103 is sandwiched between the metal ball arrays.
[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. At this time, the bonding head 101 is arranged so that the center of the arc of the rolling bearing on both side surfaces of the bonding head base 102 is located in the bonding surface 107. 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 The rolling bearings on both sides are used as a guide, and swing about the swinging shaft 109 of the bonding arm 103, which is a line segment connecting the centers of the arcs of the two rolling bearings. Since the rolling bearing 106 is used as a guide, the bonding arm 103 swings 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 described above, the bonding arm 103 swings around the swing shaft 109 supported by the arc-shaped rolling bearings on both sides of the bonding head base 102 having the swing center on the bonding surface 107. The tip of the bonding tool 105 swings in the swing direction 108. At this time, when the swinging shaft 109 is in the bonding surface 107 and the tip of the bonding tool 105 contacts the bonding surface 107 to perform bonding, the tip of the bonding tool 105 descends substantially perpendicular to the bonding surface 107. In other words, the lowering is performed without any horizontal movement, and the bonding surface 107 is vertically contacted / pressurized, so that high-quality bonding is possible. 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.
[0010]
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a perspective view of the bonding head of the bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 2, the same reference numerals as those in the first embodiment shown in FIG. In the present embodiment, two support shafts 203 </ b> A each having a circular cross section are fixed to each side surface of the bonding arm 203. The operation is the same as that in 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 rolls on both side surfaces of the bonding head base 202. Using the bearing 206 as a guide, it swings in an arc shape around the swing shaft 209 of the bonding arm 203.
[0011]
In the illustrated second embodiment, two support shafts 203A having a circular cross section are provided on one side. However, the cross section may be square and the number thereof is three or more. Also good. Further, a plurality of support shafts 203A having a circular cross section may be rotatably attached to the bonding arm. When the support shaft 203A is constituted by a rotating roller, the arcuate window may be simply opened without providing the rolling bearing 206 on the bonding head base 202 side.
[0012]
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a perspective view of the bonding head of the bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the bonding head 301 of the bonding apparatus according to the present embodiment includes a bonding head base 302, a bonding arm 303, a support shaft 303A of the bonding arm 303, a VCM 304, a bonding tool 305 made of a capillary, An air bearing 310.
[0013]
The bonding arm 303 is directly attached to the bonding head base 302 while inserting the support shaft 303 </ b> A into the air space of the air bearing 310. The cross section of the support shaft 303 </ b> A forms an arc shape along a part of the arc-shaped air bearing 310. In FIG. 3, the air bearing is shown only on one side surface of the bonding head base 302, but actually, it is also formed on the opposite side surface, and the bonding arm 303 is formed in the air space of the air bearing. The other spindle is inserted. During the operation of the bonding apparatus, both support shafts of the bonding arm 303 float in the air space of both air bearings. Therefore, the bonding arm 303 to which both the support shafts are fixed, the VCM 304 fixed to the bonding arm 303, and the bonding tool 305 also float in the air.
[0014]
As a whole, the bonding head 301 is disposed above the bonding surface 307 of the workpiece placed on the transport unit (not shown). At this time, the bonding head 301 is disposed so that the center of the arc of the air bearing on both side surfaces of the bonding head base 302 is located in the bonding surface 307. A VCM 304 as a driving source is attached to the bonding arm 303. A bonding arm 303 having a VCM 304 is driven by applying an operation current (VCM current) supplied from a VCM driver (not shown) to the VCM 304, and air bearings on both sides of the bonding head base 302 are used as guides. It swings around the swing axis 309 of the bonding arm 303, which is a line segment connecting the centers of the arcs of these two air bearings. Since the air bearing 306 is used as a guide, the bonding arm 303 swings smoothly.
[0015]
A bonding tool 305 is attached to the tip of the bonding arm 303. A bonding wire (not shown) is inserted at the tip of the bonding tool 305, and the tip of the bonding tool 305 contacts the electrode (not shown) on the bonding surface 307 intermittently by swinging the bonding arm 303. By doing so, bonding is performed.
