JPH08306740A - Bonding head - Google Patents

Bonding head

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JPH08306740A
JPH08306740A JP11167595A JP11167595A JPH08306740A JP H08306740 A JPH08306740 A JP H08306740A JP 11167595 A JP11167595 A JP 11167595A JP 11167595 A JP11167595 A JP 11167595A JP H08306740 A JPH08306740 A JP H08306740A
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heater chip
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bonding
piezoelectric actuator
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Abstract

PURPOSE: To enhance the bonding quality by automating the parallelization of a heater chip in a bonding head for bonding the lead of an IC to a printed board. CONSTITUTION: A heater chip 1 is secured to the forward end part of an insulation block 2 such that it can be swung freely by means of a piezoelectric actuator 5 about a fulcrum, i.e., a pin 11, with respect to a block 3. The block is moved up and down with respect to a work by means of an elevator, i.e., a cylinder 4, thus producing a pressing force required for the bonding. A reference block 10 for mounting the work to be bonded is disposed under the heater chip 1 with two displacement sensors 7, 7 being aligned with the opposite end positions of the heater chip 1 in the longitudinal direction. The displacement sensor 7, 7 detects the inclination of heater chip pressing surface and the piezoelectric actuator 5 is driven by a drive section 9 based on the detection results.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体製造装置としてI
Cをプリント基板上に高精度でボンディングするボンデ
ィング装置におけるボンディングヘッドに関し、特にテ
ープ・オートメイテッド・ボンディング(以下、TAB
という)方式によるIC等のようにリードピッチが狭く
しかも多ピンのICをプリント基板上に一括ボンディン
グ処理するために用いるボンディングヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention
The present invention relates to a bonding head in a bonding apparatus for bonding C onto a printed circuit board with high precision, and particularly to a tape automated bonding (hereinafter referred to as TAB).
The present invention relates to a bonding head which is used for collectively bonding an IC having a narrow lead pitch and a large number of pins on a printed circuit board, such as an IC according to a conventional method.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体製造装置として用いられるボンデ
ィング装置において、被ボンディングワークである半導
体装置であるICのリードとプリント基板上に形成した
電極部とを押圧力を与えた状態で加熱し、熱圧着により
接合するためのボンディングヘッドとして、図4の
(a),(b)に示す構造が従来から知られている。
2. Description of the Related Art In a bonding apparatus used as a semiconductor manufacturing apparatus, a lead of an IC, which is a semiconductor device to be bonded, and an electrode portion formed on a printed circuit board are heated in a state where a pressing force is applied thereto, and thermocompression bonding is performed. The structure shown in FIGS. 4A and 4B has been conventionally known as a bonding head for bonding by the method described above.

【0003】これを説明すると、図中符号1は図示しな
い溶接用電源に接続されて所定温度に加熱されるヒータ
チップ、2はこのヒータチップ1を先端部に取付けた絶
縁ブロック、4はこの絶縁ブロック2を上下動させるた
めの昇降装置としてのシリンダである。一方、符号10
は前記ヒータチップ1の下方で被ボンディングワーク
(図5中符号12で示す)を上面で受ける基準ブロック
である。なお、このような図4に示したボンディングヘ
ッドとしてのユニットは、たとえばICの四辺に形成さ
れるリードに対応して四セット配設して使用される。
To explain this, reference numeral 1 in the drawing is a heater chip which is connected to a welding power source (not shown) and is heated to a predetermined temperature, 2 is an insulating block having the heater chip 1 attached to its tip portion, and 4 is this insulation. It is a cylinder as an elevating device for moving the block 2 up and down. On the other hand, code 10
Reference numeral denotes a reference block which receives a work to be bonded (indicated by reference numeral 12 in FIG. 5) below the heater chip 1 on its upper surface. The units as the bonding head shown in FIG. 4 are used by, for example, arranging four sets corresponding to the leads formed on the four sides of the IC.

