JPH05235077A - 半導体デバイスボンディング用の極座標運動ボンディングヘッド - Google Patents
半導体デバイスボンディング用の極座標運動ボンディングヘッドInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 ３軸の極座標上での半導体面に対するボンデ
ィングヘッド３３の垂直面円弧状の運動に関し、ボンデ
ィングヘッド３３先端のホーン１７を常に半導体面に対
して直交して正対するような姿勢に保つことで、リード
フィンガの種々の高さに対処する。 【構成】 ボンディングヘッドアセンブリ３３は、前面
板２３と後面板２４との間に平行に横架されたアーム２
０ａ、２０ｂを備えていて、平行四辺形になっている。
前面板２３には、超音波ホーン１７が固設され、後面板
２４には、リニアモータ１４の可動コイル１４ａが連結
されている。垂直方向モータ９に駆動されて、前面板２
３が後面板２４に対して上下動（角度β）すると、４隅
の薄肉化部２１ａ、２１ｂ、２９ａ、２９ｂが撓んで、
全体としてピボットを形成する。これにより、常に垂直
に固定された後面板２４に対して前面板２３が平行に正
対する。
ィングヘッド３３の垂直面円弧状の運動に関し、ボンデ
ィングヘッド３３先端のホーン１７を常に半導体面に対
して直交して正対するような姿勢に保つことで、リード
フィンガの種々の高さに対処する。 【構成】 ボンディングヘッドアセンブリ３３は、前面
板２３と後面板２４との間に平行に横架されたアーム２
０ａ、２０ｂを備えていて、平行四辺形になっている。
前面板２３には、超音波ホーン１７が固設され、後面板
２４には、リニアモータ１４の可動コイル１４ａが連結
されている。垂直方向モータ９に駆動されて、前面板２
３が後面板２４に対して上下動（角度β）すると、４隅
の薄肉化部２１ａ、２１ｂ、２９ａ、２９ｂが撓んで、
全体としてピボットを形成する。これにより、常に垂直
に固定された後面板２４に対して前面板２３が平行に正
対する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの製造
時に使用されるワイヤーボンダに関し、より詳細には、
極座標運動を行うボンディングヘッドを備えたワイヤー
ボンダに関する。
時に使用されるワイヤーボンダに関し、より詳細には、
極座標運動を行うボンディングヘッドを備えたワイヤー
ボンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体ワイヤーンダでは、Ｘ−Ｙ
軸移動テーブルを採用して、半導体デバイスとリーフレ
ームフィンガとの間のリード線をボンディングする際
に、半導体デバイス上でボンディングヘッドを移動させ
る。
軸移動テーブルを採用して、半導体デバイスとリーフレ
ームフィンガとの間のリード線をボンディングする際
に、半導体デバイス上でボンディングヘッドを移動させ
る。
【０００３】リードフレームは、ときには、セラミック
パッケージや混成回路接続、或いは他の半導体接続デバ
イスのような適切な種々の電気的接続手段で代替される
こともある。Ｘ−Ｙ軸移動テーブルは、軸駆動モータの
回転運動を制御された直線運動に変換するための複雑な
機構要素によって駆動される。典型的な機構要素には、
推進ネジ、螺動ナット、エンコーダ、軸、スラストベア
リング、接手などが含まれており、これらのいずれも
が、機械的信頼度の低下に繋がっている。
パッケージや混成回路接続、或いは他の半導体接続デバ
イスのような適切な種々の電気的接続手段で代替される
こともある。Ｘ−Ｙ軸移動テーブルは、軸駆動モータの
回転運動を制御された直線運動に変換するための複雑な
機構要素によって駆動される。典型的な機構要素には、
推進ネジ、螺動ナット、エンコーダ、軸、スラストベア
リング、接手などが含まれており、これらのいずれも
が、機械的信頼度の低下に繋がっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来形のＸ−Ｙ軸移動
テーブルによって、駆動されるボンディングヘッドに
は、種々の要素が装備されているが、それらの要素は、
Ｚ軸駆動モータ、監視機能カメラ、リードワイヤをボン
ディングするのに必要な種々の要素である。このような
要素は、運動するボンディングヘッドの重量を増加さ
せ、テーブルの最大加速度を低下させ、停止時には、振
動を誘起する。このことは、ボンディング時間を増大さ
せ、ボンダとしての生産性を制限する。従来のボンディ
ングヘッドには、可撓性ピボットや軸やベアリング、そ
れに、円弧軌跡に沿うＺ軸運動を確保するための点状可
撓機構なども採用されているが、これらは、ボンディン
グ工具をボンディング面に対して、唯一所定のボンディ
ング高さでのみ概ね直角に正対させることができるに過
ぎない。製造上の要請により、リードフィンガは、種々
の高さのものであるのが普通であるから、上述のよう
に、あらゆるボンディング高さで正対することができな
いということは、ボンディング処理上の問題の原因とな
る。このような問題は、ダイ、ダイボンディング材料、
リードフレームにおけるそれぞれの厚みの差違によって
さらに複雑なものとなる。他のボンダの中には、Ｘ−Ｙ
軸移動テーブルが、リニアモータやボイスコイルモータ
で駆動されるものもある。ボイスコイルモータでは、他
のモータ駆動方式で必要とされる歯車機構が簡単化され
るばかりか、多くのＸ−Ｙ軸テーブルで採用されている
推進ネジや摺動部も省略できる。
テーブルによって、駆動されるボンディングヘッドに
は、種々の要素が装備されているが、それらの要素は、
Ｚ軸駆動モータ、監視機能カメラ、リードワイヤをボン
ディングするのに必要な種々の要素である。このような
要素は、運動するボンディングヘッドの重量を増加さ