[0016]
As described above, the bonding arm 303 swings around the swinging shaft 309 supported by the arc-shaped air bearings on both sides of the bonding head base 302 having the swinging center on the bonding plane 307. The tip of the bonding tool 305 swings in the swing direction 308. At this time, when the swinging shaft 309 is in the bonding surface 307 and the tip of the bonding tool 305 is in contact with the bonding surface 307 to perform bonding, the tip of the bonding tool 305 is in contact with and applied to the bonding surface 307 perpendicularly. Because of this, high-quality bonding is possible. Further, since the entire bonding head 301 including the bonding head base 302, the bonding arm 303, the VCM 304, and the bonding tool 305 is located higher than the bonding surface of the workpiece, the bonding arm 303 is lengthened even when the bonding area is wide. Therefore, there is no need to increase the inertia of the bonding arm 303 and the speeding up is not limited.
In this embodiment, an arc-shaped air bearing is used as a guide for the bonding arm support shaft. However, the present invention is not limited to the air bearing, and the bonding arm support shaft such as an arc-shaped magnetic bearing is used. Any structure that floats and supports in the air can be used.
[0017]
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a perspective view of a bonding head of a bonding apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, the bonding head 401 of the bonding apparatus according to the present embodiment includes a bonding head base 402, a bonding arm 403, an arc-shaped support shaft 403A of the bonding arm 403, a VCM 404, a bonding tool 405 including a capillary, A roller follower 411. 4, components having the same or the same functions as those in FIG. 1 or FIG. 3 are given the same reference numerals in the last two digits, and detailed descriptions thereof are omitted.
[0018]
The roller followers 411 are rotatably attached to both side surfaces of the bonding head base 402, and support the arcuate support shaft 403A of the bonding arm 403, respectively. As a whole, the bonding head 401 is disposed above the bonding surface 407 of the workpiece placed on the transport unit (not shown). At this time, the bonding head 401 is disposed so that the center of the arc of the arc-shaped support shaft 403A of the bonding arm 403 is located within the bonding surface 407.
[0019]
As in the first to third embodiments, the bonding arm 403 has an arcuate support shaft 403A having a swing center on the bonding plane 407 and roller followers on both side surfaces of the bonding head base 402. The tip of the bonding tool 405 swings in the swinging direction 408 because it is supported by 411 and swings around the swinging shaft 409. At this time, the swing shaft 409 is in the bonding surface 407, and the tip of the bonding tool 405 through which a bonding wire (not shown) is inserted contacts an electrode (not shown) on the bonding surface 407 for bonding. Sometimes, the tip of the bonding tool 405 contacts and presses the bonding surface 407 perpendicularly so that high quality bonding is possible. Further, since the entire bonding head 401 including the bonding head base 402, the bonding arm 403, the VCM 404, and the bonding tool 405 is positioned higher than the bonding surface of the workpiece, the bonding arm 403 is lengthened even when the bonding area is wide. Therefore, there is no need to increase the inertia of the bonding arm 403 and the speeding up is not limited.
In this embodiment, a roller follower is used as a guide for the support shaft of the bonding arm. However, the roller follower is not limited to the roller follower, while supporting the support shaft of the bonding arm such as a ball bearing or a fixed shaft. Any structure that facilitates the movement of the spindle of the bonding arm can be used.
[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 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, since the bonding apparatus according to the present invention can be operated while supporting the bonding head at a position higher than the bonding surface, even in bonding of a wide bonding area, it is not affected by the transport unit or the like. The inertia of the bonding arm is lowered to enable high-speed operation. In addition, when the tip of the bonding tool comes into contact with the bonding surface, the tip of the bonding tool descends substantially perpendicular to the bonding surface, so that high quality bonding can be performed.
In addition, the bonding apparatus according to the present invention can obtain the above-described effects with a simple configuration as described above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view 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 a bonding apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view of a bonding head of a bonding apparatus according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a perspective view of a bonding head of a bonding apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of a bonding head of a conventional bonding apparatus.
FIG. 6 is a perspective view of a bonding head of another conventional bonding apparatus.
