JPH09326424A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低周波では共振せず、高周波のみで共振する
ステップホーンを用いたワイヤボンディング装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 ステップホーン１０，３０は、その先端
部にキャピラリツール１３を保持しており、振動手段４
の駆動によりＵＳ振動し、かつ上下方向へ揺動しなが
ら、キャピラリツール１３に挿通されたワイヤ１４でワ
イヤボンディングを行う。ステップホーン１０，３０は
大径の基端部１０ａ，３０ａと小径の先端部１０ｂ，３
０ｃを有する。支持部５は低周波の腹ａにあり、したが
って低周波では共振しない。支持部５は高周波の節ｂに
あり、したがって高周波では共振する。よって振動拡大
率の大きいステップホーン１０，３０を用い、高周波で
のみ振動させることができるので、ワイヤボンディング
を高速度で安定的に行うことができる。
ステップホーンを用いたワイヤボンディング装置を提供
することを目的とする。 【解決手段】 ステップホーン１０，３０は、その先端
部にキャピラリツール１３を保持しており、振動手段４
の駆動によりＵＳ振動し、かつ上下方向へ揺動しなが
ら、キャピラリツール１３に挿通されたワイヤ１４でワ
イヤボンディングを行う。ステップホーン１０，３０は
大径の基端部１０ａ，３０ａと小径の先端部１０ｂ，３
０ｃを有する。支持部５は低周波の腹ａにあり、したが
って低周波では共振しない。支持部５は高周波の節ｂに
あり、したがって高周波では共振する。よって振動拡大
率の大きいステップホーン１０，３０を用い、高周波で
のみ振動させることができるので、ワイヤボンディング
を高速度で安定的に行うことができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、チップの電極と基
板の電極をワイヤで接続するワイヤボンディング装置に
関するものである。
板の電極をワイヤで接続するワイヤボンディング装置に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】チップの電極とリードフレームやプリン
ト基板などの基板の電極をワイヤで接続するワイヤボン
ディング装置は、ホーンの先端部に保持されたキャピラ
リツールにワイヤを挿通し、ホーンを上下動させなが
ら、所定のワイヤボンディング作業を行うようになって
いる。以下、従来のワイヤボンディング装置のホーンに
ついて説明する。
ト基板などの基板の電極をワイヤで接続するワイヤボン
ディング装置は、ホーンの先端部に保持されたキャピラ
リツールにワイヤを挿通し、ホーンを上下動させなが
ら、所定のワイヤボンディング作業を行うようになって
いる。以下、従来のワイヤボンディング装置のホーンに
ついて説明する。
【０００３】図３（ａ）、（ｂ）は従来のワイヤボンデ
ィング装置の振動モードとコニカルホーンの説明図であ
って、図３（ａ）は低周波の振動モードを表わし、図３
（ｂ）は高周波の振動モードを表わしている。また図３
（ｃ）は従来のワイヤボンディング装置に用いられるコ
ニカルホーンの側面図である。図３（ｃ）に示すよう
に、コニカルホーン１とは、先端部へ向って次第にテー
パ状に先細になる円錐形状のホーンのことである。
ィング装置の振動モードとコニカルホーンの説明図であ
って、図３（ａ）は低周波の振動モードを表わし、図３
（ｂ）は高周波の振動モードを表わしている。また図３
（ｃ）は従来のワイヤボンディング装置に用いられるコ
ニカルホーンの側面図である。図３（ｃ）に示すよう
に、コニカルホーン１とは、先端部へ向って次第にテー
パ状に先細になる円錐形状のホーンのことである。
【０００４】コニカルホーン１の先端部にはキャピラリ
ツール２が保持されている。キャピラリツール２にはワ
イヤ３が挿通される。コニカルホーン１の基端部には圧
電素子などの振動手段４が装着されており、この振動手
段４が駆動することにより、コニカルホーン１を超音波
振動（以下、「ＵＳ振動」という）させる。５はコニカ
ルホーン１の支持部である。
ツール２が保持されている。キャピラリツール２にはワ
イヤ３が挿通される。コニカルホーン１の基端部には圧
電素子などの振動手段４が装着されており、この振動手
段４が駆動することにより、コニカルホーン１を超音波