せ、テーブルの最大加速度を低下させ、停止時には、振
動を誘起する。このことは、ボンディング時間を増大さ
せ、ボンダとしての生産性を制限する。従来のボンディ
ングヘッドには、可撓性ピボットや軸やベアリング、そ
れに、円弧軌跡に沿うＺ軸運動を確保するための点状可
撓機構なども採用されているが、これらは、ボンディン
グ工具をボンディング面に対して、唯一所定のボンディ
ング高さでのみ概ね直角に正対させることができるに過
ぎない。製造上の要請により、リードフィンガは、種々
の高さのものであるのが普通であるから、上述のよう
に、あらゆるボンディング高さで正対することができな
いということは、ボンディング処理上の問題の原因とな
る。このような問題は、ダイ、ダイボンディング材料、
リードフレームにおけるそれぞれの厚みの差違によって
さらに複雑なものとなる。他のボンダの中には、Ｘ−Ｙ
軸移動テーブルが、リニアモータやボイスコイルモータ
で駆動されるものもある。ボイスコイルモータでは、他
のモータ駆動方式で必要とされる歯車機構が簡単化され
るばかりか、多くのＸ−Ｙ軸テーブルで採用されている
推進ネジや摺動部も省略できる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体デバイ
ス用ではあるが、必ずしもそれに限定されないワイヤー
ボンディング装置を提供するものであって、発明の装置
では、従来のＸ−Ｙ軸移動のボンディングヘッドテーブ
ルが、固定界磁マグネットを備えたリニアボイスコイル
アクチュエータにより直接的に駆動される極座標テーブ
ルに置き換えられている。これにより、機械的要素が削
減されて、高信頼性が確保される。ボンディング工具
は、ボンディングの均一性を高めるようにボンディング
面に対して常に垂直に正対している。Ｚ軸モータは、部
分的に或いは全体的に固定されていて、極座標テーブル
に担持されて移動するものではない。監視用カメラは、
所定箇所に配置されており、これにより、極座標テーブ
ルにより担持される重量が軽減され、ボンディングヘッ
ドの整定時間が最少となり、最大の加速度が生起され
る。
ス用ではあるが、必ずしもそれに限定されないワイヤー
ボンディング装置を提供するものであって、発明の装置
では、従来のＸ−Ｙ軸移動のボンディングヘッドテーブ
ルが、固定界磁マグネットを備えたリニアボイスコイル
アクチュエータにより直接的に駆動される極座標テーブ
ルに置き換えられている。これにより、機械的要素が削
減されて、高信頼性が確保される。ボンディング工具
は、ボンディングの均一性を高めるようにボンディング
面に対して常に垂直に正対している。Ｚ軸モータは、部
分的に或いは全体的に固定されていて、極座標テーブル
に担持されて移動するものではない。監視用カメラは、
所定箇所に配置されており、これにより、極座標テーブ
ルにより担持される重量が軽減され、ボンディングヘッ
ドの整定時間が最少となり、最大の加速度が生起され
る。
【０００６】ワイヤーボンディングヘッドは、第１のボ
イスコイルアクチュエータによって直線的に移動し、同
時的に、第２のボイスコイルアクチュエータによって傾
けられて、所定の角度が付与される。ボンディングヘッ
ドは、空気ベアリングを備えた軸上に実装されているの
で、第１のボイスコイルが励磁されると、ボンディング
ヘッドのフレームは、ボイスコイルに流れる電流の大き
さと方向によって運動速度と方向が制御されて直線的に
移動する。ボンディングヘッドのフレームは、固定点を
中心にピボットで支承されている。ピボットを構成する
素子はバネ鋼の可撓片、又はベアリング系である。検出
器は、ボンディングヘッドテーブルの角度運動量と直線
運動量を計測して、ボイスコイルアクチュエータを駆動
する制御コンピュータに向けて極座標テーブルの位置を
送り込む。通常的には、直交座標系で登録されている半
導体デバイス上やリードフレーム上のボンディング位置
に関しては、極座標系では、Ｘ＝（Ｒ＋△Ｒ）ｃｏｓθ
であり、Ｙ＝（Ｒ＋△Ｒ）ｔａｎθであることが分か
る。ボンディングヘッドは、第３のボイスコイルモータ
によって垂直のＺ方向に駆動される。
イスコイルアクチュエータによって直線的に移動し、同
時的に、第２のボイスコイルアクチュエータによって傾
けられて、所定の角度が付与される。ボンディングヘッ
ドは、空気ベアリングを備えた軸上に実装されているの
で、第１のボイスコイルが励磁されると、ボンディング
ヘッドのフレームは、ボイスコイルに流れる電流の大き
さと方向によって運動速度と方向が制御されて直線的に
移動する。ボンディングヘッドのフレームは、固定点を
中心にピボットで支承されている。ピボットを構成する
素子はバネ鋼の可撓片、又はベアリング系である。検出
器は、ボンディングヘッドテーブルの角度運動量と直線
運動量を計測して、ボイスコイルアクチュエータを駆動
する制御コンピュータに向けて極座標テーブルの位置を
送り込む。通常的には、直交座標系で登録されている半
導体デバイス上やリードフレーム上のボンディング位置
に関しては、極座標系では、Ｘ＝（Ｒ＋△Ｒ）ｃｏｓθ
であり、Ｙ＝（Ｒ＋△Ｒ）ｔａｎθであることが分か
る。ボンディングヘッドは、第３のボイスコイルモータ
によって垂直のＺ方向に駆動される。
【０００７】カメラ、すなわち、監視装置は、ボンディ
ングヘッドのフレームのピボット点に取り付けられてい
て、レンズと４５°反射プリズムを通してボンディング
領域を観察する。本発明により提示される技術上の利点
や本発明の目的は、本発明の好適な実施例に関し、添付
図面との関連を考慮してなされた以下の記述と特許請求
の範囲の欄に記載された新規な構成とから明らかになろ
う。
ングヘッドのフレームのピボット点に取り付けられてい
て、レンズと４５°反射プリズムを通してボンディング
領域を観察する。本発明により提示される技術上の利点
