JPH0541550Y2 - - Google Patents

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JPH0541550Y2
JPH0541550Y2 JP1989004080U JP408089U JPH0541550Y2 JP H0541550 Y2 JPH0541550 Y2 JP H0541550Y2 JP 1989004080 U JP1989004080 U JP 1989004080U JP 408089 U JP408089 U JP 408089U JP H0541550 Y2 JPH0541550 Y2 JP H0541550Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、トランジスタ、IC，LSI等の半導体
部品のワイヤボンデイング装置に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
前工程で予めリードフレームに例えばICペレ
ツトがダイボンデイングされたものにワイヤをボ
ンデイングするためのワイヤボンデイング装置
は、第７図に示すように、ワイヤボンデイング機
構部１と、その前方に配設されたペレツト８付き
のリードフレーム２を移送する作業台３とから成
ることは周知である。
前記ワイヤボンデイング機構部１はXYテーブ
ル４に載置され、ITVカメラにて認識された画
像情報と図示しない制御装置のワイヤボンデイン
グパターン情報に従い、Ｘ方向のサーボモータ６
とＹ方向のサーボモータ７とを有するサーボ機構
により、XYテーブル４はＸ，Ｙ方向に移動自在
に駆動される。
ワイヤボンデイング機構部１におけるキヤピラ
リ９には、金線リールから引き出された金線１１
を通し、このキヤピラリ９を所定のパターンにて
上下運動を行わせることにより、ペレツト８上面
の複数の電極部とリードフレーム２における複数
の電極部との間で、所定の電極部同士、各々金線
１１にて電気的に接続するためのワイヤボンデイ
ング作業を実行するようにしている。
そして、従来このキヤピラリ９の上下運動は、
カム機構１４やリンク機構を介してタイミングを
取つて行われていた。
例えば、カム機構１４によるときには、第７図
に示すように、キヤピラリ９付きのアーム１２を
支持するブロツク１３を、XYテーブル４上のブ
ラケツトに取付く支軸１５にて上下回動自在に支
持し、XYテーブル８に搭載した駆動モータ１６
に装着したカム１７に接当して上下動するホロワ
１８を介して前記ブロツク１３の後端を上下回動
させることにより、反対側のキヤピラリ９を上下
動されるように構成していた。
〔考案が解決しようとする課題〕
ところで、一つのペレツトにおけるワイヤボン
デイングすべき箇所は多数あるのが普通だから、
一箇所のワイヤボンデイングの速を少し高めて
も、全体としてのワイヤボンデイングに要する時
間を大幅に短縮できるのである。
このワイヤボンデイングの速度を高めるために
は、キヤピラリ等の往復運動する部品を軽量化し
たり、運動部品の点数を減少させる必要がある
が、前述のように、カム機構１４によつてブロツ
ク１３を上下動するにはホロワ１８の機構をも上
下動させる必要があり、また、駆動モータ１６と
上下動すべきブロツク１３との間をリンク機構に
て連設するときにも、当該リンク機構を揺動させ
るというように、キヤピラリを上下動させるため
に必要以上の部分をも上下動したり揺動する等の
運動をさせなければならない。
つまり、構造が複雑になると共に運動させるべ
き部品の質量がそれだけ大きくなり、部品の軽量
化を達成するには限度があつた。
従つて、従来の駆動構造では、ワイヤボンデイ
ング速度の高速化、ひいてはワイヤボンデイング
作業の能率を向上させることができないという問
題があつた。
この問題は、リードフレームを搭載する作業台
をXYサーボ機構にて水平方向に移動可能に構成
する一方、キヤピラリの部分を上下回動するよう
