JPH05235116A - ワイヤボンダの超音波ホーン - Google Patents
ワイヤボンダの超音波ホーンInfo
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- horn
- ultrasonic
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- H01L2924/301—Electrical effects
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホーン部の形状または密度を変化させた場合
と同一の現象を生じさせるコントロール手段を設けるこ
とで、超音波ホーンのインピーダンスを可変できるよう
にする。 【構成】 超音波振動子５からの超音波振動をキャピラ
リ２に伝達する超音波ホーン１のインピーダンスを可変
する手段として、重量及び大きさを吟味したリング状ま
たは半円状の調整子９を超音波ホーン１に外嵌し、この
調整子９をセットビス１０によって所望のインピーダン
スが得られる位置に固定する。
と同一の現象を生じさせるコントロール手段を設けるこ
とで、超音波ホーンのインピーダンスを可変できるよう
にする。 【構成】 超音波振動子５からの超音波振動をキャピラ
リ２に伝達する超音波ホーン１のインピーダンスを可変
する手段として、重量及び大きさを吟味したリング状ま
たは半円状の調整子９を超音波ホーン１に外嵌し、この
調整子９をセットビス１０によって所望のインピーダン
スが得られる位置に固定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はワイヤボンダのホーン構
造技術、特に、超音波ワイヤボンダにおけるホーンのイ
ンピーダンスを可変するために用いて効果のある技術に
関するものである。
造技術、特に、超音波ワイヤボンダにおけるホーンのイ
ンピーダンスを可変するために用いて効果のある技術に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】超音波ワイヤボンダにおける超音波印加
部の主要な構造は、トランスデューサと超音波ホーンを
一対備え、これらをセットビスによって固定し、また、
超音波ホーンとキャピラリは、超音波ホーンの先端部に
割り締めによって固定されている。
部の主要な構造は、トランスデューサと超音波ホーンを
一対備え、これらをセットビスによって固定し、また、
超音波ホーンとキャピラリは、超音波ホーンの先端部に
割り締めによって固定されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らの検討によ
れば、超音波ホーンとトランスデューサ及びキャピラリ
との結合をビス及び割り締めによって固定する従来技術
は、超音波ホーンのインピーダンスが変動し易く、ボン
ディング条件の安定化が難しいと共にボンディング不良
を生じ易いという問題がある。
れば、超音波ホーンとトランスデューサ及びキャピラリ
との結合をビス及び割り締めによって固定する従来技術
は、超音波ホーンのインピーダンスが変動し易く、ボン
ディング条件の安定化が難しいと共にボンディング不良
を生じ易いという問題がある。
【０００４】超音波ホーンのインピーダンスは、超音波
の伝達効率を示し、一般にホーン形状及び密度に依存し
ている。そして、超音波ホーンのインピーダンス変動
は、以下の理由によって生じる。
の伝達効率を示し、一般にホーン形状及び密度に依存し
ている。そして、超音波ホーンのインピーダンス変動
は、以下の理由によって生じる。
【０００５】超音波ホーンのインピーダンスは、ホー
ン自体のトランスデューサへの取りつけ（締めつけ）状
態及びキャピラリの超音波ホーンへの取り付け（締めつ
け）状態によって大きく左右される。
ン自体のトランスデューサへの取りつけ（締めつけ）状
態及びキャピラリの超音波ホーンへの取り付け（締めつ
け）状態によって大きく左右される。
【０００６】超音波ホーンは、その形状及び密度がそ
の固有インピーダンスを支配するが、超音波ホーンの製
造における加工精度には限界があり、その精度は必ずし
も使用上のニーズを満足していない。
の固有インピーダンスを支配するが、超音波ホーンの製
造における加工精度には限界があり、その精度は必ずし
も使用上のニーズを満足していない。
【０００７】以上の理由によって生じる装置間のインピ
