JPH08186158A - ボンディング装置 - Google Patents
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- JPH08186158A JPH08186158A JP7000495A JP49595A JPH08186158A JP H08186158 A JPH08186158 A JP H08186158A JP 7000495 A JP7000495 A JP 7000495A JP 49595 A JP49595 A JP 49595A JP H08186158 A JPH08186158 A JP H08186158A
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- lever
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- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
- H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
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- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
- H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
- H01L2224/8503—Reshaping, e.g. forming the ball or the wedge of the wire connector
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
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- Power Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ボンディングワイヤ接続時に安定した加圧力
が得られるうえ、種々の高さの部品が存在してもボンデ
ィングワイヤを任意の位置に高精度に位置決めして接続
することができるようにする。 【構成】 一端に錘を保持した梃子の支点を回動自在に
支持する支持ブロックと、前記梃子の他端に、重力方向
に立設されたボンディングヘッドに保持されたボンディ
ングチップと、リニアガイドを用いて前記支持ブロック
を重力方向に昇降させる昇降機構と、前記ボンディング
チップを発熱させる高周波加熱手段と、前記支持ブロッ
クの昇降量、前記超音波振動の印加タイミングおよびボ
ンディングチップの発熱タイミングを制御する制御手段
とを備える
が得られるうえ、種々の高さの部品が存在してもボンデ
ィングワイヤを任意の位置に高精度に位置決めして接続
することができるようにする。 【構成】 一端に錘を保持した梃子の支点を回動自在に
支持する支持ブロックと、前記梃子の他端に、重力方向
に立設されたボンディングヘッドに保持されたボンディ
ングチップと、リニアガイドを用いて前記支持ブロック
を重力方向に昇降させる昇降機構と、前記ボンディング
チップを発熱させる高周波加熱手段と、前記支持ブロッ
クの昇降量、前記超音波振動の印加タイミングおよびボ
ンディングチップの発熱タイミングを制御する制御手段
とを備える
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等の微小部
品内の配線や電子回路基板内の配線を接続する場合に用
いるボンディング装置に係り、特に、先端がボール状の
ボンディングワイヤを所定位置に圧接する加圧機構の一
部に天秤バランス機構を用いたボンディング装置に関す
る。
品内の配線や電子回路基板内の配線を接続する場合に用
いるボンディング装置に係り、特に、先端がボール状の
ボンディングワイヤを所定位置に圧接する加圧機構の一
部に天秤バランス機構を用いたボンディング装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、電子回路基板内の配線の補修等を
行う際に使用されるボンディング装置として、例えば特
開平２−１０１７５４号公報に開示されているように、
加熱チップを接続面に対して垂直方向に上下動させる加
圧機構を用い、この加圧機構によって加熱チップをボン
ディングワイヤ先端に押し付け、所定の荷重を加えた状