や本発明の目的は、本発明の好適な実施例に関し、添付
図面との関連を考慮してなされた以下の記述と特許請求
の範囲の欄に記載された新規な構成とから明らかになろ
う。
【０００８】
【実施例】図１は、本発明による極座標部分を簡略化し
て示した図である。極座標運動の半径方向成分は、リニ
アモータ１４により提供され、このリニアモータ１４で
は、界磁マグネット１４ｂが所定箇所に固定され、可動
コイル１４ａがテーブルロッド１０に取り付けられてい
る。コイル１４ａを流れる電流は、界磁マグネット１４
ｂに対して反作用して、コイル１４ａとテーブルロッド
１０をシータロッド１１上沿いに矢印“Ｃ”で示される
ように、図中の左右方向に駆動し、極座標運動の半径方
向成分を作り出す。
て示した図である。極座標運動の半径方向成分は、リニ
アモータ１４により提供され、このリニアモータ１４で
は、界磁マグネット１４ｂが所定箇所に固定され、可動
コイル１４ａがテーブルロッド１０に取り付けられてい
る。コイル１４ａを流れる電流は、界磁マグネット１４
ｂに対して反作用して、コイル１４ａとテーブルロッド
１０をシータロッド１１上沿いに矢印“Ｃ”で示される
ように、図中の左右方向に駆動し、極座標運動の半径方
向成分を作り出す。
【０００９】極座標運動の角度、すなわち、シータ角度
成分は、リニアモ−タ１５（図１、図４）によって作り
出される。このリニアモータ１５では、界磁マグネット
１５ｂが所定箇所に固定され、可動コイル１５ａがシー
タロッド１１に取り付けられている。シータロッド１１
は、取付台１２のところでピボット１３に取り付けられ
ている。コイル１５ａを流れる電流は、界磁マグネット
１５に対して反作用して、矢印“Ａ”で示されるよう
に、図１で紙面垂直方向にコイル１５ａを動かし、矢印
“Ｂ”で示されるように、同様に紙面垂直方向にピボッ
ト１３を中心としてシータロッド１１とボンディングヘ
ッドコーン１７を駆動して、極座標運動のシータ角度成
分を作り出す。極座標運動における半径方向成分とシー
タ角度成分の運動は、それぞれの検出器Ｓ2 とＳ1 によ
り監視される。極座標の半径方向の距離は、所定のシー
タ運動域よりも遥かに大きく選定されている。これによ
り、所定のシータ角度と、各コイル１４ａ、１５ａの各
界磁マグネット１４ｂ、１５ｂに対する各別のクリアラ
ンスを小さくしているのに、結果的にシータ角度方向と
半径方向の運動に際して、各コイル１４ａ、１５ａと各
界磁マグネット１４ｂ、１５ｂとの接触を無用にしてい
る。
成分は、リニアモ−タ１５（図１、図４）によって作り
出される。このリニアモータ１５では、界磁マグネット
１５ｂが所定箇所に固定され、可動コイル１５ａがシー
タロッド１１に取り付けられている。シータロッド１１
は、取付台１２のところでピボット１３に取り付けられ
ている。コイル１５ａを流れる電流は、界磁マグネット
１５に対して反作用して、矢印“Ａ”で示されるよう
に、図１で紙面垂直方向にコイル１５ａを動かし、矢印
“Ｂ”で示されるように、同様に紙面垂直方向にピボッ
ト１３を中心としてシータロッド１１とボンディングヘ
ッドコーン１７を駆動して、極座標運動のシータ角度成
分を作り出す。極座標運動における半径方向成分とシー
タ角度成分の運動は、それぞれの検出器Ｓ2 とＳ1 によ
り監視される。極座標の半径方向の距離は、所定のシー
タ運動域よりも遥かに大きく選定されている。これによ
り、所定のシータ角度と、各コイル１４ａ、１５ａの各
界磁マグネット１４ｂ、１５ｂに対する各別のクリアラ
ンスを小さくしているのに、結果的にシータ角度方向と
半径方向の運動に際して、各コイル１４ａ、１５ａと各
界磁マグネット１４ｂ、１５ｂとの接触を無用にしてい
る。
【００１０】図２は、固定Ｚ軸ボイスコイル駆動モータ
を備えた極座標テーブル上に取り付けられた平行可撓ア
ームボンディングヘッドアセンブリ３３の鳥瞰図であ
る。ボンディングヘッドアセンブリ３３は、後面板２４
（図３（ａ））を介してテーブルロッド１０（図３
（ａ））に取り付けられている。このアセンブリ３３
は、極座標の半径方向用リニアモータ１４と極座標のシ
ータ角度用リニアモータ１５によって、極座標中で駆動
される。２本の平行アーム２０ａ，２０ｂにより、ボン
ディングヘッドの前面板２３が、半径平面とシータ角度
平面の双方に直行するＺ軸沿いに、後面板２４とこれに
対して平行姿勢に保たれるボンディングヘッド前面板２
３との間を繋ぐ平行アーム２０ａ、２０ｂの長さによっ
て画かれる円弧上を移動するようになる。超音波ホーン
１７は、ボンディングヘッド前面板２３に取り付けられ
ていて、後面板２４と常に平行なＺ軸に関し、同一方向
のＺ方向運動を行う。板１８は、ボンディングヘッドア
センブリ３３に取り付けられていて、これと一体的に運
動し、ボンディングヘッド運動支持機構２６、２７の一
部分をなし、後面板２４をボンディングヘッドアセンブ
リ３３の半径方向ないしシータ角度方向の運動に対して
直交姿勢に保つ。ボンディングヘッドの前面板２３は、
移動ボンディングヘッド仲介板３０（図３（ａ））に連
結された承板の役割を果たす底部仲介板１９（図３
（ａ））経由でモータアセンブリ９、２８により、Ｚ軸
沿いに駆動される。Ｚ軸検出器Ｓ3 （図４）は、モータ
制御用電子回路に対して帰還するための位置を監視す
る。
を備えた極座標テーブル上に取り付けられた平行可撓ア
ームボンディングヘッドアセンブリ３３の鳥瞰図であ
る。ボンディングヘッドアセンブリ３３は、後面板２４
（図３（ａ））を介してテーブルロッド１０（図３
（ａ））に取り付けられている。このアセンブリ３３
は、極座標の半径方向用リニアモータ１４と極座標のシ
ータ角度用リニアモータ１５によって、極座標中で駆動
される。２本の平行アーム２０ａ，２０ｂにより、ボン
