JPH0574877A - 超音波加工装置 - Google Patents

超音波加工装置

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JPH0574877A
JPH0574877A JP3233179A JP23317991A JPH0574877A JP H0574877 A JPH0574877 A JP H0574877A JP 3233179 A JP3233179 A JP 3233179A JP 23317991 A JP23317991 A JP 23317991A JP H0574877 A JPH0574877 A JP H0574877A
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ultrasonic
hole
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horn
tip
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JP3233179A
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Kyoichiro Senkawa
恭一郎 千川
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Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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Kyushu Fujitsu Electronics Ltd
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期間使用しても該加工素子の該ホーン部へ
の締めつけ条件に変化を来す事がなく、安全で安定した
超音波加工を実行しえる超音波加工装置を提供する。 【構成】 超音波振動板3、超音波振動板3に接続され
たホーン部4、該ホーン部4の先端部5に適宜の把持手
段を介して該ホーン部4に取りつけられた加工素子6と
から構成されている超音波加工装置1に於いて、ホーン
部4の先端部5に該加工素子6を挿通する貫通孔7を設
けると共に、少なくとも該貫通孔7に対して該超音波振
動板3の存在する方向に、該貫通孔7の一部と連通し、
且つ該貫通孔7の中心軸線と平行な方向に形成された貫
通溝部8を設け、更に、該貫通溝部8の一部に該貫通溝
部8の貫通軸線と直角方向に作動する加工素子6の把持
具9が設けられている超音波加工装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、超音波加工装置に関す
るもので有って、特に詳しくは、超音波加工装置で使用
されるキャピラリの様な加工素子を把持する為の構造に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、超音波を利用して、種々の加工が
行われているが、その主な目的としては、被加工物体の
加熱、接合、振動付与、研磨、切削であり、特に最近で
は半導体集積回路の製造に際し、ワイヤーを所定の部分
に接合する工程で使用される事が多くなって来ている。
係る半導体集積回路の製造工程においては、半導体チッ
プと外部リードとを金線ワイヤ(Au)で接続する作業
に係る超音波加工装置が使用されている。
【0003】何れの分野に於いても、該超音波加工装置
は、図5(A)の平面図及び図5(B)の側面図に示さ
れている様に、基本的には超音波発生用電源手段2に接
続された超音波振動板3、該超音波振動板3に接続さて
たホーン部4、該ホーン部4の先端部5に適宜の把持手
段を介して該ホーン部4に取りつけられた加工素子6と
から構成されており、特に該ホーン部4の先端部5に設
けられた加工素子把持手段としては、図6(A)及び図
6(B)に示される様に、該加工素子6を取りつける為
該ホーン部4を上下に貫通している貫通孔8と該貫通孔
8に連通する様に、該ホーン部の先端部5側面から該ホ
ーン部4の内部に至るスリット状の貫通溝部8が形成さ
れている。
【0004】該スリット状の貫通溝部8は該貫通孔7の
貫通方向と平行な方向に且つ該ホーン部4の中心軸線に
平行に形成されているものである。更に、係る従来の超
音波加工装置に於ける該加工素子把持手段は、該加工素
子6に対して、該ホーン部4の先端部5と反対側に存在
する該貫通溝部8の締めつけネジ等から構成された適宜
の把持具9が設けられており、該貫通孔7に所定の加工
素子6を挿通した後に該把持具9を締めつける事によっ
て該加工素子6を該貫通溝部8により挟持する事によ
り、該加工素子6を該貫通孔7内に把持固定させる様に
構成されているものである。
【0005】従来、係る構造を有する当該超音波加工装
置に於いて該加工素子6を該ホーン部4の先端部に固定
させる場合には、所定のトルクドライバを用いて、所定
のトルクを与えて固定する様になっている。これは、係
る超音波加工装置においては、該加工素子6の締めつけ
状態即ちトルクの付加状態で、該加工素子6に印加され
る超音波の発振数が決まって来るのて、該加工素子6を
締めつける場合には、出来るだけ大きなトルクを掛ける
様にする事が好ましい。
【0006】然しながら、該超音波加工装置に使用され
る加工素子6の直径にバラツキが存在していると、例え
ば、規定されて寸法よりも大きい直径を有する加工素子
6が使用された場合には、図7に示す様に、予め所定の
直径を有する加工素子6を用いる条件下に定められたト
ルクを用いて締めつけ操作を行うと、該ホーン部の先端
部が開いてしまう。
【0007】そして係る状況が長く続くと、該ホーン部
の先端部が図7に示される様な、該ホーン部の先端部の
該スリット状の溝部部先端が外方に開いてしまう様な形
状に変形してしまい、正常な直径を有する加工素子6或
いは規定の寸法よりも小さ目の加工素子が使用された場
合には、当該予め定められた締めつけトルクを用いて締
めつけ操作をおこなっても、締めつけ不良が発生し、充
分な締めつけトルクが得られないので、該加工素子への
超音波の伝達が充分に行われなくなるので、当該超音波
加工が不成功に終わる原因となる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、長期間使用しても該加工
素子の該ホーン部への締めつけ条件に変化を来す事がな
く、安全で安定した超音波加工を実行しえる超音波加工
装置を提供するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、超音波振動板、該超音波振動板
に接続されたホーン部、該ホーン部の先端部に取りつけ
られた加工素子とから構成された超音波加工装置に於い
て、該ホーン部の先端部に該加工素子を挿通する貫通孔