態で加熱チップを加熱し、ボンディングワイヤ先端を回
路基板のパッド等の接続部位に接続するようにしたボン
ディング装置がある。
行う際に使用されるボンディング装置として、例えば特
開平２−１０１７５４号公報に開示されているように、
加熱チップを接続面に対して垂直方向に上下動させる加
圧機構を用い、この加圧機構によって加熱チップをボン
ディングワイヤ先端に押し付け、所定の荷重を加えた状
態で加熱チップを加熱し、ボンディングワイヤ先端を回
路基板のパッド等の接続部位に接続するようにしたボン
ディング装置がある。
【０００３】一方、半導体装置内の配線を接続するボン
ディング装置にあっては、加熱チップをボンディングワ
イヤ先端に押し付ける加圧機構として、位置固定の支点
に支持した「てこ」の一端に加熱チップを取付け、支点
を中心とする加熱チップの円弧運動により加熱チップを
ボンディングワイヤ先端に加圧し、この加圧状態でボン
ディングワイヤ先端をパッド等の接続部位に接続するよ
うにしたものがある。
ディング装置にあっては、加熱チップをボンディングワ
イヤ先端に押し付ける加圧機構として、位置固定の支点
に支持した「てこ」の一端に加熱チップを取付け、支点
を中心とする加熱チップの円弧運動により加熱チップを
ボンディングワイヤ先端に加圧し、この加圧状態でボン
ディングワイヤ先端をパッド等の接続部位に接続するよ
うにしたものがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】特開平２−１０１７５
４号公報に開示されたボンディング装置にあっては、加
熱チップ自身がボンディングワイヤの接続面に対して垂
直方向に上下運動するため、加熱チップの水平方向の位
置ずれがないうえ、手動操作による位置決めが容易で、
かつボールボンディングなどの「つぶし量」の大きなボ
ンディングにおいても位置ずれが生じないという利点が
ある。
４号公報に開示されたボンディング装置にあっては、加
熱チップ自身がボンディングワイヤの接続面に対して垂
直方向に上下運動するため、加熱チップの水平方向の位
置ずれがないうえ、手動操作による位置決めが容易で、
かつボールボンディングなどの「つぶし量」の大きなボ
ンディングにおいても位置ずれが生じないという利点が
ある。
【０００５】しかしながら、加熱チップを上下動させる
ためにリニアガイドを用いているため、このリニアガイ
ドのころがり時の抗力が作用し、リニアガイド自身のな
じみ具合による抗力の時間的なバラツキや接続面までの
高さの違いにより、ボンディングワイヤ先端を加圧する
加圧力にバラツキが生じ、安定した加圧力が得られない
という問題がある。
ためにリニアガイドを用いているため、このリニアガイ
ドのころがり時の抗力が作用し、リニアガイド自身のな
じみ具合による抗力の時間的なバラツキや接続面までの
高さの違いにより、ボンディングワイヤ先端を加圧する
加圧力にバラツキが生じ、安定した加圧力が得られない
という問題がある。
【０００６】一方、後者の「てこ」を使用したボンディ
ング装置にあっては、加熱チップの円弧運動によって加
圧力を得ているため、加圧機構が簡単で、加圧力の繰返
し性に優れるという利点がある。
ング装置にあっては、加熱チップの円弧運動によって加
圧力を得ているため、加圧機構が簡単で、加圧力の繰返
し性に優れるという利点がある。
【０００７】しかしながら、加熱チップが円弧運動する
ため、ボンディングワイヤ先端をつぶし始めた時とつぶ
し終わった時の位置ずれが大きいという問題がある。ま
た、駆動ストロークが短いため、ＬＳＩ等の各種の高さ
の部品を搭載した回路基板においては部品高さの高い部
品が加熱チップ位置決めの障害になり、任意の位置にお
いてボンディングワイヤを接続することができないとい
う問題がある。
ため、ボンディングワイヤ先端をつぶし始めた時とつぶ
し終わった時の位置ずれが大きいという問題がある。ま
た、駆動ストロークが短いため、ＬＳＩ等の各種の高さ
の部品を搭載した回路基板においては部品高さの高い部
品が加熱チップ位置決めの障害になり、任意の位置にお
いてボンディングワイヤを接続することができないとい
う問題がある。
【０００８】本発明の目的は、ボンディングワイヤ接続
時に安定した加圧力が得られるうえ、種々の高さの部品
が存在してもボンディングワイヤを任意の位置に高精度
に位置決めして接続することができるボンディング装置
を提供することにある。
時に安定した加圧力が得られるうえ、種々の高さの部品
が存在してもボンディングワイヤを任意の位置に高精度