振動（以下、「ＵＳ振動」という）させる。５はコニカ
ルホーン１の支持部である。
【０００５】コニカルホーン１は、上下動手段（不図
示）に駆動されてピン６を中心に上下方向へ揺動しなが
ら、キャピラリツール２の下端部でワイヤ３をチップや
基板の電極に押し付け、ワイヤボンディング作業を実行
するが、その際、振動手段４を駆動してコニカルホーン
１をＵＳ振動させ、その振動エネルギーによりキャピラ
リツール２の下端部でワイヤ３を上記電極にしっかりボ
ンディングするようになっている。
示）に駆動されてピン６を中心に上下方向へ揺動しなが
ら、キャピラリツール２の下端部でワイヤ３をチップや
基板の電極に押し付け、ワイヤボンディング作業を実行
するが、その際、振動手段４を駆動してコニカルホーン
１をＵＳ振動させ、その振動エネルギーによりキャピラ
リツール２の下端部でワイヤ３を上記電極にしっかりボ
ンディングするようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来、コニカルホーン
１は、図３（ａ）に示すような比較的低周波の振動モー
ド（本例では３次モード）でＵＳ振動していた。しかし
ながら近年は、図３（ｂ）に示すような高周波の振動モ
ード（本例では６次モード）でホーンをＵＳ振動させる
ことが望まれるようになってきている。高周波の振動モ
ードによれば、低周波の振動モードよりもボンディング
時間を短縮でき、また常温ボンディングの可能性も高い
ものである。
１は、図３（ａ）に示すような比較的低周波の振動モー
ド（本例では３次モード）でＵＳ振動していた。しかし
ながら近年は、図３（ｂ）に示すような高周波の振動モ
ード（本例では６次モード）でホーンをＵＳ振動させる
ことが望まれるようになってきている。高周波の振動モ
ードによれば、低周波の振動モードよりもボンディング
時間を短縮でき、また常温ボンディングの可能性も高い
ものである。
【０００７】ところが、コニカルホーン１の先端部を振
動させる図３（ｂ）の高周波の振動モードの振幅Ｌ２
は、図３（ａ）の低周波の振動モードの振幅Ｌ１よりも
小さいため、エネルギー量が小さくなり、ワイヤボンデ
ィングに要する時間が長くなるという難点がある。また
ＵＳ振動時の振幅拡大率はなるべく大きくすることが望
しいが、コニカルホーンの振幅拡大率は原理的には約
４．５倍までであり、実際には約２．５倍が限界であ
る。
動させる図３（ｂ）の高周波の振動モードの振幅Ｌ２
は、図３（ａ）の低周波の振動モードの振幅Ｌ１よりも
小さいため、エネルギー量が小さくなり、ワイヤボンデ
ィングに要する時間が長くなるという難点がある。また
ＵＳ振動時の振幅拡大率はなるべく大きくすることが望
しいが、コニカルホーンの振幅拡大率は原理的には約
４．５倍までであり、実際には約２．５倍が限界であ
る。
【０００８】ところで、ホーンとしては、コニカルホー
ンの他にステップホーンがある。ステップホーンとは、
基端部から先端部へ段階的に断面積が小さくなる多段ホ
ーンである。ステップホーンの振幅拡大率Ａは、（数
１）で表わされる。
ンの他にステップホーンがある。ステップホーンとは、
基端部から先端部へ段階的に断面積が小さくなる多段ホ
ーンである。ステップホーンの振幅拡大率Ａは、（数
１）で表わされる。
【０００９】
【数１】
【００１０】（数１）から明らかなように、ステップホ
ーンは原理的には振幅拡大率Ａを無限に大きくすること
が可能である。しかしながらステップホーンを高周波の
振動モードで振動させた場合、高周波だけでなく、低周
波でも共振してしまう。このように高周波と低周波で共
振する現象は複合共振と称せられるが、複合共振を生じ
ると、ステップホーンの先端部は異常な動きをしやす
く、ワイヤボンディングを安定的に行えないこととな
る。
ーンは原理的には振幅拡大率Ａを無限に大きくすること
が可能である。しかしながらステップホーンを高周波の
振動モードで振動させた場合、高周波だけでなく、低周
波でも共振してしまう。このように高周波と低周波で共
振する現象は複合共振と称せられるが、複合共振を生じ
ると、ステップホーンの先端部は異常な動きをしやす
く、ワイヤボンディングを安定的に行えないこととな
る。
【００１１】したがって本発明は、ステップホーンが低
周波の振動モードでは共振せず、高周波の振動モードに
おいてのみ共振させて安定したワイヤボンディング作業
