JPH03129412A - ヒートツール加熱制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、チップ・オン・ガラス（ＣＯＧ＞ボンディ
ングにおけるヒートツールの加熱制御装置に関する。

〔従来の技術〕

第５図はガラス基板上にＩＣチップをボンディングする
装置の概略図であり、５はヒートツール１５はＩＣチッ
プ、１６はガラス基板である。

第６図はヒートツール５を加熱する加熱装置の構成を示
したもので、１７は可変電圧ｔｆ１部であり、ヒートツ
ール５に溶接した熱電対６が送出する温度検出信号をフ
ィードバック信号としてフィードバック制御され、出力
はトランス４Ａを介してヒートツール５に供給される。

この構成においては、可変電圧電源部１７が出力する出
力をトランス４Ａで電流増幅したのち抵抗体であるヒー
トツール５に供給する。ヒートツール５はジュール熱に
よって昇温するが、ヒートショックによるガラス基板１
６のひび割れを防止するため、出力電圧のレベルを制御
し、第７図に示すように、ベース温度１０からある昇温
パターンで昇温させる。ヒートツール５の温度が設定温
度１２に達すると、可変電圧電源部１７は所定時間１４
の間、該設定温度１２が維持されるようにフィードバッ
ク制御される。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように、従来は、出力電圧のレベル制御によりガラ
ス基板１６の温度を所定温度パターンに制御するので、
制御系が複雑になり、温度パタンの変更が難しい上、良
好な応答性、良好な制御精度を得ることが難しく、また
トランス４が大形になり、電源効率が悪く、大容量の電
源が必要になるという問題があった。

この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
応答性、制御精度共に優れ、温度パターンの設定・変更
が容易なヒートツール加熱制御装置を提供することを目
的とする。

〔課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するため、！！装置は、フィ
ードバック信号を取り込んで制御信号を発生する制御器
、該制御器の出力に応じたデユティのＰＷＭ信号を発生
するＰＷＭ信号信号部生部流電源電圧をＯＮ／ＯＦＦす
るスイッチング回路を備え、該スイッチング回路は、上
記パルストランスの１次側の１つの端子と共通端子間に
電圧を送出する正側スイッチング素子と上記１次側の他
の端子と上記共通端子間に電圧を送出する負側スイッチ
ング素子からなり、両スイッチング素子は上記ＰＷＭ信
号により駆動される構成としたものである。

〔作用］ この発明では、ＰＷＭ信号のデユーティを変えるだけで
、ヒートツールの温度を制御することができる。

〔実施例〕

以下、この発明の１実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、１はＰＩＤＩＩＬ？１１器、２は直流
定電圧源、３は第２図に具体的構成を示す電源装置、４
は３線入力式の高周波パルストランスである。ＰＩＤ！
ＩＪ御器１は熱電器１が出力するフィードバック信号を
取り込んで、指令電圧とフィードバック値との偏差に対
応した制御信号を送出する。

第２図において、１９は入力部であって、直流定電圧源
２の直流電圧が供給される。２０はＰＩＤ制御器１が送
出する制御信号を入力する人力部、２１は３線入力式ト
ランス４への出力部である。

２２Ａ、２２Ｂはトランジスタ（この例では、ＦＥＴ）
であって、高周波スイッチング回路を構成している＃　
　２４はゲートアンプ、２５はＰＷＭ信号信号部生部っ
て、上記制御信号に応したデユーティのＰＷＭ信号をゲ
ートアンプ２４に送出する。、２３はスナバであるゆＦ
ＥＴ２２Ａはトランス４の１つの端子と共通端子との間
に電圧を印加し、ＦＥＴ　　２２Ｂは他の１つの端子と
共通端子との間に電圧を印加する。

次に、この装置の動作を第３図の波形タイムチャートを
参照して説明する。第３図（ａ）はスイッチング回路の
出力波形を示し、第３図（ｂｌはトランスの出力波形を
示す。

この構成において、ＰＷＭ信号信号部生部２５ＩＤ制御
器１が出力する制御信号の大きさに応じたデユーティの
ＰＷＭ信号をゲートアンプ２４に送出し、ゲートアンプ
２４はこのＰＷＭ信号を正負に増幅したのち、ＦＥＴ２
２Ａ、２２Ｂに与え、第３図（ａ）に示すように、交互
にＯＮさせる。