を設けると共に、少なくとも該貫通孔に対して該超音波
振動板の存在する方向に、該貫通孔の一部と連通してお
り、且つ該貫通孔の中心軸線と平行な方向に形成された
貫通溝部を設け、更に、該貫通溝部の一部に該貫通溝部
の貫通軸線と直角方向に作動する該加工素子の把持具が
設けられている超音波加工装置である。
【0010】
【作用】本発明に係る超音波加工装置1は上記の様な構
成を採用しているので、該貫通孔7に挿通された加工素
子6は、該ホーン部4の先端部の開口部を有していない
言わば閉鎖状の貫通溝部8と該貫通溝部8に設けられた
把持具9とにより該貫通溝部8内部に挟持される構成を
とる為、直径の寸法が予め定められた直径の寸法より変
化した直径を有する加工素子が用いられた場合でも、該
ホーン部の先端部は変形する事がなく、常に同一の締め
つけ条件を維持する事が可能となる。
【0011】
【実施例】以下に、本発明に係る超音波加工装置の具体
例を図面を参照しながら詳細に説明する。即ち、本発明
は、超音波発生用電源手段2に接続された超音波振動板
3、該超音波振動板3に接続されたホーン部4、該ホー
ン部4の先端部5に適宜の把持手段を介して該ホーン部
4に取りつけられた加工素子6とから構成されている超
音波加工装置1に於いて、該ホーン部4の先端部5に該
加工素子6を挿通する貫通孔7を設けると共に、少なく
とも該貫通孔7に対して該超音波振動板3の存在する方
向に、該貫通孔7の一部と連通しており、且つ該貫通孔
7の中心軸線と平行な方向に形成された貫通溝部8を設
け、更に、該貫通溝部8の一部に該貫通溝部8の貫通軸
線と直角方向に作動する該加工素子6の把持具9が設け
られている超音波加工装置である。
【0012】図1は、本発明にかかる該超音波加工装置
1の先端部の加工素子把持部分を拡大して説明している
平面図であり、又図2はその側部断面図である。つま
り、本発明に於ける該ホーン部4の先端部には、適宜の
断面形状を有するキャピラリと称される加工素子6が挿
通される貫通孔7が設けられている。該加工素子として
は、該超音波加工装置が使用される目的に応じて適切な
材料で構成され、且つ適切な形状の構成された加工素子
6を用いるものである。
【0013】例えば、該超音波加工装置が、半導体集積
回路のワイヤボンディング工程に使用されるものである
場合には、該加工素子6は、当該加工素子の中心線に沿
ってその内部に金線10を挿通しうる貫通細孔11が設
けられているものであり、且つその先端部が、該金線を
溶融状の球体に構成して、アルミニウム等の材料で構成
されたパッド部に押圧しながら振動を付与しうるに適し
た構造を有するものが用いられるのである。
【0014】該加工素子6の断面形状及び該貫通孔7の
断面形状は、円に限定されるものではなく、用途に応じ
て適宜変更しえるものである事は言うまでもない。該貫
通孔7の断面積は、該加工素子6の断面積より大き目に
設定されている事が好ましい。
【0015】次に、本発明に係る該超音波加工装置の加
工素子把持手段に於ける該貫通溝部8は、従来使用され
ていた開放型のスリット状の溝部と異なり、閉鎖状の貫
通溝部である事が特徴である。該貫通溝部8は該貫通孔
7と連通して該貫通孔7から該ホーン部4の先端部と
は、反対の方向に、つまり該超音波振動板の存在する方
向に延展されている事が好ましい。
【0016】又、該貫通溝部8は、該貫通孔7と同様
に、該ホーン部の上下を貫通する様に、該加工素子6と
平行に且つ一体的に構成されている事が好ましい。該貫
通溝部8の長さL、及び幅Wは適宜に定める事ができる
が、少なくとも、該幅Wは、該貫通孔7の直径よりも狭
く設定される必要がなり、又その長さLは、該ホーン部
4の強度との兼ね合いから、余り長く設定する事は好ま
しくない。
【0017】又、本発明に係る該超音波加工装置に於い
ては、図2及び図3に示す様に、該貫通溝部は、該貫通
孔7を越えて該貫通孔と該ホーン部の先端部との間に延
長された貫通溝部8’を有するもので有っても良い。係
る貫通溝部8’の長さや幅等は、上記の貫通溝部8と同
様適宜に選定する事が出来る。
【0018】本発明に於いては、係る貫通溝部8と貫通
溝部8’を設ける事によって、該貫通溝部8、8’のフ
レキシビリティが向上するので図4に示す様に、該加工
素子6に対する該貫通孔7の挟持能力を向上し、且つ該
加工素子の直径の変化に対する適応性も向上させる事が
出来る。又、本発明に於いては、該貫通溝部8の部分、
つまり該貫通孔7よりも超音波振動板側に適宜の把持具
9を設けるものであって、係る構成により、該加工素子
6を出来るだけ該ホーン部4の先端部近傍に配置させる
事が可能となる。つまり、超音波加工に於いては、該ホ
ーン部の先端に行く程、超音波振動が増幅されるので、
加工効果が大きくなる。
【0019】本発明に使用される把持具としては特に限
定されるものではないが、図2乃至図3に示す様にボル
ト・ナットで構成されたもので有っても良く、ネジ方
式、或いはクランプ方式、かしめ方式等により構成され
るもので有っても良い。該把持具は、該貫通孔8の内面
壁面に対して好ましくは直角の方向に締めつけ力が作用
する様な機能を発揮するものであれば如何なる構成を有
するもので有っても良い。
【0020】つまり、本発明に係る該把持具の構成は、
該貫通孔8の対向する内壁面同志が互いに接近しあい、
該貫通孔に挿入されている加工素子を強く締めつける様
な機能を発揮するもので有れば如何なるもので有っても
良い。
【0021】
【発明の効果】本発明に係る該超音波加工装置は、上記
した様な構成を採用しているので、該ホーン部4の先端
部5に於ける該加工素子6の締めつけ不良を完全に防止
する事が出来るので、超音波の伝播不良が回避される
他、締めつけ不良による加工製品の品質低下、加工素子
の交換、該ホーン部の損傷等による加工コストの増加を
抑制し、長期間に亘り安定した、正確な超音波加工を実
行しえる効率的な超音波加工装置を提供する事が出来る
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る超音波加工装置のホーン
部の先端部に設けられる把持手段の構成例を示す平面図
である。
【図2】図2は、本発明に係る該把持手段の他の具体例
を示す平面図である。
【図3】図3は、本発明に係る該把持手段の他の具体例
を示す側部断面図である。
【図4】図4は、図2に示されている把持手段の他の具
体例を用いて加工素子を把持する原理を示す図である。
【図5】図5は、従来の超音波加工装置に於けるホーン
部と加工素子の構成を示す図である。
【図6】図6は、従来の超音波加工装置に於けるホーン
部先端部の加工素子把持手段の構成例を示す図である。
【図7】図7は、従来の加工素子把持手段に於ける問題
点を説明する図である。
【符号の説明】
1…超音波加工装置 2…超音波発生用電源 3…超音波振動板 4…ホーン部 5…ホーン部先端部 6…加工素子 7…貫通孔 8、8’…貫通溝部 9…把持具 10…ワイヤ 11…細孔