ディングヘッドの前面板２３が、半径平面とシータ角度
平面の双方に直行するＺ軸沿いに、後面板２４とこれに
対して平行姿勢に保たれるボンディングヘッド前面板２
３との間を繋ぐ平行アーム２０ａ、２０ｂの長さによっ
て画かれる円弧上を移動するようになる。超音波ホーン
１７は、ボンディングヘッド前面板２３に取り付けられ
ていて、後面板２４と常に平行なＺ軸に関し、同一方向
のＺ方向運動を行う。板１８は、ボンディングヘッドア
センブリ３３に取り付けられていて、これと一体的に運
動し、ボンディングヘッド運動支持機構２６、２７の一
部分をなし、後面板２４をボンディングヘッドアセンブ
リ３３の半径方向ないしシータ角度方向の運動に対して
直交姿勢に保つ。ボンディングヘッドの前面板２３は、
移動ボンディングヘッド仲介板３０（図３（ａ））に連
結された承板の役割を果たす底部仲介板１９（図３
（ａ））経由でモータアセンブリ９、２８により、Ｚ軸
沿いに駆動される。Ｚ軸検出器Ｓ3 （図４）は、モータ
制御用電子回路に対して帰還するための位置を監視す
る。
【００１１】図３（ａ）は、固定Ｚ軸駆動モータ９と固
定監視用カメラ４０とを備えた極座標テーブル上に取り
付けられた平行可撓アームボンディングヘッドの側面図
である。ボンディングヘッドアセンブリ３３は、後面板
２４を介して極座標テーブルに取り付けられている。平
行アーム２０ａ、２０ｂは、ボンディングヘッド前面板
２３と後面板２４との間を連結する。４隅の薄肉化部分
２１ａ、２１ｂ、２９ａ、２９ｂ、によりピボット動作
が確保され、ボンディングヘッドのＺ軸運動に際して、
ボンディングヘッド前面板２３が円弧Ｖ沿いに運動する
ことを可能にする。平行アーム２０ａ、２０ｂは、ボン
ディングヘッド前面板２３と後面板２４とを互いに平行
姿勢に保つことで、単一ピボット式ボンディングヘッド
システムの場合の遥動をなくする。ボンディングヘッド
前面板２３のボンディングヘッド後面板２４に対しての
Ｚ軸平行運動は、材料ごとのボンディング高さに関係な
く、ボンディングヘッドと超音波ホーン１７をボンディ
ング材に対し直交する姿勢に保つことができる。固定Ｚ
軸モータ９は、出力軸２８を用いて、底部仲介板１９と
移動ボンディングヘッド仲介板３０を介してボンディン
グヘッド前面板２３の位置を制御する。
定監視用カメラ４０とを備えた極座標テーブル上に取り
付けられた平行可撓アームボンディングヘッドの側面図
である。ボンディングヘッドアセンブリ３３は、後面板
２４を介して極座標テーブルに取り付けられている。平
行アーム２０ａ、２０ｂは、ボンディングヘッド前面板
２３と後面板２４との間を連結する。４隅の薄肉化部分
２１ａ、２１ｂ、２９ａ、２９ｂ、によりピボット動作
が確保され、ボンディングヘッドのＺ軸運動に際して、
ボンディングヘッド前面板２３が円弧Ｖ沿いに運動する
ことを可能にする。平行アーム２０ａ、２０ｂは、ボン
ディングヘッド前面板２３と後面板２４とを互いに平行
姿勢に保つことで、単一ピボット式ボンディングヘッド
システムの場合の遥動をなくする。ボンディングヘッド
前面板２３のボンディングヘッド後面板２４に対しての
Ｚ軸平行運動は、材料ごとのボンディング高さに関係な
く、ボンディングヘッドと超音波ホーン１７をボンディ
ング材に対し直交する姿勢に保つことができる。固定Ｚ
軸モータ９は、出力軸２８を用いて、底部仲介板１９と
移動ボンディングヘッド仲介板３０を介してボンディン
グヘッド前面板２３の位置を制御する。
【００１２】監視機能用カメラ４０は、その光学的中心
線Ａ５が極座標テーブルに関するシータ角度運動の垂直
中心線Ａ７上となるように、固定的に取り付けられる。
４５°鏡４１もシータ角度運動の垂直中心線Ａ７（図３
（ａ））上に取り付けられているが、この場合、極座標
テーブルのシータ角度運動に応じて回転して、第２の４
５°鏡４３の方向を向く。鏡４３は、ボンディングヘッ
ド前面板２３に取り付けられたボンディング工具１７ａ
の前面に位置し、極座標の３軸沿いに移動する。この光
路（Ａ５、５２、６０）により、カメラは、カメラ中心
線上に結像される画像に対応するすべての極座標位置を
視野内に捕えることが可能となる。レンズや他の光学要
素は、画像の補正での必要上、光路中に付設されたもの
である。監視カメラ４０は、中心線Ａ５上に取り付けら
れ、第３の鏡／プリズム（図示せず）は、カメラのレン
ズ内に向けて視野内の景色を反射させるのに用いられ
る。
線Ａ５が極座標テーブルに関するシータ角度運動の垂直
中心線Ａ７上となるように、固定的に取り付けられる。
４５°鏡４１もシータ角度運動の垂直中心線Ａ７（図３
（ａ））上に取り付けられているが、この場合、極座標
テーブルのシータ角度運動に応じて回転して、第２の４
５°鏡４３の方向を向く。鏡４３は、ボンディングヘッ
ド前面板２３に取り付けられたボンディング工具１７ａ
の前面に位置し、極座標の３軸沿いに移動する。この光
路（Ａ５、５２、６０）により、カメラは、カメラ中心
線上に結像される画像に対応するすべての極座標位置を
視野内に捕えることが可能となる。レンズや他の光学要
素は、画像の補正での必要上、光路中に付設されたもの
である。監視カメラ４０は、中心線Ａ５上に取り付けら
れ、第３の鏡／プリズム（図示せず）は、カメラのレン
ズ内に向けて視野内の景色を反射させるのに用いられ
る。
【００１３】図３（ｂ）は、ボンディングヘッドの垂直
運動を図示するための側面図である。後面板２４は、ロ
ッド１０を介してコイル１４ａに取り付けられている。
可撓性のヘッドボンディングアセンブリ３３が垂直に運
動すると、アーム２０ａ、２０ｂは、４隅の薄肉部分２
１ａ、２１ｂ、２９ａ、２９ｂにて彎曲し、その結果、
前面板２３は後面板２４に対して平行姿勢に保たれる。
図示されているように、ボンディングヘッド３３は、角
度βを作るように動く。