に位置決めして接続することができるボンディング装置
を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、一端に錘を保持した梃子の支点を回動自
在に支持する支持ブロックと、前記梃子の他端に、重力
方向に立設されたボンディングヘッドに保持されたボン
ディングチップと、リニアガイドを用いて前記支持ブロ
ックを重力方向に昇降させる昇降機構と、前記ボンディ
ングチップを発熱させる高周波加熱手段と、前記支持ブ
ロックの昇降量、前記超音波振動の印加タイミングおよ
びボンディングチップの発熱タイミングを制御する制御
手段とを備えることを主要な特徴とするものである。
に、本発明は、一端に錘を保持した梃子の支点を回動自
在に支持する支持ブロックと、前記梃子の他端に、重力
方向に立設されたボンディングヘッドに保持されたボン
ディングチップと、リニアガイドを用いて前記支持ブロ
ックを重力方向に昇降させる昇降機構と、前記ボンディ
ングチップを発熱させる高周波加熱手段と、前記支持ブ
ロックの昇降量、前記超音波振動の印加タイミングおよ
びボンディングチップの発熱タイミングを制御する制御
手段とを備えることを主要な特徴とするものである。
【００１０】また、制御装置は、ボンディングチップの
先端が接続面に接触した後、接続面に対する梃子の支点
の高さとボンディングチップの先端高さとが同一になる
位置まで前記支持ブロックを降下させる制御処理手段を
備えることを特徴とするものである。
先端が接続面に接触した後、接続面に対する梃子の支点
の高さとボンディングチップの先端高さとが同一になる
位置まで前記支持ブロックを降下させる制御処理手段を
備えることを特徴とするものである。
【００１１】
【作用】上記手段によれば、梃子の他端に保持されたボ
ンディングチップは、支持ブロックを昇降機構によって
重力方向に降下させることによってボンディングワイヤ
が置かれた基板の接続面方向に降下する。
ンディングチップは、支持ブロックを昇降機構によって
重力方向に降下させることによってボンディングワイヤ
が置かれた基板の接続面方向に降下する。
【００１２】ボンディングチップの先端がボンディング
ワイヤ先端に接触すると、ボンディングワイヤ先端に
は、梃子の一端側の錘とのバランスにより、所定の荷重
がかかった加圧状態となる。この状態で、ボンディング
チップを高周波発熱させる。
ワイヤ先端に接触すると、ボンディングワイヤ先端に
は、梃子の一端側の錘とのバランスにより、所定の荷重
がかかった加圧状態となる。この状態で、ボンディング
チップを高周波発熱させる。
【００１３】これにより、ボンディングワイヤ先端は、
加圧溶融されて対象とする接続部位に接続される。
加圧溶融されて対象とする接続部位に接続される。
【００１４】このように、ボンディングチップを天秤式
のバランス機能を備えた梃子の他端に保持し、梃子の支
点を支持する支持ブロックをリニアガイドによって昇降
させる構成にすることにより、ボンディングチップの昇
降量が大きく取れるようになり、接続面状に種々の高さ
の部品が存在していたとしても、これを容易に回避しな
がらボンディングチップ先端を任意の位置に高精度で位
置決めすることができる。また、水平面に対する位置ず
れが生じないため、手動操作による位置決めが容易にな
る。
のバランス機能を備えた梃子の他端に保持し、梃子の支
点を支持する支持ブロックをリニアガイドによって昇降
させる構成にすることにより、ボンディングチップの昇
降量が大きく取れるようになり、接続面状に種々の高さ
の部品が存在していたとしても、これを容易に回避しな
がらボンディングチップ先端を任意の位置に高精度で位
置決めすることができる。また、水平面に対する位置ず
れが生じないため、手動操作による位置決めが容易にな
る。
【００１５】また、梃子の支点がベアリングによって回
動自在に支持されているため、リニアガイドの抗力によ
る加圧力のバラツキが生じにくく、安定した加圧力を得
ることができる。
動自在に支持されているため、リニアガイドの抗力によ
る加圧力のバラツキが生じにくく、安定した加圧力を得
ることができる。
【００１６】さらに、ボンディングチップの先端は円弧
運動をするが、ボンディングチップの先端が接続面に接
触した後、接続面に対する梃子の支点の高さとボンディ
ングチップの先端高さとが同一になる位置まで支持ブロ
ックを降下させることにより、水平方向の位置ずれを最
小に抑えることができる。すなわち、ボンディングチッ
プは梃子の作用点に位置しているが、作用点の水平方向
の位置ずれは、支点および作用点の高さが同一である時