ーダンスの相違は、現状の装置では調整が難しく、実際
には製造工程において装置毎に異なる適正なワイヤボン
ディング条件を設定することで対応しているのが実情で
ある。この事実が装置の管理を煩雑にしており、装置管
理上のネックになっている。
ーダンスの相違は、現状の装置では調整が難しく、実際
には製造工程において装置毎に異なる適正なワイヤボン
ディング条件を設定することで対応しているのが実情で
ある。この事実が装置の管理を煩雑にしており、装置管
理上のネックになっている。
【０００８】そこで、本発明の目的は、超音波ホーンの
インピーダンスを可変できるようにする技術を提供する
ことにある。
インピーダンスを可変できるようにする技術を提供する
ことにある。
【０００９】本発明の前記目的ならびにその他の目的と
新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らか
になるであろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【００１１】超音波振動をキャピラリに伝達する超音波
ホーンであって、そのインピーダンスを可変するコント
ロール手段を設けるようにしている。
ホーンであって、そのインピーダンスを可変するコント
ロール手段を設けるようにしている。
【００１２】
【作用】上記した手段によれば、コントロール手段は、
ホーン部の形状または密度を変化させた場合と同一の現
象を生じさせ、ホーンのインピーダンスを可変する。す
なわち、付加部材を重く大きくするほど超音波の振幅が
抑制されてインピーダンスは増大し、また、結合部の締
め付けを強化するほどインピーダンスは低下するように
なる。この結果、ホーン自体のインピーダンスばらつき
に起因する諸問題を解消することができる。
ホーン部の形状または密度を変化させた場合と同一の現
象を生じさせ、ホーンのインピーダンスを可変する。す
なわち、付加部材を重く大きくするほど超音波の振幅が
抑制されてインピーダンスは増大し、また、結合部の締
め付けを強化するほどインピーダンスは低下するように
なる。この結果、ホーン自体のインピーダンスばらつき
に起因する諸問題を解消することができる。
【００１３】
【実施例１】図１は本発明によるワイヤボンダの超音波
ホーンの一実施例を示す正面図である。
ホーンの一実施例を示す正面図である。
【００１４】超音波ホーン１は、先端にキャピラリ２が
キャピラリセットビス３によって９０°の角度に取り付
けられ、後端にはホーン組付け部４が取り付けられてい
る。
キャピラリセットビス３によって９０°の角度に取り付
けられ、後端にはホーン組付け部４が取り付けられてい
る。
【００１５】さらに、ホーン組付け部４には超音波振動
子５が取り付けられている。ここでは超音波振動子５と
して磁歪型を用いており、コイル６が巻回され、抵抗７
を介して出力トランス８の二次巻線が接続されている。
そして、出力トランス８の一次巻線には、超音波振動子
５の振動周波数に合致した高周波電力が印加される。
子５が取り付けられている。ここでは超音波振動子５と
して磁歪型を用いており、コイル６が巻回され、抵抗７
を介して出力トランス８の二次巻線が接続されている。
そして、出力トランス８の一次巻線には、超音波振動子
５の振動周波数に合致した高周波電力が印加される。
【００１６】また、超音波ホーン１のホーン組付け部４
の近傍には、リング状（または半円状）の調整子９が外
嵌されており、この調整子９を位置決め固定するために
セットビス１０が調整子９の外周の一点に取り付けられ
ている。調整子９は、重量及びサイズの異なるものが複
数個用意され、各々が異なるインピーダンス幅を分担で
きるようにし、いずれか１つ（２個以上であってもよ
い）を選択して超音波ホーン１に取り付ける。
の近傍には、リング状（または半円状）の調整子９が外
嵌されており、この調整子９を位置決め固定するために
セットビス１０が調整子９の外周の一点に取り付けられ
ている。調整子９は、重量及びサイズの異なるものが複
数個用意され、各々が異なるインピーダンス幅を分担で
きるようにし、いずれか１つ（２個以上であってもよ
い）を選択して超音波ホーン１に取り付ける。
【００１７】以上の構成において、出力トランス８に超
音波出力が印加され、その昇圧出力がコイル６に印加さ
れ、超音波振動子５は超音波振動を発生する。その超音
波振動はホーン組付け部４を介して超音波ホーン１に伝