に構成したワイヤボンデイング装置でも同様に生
じていた。
本考案は、超音波振動力を直進運動に変換する
超音波リニアモータを使用することにより、前記
従来解決できなかつた問題を解消することを目的
とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するため、本考案のワイヤボン
デイング装置は、リードフレーム等の基板等に対
してワイヤボンデイングするためのキヤピラリを
備えたブロツクを上下動自在に構成し、該ブロツ
クの上下方向の接当面に超音波リニアモータにお
ける弾性体を接当押圧させて、当該ブロツクを上
下駆動するように構成したものである。
〔考案の作用及び効果〕
超音波リニアモータは、印加電圧の周波数で振
動する圧電素子（圧電形振動子）や外部磁界の存
在によつて強磁性材料の寸法が変化することを利
用した電磁ひずみ素子（磁歪形振動子）等の超音
波振動子と、この超音波振動子からの振動力にて
振動する弾性体と、この弾性体に加圧された状態
で直線的に移動する移動体とから成るものであ
る。
そして、超音波振動子にて弾性体に超音波振動
力（弾性波）を与える。この弾性波は縦波と横波
を伴つた表面波で、弾性体の表面を伝搬し、この
弾性体を移動体であるブロツクの上下方向の接当
面に押圧接当させることにより、移動体であるブ
ロツクが所定の方向（上方向または下方向）に駆
動されるものである。
このように、超音波リニアモータは、超音波振
動子と弾性体と移動体の３つの部品のみにて構成
され、しかも、移動体は本考案のワイヤボンデイ
ングに使用するキヤピラリ支持用のブロツクをそ
のまま利用できるのであるから、構造を至極簡単
にすることができると共に、運動する部材の点数
を極力減少させることができ、運動する部分の重
量を軽量化することができる。
従つて、本考案によれば、ワイヤボンデイング
作業時における運動すべき部材の軽量化により、
ワイヤボンデイング速度を高速化し、ひいてはワ
イヤボンデイング作業の能率化を図ることができ
るという効果を奏するのである。
〔実施例〕
次に実施例について説明すると、概略の構成は
従来のワイヤボンデイング装置と略同じであり、
ワイヤボンデイング機構部１と、その前方に配設
された作業台３とから成る。
なお、符号１９は前記ペレツト８付きのリード
フレーム２を作業台３方向に取り出す供給マガジ
ン、符号２０はワイヤボンデイングの作業終了し
たものを収納する収納マガジンであり、符号５は
作業台３上のリードフレーム２におけるペレツト
８の電極位置およびリードフレームの電極位置を
各々認識するためのITVカメラで、符号２１は
TVモニタである。
前記ワイヤボンデイング機構部１はXYテーブ
ル４に載置され、前記ITVカメラ５にて認識さ
れた画像情報と図示しない制御装置のワイヤボン
デイングパターン情報に従い、Ｘ方向のサーボモ
ータ６とＹ方向のサーボモータ７とを有するサー
ボ機構により、XYテーブル４はＸ，Ｙ方向に移
動自在に駆動される。
ワイヤボンデイング機構部１における金線リー
ル１０から引き出された金線１１はキヤピラリ９
の先端を上下に挿通するように配設され、キヤピ
ラリ９を支持するアーム１２の基端はブロツク２
３に着脱自在に装着されている。
このブロツク２３は、前記XYテーブル８上面
に設けたブラケツト２５に取付く支軸２４にて上
下回動自在に支持されている。
符号２６は、前記ブロツク２３の左右両側に配
設する超音波リニアモータで、該各超音波リニア
モータ２６は、印加電圧の周波数で振動する圧電
素子（圧電形振動子）や外部磁界の存在によつて
強磁性材料の寸法が変化することを利用した電磁
ひずみ素子（磁歪形振動子）等の超音波振動子２
７と、この超音波振動子２７からの振動力にて振
動する黄銅製の板状等の弾性体２８とから成り、
この弾性体２８を前記ブロツク２３の左右両側面
（上下方向の接当面）に加圧状態にて接当させる
ものである。
つまり、左右一対の超音波リニアモータ２６
は、前記支軸２４より適宜寸法だけ後方に離れた