に最小になる。この原理を利用し、ボンディングチップ
の先端が接続面に接触した後、接続面に対する梃子の支
点の高さとボンディングチップの先端高さとが同一にな
る位置まで支持ブロックを降下させることにより、水平
方向の位置ずれを最小に抑えることができる。
運動をするが、ボンディングチップの先端が接続面に接
触した後、接続面に対する梃子の支点の高さとボンディ
ングチップの先端高さとが同一になる位置まで支持ブロ
ックを降下させることにより、水平方向の位置ずれを最
小に抑えることができる。すなわち、ボンディングチッ
プは梃子の作用点に位置しているが、作用点の水平方向
の位置ずれは、支点および作用点の高さが同一である時
に最小になる。この原理を利用し、ボンディングチップ
の先端が接続面に接触した後、接続面に対する梃子の支
点の高さとボンディングチップの先端高さとが同一にな
る位置まで支持ブロックを降下させることにより、水平
方向の位置ずれを最小に抑えることができる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。
する。
【００１８】図１は、本発明の一実施例を示す概略構成
図であり、一端に錘１を保持した梃子２が設けられてい
る。
図であり、一端に錘１を保持した梃子２が設けられてい
る。
【００１９】梃子２は、その支点が支持ブロック３の回
転軸４に回動自在に支持され、他端には重力方向に立設
されたボンディングヘッド５が設けられている。そし
て、このボンディングヘッド５には、先端が平坦なボン
ディングチップ６が保持されている。
転軸４に回動自在に支持され、他端には重力方向に立設
されたボンディングヘッド５が設けられている。そし
て、このボンディングヘッド５には、先端が平坦なボン
ディングチップ６が保持されている。
【００２０】このボンディングチップ６は、タングステ
ン板をＵ字形に加工し、先端に平坦加工を施したもので
あり、高周波定電源７から高周波トランス８を介して高
周波電圧が印加されることにより発熱する。
ン板をＵ字形に加工し、先端に平坦加工を施したもので
あり、高周波定電源７から高周波トランス８を介して高
周波電圧が印加されることにより発熱する。
【００２１】また、ボンディングヘッド６の裏面胴部に
は、絶縁ブロック９を介して超音波ホーン１０が押し付
けられ、ボンディングチップ６に対して超音波振動を印
加するようになっている。この場合、超音波ホーン１０
は、超音波発振器１１から出力される３０〜９０ＫＨｚ
の超音波信号に従って超音波振動を発生する。
は、絶縁ブロック９を介して超音波ホーン１０が押し付
けられ、ボンディングチップ６に対して超音波振動を印
加するようになっている。この場合、超音波ホーン１０
は、超音波発振器１１から出力される３０〜９０ＫＨｚ
の超音波信号に従って超音波振動を発生する。
【００２２】一方、支持ブロック３の上面平坦部には、
位置固定のガイド支持板１３の底面が接しており、ガイ
ド支持板１３の一面には重力方向に延びるＬＭガイド
（リニアガイド）１４が取り付けられている。そして、
ＬＭガイド１４には昇降板１５が重力方向に昇降自在に
取付けられている。
位置固定のガイド支持板１３の底面が接しており、ガイ
ド支持板１３の一面には重力方向に延びるＬＭガイド
（リニアガイド）１４が取り付けられている。そして、
ＬＭガイド１４には昇降板１５が重力方向に昇降自在に
取付けられている。
【００２３】昇降板１５は、一端がボールねじ１６に結
合され、モータ１７によってボールねじ１６を回転させ
ることにより、矢印Ａで示す重力方向に昇降するように
なっている。この場合、モータ１７はモータコントロー
ラ１８によって駆動され、その回転方向および回転量
（すなわち、昇降板１５の移動方向および昇降量）は制
御装置１９によって制御される。
合され、モータ１７によってボールねじ１６を回転させ
ることにより、矢印Ａで示す重力方向に昇降するように
なっている。この場合、モータ１７はモータコントロー
ラ１８によって駆動され、その回転方向および回転量
（すなわち、昇降板１５の移動方向および昇降量）は制
御装置１９によって制御される。
【００２４】また、支持ブロック３の上面平坦部から起
立した金具２０には、リミットスイッチ２１が設けられ
ている。このリミットスイッチ２１は、梃子２の上面部
に取り付けたＬ金具２２が中央切欠き溝部に侵入したこ
とを検出するものであり、その出力信号は制御装置１９
に入力される。
立した金具２０には、リミットスイッチ２１が設けられ
ている。このリミットスイッチ２１は、梃子２の上面部