[Explanation of symbols]
101, 201, 301, 401, 501, 601 Bonding head 102, 202, 302, 402, 502, 602 Bonding head base 103, 203, 303, 403, 503, 603 Bonding arm 103A, 203A, 303A, 403A Axis 104, 204, 304, 404, 504, 604 VCM
105, 205, 305, 405, 505, 605 Bonding tool 106, 206 Rolling bearing 106a, 106b, 206a, 206b Metal ball array 107, 207, 307, 407, 507, 607 Bonding surface 108, 208, 308, 408 Swing Direction 109, 209, 309, 409 Oscillating shaft 310 Air bearing 411 Roller follower 520 Guide 521, 621 Conveying unit 622 Cross leaf spring 623 Oscillating center 624 Leaf spring holder

Claims (14)

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その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、前記被支持部は円弧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おり、前記支持手段は、円弧状の窓構造を成しており、前記被支持部は前記支持手段の円弧形状に沿って移動することを特徴とするボンディング装置。A bonding head base, a bonding arm attached to the bonding head base by supporting the supported portion by a supporting means provided on the bonding head base, and a bonding surface attached to the bonding arm. A bonding apparatus comprising a bonding head having a bonding means for bonding and a driving means for driving the bonding arm, wherein the supported portion is supported by the support means so as to move following an arc shape. And the support means has an arcuate window structure, and the supported portion moves along the arc shape of the support means . 前記被支持部は前記支持手段の円弧形状に嵌まる円弧形状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。The bonding apparatus according to claim 1 , wherein the supported portion has an arc shape that fits into an arc shape of the support means. 前記支持手段が、前記被支持部を転がり部材にて支持することを特徴とする請求項１または２に記載のボンディング装置。It said support means, the bonding device according to claim 1 or 2, characterized in that the support in member rolling the supported portion. 前記支持手段が、前記被支持部を非接触にて支持することを特徴とする請求項１または２に記載のボンディング装置。Said support means, a bonding device according to claim 1 or 2, characterized in that for supporting the supported portion in a non-contact. 前記支持手段が、エアー軸受あるいは磁気軸受であることを特徴とする請求項４に記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to claim 4 , wherein the support means is an air bearing or a magnetic bearing. 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その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、前記被支持部は円弧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おり、前記被支持部は円弧状のレールを形成しており、前記支持手段には前記被支持部に接触する複数の接触部材が備えられていることを特徴とするボンディング装置。 A bonding head base, a bonding arm attached to the bonding head base by supporting the supported portion by a supporting means provided on the bonding head base, and a bonding surface attached to the bonding arm. A bonding apparatus comprising a bonding head having a bonding means for bonding and a driving means for driving the bonding arm, wherein the supported portion is supported by the support means so as to move following an arc shape. cage, wherein the supported portion forms a circular arc-shaped rail, said supporting means plurality of contact members, wherein the to Rubo bindings device that is provided in contact with the supported portion in. 接触部材が回動自在な転がり部材であることを特徴とする請求項６に記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to claim 6 , wherein the contact member is a rotatable rolling member. 前記円弧の中心が、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７のいずれかに記載のボンディング装置。Wherein the center of the arc is, the bonding apparatus according to any one of 7 to claim 1, characterized in that located on a plane the bonding surface exists. 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８のいずれかに記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to any one of the bonding arm, claim 1, characterized in that a horn for transmitting ultrasonic energy to the bonding means 8. 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９のいずれかに記載のボンディング装置。The bonding means, a capillary, a bonding device according to claim 1, characterized in that the tool for bonding the wedges or TAB leads 9. 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その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、前記被支持部は円弧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おり、前記駆動手段は、前記ボンディングアームに対し前記ボンディング面と平行な方向の力を作用することを特徴とする記載のボンディング装置。A bonding head base, a bonding arm attached to the bonding head base by supporting the supported portion by a supporting means provided on the bonding head base, and a bonding surface attached to the bonding arm. A bonding apparatus comprising a bonding head having a bonding means for bonding and a driving means for driving the bonding arm, wherein the supported portion is supported by the support means so as to move following an arc shape. And the drive means applies a force in a direction parallel to the bonding surface to the bonding arm. 前記駆動手段は、前記ボンディングアームに対し前記ボンディング面と平行な方向の力を作用することを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載のボンディング装置。It said drive means is a bonding apparatus according to any one of claims 1 to 10, characterized in that acting of the bonding surface parallel to the direction of the force with respect to the bonding arm. 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１１または１２に記載のボンディング装置。The bonding apparatus according to claim 11 , 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１３のいずれかに記載のボンディング装置。The bonding head base, a bonding device according to any of claims 1 to 13, characterized in that it is supported from above.
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