【0004】上述した構成によるボンディングヘッドを
用いたボンディング作業は、次のようにして行なわれ
る。すなわち、図5に示すように基準ブロック10の上
面に被ボンディングワーク12としてのプリント基板1
3とICのリード14とを位置決めして載置する。そし
て、その上方からヒータチップ1をシリンダ4によって
下降させ、前記ICリード14をプリント基板13上の
各電極部に所定の押圧力で押え、この状態で加熱するこ
とにより熱圧着する。所定時間経過後に、ヒータチップ
1をシリンダ4によって上昇させれば、ボンディング作
業が終了する。
The bonding work using the bonding head having the above-described structure is performed as follows. That is, as shown in FIG. 5, the printed circuit board 1 as the bonded work 12 is provided on the upper surface of the reference block 10.
3 and the leads 14 of the IC are positioned and placed. Then, the heater chip 1 is lowered by the cylinder 4 from above, the IC leads 14 are pressed against the respective electrode portions on the printed circuit board 13 with a predetermined pressing force, and in this state, they are thermocompression bonded. If the heater chip 1 is raised by the cylinder 4 after a predetermined time has elapsed, the bonding operation is completed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
ボンディングヘッドによれば、ヒータチップ1が、基準
ブロック10またはこの基準ブロック10上の被ボンデ
ィングワーク12におけるプリント基板13に対し平行
でない場合には、図5に示したようにヒータチップ1が
片当たりし、所要の状態でボンディング処理を行なうこ
とができない。
According to the conventional bonding head as described above, when the heater chip 1 is not parallel to the printed circuit board 13 on the reference block 10 or the work 12 to be bonded on the reference block 10. As shown in FIG. 5, the heater chip 1 hits one side and the bonding process cannot be performed in a desired state.

【0006】また、上述したような片当たりを生じた状
態でボンディングを行なうと、ICリード14がプリン
ト基板13の各電極部に対しずれて接合されたり、リー
ドそのものが曲げられたりし、さらにICリード14と
プリント基板13との接合状態が不均一となり、高精度
なボンディングが行なえず、ボンディング品質上から問
題であった。特に、最近は、多ピン化、微細化の傾向に
あり、ICのリードピッチが狭くなっており、たとえ微
小なリードのずれや曲がりであっても、ボンディング処
理時に未接続部分やリード間の短絡が発生するおそれが
ある。
Further, if the bonding is performed in the state where the above-mentioned one-sided contact occurs, the IC lead 14 is displaced and bonded to each electrode portion of the printed circuit board 13, the lead itself is bent, and the IC is further broken. The bonding state between the leads 14 and the printed circuit board 13 becomes non-uniform, and highly accurate bonding cannot be performed, which is a problem in terms of bonding quality. In particular, recently, there has been a tendency to increase the number of pins and miniaturization, and the lead pitch of the IC has become narrow. Even if the lead is slightly displaced or bent, a short-circuit between unconnected portions and leads during the bonding process. May occur.

【0007】このような問題を解消するために、通常は
ボンディング作業の直前に、ヒータチップ1の押圧面と
基準ブロック10の上面を直接接触させて押圧力を加
え、その際に生じる接触面上の圧痕を観察しながらヒー
タチップ1の基準ブロック10に対する傾きを調整する
ことで、ヒータチップ1の平行出しを行なっている。し
かし、このようなヒータチップ1の平行出し調整はたと
えば10μm以下の高精度での平行出しを必要とする場
合が多く、その調整に多大な工数と手間がかかるという
欠点があった。
In order to solve such a problem, usually, immediately before the bonding operation, the pressing surface of the heater chip 1 is brought into direct contact with the upper surface of the reference block 10 to apply a pressing force. By obliquely adjusting the inclination of the heater chip 1 with respect to the reference block 10 while observing the indentation, the heater chip 1 is parallelized. However, such parallel alignment of the heater chip 1 often requires parallel alignment with high accuracy of, for example, 10 μm or less, and there is a drawback in that the adjustment requires a great number of man-hours and troubles.

【0008】また、被ボンディングワーク12を変更し
たり、被ボンディングワーク12でのボンディング領域
を変えるときには、ヒータチップ1や基準ブロック10
等のツール(ボンディングヘッドを構成するツール)を
交換する必要がある。しかし、このような場合にはその
都度、上述したヒータチップ1の平行出し等の調整作業
を行なう必要があり、調整に工数と手間がかかり、また
ツールの交換も煩雑であるという欠点があった。
When the work 12 to be bonded is changed or the bonding area in the work 12 to be bonded is changed, the heater chip 1 or the reference block 10
It is necessary to replace a tool such as (a tool constituting the bonding head). However, in such a case, it is necessary to carry out the adjustment work such as parallelizing the heater chip 1 described above each time, which requires a lot of man-hours and labor for the adjustment, and the tool replacement is complicated. .