を行うことができるワイヤボンディング装置を提供する
ことを目的とする。
周波の振動モードでは共振せず、高周波の振動モードに
おいてのみ共振させて安定したワイヤボンディング作業
を行うことができるワイヤボンディング装置を提供する
ことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、ホーンと、こ
のホーンの先端部に保持されてワイヤが挿通されるキャ
ピラリツールと、ホーンを上下動させる上下動手段と、
ホーンを超音波振動させる振動手段とを備えたワイヤボ
ンディング装置であって、前記ホーンが先端部が基端部
よりも断面積の小さいステップホーンであって、基端部
側の支持位置を低周波では共振せず高周波で共振する位
置としたものである。
のホーンの先端部に保持されてワイヤが挿通されるキャ
ピラリツールと、ホーンを上下動させる上下動手段と、
ホーンを超音波振動させる振動手段とを備えたワイヤボ
ンディング装置であって、前記ホーンが先端部が基端部
よりも断面積の小さいステップホーンであって、基端部
側の支持位置を低周波では共振せず高周波で共振する位
置としたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明によれば、ステップホーン
は高周波の振動モードでのみ共振するので、振幅拡大率
の大きいステップホーンを使用してワイヤボンディング
作業を高速度で安定的に行うことができる。
は高周波の振動モードでのみ共振するので、振幅拡大率
の大きいステップホーンを使用してワイヤボンディング
作業を高速度で安定的に行うことができる。
【００１４】以下、本発明の実施の形態を図面を参照し
て説明する。図１は、本発明の一実施の形態のワイヤボ
ンディング装置の側面図である。ステップホーン１０
は、断面積の大きい大径の基端部１０ａと、断面積の小
さい小径の先端部１０ｂを連結して形成されている。先
端部１０ｂの先端にはキャピラリツール１３が保持され
ている。１４はキャピラリツール１３に挿通されたワイ
ヤである。基端部１０ａの後端には振動手段４が装着さ
れており、振動手段４が駆動することにより、ステップ
ホーン１０はＵＳ振動する。
て説明する。図１は、本発明の一実施の形態のワイヤボ
ンディング装置の側面図である。ステップホーン１０
は、断面積の大きい大径の基端部１０ａと、断面積の小
さい小径の先端部１０ｂを連結して形成されている。先
端部１０ｂの先端にはキャピラリツール１３が保持され
ている。１４はキャピラリツール１３に挿通されたワイ
ヤである。基端部１０ａの後端には振動手段４が装着さ
れており、振動手段４が駆動することにより、ステップ
ホーン１０はＵＳ振動する。
【００１５】ステップホーン１０の後部は支持部５で支
持されている。支持部５はピン６で上下方向へ揺動自在
に軸支されている。支持部５から後方へアーム１５が延
出している。アーム１５の後端部にはカムフオロア１６
が連結されている。カムフオロア１６はコイルばね１８
に付勢されてカム１７の周面に弾接している。モータ
（不図示）に駆動されてカム１７が回転すると、ステッ
プホーン１０はピン６を中心に上下方向へ揺動する。す
なわちカムフオロア１６やカム１７はステップホーン１
０を上下方向へ揺動させる上下動手段である。
持されている。支持部５はピン６で上下方向へ揺動自在
に軸支されている。支持部５から後方へアーム１５が延
出している。アーム１５の後端部にはカムフオロア１６
が連結されている。カムフオロア１６はコイルばね１８
に付勢されてカム１７の周面に弾接している。モータ
（不図示）に駆動されてカム１７が回転すると、ステッ
プホーン１０はピン６を中心に上下方向へ揺動する。す
なわちカムフオロア１６やカム１７はステップホーン１
０を上下方向へ揺動させる上下動手段である。
【００１６】キャピラリツール１３の下方にはヒートブ
ロック２１が設置されている。ヒーロブロック２１上に
はチップ２２が搭載された基板２３が載せられている。
ヒートブロック２１は基板２３を加熱する。２４はトー
チである。トーチ２４はキャピラリツール１３から下方
へ導出するワイヤ１４の下端部の近くにあり、トーチ２
４に高電圧を印加することによりトーチ２４とワイヤ１
４の下端部の間に電気的スパークを発生させ、ワイヤ１
４の下端部にボール２５が形成される。
ロック２１が設置されている。ヒーロブロック２１上に