運動を図示するための側面図である。後面板２４は、ロ
ッド１０を介してコイル１４ａに取り付けられている。
可撓性のヘッドボンディングアセンブリ３３が垂直に運
動すると、アーム２０ａ、２０ｂは、４隅の薄肉部分２
１ａ、２１ｂ、２９ａ、２９ｂにて彎曲し、その結果、
前面板２３は後面板２４に対して平行姿勢に保たれる。
図示されているように、ボンディングヘッド３３は、角
度βを作るように動く。
【００１４】図４は、極座標テーブル上に取り付けられ
た可撓性の平行アームボンディングヘッドの上面図であ
る。半径方向モータの界磁マグネット１４ｂ、シータ角
度モータの界磁マグネット１５ｂ、シータ可撓性取付台
１２ｂは、いずれも固定されていて、互いに相対運動を
しない。シータロッド１１は、可動部材１２、１２ａ、
１１ａを介してシータ角度モータのコイル１５ａとシー
タ角度ピボット１３に対して取り付けられている。シー
タ角度モータ１５を流れる電流により、矢印Ａで示され
るように、コイル１５ａが、シータ角度モータの界磁マ
グネット１５ｂから出たり、逆に該マグネット１５ｂ内
に入ったりする。シータのピボット運動、すなわち、シ
ータ角度運動の中心は、可撓性のピボット１３の近辺で
ある。この角運動、或いは、円弧運動は、従来からの極
座標運動のシータ角度成分を構成している。上述のピポ
ッド運動に際して、極座標テーブルは、シータロッド１
１を図４中で上方へ押し上げたり下方へ押し下げたりす
る。そして、極座標テーブルは、半径方向モータのコイ
ル１４ａに取り付けられている。半径方向モータのコイ
ル１４ａを流れる電流により、このコイル１４ａは、シ
ータロッド１１の中心線沿いに出たり入ったりする。こ
の運動は、従来からの極座標運動の半径方向成分を構成
している。
た可撓性の平行アームボンディングヘッドの上面図であ
る。半径方向モータの界磁マグネット１４ｂ、シータ角
度モータの界磁マグネット１５ｂ、シータ可撓性取付台
１２ｂは、いずれも固定されていて、互いに相対運動を
しない。シータロッド１１は、可動部材１２、１２ａ、
１１ａを介してシータ角度モータのコイル１５ａとシー
タ角度ピボット１３に対して取り付けられている。シー
タ角度モータ１５を流れる電流により、矢印Ａで示され
るように、コイル１５ａが、シータ角度モータの界磁マ
グネット１５ｂから出たり、逆に該マグネット１５ｂ内
に入ったりする。シータのピボット運動、すなわち、シ
ータ角度運動の中心は、可撓性のピボット１３の近辺で
ある。この角運動、或いは、円弧運動は、従来からの極
座標運動のシータ角度成分を構成している。上述のピポ
ッド運動に際して、極座標テーブルは、シータロッド１
１を図４中で上方へ押し上げたり下方へ押し下げたりす
る。そして、極座標テーブルは、半径方向モータのコイ
ル１４ａに取り付けられている。半径方向モータのコイ
ル１４ａを流れる電流により、このコイル１４ａは、シ
ータロッド１１の中心線沿いに出たり入ったりする。こ
の運動は、従来からの極座標運動の半径方向成分を構成
している。
【００１５】極座標の半径方向の距離に関しては、所望
のシータ角度を制限するような所定のシータ角度運動や
コイル１４ａ、１５ａのそれらの界磁マグネット１４
ｂ、１５ｂに対するそれぞれのクリアランスよりもずっ
と大きく採ってあり、これにより、所望のシータ角度と
半径方向の極座標運動中における接触が生じない。要す
れば、本発明の半導体デバイスボンディング用極座標運
動ボンディングヘッド３３には、ボンディングヘッドに
位置決め運動を行わせるためのボイスコイルモータ１
４、１４ａが含まれている。さらに、カメラ４０がカメ
ラ中心線上に結像される画像に対応するすべての極座標
位置を視野内に捕らえることを可能にするような光路Ａ
５、５２、６０を備えた監視システムも含まれている。
のシータ角度を制限するような所定のシータ角度運動や
コイル１４ａ、１５ａのそれらの界磁マグネット１４
ｂ、１５ｂに対するそれぞれのクリアランスよりもずっ
と大きく採ってあり、これにより、所望のシータ角度と
半径方向の極座標運動中における接触が生じない。要す
れば、本発明の半導体デバイスボンディング用極座標運
動ボンディングヘッド３３には、ボンディングヘッドに
位置決め運動を行わせるためのボイスコイルモータ１
４、１４ａが含まれている。さらに、カメラ４０がカメ
ラ中心線上に結像される画像に対応するすべての極座標
位置を視野内に捕らえることを可能にするような光路Ａ
５、５２、６０を備えた監視システムも含まれている。
【００１６】＜その他の開示事項＞１． 可動フレーム
に固定されたボンディングヘッドと、ボンディングヘッ
ドを円弧状に運動させる第１のボイスコイルモータと、
ボンディングヘッドを直線状に運動させる第２のボイス
コイルモータと、ボンディングヘッドを垂直方向に運動
させる第３のボイスコイルモータとを含んで成り、極座
標を用いて、半導体面上各位置の上方にボンディングヘ
ッドを位置決めすることを特徴とする半導体デバイスボ
ンディング用の極座標運動ボンディングヘッド。 ２． １項において、該第１のボイスコイルモ−タによ
り作成される運動角度を決定するべき第１の検出器を含
む。 ３． １項によるボンダには、該第２ボイスコイルモ−
タによる運動の結果として、ボンディングヘッドが移動
した距離を決定するべき第２の検出器が含まれる。 ４． １項によるボンダには、摺動ベアリングがあり、
その上面においてボンディングヘッドと可動枠が直線運
動をする。 ５． １項によるボンダには、ボンディングヘッド枠ア
センブリが取り付けられた取付枠と、その取付枠に取り
付けられたピボット取付台が含まれ、そこではボンディ
ングヘッドアセンブリと取付枠がピボット取付台に対し
て円弧状に運動する。 ６． １項のボンディングには固定監視システムが含ま