【0009】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、被ボンディングワークとしてICリードと
プリント基板の電極部とを一括ボンディング処理等でボ
ンディングするにあたって、ヘッド先端部に設けたヒー
タチップの平行出しを自動化し、ボンディング品質を向
上させることができるボンディングヘッドを得ることを
目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a heater chip provided at the tip of the head when bonding the IC lead as the work to be bonded and the electrode portion of the printed circuit board by collective bonding or the like. It is an object of the present invention to obtain a bonding head capable of improving the bonding quality by automating the parallel alignment of.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】このような要請に応える
ために本発明に係るボンディングヘッドは、被ボンディ
ングワーク載置用の基準ブロックの上方で昇降装置によ
り上下動するボンディングヘッドを、昇降装置に設けら
れ上下動するブロックと、その下側で一側寄りの部分を
回動可能に軸支するとともに他側寄りの部分に圧電アク
チュエータを介在させることで揺動可能に保持される絶
縁ブロックと、その先端部に設けられ通電によって加熱
されるヒータチップとで構成するとともに、基準ブロッ
ク上でこのヒータチップの長手方向の両端位置に合わせ
て二つの変位センサを設け、これらの変位センサで検出
されるヒータチップの基準ブロック上面への接触状態か
ら圧電アクチュエータへの通電制御を行なう制御装置を
設けたものである。
In order to meet such a demand, a bonding head according to the present invention is provided with a bonding head which moves up and down by a lifting device above a reference block for mounting a workpiece to be bonded. A block that is provided and moves up and down, and an insulating block that rotatably pivots a portion of one side closer to the lower side and that is swingably held by interposing a piezoelectric actuator in a portion closer to the other side, It is composed of a heater chip which is provided at the tip of the heater chip and is heated by energization, and two displacement sensors are provided on the reference block in accordance with both end positions of the heater chip in the longitudinal direction. It is provided with a control device for controlling the energization of the piezoelectric actuator from the contact state of the heater chip with the upper surface of the reference block.

【0011】また、本発明に係るボンディングヘッド
は、昇降装置側のブロックとその下側で一側寄りの部分
を回動可能に軸支して揺動可能に保持した絶縁ブロック
とは、両ブロックの他側寄りの部分に介在させた圧電ア
クチュエータの上下方向への伸縮によって接近、離間
し、両ブロックの軸支部と反対側には引張りばねを掛け
渡したものである。
In the bonding head according to the present invention, the block on the elevating device side and the insulating block on the lower side of which is rotatably rotatably supported and swingably held are both blocks. A piezoelectric actuator interposed in a portion closer to the other side is moved toward and away from each other by expansion and contraction in the vertical direction, and a tension spring is spanned on the opposite side of the shaft supporting portion of both blocks.

【0012】さらに、本発明に係るボンディングヘッド
は、ヒータチップを有する絶縁ブロックの揺動動作を制
御する圧電アクチュエータへの通電制御を行なう制御装
置を、基準ブロック上に設けた二つの変位センサによっ
て検出したヒータチップの両端位置での接触状態を各変
位センサの出力の差分をとって変位信号を出力する作動
アンプと、この作動アンプからのの出力信号に比例した
変位量を圧電アクチュエータに発生させるための電圧を
出力する駆動部とで構成したものである。
Further, in the bonding head according to the present invention, the control device for controlling the energization of the piezoelectric actuator for controlling the swinging operation of the insulating block having the heater chip is detected by the two displacement sensors provided on the reference block. An operational amplifier that outputs a displacement signal by taking the difference between the outputs of the respective displacement sensors based on the contact state at both ends of the heater chip, and a piezoelectric actuator that generates a displacement amount proportional to the output signal from the operational amplifier. And a drive unit that outputs the voltage of

【0013】[0013]

【作用】本発明によれば、被ボンディングワークを基準
ブロックの上面に載せ、昇降装置を駆動してヒータチッ
プを先端部に設けた絶縁ブロックとブロックを下降す
る。そして、ヒータチップを基準ブロック上の被ボンデ
ィングワークに接触すると、変位センサで得られた信号
に応じて圧電アクチュエータが駆動し、これにより絶縁
ブロックが昇降装置側のブロックに対し揺動動作し、平
行出しが自動的に補正された状態で行なえる。この状態
でヒータチップを加熱することにより、被ボンディング
ワークのボンディングを行なえる。
According to the present invention, the work to be bonded is placed on the upper surface of the reference block, and the elevating device is driven to lower the insulating block and the block provided with the heater chip at the tip. Then, when the heater chip comes into contact with the workpiece to be bonded on the reference block, the piezoelectric actuator is driven in accordance with the signal obtained by the displacement sensor, whereby the insulating block swings with respect to the block on the lifting / lowering device side, and moves in parallel. Can be performed in a state where the feeding is automatically corrected. By heating the heater chip in this state, the work to be bonded can be bonded.

【0014】[0014]

【実施例】図1の(a),(b)および図2は本発明に
係るボンディングヘッドの一実施例を示し、これらの図
において、前述した図4、図5と同一または相当する部
分には同一番号を付し、詳細な説明は省略する。
1 (a), 1 (b) and 2 show an embodiment of a bonding head according to the present invention. In these figures, the same or corresponding parts as those shown in FIGS. Are denoted by the same reference numerals, and detailed description is omitted.