に取り付けたＬ金具２２が中央切欠き溝部に侵入したこ
とを検出するものであり、その出力信号は制御装置１９
に入力される。
【００２５】ここで、ボンディングヘッド５，ボンディ
ングチップ６，絶縁ブロック９，超音波ホーン１０から
成る部分をヘッド部と定義すると、このヘッド部の自重
に対する錘１の重量を調整することにより、ボンディン
グチップ６の先端が基板２３上に置かれたボンディング
ワイヤ２４の接続部位（ボール状態の先端）に加える圧
力を変えることができるようになっている。
ングチップ６，絶縁ブロック９，超音波ホーン１０から
成る部分をヘッド部と定義すると、このヘッド部の自重
に対する錘１の重量を調整することにより、ボンディン
グチップ６の先端が基板２３上に置かれたボンディング
ワイヤ２４の接続部位（ボール状態の先端）に加える圧
力を変えることができるようになっている。
【００２６】なお、錘１の重量は、薄型の錘を複数枚積
層した構造であり、その積層数と梃子２への固定位置を
調整することによって自由に調節可能になっている。
層した構造であり、その積層数と梃子２への固定位置を
調整することによって自由に調節可能になっている。
【００２７】制御装置１９は、例えばマイクロコンピュ
ータによって構成されている。この制御装置１９は、梃
子２および支持ブロック３の昇降量、ボンディングチッ
プ６に対する超音波振動の印加タイミングおよびボンデ
ィングチップ６の発熱タイミングを制御する。
ータによって構成されている。この制御装置１９は、梃
子２および支持ブロック３の昇降量、ボンディングチッ
プ６に対する超音波振動の印加タイミングおよびボンデ
ィングチップ６の発熱タイミングを制御する。
【００２８】次に、このように構成されたボンディング
装置の動作について図２のフローチャート、図３のタイ
ムチャートおよび図４〜図７の梃子２の状態遷移図に従
って説明する。
装置の動作について図２のフローチャート、図３のタイ
ムチャートおよび図４〜図７の梃子２の状態遷移図に従
って説明する。
【００２９】まず、初期状態においては、梃子２および
支持ブロック３と昇降板１５との関係は図４のように、
昇降板１５の底面が支持ブロック３の上面平坦部に接し
た状態となっており、またボンディングチップ６は接続
対象のボンディングワイヤ先端の真上に位置決めされて
いる。
支持ブロック３と昇降板１５との関係は図４のように、
昇降板１５の底面が支持ブロック３の上面平坦部に接し
た状態となっており、またボンディングチップ６は接続
対象のボンディングワイヤ先端の真上に位置決めされて
いる。
【００３０】この状態で、制御装置１９はモータコント
ローラ１８を介してモータ１７を回転させる。回転方向
は、昇降板１５を重力方向に降下させる方向である。す
ると、モータの回転力がボールねじ１６に伝達され、ボ
ールねじ１６が昇降板１５を降下させる方向に回転す
る。これにより、昇降板１５が降下し、その底面で支持
ブロック３を重力方向に押し、支持ブロック３を含むヘ
ッド部全体を降下させる。やがて、図５に示すようにボ
ンディングチップ６の先端が接続対象のボンディングワ
イヤ２４の先端に接する。ここまでが図２のステップ２
１１のヘッド下降処理である。
ローラ１８を介してモータ１７を回転させる。回転方向
は、昇降板１５を重力方向に降下させる方向である。す
ると、モータの回転力がボールねじ１６に伝達され、ボ
ールねじ１６が昇降板１５を降下させる方向に回転す
る。これにより、昇降板１５が降下し、その底面で支持
ブロック３を重力方向に押し、支持ブロック３を含むヘ
ッド部全体を降下させる。やがて、図５に示すようにボ
ンディングチップ６の先端が接続対象のボンディングワ
イヤ２４の先端に接する。ここまでが図２のステップ２
１１のヘッド下降処理である。
【００３１】次に、制御装置１９は支持ブロック３を含
むヘッド部全体を図６に示すようにさらに降下させ、ボ
ンディングチップ６の先端で接続対象のボンディングワ
イヤ２４の先端をさらに加圧する。これにより、ボンデ
ィングワイヤ２４の先端には、梃子２の一端側の錘１と
のバランスにより、所定の荷重がかかった加圧状態とな
る。
むヘッド部全体を図６に示すようにさらに降下させ、ボ
ンディングチップ６の先端で接続対象のボンディングワ
イヤ２４の先端をさらに加圧する。これにより、ボンデ
ィングワイヤ２４の先端には、梃子２の一端側の錘１と
のバランスにより、所定の荷重がかかった加圧状態とな
る。
【００３２】この状態では、リミットスイッチ２１の中
央切欠き溝部にＬ金具２２が侵入し、リミットスイッチ