ブロツク２３の左右両側面を弾性体２８，２８に
て挟持するように配設されている。
第４図に示す符号２９は、前記超音波振動子２
７に出力する周波数と出力値とを可変調節できる
電気回路であり、符号３０は可変パルス発生器等
の発振器、符号３１は変調増幅器、符号３２は変
調信号発振器、符号３３は帰還増幅器、符号３４
は減衰器、符号３５は出力計で、発振器３からの
出力は周波数とともに変動するので、帰還増幅器
３３にて負帰還をかけ、適当な周波数（超音波に
相当する高周波）の出力値を一定にすると同時に
歪率を良くするように自動調節できるものであ
る。
そして、この一対の超音波リニアモータ２６，
２６における各超音波振動子２７は弾性体２８の
外面に固定されており、前記各超音波振動子２７
にて各弾性体２８の外表面に振動を与えると、該
弾性体２８には弾性波（超音波振動力）が発生
し、弾性体２８の表面上を伝搬する。
例えば、圧電磁器材料に電界を加えると、一般
に電わい効果を示し、電界の方向に伸び（縦効
果）これと直角方向に縮み（横効果）が生じる。
その大きさは前者が後者の略２〜３倍程度である
ので、超音波振動子２７として圧電磁器材料を使
用し、これに所定の交流の電界を掛けると、当該
超音波振動子２７とこれに固定された弾性体２８
とは一体的に振動するので、このような現象を利
用するものである。
この弾性波は、第５図に示すブロツク２３との
接当押圧方向Ａの縦波と、ブロツク２３の上下方
向Ｂの横波を伴う表面波で、弾性体における仮想
する一つの質点の運動を見ると、前記Ａ方向とＢ
方向とを含む面上で楕円軌道を描く振動となる。
例えば、前記弾性体２８の表面の一点ＣがＣ１
点方向に順次移りながら接触するように、超音波
振動子２７に振動を与えると、弾性体２８のブロ
ツク２３の接当面への押圧力と摩擦力との関係か
ら、ブロツク２３は矢印Ｄ方向に駆動されるので
ある。
このように、この弾性体２８を移動体であるブ
ロツク２３の上下方向の接当面に押圧接当させる
ことにより、移動体であるブロツク２３が所定の
方向に駆動されるものである。
つまり、弾性体２８を支軸２４より後側のブロ
ツク２３の上下方向接当面に接当押圧し、超音波
リニアモータ２６を正方向に駆動すると、該ブロ
ツク２３の前側に取付くキヤピラリ９の先端は作
業台３上のペレツト８に向かつて下降する。
超音波リニアモータ２６を負方向に駆動し、前
記と反対方向に進行する弾性波を弾性体２８に与
えると、ブロツク２３の前側のキヤピラリ９はペ
レツト８から離れるように上昇するのである。
この構成により、供給マガジン１９から取り出
されたペレツト８付きのリードフレーム２は、作
業台３に間欠的に搬送され、この作業台３のヒー
タ部にて載置したICのペレツト８付きリードフ
レーム２を適宜加熱する一方、前記ITVカメラ
５による画像情報と制御装置によるワイヤボンデ
イングパターン情報とから、ペレツト８における
電極位置とリードフレーム２の電極位置とを抽出
し、基準電極の位置の真上にキヤピラリ９が来る
ようにXYテーブル４を駆動する。
この位置で超音波リニアモータ２６を負方向に
駆動して、支軸２４にて回動自在に支持されてい
るブロツク２３の後側を下降させると、当該ブロ
ツク２３における前側のキヤピラリ９は上昇す
る。
第６図ａに示すように、前記キヤピラリ９を上
昇した状態で、金線１１の下端をトーチ３６にて
加熱して金ボール１１ａを形成する。
次いで、超音波リニアモータ２６を正方向に駆
動し、ブロツク２３の前側におけるキヤピラリ９
を下降させると、第６図ｂに示すように、当該キ
ヤピラリ９の下端にてペレツト８の電極部に所定
の圧力にて加圧し、その電極部と金ボール１１ａ
とは共晶接合する。
次いで、超音波リニアモータ２６を負方向に駆
動し、再度キヤピラリ９を上昇させ、同時に金線
１１を繰り出しながらXYテーブル４を移動させ
ると、キヤピラリ９がリードフレーム２における
銀メツキ等された電極部上に来る。この位置で再
度キヤピラリ９を下降させるように超音波リニア