達され、さらにキャピラリセットビス３に伝えられる。
このとき、調整子９が取り付けられているため、超音波
ホーン１のインピーダンスを調整することができる。な
お、調整子９の取り付け位置を超音波ホーン１の長手方
向へ移動させることにより、インピーダンスを微調整す
ることができる。
音波出力が印加され、その昇圧出力がコイル６に印加さ
れ、超音波振動子５は超音波振動を発生する。その超音
波振動はホーン組付け部４を介して超音波ホーン１に伝
達され、さらにキャピラリセットビス３に伝えられる。
このとき、調整子９が取り付けられているため、超音波
ホーン１のインピーダンスを調整することができる。な
お、調整子９の取り付け位置を超音波ホーン１の長手方
向へ移動させることにより、インピーダンスを微調整す
ることができる。
【００１８】以上により、従来その製造上及び取り付け
上の問題からばらつきが大きく、調整が困難であった超
音波ホーンのインピーダンスを可変にすることができ
る。
上の問題からばらつきが大きく、調整が困難であった超
音波ホーンのインピーダンスを可変にすることができ
る。
【００１９】なお、調整子９は、インピーダンスの可変
専用に用いるものとしたが、これをセットビスに兼用さ
せることも可能である。逆に、調整子９を設けることな
く、重さ及び大きさの異なるセットビスを多数用意し、
これを必要とするインピーダンス可変幅に合わせて選定
してもよい。
専用に用いるものとしたが、これをセットビスに兼用さ
せることも可能である。逆に、調整子９を設けることな
く、重さ及び大きさの異なるセットビスを多数用意し、
これを必要とするインピーダンス可変幅に合わせて選定
してもよい。
【００２０】
【実施例２】図２は本発明によるワイヤボンダの超音波
ホーンの第２実施例を示す主要部の斜視図である。な
お、図２においては、図１に示したと同一であるものに
は同一引用数字を用いたので、ここでは重複する説明を
省略する。
ホーンの第２実施例を示す主要部の斜視図である。な
お、図２においては、図１に示したと同一であるものに
は同一引用数字を用いたので、ここでは重複する説明を
省略する。
【００２１】本実施例におけるホーン組付け部４は、ワ
イヤボンダのＸ−Ｙテーブルに支軸１１によって軸支さ
れ、超音波ホーン１への固定はセットビス１２によって
行われる。さらに、ホーン組付け部４と超音波ホーン１
の接合部分（すなわちホーン組付け部４の内周面）に
は、超音波ホーン１よりもヤング率の小さい緩衝材１３
が配設されている。
イヤボンダのＸ−Ｙテーブルに支軸１１によって軸支さ
れ、超音波ホーン１への固定はセットビス１２によって
行われる。さらに、ホーン組付け部４と超音波ホーン１
の接合部分（すなわちホーン組付け部４の内周面）に
は、超音波ホーン１よりもヤング率の小さい緩衝材１３
が配設されている。
【００２２】このような構成により、セットビス１２に
よる締め付け力の可変幅が広くなる。また、緩衝材１３
自体のヤング率が小さいため、締め付け力の変動が緩や
かになり、インピーダンスの微調整が可能になる。
よる締め付け力の可変幅が広くなる。また、緩衝材１３
自体のヤング率が小さいため、締め付け力の変動が緩や
かになり、インピーダンスの微調整が可能になる。
【００２３】
【実施例３】図３は本発明によるワイヤボンダの超音波
ホーンの第３実施例を示す主要部の斜視図である。この
実施例においても、図１に示したと同一であるものには
同一引用数字を用いたので、ここでは重複する説明を省
略する。
ホーンの第３実施例を示す主要部の斜視図である。この
実施例においても、図１に示したと同一であるものには
同一引用数字を用いたので、ここでは重複する説明を省
略する。
【００２４】本実施例による超音波ホーン１の先端に
は、スリットが設けられ、このスリット１４内に垂直に
挿入するようにしてキャピラリ２が配設され、キャピラ
リセットビス３によって締め付けられている。さらに、
スリット１４内には緩衝材１５が配設されている。緩衝
材１５は、超音波ホーン１よりもヤング率の小さい材料
のものが使用される。
は、スリットが設けられ、このスリット１４内に垂直に
挿入するようにしてキャピラリ２が配設され、キャピラ
リセットビス３によって締め付けられている。さらに、
スリット１４内には緩衝材１５が配設されている。緩衝
材１５は、超音波ホーン１よりもヤング率の小さい材料
のものが使用される。