２１からボンディングワイヤ６を所定の加圧状態にした
ことを示す信号が出力される。制御装置１９は、リミッ
トスイッチ２１からの信号を受けたことにより、モータ
１７の回転を停止させ、ヘッド部の降下を停止させる。
ここまでが図２のステップ２１２，２１３および２１
４の加圧処理、ヘッド停止処理である。
央切欠き溝部にＬ金具２２が侵入し、リミットスイッチ
２１からボンディングワイヤ６を所定の加圧状態にした
ことを示す信号が出力される。制御装置１９は、リミッ
トスイッチ２１からの信号を受けたことにより、モータ
１７の回転を停止させ、ヘッド部の降下を停止させる。
ここまでが図２のステップ２１２，２１３および２１
４の加圧処理、ヘッド停止処理である。
【００３３】次に、制御装置１９は、ボンディングワイ
ヤ２４に対する加圧状態を維持したまま、超音波発振器
１１から超音波信号を発生させる。すると、超音波ホー
ン１０から超音波振動が発生され、絶縁ブロック９を介
してボンディングヘッド５に伝達され、さらにボンディ
ングチップ１に伝達される。これにより、ボンディング
チップ６が振動し、ボンディングワイヤ２４のセンタと
の摩擦力が増加する。
ヤ２４に対する加圧状態を維持したまま、超音波発振器
１１から超音波信号を発生させる。すると、超音波ホー
ン１０から超音波振動が発生され、絶縁ブロック９を介
してボンディングヘッド５に伝達され、さらにボンディ
ングチップ１に伝達される。これにより、ボンディング
チップ６が振動し、ボンディングワイヤ２４のセンタと
の摩擦力が増加する。
【００３４】ここまでが図２のステップ２１５の超音波
印加処理である。
印加処理である。
【００３５】次に、制御装置１９は、高周波定電力源７
から高周波電圧を発生させ、高周波トランス８を介して
ボンディングチップ６に印加することにより、ボンディ
ング６を発熱させる。この高周波通電は、図３のタイム
チャートに示すように超音波振動の印加状態と並行して
行われる。
から高周波電圧を発生させ、高周波トランス８を介して
ボンディングチップ６に印加することにより、ボンディ
ング６を発熱させる。この高周波通電は、図３のタイム
チャートに示すように超音波振動の印加状態と並行して
行われる。
【００３６】高周波通電と超音波の印加とを併用した場
合、超音波の振動数と高周波の振動数との差の振動数の
うなり振動がボンディングチップ６に発生し、このうな
り振動によってボンディングワイヤ先端との摩擦力をさ
らに増加させる。
合、超音波の振動数と高周波の振動数との差の振動数の
うなり振動がボンディングチップ６に発生し、このうな
り振動によってボンディングワイヤ先端との摩擦力をさ
らに増加させる。
【００３７】高周波通電による発熱によりボンディング
ワイヤ２４の先端が熔融し、基板２３の目的とする接続
部位に接続される。
ワイヤ２４の先端が熔融し、基板２３の目的とする接続
部位に接続される。
【００３８】この場合、上記のうなり振動によってボン
ディングチップ６の先端とボンディングワイヤ先端との
摩擦力が増加しているため、超音波振動を印加しない場
合に比べて大きな接続強度で接続される。
ディングチップ６の先端とボンディングワイヤ先端との
摩擦力が増加しているため、超音波振動を印加しない場
合に比べて大きな接続強度で接続される。
【００３９】ここまでが図２の高周波通電処理である。
【００４０】次に、制御装置１９は、モータ１７を昇降
板１５を上昇させる方向に回転させ、梃子２を含むヘッ
ド部全体を図７に示すように初期状態の位置に復帰させ
る（図２のステップ２１７のヘッド上昇処理）。
板１５を上昇させる方向に回転させ、梃子２を含むヘッ
ド部全体を図７に示すように初期状態の位置に復帰させ
る（図２のステップ２１７のヘッド上昇処理）。
【００４１】以上で１つのボンディング作業が終了す
る。
る。
【００４２】ところで、梃子２の作用点に位置するボン
ディングチップ６は、錘１との関係で回転軸４を中心と
した円弧運動をするため、ボンディングチップ先端を加
圧し始めてから梃子２を単純に降下させると、円弧運動
によるボンディングチップ先端の水平方向の位置ずれが
生じる。
ディングチップ６は、錘１との関係で回転軸４を中心と
した円弧運動をするため、ボンディングチップ先端を加
圧し始めてから梃子２を単純に降下させると、円弧運動
によるボンディングチップ先端の水平方向の位置ずれが
生じる。
【００４３】しかし、この水平方法の位置ずれは、支点
および作用点の高さが同一である時に最小になる。
および作用点の高さが同一である時に最小になる。