モータ２６を正方向に駆動し、リードフレーム２
の電極部にて金線１１を加圧して接合する（第６
図ｃ参照）。
この後、第６図ｄに示すように、クランパ３７
を閉じつつキヤピラリ９を上昇させると、前記接
合箇所外部分で金線１１を切断することができ
る。
この作業をペレツト８における複数の電極部と
これに対応するリードフレーム２上の電極部との
間で実行することにより、すべてのワイヤボンデ
イングが終了できる。
なお、ワイヤボンデイングすべき金属製のリー
ドフレームにかえて、導体の電極部を形成させた
セラミツク等の基板を用いても良いことはいうま
でもない。
また、前記実施例では、キヤピラリを支持する
ブロツクをXYテーブルに搭載したが、リードフ
レームや基板を載置する作業台をXY方向に移動
可能に構成しても良いのである。
超音波リニアモータ２６の駆動力は、移動体で
あるブロツク２３における上下方向の接当面に対
する弾性体２８の押圧力の大小に比例するもので
あるから、ブロツク２３または弾性体２８に調圧
装置を組み込むようにしても良い。
さらに、超音波リニアモータ２６の設置箇所と
して、前記実施例では、ブロツク２３の左右両側
面を挟むように、一対の超音波リニアモータを設
けたが、いずれか片側だけでも良い。
また、ブロツク２３の後端面又は前端面を、支
軸２４の軸線を中心とする上下方向の凸円弧の湾
曲状の上下方向の接当面に形成し、該接当面に沿
うような凹湾曲の接当面を有する弾性体とその背
面の超音波振動子とからなる超音波リニアモータ
２６′，２６″を設置するようにしても良いのであ
る（第２図の一点鎖線、および二点鎖線参照）。
このように、超音波リニアモータは、超音波振
動子と弾性体と移動体の３つ部品のみにて構成さ
れ、しかも、移動体は本考案のワイヤボンデイン
グに使用するキヤピラリ支持用のブロツクをその
まま利用できるのであるから、構造を至極簡単に
することができると共に、運動する部材の点数を
極力減少させることができ、ワイヤボンデイング
作業中に上下方向に運動する部材の重量を軽量化
することができる。
従つて、これらの部材を小さい力で迅速に駆動
することができる結果、一回当たりのワイヤボン
デイングの速度を速くでき、ワイヤボンデイング
作業の能率化が実現できるのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は装置の斜視図、第２図は本考案の装置
の側面図、第３図は第２図の−視断面図、第
４図は平面図、第５図は超音波リニアモータの作
用説明図、第６図ａ，ｂ，ｃ，ｄは各々キヤピラ
リの動きを示す作用説明図、第７図は従来装置の
側断面図である。 １……ワイヤボンデイング機構、２……リード
フレーム、３……作業台、４……XYテーブル、
５……ITVカメラ、６，７……サーボモータ、
８……ペレツト、９……キヤピラリ、１１……金
線、１１ａ……金ボール、１２……アーム、１４
……カム機構、１３，２３……ブロツク、１５，
２４……支軸、１６……駆動モータ、１７……カ
ム、１８……ホロワ、２６……超音波リニアモー
タ、２５……ブラケツト、２７……超音波振動
子、２８……弾性体、２９……電気回路、３６…
…トーチ、３７……クランパ。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. リードフレーム等の基板等に対してワイヤボン
    デイングするためのキヤピラリを備えたブロツク
    を上下動自在に構成し、該ブロツクの上下方向の
    接当面に超音波リニアモータにおける弾性体を接
    当押圧させて、当該ブロツクを上下駆動すること
    を特徴とするワイヤボンデイング装置。
JP1989004080U 1989-01-17 1989-01-17 Expired - Lifetime JPH0541550Y2 (ja)

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