【００２５】このような構成によって、キャピラリセッ
トビス３によるキャピラリ２の締め付け力の可変幅が広
くなり、かつ、その変動を緩やかにすることができる。
この結果、インピーダンスの微調整が可能になる。
トビス３によるキャピラリ２の締め付け力の可変幅が広
くなり、かつ、その変動を緩やかにすることができる。
この結果、インピーダンスの微調整が可能になる。
【００２６】
【実施例４】図４は本発明によるワイヤボンダの超音波
ホーンの第４実施例を示す主要部の斜視図である。この
実施例においても、図１及び図３に示したと同一である
ものには同一引用数字を用いたので、ここでは重複する
説明を省略する。
ホーンの第４実施例を示す主要部の斜視図である。この
実施例においても、図１及び図３に示したと同一である
ものには同一引用数字を用いたので、ここでは重複する
説明を省略する。
【００２７】本実施例は、図３と同様にスリット１４が
設けられた超音波ホーン１を用い、この超音波ホーン１
に対するキャピラリ２の取り付けを複数のキャピラリセ
ットビス（ここでは、キャピラリセットビス３ａ，３ｂ
の２本）によって行うようにした構成に特徴がある。な
お、本実施例では、緩衝材は用いない。
設けられた超音波ホーン１を用い、この超音波ホーン１
に対するキャピラリ２の取り付けを複数のキャピラリセ
ットビス（ここでは、キャピラリセットビス３ａ，３ｂ
の２本）によって行うようにした構成に特徴がある。な
お、本実施例では、緩衝材は用いない。
【００２８】キャピラリセットビス３ａ，３ｂは、キャ
ピラリ２の両脇に位置するように取り付けられ、これら
キャピラリセットビスの締め付け力を可変することで、
従来１つのキャピラリセットビスで締め付けを行ってい
たときに比べ、高精度かつ広範囲にわたるインピーダン
スの調整が可能になる。
ピラリ２の両脇に位置するように取り付けられ、これら
キャピラリセットビスの締め付け力を可変することで、
従来１つのキャピラリセットビスで締め付けを行ってい
たときに比べ、高精度かつ広範囲にわたるインピーダン
スの調整が可能になる。
【００２９】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００３０】例えば、前記実施例の内の２つを組み合わ
せた構成にすることもでき、このようにすることによっ
てインピーダンス可変の効果を更に高めることができ
る。また、図１における調整子９は、１個の例を示した
が複数個としてもよい。
せた構成にすることもでき、このようにすることによっ
てインピーダンス可変の効果を更に高めることができ
る。また、図１における調整子９は、１個の例を示した
が複数個としてもよい。
【００３１】或いは、超音波ホーン１を分割できるよう
にし、その途中に着脱自在な中継材を配設し、超音波ホ
ーン１の全長を可変させてインピーダンス可変を行うよ
うにしてもよい。
にし、その途中に着脱自在な中継材を配設し、超音波ホ
ーン１の全長を可変させてインピーダンス可変を行うよ
うにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【００３３】すなわち、超音波振動をキャピラリに伝達
する超音波ホーンであって、そのインピーダンスを可変
するコントロール手段を設けるようにしたので、ホーン
自体のインピーダンスばらつきに起因する諸問題を解消
することができる。例えば、製造工程におけるワイヤボ
ンダの調整が容易になり、装置間の性能差を無くし、歩
留り向上、一貫ライン化、工程の無人化などを図ること
が可能になる。
する超音波ホーンであって、そのインピーダンスを可変
するコントロール手段を設けるようにしたので、ホーン
自体のインピーダンスばらつきに起因する諸問題を解消
することができる。例えば、製造工程におけるワイヤボ
ンダの調整が容易になり、装置間の性能差を無くし、歩
留り向上、一貫ライン化、工程の無人化などを図ること
が可能になる。
【図１】本発明によるワイヤボンダの超音波ホーンの一
実施例を示す正面図である。
実施例を示す正面図である。
【図２】本発明によるワイヤボンダの超音波ホーンの第
２実施例の主要部を示す斜視図である。
２実施例の主要部を示す斜視図である。
【図３】本発明によるワイヤボンダの超音波ホーンの第
３実施例の主要部を示す斜視図である。
３実施例の主要部を示す斜視図である。
【図４】本発明によるワイヤボンダの超音波ホーンの第
４実施例の主要部を示す斜視図である。