【００４４】すなわち、図８に示すように、回転軸４と
ボンディングチップ６の先端までの距離をＬ、回転軸４
の接続面までの高さをＨ、ボンディングチップ６の先端
がボンディングワイヤ先端に接してからの降下ストロー
クをＳとすると、Ｓだけ梃子２を降下させた時の位置ず
れＬ’−Ｌは、次の数式１に示すように、Ｈ＝０の時に
最小になり、その最小値は数式２に示すようなものとな
る。
ボンディングチップ６の先端までの距離をＬ、回転軸４
の接続面までの高さをＨ、ボンディングチップ６の先端
がボンディングワイヤ先端に接してからの降下ストロー
クをＳとすると、Ｓだけ梃子２を降下させた時の位置ず
れＬ’−Ｌは、次の数式１に示すように、Ｈ＝０の時に
最小になり、その最小値は数式２に示すようなものとな
る。
【００４５】
【数１】
【００４６】
【数２】
【００４７】そこで、本実施例では、この原理を利用
し、ボンディングチップ６の先端が接続面に接触した
後、接続面に対する梃子２の回転軸４の高さとボンディ
ングチップ先端高さとが同一になる位置まで支持ブロッ
ク３を降下させることにより、ボンディングチップ６の
先端の水平方向の位置ずれを最小に抑えるように制御し
ている。
し、ボンディングチップ６の先端が接続面に接触した
後、接続面に対する梃子２の回転軸４の高さとボンディ
ングチップ先端高さとが同一になる位置まで支持ブロッ
ク３を降下させることにより、ボンディングチップ６の
先端の水平方向の位置ずれを最小に抑えるように制御し
ている。
【００４８】この制御は、リミットスイッチ２１の出力
信号を使用し、制御装置１９制御処理によって実行して
いる。
信号を使用し、制御装置１９制御処理によって実行して
いる。
【００４９】なお、上記実施例においては、超音波振動
をボンディングチップ６に加えた状態でボンディングチ
ップ自身を高周波発熱させているが、要求される接続強
度に応じて超音波振動を加える構成であってもよい。
をボンディングチップ６に加えた状態でボンディングチ
ップ自身を高周波発熱させているが、要求される接続強
度に応じて超音波振動を加える構成であってもよい。
【００５０】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、ボンディ
ングチップを天秤式のバランス機能を備えた梃子の他端
に保持し、梃子の支点を支持する支持ブロックをリニア
ガイドによって昇降させる構成にすることにより、ボン
ディングチップの昇降量が大きく取れるようになり、接
続面状に種々の高さの部品が存在していたとしても、こ
れを容易に回避しながらボンディングチップ先端を任意
の位置に高精度で位置決めすることができる。また、水
平面に対する位置ずれが生じないため、手動操作による
位置決めが容易になる。
ングチップを天秤式のバランス機能を備えた梃子の他端
に保持し、梃子の支点を支持する支持ブロックをリニア
ガイドによって昇降させる構成にすることにより、ボン
ディングチップの昇降量が大きく取れるようになり、接
続面状に種々の高さの部品が存在していたとしても、こ
れを容易に回避しながらボンディングチップ先端を任意
の位置に高精度で位置決めすることができる。また、水
平面に対する位置ずれが生じないため、手動操作による
位置決めが容易になる。
【００５１】また、梃子の支点がベアリングによって回
動自在に支持されているため、リニアガイドの抗力によ
る加圧力のバラツキが生じにくく、安定した加圧力を得
ることができる。
動自在に支持されているため、リニアガイドの抗力によ
る加圧力のバラツキが生じにくく、安定した加圧力を得
ることができる。
【００５２】さらに、ボンディングチップの先端が接続
面に接触した後、接続面に対する梃子の支点の高さとボ
ンディングチップの先端高さとが同一になる位置まで支
持ブロックを降下させることにより、水平方向の位置ず
れを最小に抑えることができるなどの効果がある。
面に接触した後、接続面に対する梃子の支点の高さとボ
ンディングチップの先端高さとが同一になる位置まで支
持ブロックを降下させることにより、水平方向の位置ず
れを最小に抑えることができるなどの効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】実施例のボンディング装置の動作を示すフロー
チャートである。
チャートである。
【図３】ボンディングチップの昇降タイミングと高周波
加熱および超音波印加タイミングの関係を示すタイムチ
ャートである。
加熱および超音波印加タイミングの関係を示すタイムチ
ャートである。