【0015】被ボンディングワーク12としてのプリン
ト基板13とICリード14を熱圧着するためのヒータ
チップ1は、図示しない溶接用電源に接続され、ワーク
12に接触する押圧面が均一の温度分布になる加熱状態
に制御される。
The heater chip 1 for thermocompression bonding the printed circuit board 13 as the work 12 to be bonded and the IC lead 14 is connected to a welding power source (not shown), and the pressing surface in contact with the work 12 has a uniform temperature distribution. Controlled to the heating state.

【0016】このヒータチップ1は絶縁ブロック2の先
端側に固定され、さらにこの絶縁ブロック2は、ピン1
1によりシリンダ4の先端部に取付けられたブロック3
の先端側で一側寄りの部分を回動自在に軸支された状態
で支持されている。なお、このピン11による両ブロッ
ク2,3の軸支部でのがたは可能な限り極小となるよう
に形成することが望まれる。
The heater chip 1 is fixed to the tip side of the insulating block 2, and the insulating block 2 is further provided with a pin 1.
Block 3 attached to the tip of cylinder 4 by 1.
Is supported in a state in which a portion closer to one side is rotatably supported at the front end side. It is desired that the pin 11 is formed so that the rattling of the shaft support portions of both blocks 2 and 3 is as small as possible.

【0017】また、前記ブロック3の他側寄りの部分と
これに対向する絶縁ブロック2の一側部との間には圧電
アクチュエータ5が介在され、この圧電アクチュエータ
5が通電によって伸縮動作することで軸支部としてのピ
ン11を揺動支点として絶縁ブロック2はブロック3に
対して揺動動作するように構成されている。なお、この
圧電アクチュエータ5は、両ブロック2,3内にわずか
に大きく形成した凹所内に跨った状態で配設するとよ
い。また、この実施例では、圧電アクチュエータ5の両
端部を、各凹所の端面部に略点接触状態で突き当たるよ
うに、半球状に形成した場合を例示している。
A piezoelectric actuator 5 is interposed between a portion of the block 3 on the other side and one side of the insulating block 2 facing the portion, and the piezoelectric actuator 5 expands and contracts when energized. The insulating block 2 is configured to swing with respect to the block 3 with the pin 11 serving as a shaft supporting portion serving as a swing supporting point. Note that the piezoelectric actuator 5 may be disposed so as to straddle a slightly larger recess formed in both the blocks 2 and 3. Further, in this embodiment, the case where both ends of the piezoelectric actuator 5 are formed in a hemispherical shape so as to abut substantially in a point contact state with the end face of each recess is illustrated.

【0018】ここで、これらブロック3と絶縁ブロック
2とのピン11による軸支部と反対側の側部には、圧電
アクチュエータ5を介在させたブロック3と絶縁ブロッ
ク2との相互の隙間をなくすために、一端をブロック3
の側部に、他端を絶縁ブロック2の側部に引っ掛けるこ
とによって引張りコイルばね6が掛け渡されている。こ
の引張りコイルばね6としては弱い付勢力のものでよ
い。要は両ブロック2,3のピン11と反対側の側部を
相対的に接近、離間可能な状態で連結できる構成であれ
ばよい。また、前記昇降装置であるシリンダ4の先端に
設けたブロック3はシリンダ4によって上下動し、これ
により絶縁ブロック2の先端側に設けたヒータチップ1
の押圧面に所定の加圧力が発生するようにシリンダ4の
加圧力が制御される。
Here, on the side of the block 3 and the insulating block 2 on the side opposite to the shaft supporting portion by the pin 11, in order to eliminate the mutual gap between the block 3 and the insulating block 2 with the piezoelectric actuator 5 interposed. And one end to block 3
A tension coil spring 6 is stretched over the side portion of the insulating block 2 by hooking the other end on the side portion of the insulating block 2. The tension coil spring 6 may have a weak biasing force. The point is that the side portions of the blocks 2 and 3 on the opposite side of the pin 11 can be connected so as to be relatively close to and away from each other. The block 3 provided at the tip of the cylinder 4, which is the lifting device, moves up and down by the cylinder 4, whereby the heater chip 1 provided at the tip of the insulating block 2 is provided.
The pressing force of the cylinder 4 is controlled so that a predetermined pressing force is generated on the pressing surface of the cylinder 4.