４実施例の主要部を示す斜視図である。
１ 超音波ホーン ２ キャピラリ ３，３ａ，３ｂ キャピラリセットビス ４ ホーン組付け部 ５ 超音波振動子 ６ コイル ７ 抵抗 ８ 出力トランス ９ 調整子 １０ セットビス １１ 支軸 １２ セットビス １３，１５ 緩衝材 １４ スリット
Claims (5)
- 【請求項１】 超音波振動をキャピラリに伝達する超音
波ホーンであって、そのインピーダンスを可変するコン
トロール手段を設けたことを特徴とするワイヤボンダの
超音波ホーン。 - 【請求項２】 前記コントロール手段は、前記超音波ホ
ーンに外嵌される着脱自在で少なくとも半円状の調整子
であることを特徴とする請求項１記載のワイヤボンダの
超音波ホーン。 - 【請求項３】 前記コントロール手段は、前記キャピラ
リの取り付け部に前記超音波ホーンの材質よりもヤング
率の低い緩衝材を介在させ、これを前記キャピラリを固
定する為のセットビスで締め付けることを特徴とする請
求項１記載のワイヤボンダの超音波ホーン。 - 【請求項４】 前記コントロール手段は、前記キャピラ
リの取り付けの為に複数のセットビスを用い、この締め
付け力を変え、または重量、サイズを調整することによ
りインピーダンスを可変することを特徴とするワイヤボ
ンダの超音波ホーン。 - 【請求項５】 前記コントロール手段は、ホーン組付け
部と前記超音波ホーンとの間の接続部に緩衝材を配設
し、前記ホーン組付け部の締め付け力を可変することで
インピーダンスを可変することを特徴とするワイヤボン
ダの超音波ホーン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4039214A JPH05235116A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | ワイヤボンダの超音波ホーン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4039214A JPH05235116A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | ワイヤボンダの超音波ホーン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05235116A true JPH05235116A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12546889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4039214A Pending JPH05235116A (ja) | 1992-02-26 | 1992-02-26 | ワイヤボンダの超音波ホーン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05235116A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334908A (ja) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波ボンディング装置 |
| US11440131B2 (en) * | 2018-11-20 | 2022-09-13 | Link-Us Co., Ltd. | Ultrasonic joining apparatus |
-
1992
- 1992-02-26 JP JP4039214A patent/JPH05235116A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002334908A (ja) * | 2001-05-09 | 2002-11-22 | Murata Mfg Co Ltd | 超音波ボンディング装置 |
| JP4665339B2 (ja) * | 2001-05-09 | 2011-04-06 | 株式会社村田製作所 | 超音波ボンディング装置 |
| US11440131B2 (en) * | 2018-11-20 | 2022-09-13 | Link-Us Co., Ltd. | Ultrasonic joining apparatus |
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