れる。 ７． ピボット取付台に取り付いた第１の鏡／プリズ
ム、ボンディングヘッドに取り付けられ、ボンダのボン
ディング範囲上に位置した第２の鏡／プリズム、カメラ
の視野がボンダのボンディング範囲を２つの鏡／プリズ
ムを通して写されるように、第１の鏡／プリズム上部に
おかれた監視カメラ位置、から構成されることを特徴と
する、５項のボンダ。 ８． ７項のボンダには、監視画像を第１の鏡／プリズ
ムから監視カメラへ反射させる目的の第３の鏡／プリズ
ムを含む。 ９． ７項のボンダにおいて、監視システム第１鏡／プ
リズムはピボット取付台を中心に枠アセンブリと一緒に
回転し、第２鏡／プリズムはボンディングヘッド運動を
追尾する。 １０． ５項のボンダには該取付枠に取り付けられた光
学監視システムを含む。 １１． １項のボンダにおいて、ボンディングヘッドが
取り付いている該可動枠は、該第３ボイスコイルモ−タ
によって垂直方向に運動する可撓枠である。 １２． １１項のボンダにおいて、該可動枠は、上部板
と下部板とをの上下板に接続された２枚の端板が含ま
れ、可動枠は上下板上の薄肉部分で可撓的である。 １３． １２項によるボンダにおいて、２枚の端板は可
動枠が垂直に曲る際に、互に平行を維持する。 １４． ５項のボンダでは、取付枠に取り付けられた該
ピボット取付台は可撓性綱板である。 １５． 可動枠に取り付けられたボンディングヘッド、
角度シ−タ内でのボンディングヘッドを運動させる第１
ボイスコイルモ−タ、ボンディングヘッドをＲ方向に直
線的に運動させる第２ボイスコイルモ−タ、ボンディン
グヘッドを垂直方向に運動させる第３ボイスコイルモ−
タ、で構成され、ボンディングヘッドが、直交座標にお
けるＸとＹについて、Ｘ＝（Ｒ＋△Ｒ）ｃｏｓθ、Ｙ＝
（Ｒ＋△Ｒ）ｔａｎθであるような極座標を用いる半導
体面上の位置の上方に位置決めする、ことを特徴とす
る、半導体デバイスボンディング用極座標運動ボンディ
ングヘッド。 １６． １３項のボンダにおいて、監視システムがボン
ディングヘッドの直線運動や回転運動に際して、ボンデ
ィングヘッド運動を追跡するように、可動枠に取り付い
ている光学的監視システムを含む。 １７． 可動かつ可撓の枠に取り付けられたボンディン
グヘッド、可動かつ可撓の枠が上面に取り付けられた２
軸盤、から構成されることを特徴とする半導体デバイス
ボンディング用極座標運動ボンディングヘッド。 １８． １７項のボンダにおいて、可撓枠には作業域内
でボンディングヘッドを垂直に維持する平行ア−ムがあ
る、ボンディング作業域を含む。 １９． １７項のボンダには、可撓枠と２軸盤を動かす
複数のボイスコイルモ−タが含まれ、そのボイスコイル
モ−タはボンディング盤に対して固定されている。 ２０． １７項のボンダには、垂直方向に可撓枠を運動
させるボイスコイルモ−タが含まれ、可撓枠とボイスコ
イルモ−タは互に摺動接触である。 ２１． 平坦な台上に取り付けられた可動枠、角度シ−
タに対して可動枠を運動させる第１ボイスコイルモ−
タ、Ｒ方向に可動枠を直線運動させる第２ボイスコイル
モ−タ、で構成され、極座標運動盤の極座標運動が角度
シ−タと直線運動Ｒによって規定されることを特徴とす
る極座標運動盤装置。 ２２． ２１項の極座標運動盤において、垂直方向に可
動枠を運動させる第３ボイスコイルモ−タを含む。 ２３． ２１項の極座標運動盤には、磁石を持つボイス
コイルモ−タがあり、その磁石は可動枠に対して固定し
ている。 ２４． ２１項の極座標運動盤には、垂直運動に対して
可撓枠を持つ可動枠がある。 ２５． ２４項の極座標運動盤には、該可撓枠上にあっ
て互に平行な前面板と後面板があり、可撓枠が垂直方向
に曲がっても、該前後両面板は互に平行を維持する。 ２６． ２４項の極座標運動盤において、ボンディング
工具は平坦作業面に平行な該可動枠上に取り付けられて
おり、該ボンディング工具は、該可動枠が垂直方向に移
動しても該平坦作業面に平行を維持する。 ２７． ２１項の極座標運動盤において、シ−タ角運動
と直線運動Ｒはベアリング方式を用いたボイスコイルモ
−タによって駆動され、盤とモ−タは共通ベアリング方
式を用いる。 ２８． ２１項の極座標運動盤には、極座標運動盤とは
無関係に取り付けられた固定監視システムを含む。 ２９． 平坦台上に取り付けられた可動枠、角度シ−タ
内での可動枠の運動用第１ボイスコイルモ−タ、Ｒ方向
の直線運動における可動枠の運動用第２ボイスコイルモ
−タ、から構成され、極座標運動が角度シ−タと直線運
動Ｒによって定義されることを特徴とする極座標運動盤
装置。
に固定されたボンディングヘッドと、ボンディングヘッ
ドを円弧状に運動させる第１のボイスコイルモータと、
ボンディングヘッドを直線状に運動させる第２のボイス
コイルモータと、ボンディングヘッドを垂直方向に運動
させる第３のボイスコイルモータとを含んで成り、極座
標を用いて、半導体面上各位置の上方にボンディングヘ
ッドを位置決めすることを特徴とする半導体デバイスボ
ンディング用の極座標運動ボンディングヘッド。 ２． １項において、該第１のボイスコイルモ−タによ
り作成される運動角度を決定するべき第１の検出器を含
む。 ３． １項によるボンダには、該第２ボイスコイルモ−
タによる運動の結果として、ボンディングヘッドが移動
した距離を決定するべき第２の検出器が含まれる。 ４． １項によるボンダには、摺動ベアリングがあり、
その上面においてボンディングヘッドと可動枠が直線運
動をする。 ５． １項によるボンダには、ボンディングヘッド枠ア
センブリが取り付けられた取付枠と、その取付枠に取り
付けられたピボット取付台が含まれ、そこではボンディ
ングヘッドアセンブリと取付枠がピボット取付台に対し
て円弧状に運動する。 ６． １項のボンディングには固定監視システムが含ま
れる。 ７． ピボット取付台に取り付いた第１の鏡／プリズ