【0019】一方、ヒータチップ1の下方には、その上
面に被ボンディングワーク12であるプリント基板13
とICリード14を載置するための基準ブロック10が
設置される。この基準ブロック10には、ヒータチップ
1の両端の位置に合わせて二つの変位センサ7,7が設
けられている。これら二つの変位センサ7,7の出力
は、差動アンプ8により差分がとられ、変位信号が駆動
部9に出力される。そして、この駆動部9は、変位信号
に比例した変位量を前記圧電アクチュエータ5に発生さ
せるための電圧を出力するように構成されている。
On the other hand, below the heater chip 1, a printed circuit board 13 which is a work 12 to be bonded is provided on the upper surface thereof.
And a reference block 10 on which the IC leads 14 are placed. The reference block 10 is provided with two displacement sensors 7, 7 according to the positions of both ends of the heater chip 1. The outputs of these two displacement sensors 7, 7 are differentiated by a differential amplifier 8, and a displacement signal is output to a drive unit 9. The driving section 9 is configured to output a voltage for causing the piezoelectric actuator 5 to generate a displacement amount proportional to the displacement signal.

【0020】このような構成によるボンディングヘッド
によれば、被ボンディングワーク12を載置する基準ブ
ロック10が図2に示すように傾いていたときに、以下
のように動作し、ヒータチップ1の平行出しを自動的に
調整、補正して行なえる。
According to the bonding head having such a configuration, when the reference block 10 on which the workpiece 12 to be bonded is mounted is inclined as shown in FIG. It can be adjusted and corrected automatically.

【0021】すなわち、被ボンディングワーク12がな
い状態で圧電アクチュエータ5の長さが最短となるよう
に駆動部9の出力電圧を設定する。また、シリンダ4に
よりヒータチップ1を基準ブロック10の上面に接触す
るまで下降する。このとき、シリンダ4の圧力は、基準
ブロック10を傷つけず、ヒータチップ1も変形しない
低圧力とする。そして、変位センサ7,7でヒータチッ
プ1の両端の高さを検出し、差動アンプ8により二つの
変位センサ7,7で検出した高さの違いを変位信号とし
て出力し、駆動部9により圧電アクチュエータ5を駆動
する。
That is, the output voltage of the drive section 9 is set so that the length of the piezoelectric actuator 5 becomes the shortest in the state where there is no work 12 to be bonded. Also, the cylinder 4 lowers the heater chip 1 until it contacts the upper surface of the reference block 10. At this time, the pressure of the cylinder 4 is set to a low pressure so that the reference block 10 is not damaged and the heater chip 1 is not deformed. Then, the displacement sensors 7 and 7 detect the heights of both ends of the heater chip 1, and the differential amplifier 8 outputs the difference between the heights detected by the two displacement sensors 7 and 7 as a displacement signal. The piezoelectric actuator 5 is driven.

【0022】この動作を、ヒータチップ1の押圧面が基
準ブロック10に対して平行になり、二つの変位センサ
7,7の出力が一致するまで続ける。また、上述した動
作が終了した時点で駆動部9の出力電圧を固定し、圧電
アクチュエータ5の長さを決定する。その後、ヒータチ
ップ1をシリンダ4により上昇する。これにより、ヒー
タチップ1の平行出しが自動的に行われ、補正されたこ
とになる。
This operation is continued until the pressing surface of the heater chip 1 becomes parallel to the reference block 10 and the outputs of the two displacement sensors 7, 7 match. When the above-described operation is completed, the output voltage of the drive unit 9 is fixed, and the length of the piezoelectric actuator 5 is determined. Thereafter, the heater chip 1 is raised by the cylinder 4. As a result, the parallelization of the heater chip 1 is automatically performed and corrected.

【0023】次に、上述した状態において、図2に示す
ように基準ブロック10の上面に、被ボンディングワー
ク12として基板13およびICリード14を重ねて搭
載する。そして、この状態で、ヒータチップ1をシリン
ダ4によって降下させると、ヒータチップ1の押圧面
は、ICリード14および基板13に対して平行に下降
し、ICの各リード14に対して均一の圧力を加えるこ
とになる。この加圧状態でヒータチップ1を溶接用電源
に接続して加熱させることにより、特に一括ボンディン
グ処理等のボンディングを安定した品質で行なえる。
Next, in the above-mentioned state, as shown in FIG. 2, the substrate 13 and the IC lead 14 as the work 12 to be bonded are mounted on the upper surface of the reference block 10 in an overlapping manner. When the heater chip 1 is lowered by the cylinder 4 in this state, the pressing surface of the heater chip 1 is lowered in parallel with the IC lead 14 and the substrate 13, and a uniform pressure is applied to each lead 14 of the IC. Will be added. By connecting the heater chip 1 to a welding power supply and heating it in this pressurized state, bonding such as a batch bonding process can be performed with stable quality.