上記デユーティ（第３図（ｂ）に示す時間幅８を時間幅
で除した値の％表示）は０〜５０％の範囲で変化する。

スイッチング回路３が出力する矩形波電圧はパルストラ
ンス４に印加され、第３図（ｂ）に示す２次側出力がヒ
ートツール５に供給される。この２次側出力の実効値は
、スイッチング周期が長くなり、トランス４の磁束がコ
アで飽和しない限り、リアクタンスの影響を除けば、上
記デユーティに比例する。上記指令電圧のレベルを変化
させると、対応し上記デユーティが変化し、ヒートツー
ル５に供給される電／’Ａ値が変化するので、ヒートツ
ール５の温度を自在に制御することができる。

第４図はこの加熱装置によるヒートツール５の温度パタ
ーンを示したもので、ヒートションクによるガラス基板
１６のひび割れを防ぐために、ベース温度ｌＯから一定
の温度勾配で昇温し、ヒートシボツクの原因となる温度
差を小さくするために、一定時間１３だけ中間温度１１
に維持たのち、一定の温度勾配でピーク温度１２まで昇
温させる。

本実施例の装置を使用すれば、第４図に示すように、従
来に比し複雑な温度制御を、円滑な温度推移で、容易に
行うことができる。

本実施例では、スイッチグ回！３を用い、その出力のパ
ルス幅を変えてヒートツール５の温度制御を行うので、
簡単な構成で、応答性、制御精度共に優れた温度制御を
行うことができる。

また、制御器ｌはＰＩＤ制御器であるので、ボンディン
グに最適な温度パターンをソフトで設定することができ
る。

また、トランス４は高周波パルストランスであるので、
従来に比して小形化することができ、損失が低減するの
で、その分、直流定電圧源ｌの容量が小さくて済む。

なお、第３図に示したようなデユーティ制御は、インダ
クタンスの変化によって２次電流の実効値を制御する周
波数可変制御で与えてもよい。

また、トランス４は２線人力式ものであても良く、トラ
ンジスタ２２Ａ、２２Ｂは使用周波数が低くてよい場合
は、パワートランジスタを使用してもよい。

また、熱電対６は白金測温体であってもよい。

また、上記実施例は、ＣＯＧボンディングのヒートツー
ルであるが、この発明は、発熱部が導電体であるような
ものの温度制御には同様の効果を発揮する。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明した通り、ＰＷＭデユーティ制御の
スイッチング回路を用いてヒートツールの供給電流を制
御する構成としたので、ボンディングに最適な温度パタ
ーンを容易に得ることができ、ガラス基板のひび割れ発
生率を低減することができる他、装置全体を小型化する
ことができる利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示すブロック図、第２図は
上記実施例におけるスイッチング回路を示す回路図、第
３図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ上記実施例におけるス
イッチング回路およびトランスの出力波形のタイムチャ
ート、第４図は上記実施例によるヒートツールの温度パ
ターンを示す図、第５図はＣＯＧボンディングのヒート
ツールとガラス基板及びＩＣチップを示す図、第６図は
従来の加熱制御装置を示すブロック図、第７図は従来装
置によるヒートツールの温度パターンを示す図である。 図において、ｉ・−ＰＩＤ制御器、２・・・直流定電圧
源、３−電源装置、４−・−パルストランス、５・・ヒ
ートツール、６−熱雷対、２２　Ｆ、　２２　＃−ＦＥ
Ｔ、２４・・・ゲートアンプ、２５・・・ＰＷＭ信号発
生部。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　トランスを介して、ＩＣチップをガラス基板上にボン
   ディングするめたのヒートツールに電流を供給する電源
   装置をフィードバック制御して、上記ヒートツールの温
   度を制御するヒートツール加熱制御装置において、上記
   電源装置は、フィードバック信号を取り込んで制御信号
   を発生する制御器、該制御器の出力に応じたデューティ
   のＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生部、直流電源電
   圧をＯＮ／ＯＦＦするスイッチング回路を備え、該スイ
   ッチング回路は、上記パルストランスの１次側の１つの
   端子と共通端子間に電圧を送出する正側スイッチング素
   子と上記１次側の他の端子と上記共通端子間に電圧を送
   出する負側スイッチング素子からなり、両スイッチング
   素子は上記ＰＷＭ信号により駆動されることを特徴とす
   るするヒートツール加熱制御装置。