ム、ボンディングヘッドに取り付けられ、ボンダのボン
ディング範囲上に位置した第２の鏡／プリズム、カメラ
の視野がボンダのボンディング範囲を２つの鏡／プリズ
ムを通して写されるように、第１の鏡／プリズム上部に
おかれた監視カメラ位置、から構成されることを特徴と
する、５項のボンダ。 ８． ７項のボンダには、監視画像を第１の鏡／プリズ
ムから監視カメラへ反射させる目的の第３の鏡／プリズ
ムを含む。 ９． ７項のボンダにおいて、監視システム第１鏡／プ
リズムはピボット取付台を中心に枠アセンブリと一緒に
回転し、第２鏡／プリズムはボンディングヘッド運動を
追尾する。 １０． ５項のボンダには該取付枠に取り付けられた光
学監視システムを含む。 １１． １項のボンダにおいて、ボンディングヘッドが
取り付いている該可動枠は、該第３ボイスコイルモ−タ
によって垂直方向に運動する可撓枠である。 １２． １１項のボンダにおいて、該可動枠は、上部板
と下部板とをの上下板に接続された２枚の端板が含ま
れ、可動枠は上下板上の薄肉部分で可撓的である。 １３． １２項によるボンダにおいて、２枚の端板は可
動枠が垂直に曲る際に、互に平行を維持する。 １４． ５項のボンダでは、取付枠に取り付けられた該
ピボット取付台は可撓性綱板である。 １５． 可動枠に取り付けられたボンディングヘッド、
角度シ−タ内でのボンディングヘッドを運動させる第１
ボイスコイルモ−タ、ボンディングヘッドをＲ方向に直
線的に運動させる第２ボイスコイルモ−タ、ボンディン
グヘッドを垂直方向に運動させる第３ボイスコイルモ−
タ、で構成され、ボンディングヘッドが、直交座標にお
けるＸとＹについて、Ｘ＝（Ｒ＋△Ｒ）ｃｏｓθ、Ｙ＝
（Ｒ＋△Ｒ）ｔａｎθであるような極座標を用いる半導
体面上の位置の上方に位置決めする、ことを特徴とす
る、半導体デバイスボンディング用極座標運動ボンディ
ングヘッド。 １６． １３項のボンダにおいて、監視システムがボン
ディングヘッドの直線運動や回転運動に際して、ボンデ
ィングヘッド運動を追跡するように、可動枠に取り付い
ている光学的監視システムを含む。 １７． 可動かつ可撓の枠に取り付けられたボンディン
グヘッド、可動かつ可撓の枠が上面に取り付けられた２
軸盤、から構成されることを特徴とする半導体デバイス
ボンディング用極座標運動ボンディングヘッド。 １８． １７項のボンダにおいて、可撓枠には作業域内
でボンディングヘッドを垂直に維持する平行ア−ムがあ
る、ボンディング作業域を含む。 １９． １７項のボンダには、可撓枠と２軸盤を動かす
複数のボイスコイルモ−タが含まれ、そのボイスコイル
モ−タはボンディング盤に対して固定されている。 ２０． １７項のボンダには、垂直方向に可撓枠を運動
させるボイスコイルモ−タが含まれ、可撓枠とボイスコ
イルモ−タは互に摺動接触である。 ２１． 平坦な台上に取り付けられた可動枠、角度シ−
タに対して可動枠を運動させる第１ボイスコイルモ−
タ、Ｒ方向に可動枠を直線運動させる第２ボイスコイル
モ−タ、で構成され、極座標運動盤の極座標運動が角度
シ−タと直線運動Ｒによって規定されることを特徴とす
る極座標運動盤装置。 ２２． ２１項の極座標運動盤において、垂直方向に可
動枠を運動させる第３ボイスコイルモ−タを含む。 ２３． ２１項の極座標運動盤には、磁石を持つボイス
コイルモ−タがあり、その磁石は可動枠に対して固定し
ている。 ２４． ２１項の極座標運動盤には、垂直運動に対して
可撓枠を持つ可動枠がある。 ２５． ２４項の極座標運動盤には、該可撓枠上にあっ
て互に平行な前面板と後面板があり、可撓枠が垂直方向
に曲がっても、該前後両面板は互に平行を維持する。 ２６． ２４項の極座標運動盤において、ボンディング
工具は平坦作業面に平行な該可動枠上に取り付けられて
おり、該ボンディング工具は、該可動枠が垂直方向に移
動しても該平坦作業面に平行を維持する。 ２７． ２１項の極座標運動盤において、シ−タ角運動
と直線運動Ｒはベアリング方式を用いたボイスコイルモ
−タによって駆動され、盤とモ−タは共通ベアリング方
式を用いる。 ２８． ２１項の極座標運動盤には、極座標運動盤とは
無関係に取り付けられた固定監視システムを含む。 ２９． 平坦台上に取り付けられた可動枠、角度シ−タ
内での可動枠の運動用第１ボイスコイルモ−タ、Ｒ方向
の直線運動における可動枠の運動用第２ボイスコイルモ
−タ、から構成され、極座標運動が角度シ−タと直線運
動Ｒによって定義されることを特徴とする極座標運動盤
装置。
【図１】本発明による極座標テーブル部の略図である。
【図２】固定Ｚ軸駆動モータを備えた極座標テーブル上
に取り付けられた平行可撓アーム形ボンディングヘッド
の府瞰図である。
に取り付けられた平行可撓アーム形ボンディングヘッド
の府瞰図である。
【図３（ａ）】固定Ｚ軸駆動モータを備えた極座標テー
ブル上に取り付けられた平行可撓アーム形ボンディング
ヘッドと固定的に取り付けられた監視機能カメラシステ
ムの側面図である。
ブル上に取り付けられた平行可撓アーム形ボンディング
ヘッドと固定的に取り付けられた監視機能カメラシステ
ムの側面図である。
【図３（ｂ）】ボンディングヘッドの垂直運動を図示す
る部分側面図である。
る部分側面図である。
【図４】図３（ａ）で図示されたボンダの上面図であ
る。
る。
１０ テーブルロッド １１ シータロッド １２ 取付台 １３ ピボット １４ リニアモータ（半径方向運動用） １５ シータ角度モータ １７ 超音波ホーン １９ Ｚ軸モータ ２０ａ、２０ｂ 平行アーム ２１ａ、２１ｂ、２９ａ、２９ｂ 薄肉化部分 ２３ 前面板 ２４ 後面板 ３３ 極座標運動ボンディングヘッド ４０ 監視用カメラ ４１、４３ ４５°鏡 ６０ 光路 Ｓ1 、Ｓ2 、Ｓ3 検出器
Claims (1)