【0024】たとえば上述したヒータチップ1を基準ブ
ロック10に対し平行出しを行なうために球面軸受等を
利用したものが従来から知られている。しかし、このよ
うな構造を採用すると常に軸受部分に潤滑剤の供給が必
要である。これに対し、本発明によるボンディングヘッ
ドでは、圧電アクチュエータ5の駆動のみで平行出しを
行なえるので、このような潤滑剤は不要であり、メンテ
ナンスなども容易に行なえる。
For example, a heater that uses a spherical bearing or the like to make the above-mentioned heater chip 1 parallel to the reference block 10 has been known. However, when such a structure is adopted, it is necessary to always supply a lubricant to the bearing portion. On the other hand, in the bonding head according to the present invention, since paralleling can be performed only by driving the piezoelectric actuator 5, such a lubricant is not required, and maintenance and the like can be easily performed.

【0025】また、上述した構成によるボンディングヘ
ッドにおいて、絶縁ブロック2とブロック3とはピン1
1による軸支部でのがた分だけ遊動するおそれがある。
しかし、両ブロック2,3間に介在させた圧電アクチュ
エータ5への駆動部9からの出力電圧の設定を、シリン
ダ4により両ブロック2,3を基準ブロック10に押し
付けた状態で行なっており、ボンディングを行なうため
にシリンダ4により両ブロック2,3を被ボンディング
ワーク12上に下降させて押し付けた状態と同じ状態で
ある。したがって、ボンディング処理を行なう際には上
述したピン11による軸支部でのがたは問題ない。
In the bonding head having the above-described structure, the insulating block 2 and the block 3 are
There is a possibility that the shaft 1 may float by the amount of play at the shaft support.
However, the setting of the output voltage from the drive unit 9 to the piezoelectric actuator 5 interposed between the blocks 2 and 3 is performed in a state where the blocks 2 and 3 are pressed against the reference block 10 by the cylinder 4, and the bonding is performed. This is the same state as when both blocks 2 and 3 are lowered and pressed onto the workpiece 12 to be bonded by the cylinder 4 in order to perform the above operation. Therefore, when performing the bonding process, there is no problem in the backlash at the pivot portion by the pin 11 described above.

【0026】このような両ブロック2,3間でのピン1
1による軸支部でのがたによる遊動を防止するために、
たとえば図3の(a),(b)に示す構造を採用するこ
とも考えられる。すなわち、両ブロック2,3におい
て、ピン11による軸支部側の側部間に、引張りコイル
ばね20を掛け渡すとよい。このようにすれば、ピン1
1による軸支部でのがたが、シリンダ4による昇降動作
にかかわらず常に一定の状態となり、両ブロック2,3
間での不必要な動きは生じない。このような引張りコイ
ルばね20は、両ブロック2,3の反対側を連結する引
張りコイルばね6と同程度の付勢力をもつものであれば
よい。勿論、圧電アクチュエータ5としては、これらの
ばね6,20より充分に大きな力を発生できるものを用
いる。
Pin 1 between both blocks 2 and 3 as described above
In order to prevent play due to backlash at the shaft support by 1
For example, it is conceivable to adopt the structure shown in FIGS. That is, in both blocks 2 and 3, it is preferable to stretch the tension coil spring 20 between the side portions of the pins 11 on the side of the shaft support portion. This way, pin 1
Although the backlash at the shaft support by 1 is always constant regardless of the vertical movement by the cylinder 4, both blocks 2, 3
No unnecessary movement between them occurs. Such a tension coil spring 20 only needs to have the same urging force as the tension coil spring 6 that connects the opposite sides of the blocks 2 and 3. Of course, as the piezoelectric actuator 5, one that can generate a force sufficiently larger than these springs 6 and 20 is used.

【0027】なお、本発明は上述した実施例構造には限
定されず、ボンディングヘッドを構成する各部の形状、
構造等を適宜変形、変更してもよく、さらにその適用す
る被ボンディングツールとしても、従来から広く知られ
ている熱圧着によるボンディング対象物であれば適用で
きる。
The present invention is not limited to the structure of the above-described embodiment, but the shape of each part constituting the bonding head,
The structure and the like may be modified or changed as appropriate, and as a tool to be bonded to which the structure is applied, any conventionally known bonding object by thermocompression bonding can be applied.