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波振動板、該超音波振動板に接続さ
    れたホーン部、該ホーン部の先端部に取りつけられた加
    工素子とから構成された超音波加工装置に於いて、該ホ
    ーン部の先端部に該加工素子を挿通する貫通孔を設ける
    と共に、少なくとも該貫通孔に対して該超音波振動板の
    存在する方向に、該貫通孔の一部と連通しており、且つ
    該貫通孔の中心軸線と平行な方向に形成された貫通溝部
    を設け、更に、該貫通溝部の一部に該貫通溝部の貫通軸
    線と直角方向に作動する該加工素子の把持具が設けられ
    ている事を特徴とする超音波加工装置。
  2. 【請求項2】 該貫通溝部は、該貫通孔と該ホーン部の
    先端部との間に延長されて構成されている事を特徴とす
    る請求項1記載の超音波加工装置。
  3. 【請求項3】 該加工素子は内部に被加工細条物を貫通
    させる細孔がもうけらてれいるものである事を特徴とす
    る請求項1記載の超音波加工装置。
  4. 【請求項4】 該加工素子の把持具は締めつけネジで構
    成されているものである事を特徴とする請求項1記載の
    超音波加工装置。
JP3233179A 1991-09-12 1991-09-12 超音波加工装置 Withdrawn JPH0574877A (ja)

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JP3233179A JPH0574877A (ja) 1991-09-12 1991-09-12 超音波加工装置

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Date Code Title Description
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Effective date: 19981203