- 【請求項１】 可動フレームに固定されたボンディング
ヘッドと、 ボンディングヘッドを円弧状に運動させる第１のボイス
コイルモータと、 ボンディングヘッドを直線状に運動させる第２のボイス
コイルモータと、 ボンディングヘッドを垂直方向に運動させる第３のボイ
スコイルモータとを含んで成り、 極座標を用いて、半導体面上各位置の上方にボンディン
グヘッドを位置決めすることを特徴とする半導体デバイ
スボンディング用の極座標運動ボンディングヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US69194491A | 1991-04-26 | 1991-04-26 | |
| US691,944 | 1991-04-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235077A true JPH05235077A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=24778629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4135778A Pending JPH05235077A (ja) | 1991-04-26 | 1992-04-27 | 半導体デバイスボンディング用の極座標運動ボンディングヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5330089A (ja) |
| JP (1) | JPH05235077A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016102382A (ja) * | 2014-11-29 | 2016-06-02 | 守高 長崎 | 洗浄中にノズル噴出位置を簡易調整可能な洗浄便座装置 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05235077A (ja) * | 1991-04-26 | 1993-09-10 | Texas Instr Inc <Ti> | 半導体デバイスボンディング用の極座標運動ボンディングヘッド |
| US5673845A (en) * | 1996-06-17 | 1997-10-07 | Micron Technology, Inc. | Lead penetrating clamping system |
| US5890644A (en) | 1996-01-26 | 1999-04-06 | Micron Technology, Inc. | Apparatus and method of clamping semiconductor devices using sliding finger supports |
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| US6820792B2 (en) * | 1998-09-30 | 2004-11-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Die bonding equipment |
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| SG92747A1 (en) | 1999-11-02 | 2002-11-19 | Esec Trading Sa | Bonhead for a wire bonder |
| EP1098357A1 (de) * | 1999-11-02 | 2001-05-09 | Esec Sa | Bondkopf für einen Wire Bonder |
| US6439448B1 (en) * | 1999-11-05 | 2002-08-27 | Orthodyne Electronics Corporation | Large wire bonder head |
| JP3885867B2 (ja) * | 2000-11-29 | 2007-02-28 | 日本電気株式会社 | ワイヤボンディング装置 |
| US6651866B2 (en) | 2001-10-17 | 2003-11-25 | Lilogix, Inc. | Precision bond head for mounting semiconductor chips |
| JP3681676B2 (ja) * | 2001-11-16 | 2005-08-10 | 松下電器産業株式会社 | バンプボンディング方法及び装置 |
| JP4018057B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2007-12-05 | 株式会社新川 | ボンディング装置 |
| US7159751B2 (en) * | 2003-06-06 | 2007-01-09 | Esec Trading Sa | Wire bonder |
| DE10338809B4 (de) * | 2003-08-21 | 2008-05-21 | Hesse & Knipps Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Justage von Bondkopfelementen |
| CN101052493A (zh) * | 2004-09-22 | 2007-10-10 | 库利克和索夫工业公司 | 用于引线接合机接合头的运动控制装置 |
Family Cites Families (17)
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