【0028】また、上述した実施例では、ボンディング
ヘッドを用いてICの一辺にあるリードのボンディング
処理について説明したが、リードが四辺にある通常のI
Cをボンディング処理する際にも利用して効果を得られ
る。すなわち、上述した実施例に示したボンディングヘ
ッドを被ボンディングワークであるICの四辺のリード
に対応して設置することにより、これら四辺のリード1
4の基板13へのボンディング処理を行なえる。
Further, in the above-described embodiment, the bonding processing of the lead on one side of the IC using the bonding head has been described.
The effect can also be obtained by utilizing C when performing a bonding process. That is, by installing the bonding head shown in the above-described embodiment in correspondence with the leads on the four sides of the IC to be bonded, the leads 1 on these four sides
4 can be bonded to the substrate 13.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るボンデ
ィングヘッドによれば、基準ブロックの上方で昇降装置
により上下動するボンディングヘッドを、昇降装置で上
下動するブロックと、その下側で一側寄りの部分を回動
可能に軸支しかつ他側寄りの部分に圧電アクチュエータ
を介在させて揺動可能に保持される絶縁ブロックと、こ
の絶縁ブロックの先端部に設けられ通電によって加熱さ
れるヒータチップとによって構成するとともに、基準ブ
ロック上でヒータチップの長手方向の両端位置に合わせ
て二つの変位センサを設け、これらの変位センサで検出
されるヒータチップの基準ブロック上面への接触状態か
ら圧電アクチュエータへの通電制御を行なう制御装置を
設ける構成としたので、簡単な構成であるにもかかわら
ず、以下に述べる優れた効果を奏する。
As described above, according to the bonding head of the present invention, the bonding head that moves up and down by the elevating device above the reference block is a block that moves up and down by the elevating device, and one side below the block. An insulating block that rotatably supports a portion near to the other side and is swingably held with a piezoelectric actuator interposed at a portion near the other side, and a heater provided at the tip of the insulating block and heated by energization. And a displacement sensor provided on the reference block at both ends of the heater chip in the longitudinal direction, and a piezoelectric actuator based on the contact state of the heater chip detected by these displacement sensors with the upper surface of the reference block. Since a control device for controlling energization to the device is provided, it will be described below in spite of its simple structure. Achieve the effect.

【0030】すなわち、本発明によれば、昇降装置側の
ブロックに揺動変位可能に設けた絶縁ブロック先端部の
ヒータチップの押圧面の傾きを、変位センサで検出し、
その変位出力により圧電アクチュエータを駆動し絶縁ブ
ロックを揺動させて、ヒータチップの平行出しを自動的
に行なっているので、従来多大な工数を要していたヒー
タチップの平行出し作業を、簡単にしかも短時間で行な
うことができる。
That is, according to the present invention, the inclination of the pressing surface of the heater chip at the tip of the insulating block provided on the block on the lifting device side so as to be swingable is detected by the displacement sensor,
The displacement output drives the piezoelectric actuator to oscillate the insulating block and automatically aligns the heater chip, so parallelizing the heater chip, which previously required a lot of man-hours, can be simplified. Moreover, it can be performed in a short time.

【0031】また、本発明によれば、被ボンディングワ
ークを押圧するヒータチップの平行出しを従来人手で調
整することにより行なっていた場合に生じているばらつ
きを皆無とすることが可能で、ボンディング品質の向上
させ、高精度なボンディングを安定化させて行なうこと
ができる。特に、本発明に係るボンディングヘッドによ
れば、基準ブロック上面に載置した被ボンディングワー
クに対し押し付けられて熱圧着するためのヒータチップ
を、自動的に補正して平行出しすることができるもの
で、一括ボンディング処理を行なううえで効果を発揮す
ることができる。
Further, according to the present invention, it is possible to eliminate the variation that has occurred when the parallel alignment of the heater chip pressing the work to be bonded is conventionally performed by manual adjustment, and the bonding quality can be reduced. And high-precision bonding can be stably performed. In particular, according to the bonding head according to the present invention, the heater chip for pressing and thermocompression bonding against the work to be mounted placed on the upper surface of the reference block can be automatically corrected and parallelized. In addition, the effect can be exhibited in performing the batch bonding process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明に係るボンディングヘッドの一実施例
を示し、(a)はそのブロック図、(b)はその要部の
側面図である。
1A and 1B show an embodiment of a bonding head according to the present invention, in which FIG. 1A is a block diagram thereof, and FIG. 1B is a side view of an essential part thereof.

【図2】 図1の実施例でのボンディングヘッドを用い
たボンディングの状態を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a bonding state using the bonding head in the embodiment of FIG.

【図3】 本発明に係るボンディングヘッドの別の実施
例を示し、(a)はそのブロック図、(b)はその要部
の側面図である。
3A and 3B show another embodiment of the bonding head according to the present invention, wherein FIG. 3A is a block diagram thereof, and FIG. 3B is a side view of a main part thereof.

【図4】 (a)は従来のボンディングヘッドを示すブ
ロック図、(b)はその要部の側面図である。
FIG. 4A is a block diagram showing a conventional bonding head, and FIG. 4B is a side view of a main part thereof.