【図４】ボンディングチップおよび梃子の初期状態を示
す状態遷移図である。
す状態遷移図である。
【図５】ボンディングチップが接続面に接した状態を示
す状態遷移図である。
す状態遷移図である。
【図６】ボンディングチップが接続面に接した後、さら
に支持ブロックを降下させた状態を示す状態遷移図であ
る。
に支持ブロックを降下させた状態を示す状態遷移図であ
る。
【図７】ボンディング作業が終了して支持ブロックを上
昇させている状態を示す状態遷移図である。
昇させている状態を示す状態遷移図である。
【図８】ボンディングチップ先端の水平方向の位置ずれ
を最小に抑える原理の説明図である。
を最小に抑える原理の説明図である。
１…錘、２…梃子、３…支持ブロック、４…回転軸、５
…ボンディングヘッド、６…ボンディングチップ、７…
高周波定電力電源、１０…超音波ホーン、１１…超音波
発振器、１４…ＬＭガイド、１５…昇降板、１６…ボー
ルねじ、１７…モータ、１９…制御装置、２１…リミッ
トスイッチ、２３…基板、２４…ボンディングワイヤ。
…ボンディングヘッド、６…ボンディングチップ、７…
高周波定電力電源、１０…超音波ホーン、１１…超音波
発振器、１４…ＬＭガイド、１５…昇降板、１６…ボー
ルねじ、１７…モータ、１９…制御装置、２１…リミッ
トスイッチ、２３…基板、２４…ボンディングワイヤ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷 光清 神奈川県秦野市堀山下１番地 株式会社日 立製作所汎用コンピュータ事業部内
Claims (3)
- 【請求項１】 一端に錘を保持した梃子の支点を回動自
在に支持する支持ブロックと、前記梃子の他端に、重力
方向に立設されたボンディングヘッドに保持されたボン
ディングチップと、リニアガイドを用いて前記支持ブロ
ックを重力方向に昇降させる昇降機構と、前記ボンディ
ングチップを発熱させる高周波加熱手段と、前記支持ブ
ロックの昇降量およびボンディングチップの発熱タイミ
ングを制御する制御手段とを備えることを特徴とするボ
ンディング装置。 - 【請求項２】 一端に錘を保持した梃子の支点を回動自
在に支持する支持ブロックと、前記梃子の他端に、重力
方向に立設されたボンディングヘッドに保持されたボン
ディングチップと、リニアガイドを用いて前記支持ブロ
ックを重力方向に昇降させる昇降機構と、前記ボンディ
ングチップに対して超音波振動を印加する超音波振動印
加手段と、前記ボンディングチップを発熱させる高周波
加熱手段と、前記支持ブロックの昇降量、前記超音波振
動の印加タイミングおよびボンディングチップの発熱タ
イミングを制御する制御手段とを備えることを特徴とす
るボンディング装置。 - 【請求項３】 前記制御装置は、ボンディングチップの
先端が接続面に接触した後、接続面に対する梃子の支点
の高さとボンディングチップの先端高さとが同一になる
位置まで前記支持ブロックを降下させる制御処理手段を
備えることを特徴とする請求項１または２記載のボンデ
ィング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000495A JPH08186158A (ja) | 1995-01-06 | 1995-01-06 | ボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000495A JPH08186158A (ja) | 1995-01-06 | 1995-01-06 | ボンディング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08186158A true JPH08186158A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=11475344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7000495A Pending JPH08186158A (ja) | 1995-01-06 | 1995-01-06 | ボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08186158A (ja) |
-
1995
- 1995-01-06 JP JP7000495A patent/JPH08186158A/ja active Pending
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