【図5】 図4に示したボンディングヘッドを用いたボ
ンディングの状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state of bonding using the bonding head shown in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…ヒータチップ、2…絶縁ブロック、3…ブロック、
4…シリンダ(昇降装置)、5…圧電アクチュエータ、
6…引張りコイルばね(引張りばね)、7…変位セン
サ、8…差動アンプ、9…駆動部(制御装置)、10…
基準ブロック、11…ピン、12…被ボンディングワー
ク、13…プリント基板、14…ICリード、20…引
張りコイルばね。
1 ... Heater chip, 2 ... Insulation block, 3 ... Block,
4 ... Cylinder (elevating device), 5 ... Piezoelectric actuator,
6 ... tension coil spring (tensile spring), 7 ... displacement sensor, 8 ... differential amplifier, 9 ... drive unit (control device), 10 ...
Reference block, 11: pin, 12: work to be bonded, 13: printed circuit board, 14: IC lead, 20: tension coil spring.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被ボンディングワークを上面に載置する
基準ブロックの上方で昇降装置により上下動するボンデ
ィングヘッドを備え、このボンディングヘッドを、前記
昇降装置に設けられ上下動するブロックと、このブロッ
クの下側で一側寄りの部分を回動可能に軸支するととも
に他側寄りの部分に圧電アクチュエータを介在させるこ
とにより揺動可能に保持される絶縁ブロックと、この絶
縁ブロックの先端部に設けられ通電によって所定温度に
加熱されるヒータチップとによって構成するとともに、
前記基準ブロック上でこのヒータチップの長手方向の両
端位置に合わせて二つの変位センサを設け、かつこれら
二つの変位センサによって検出される前記ヒータチップ
の基準ブロック上面への接触状態から前記圧電アクチュ
エータへの通電制御を行なう制御装置を設けたことを特
徴とするボンディングヘッド。
1. A bonding head which is moved up and down by an elevating device above a reference block on which a work to be bonded is mounted on an upper surface, the bonding head being provided in the elevating device and being moved up and down; An insulating block that rotatably supports a portion closer to one side on the lower side and that is swingably held by interposing a piezoelectric actuator in a portion closer to the other side, and is provided at a distal end portion of the insulating block. And a heater chip heated to a predetermined temperature by energization,
Two displacement sensors are provided on the reference block so as to be aligned with both ends of the heater chip in the longitudinal direction, and the piezoelectric actuator is moved from the contact state of the heater chip detected by the two displacement sensors to the upper surface of the reference block. A bonding head provided with a control device for controlling energization of the bonding head.
【請求項2】 請求項1記載のボンディングヘッドにお
いて、 昇降装置側のブロックとその下側で一側寄りの部分を回
動可能に軸支することにより揺動可能に保持した絶縁ブ
ロックとは、これらのブロックの他側寄りの部分に介在
させた圧電アクチュエータの上下方向への伸縮によって
接近、離間可能に構成され、かつこれら両ブロックの軸
支部と反対側には引張りばねが掛け渡されていることを
特徴とするボンディングヘッド。
2. The bonding head according to claim 1, wherein the block on the side of the elevating device and the insulating block which is pivotally supported by a portion near one side below the block so as to be swingable include: These blocks are configured so that they can be approached or separated by vertical expansion and contraction of a piezoelectric actuator interposed in a portion closer to the other side, and a tension spring is stretched over the opposite sides of the shaft support portions of both blocks. A bonding head characterized in that:
【請求項3】 請求項1または請求項2記載のボンディ
ングヘッドにおいて、ヒータチップを先端部に設けた絶
縁ブロックの揺動動作を制御する圧電アクチュエータへ
の通電制御を行なう制御装置を、基準ブロック上に設け
た二つの変位センサによって検出した前記ヒータチップ
の長手方向の両端位置での接触状態を各変位センサの出
力の差分をとって変位信号を出力する作動アンプと、こ
の作動アンプからのの出力信号に比例した変位量を前記
圧電アクチュエータに発生させるための電圧を出力する
駆動部とによって構成したことを特徴とするボンディン
グヘッド。
3. The bonding head according to claim 1, wherein a control device for controlling energization of a piezoelectric actuator for controlling a swinging operation of an insulating block provided with a heater chip at a tip portion is provided on the reference block. An operational amplifier that outputs a displacement signal by taking the difference between the outputs of the respective displacement sensors based on the contact state at both ends in the longitudinal direction of the heater chip detected by the two displacement sensors provided at the output amplifier, and an output from the operational amplifier. A driving unit that outputs a voltage for causing the piezoelectric actuator to generate a displacement amount proportional to a signal.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020148980A1 (en) * 2019-01-15 2020-07-23 キヤノンマシナリー株式会社 Solder planarizing device, die bonder, solder planarizing method, and bonding method

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