はチップ２２が搭載された基板２３が載せられている。
ヒートブロック２１は基板２３を加熱する。２４はトー
チである。トーチ２４はキャピラリツール１３から下方
へ導出するワイヤ１４の下端部の近くにあり、トーチ２
４に高電圧を印加することによりトーチ２４とワイヤ１
４の下端部の間に電気的スパークを発生させ、ワイヤ１
４の下端部にボール２５が形成される。
【００１７】ステップホーン１０がピン６を中心に回転
することにより、キャピラリツール１３は下降してボー
ル２５をチップ２２の電極に押し付けてボンディング
（ファーストボンディングと称される）する。次いでキ
ャピラリツール１３は移動テーブル（不図示）に駆動さ
れて基板２３の電極の上方へ移動し、そこで再度上下動
作を行うことにより、ワイヤ１４を基板２３の電極にボ
ンディング（セカンドボンディングと称される）する。
上記ファーストボンディングやセカンドボンディングを
行う際中には、振動手段４が駆動し、ステップホーン１
０はＵＳ振動する。
することにより、キャピラリツール１３は下降してボー
ル２５をチップ２２の電極に押し付けてボンディング
（ファーストボンディングと称される）する。次いでキ
ャピラリツール１３は移動テーブル（不図示）に駆動さ
れて基板２３の電極の上方へ移動し、そこで再度上下動
作を行うことにより、ワイヤ１４を基板２３の電極にボ
ンディング（セカンドボンディングと称される）する。
上記ファーストボンディングやセカンドボンディングを
行う際中には、振動手段４が駆動し、ステップホーン１
０はＵＳ振動する。
【００１８】図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、
（ｅ）は本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置の振動モードとステップホーンの説明図である。以
下、図２を参照して、ステップホーンの振動モードにつ
いて説明する。図２（ａ）は低周波（本例では３次）の
振動モード、図２（ｂ）は高周波（本例では５次）の振
動モード、図２（ｃ）は図１に示すステップホーン１０
を示している。また図２（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ他の
実施例のステップホーン１０ａ、１０ｂを示している。
（ｅ）は本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置の振動モードとステップホーンの説明図である。以
下、図２を参照して、ステップホーンの振動モードにつ
いて説明する。図２（ａ）は低周波（本例では３次）の
振動モード、図２（ｂ）は高周波（本例では５次）の振
動モード、図２（ｃ）は図１に示すステップホーン１０
を示している。また図２（ｄ）、（ｅ）はそれぞれ他の
実施例のステップホーン１０ａ、１０ｂを示している。
【００１９】図２（ｃ）に示すステップホーン１０の支
持部５は図２（ａ）の低周波の振動モードの腹ａにあ
り、したがってこの３次の低周波では共振しないが、図
２（ｂ）の高周波の振動モードでは支持部５は節ｂにあ
り、この５次の高周波では共振する。よってこのステッ
プホーン１０は、上述した複合共振は生じないので、高
周波の振動モードのみで共振させて、ワイヤボンディン
グ作業を安定的に行うことができ、本発明の目的を満足
する良品である。
持部５は図２（ａ）の低周波の振動モードの腹ａにあ
り、したがってこの３次の低周波では共振しないが、図
２（ｂ）の高周波の振動モードでは支持部５は節ｂにあ
り、この５次の高周波では共振する。よってこのステッ
プホーン１０は、上述した複合共振は生じないので、高
周波の振動モードのみで共振させて、ワイヤボンディン
グ作業を安定的に行うことができ、本発明の目的を満足
する良品である。
【００２０】また図２（ｄ）に示すステップホーン３０
は、大径の基端部３０ａと中径の中間部３０ｂと小径の
先端部３０ｃから成るが、このものも支持部５は図２
（ａ）に示す低周波の腹ａにあるので低周波の振動モー
ドでは共振せず、高周波の振動モードでのみ共振するの
で良品である。
は、大径の基端部３０ａと中径の中間部３０ｂと小径の
先端部３０ｃから成るが、このものも支持部５は図２
（ａ）に示す低周波の腹ａにあるので低周波の振動モー
ドでは共振せず、高周波の振動モードでのみ共振するの
で良品である。
【００２１】また図３（ｅ）に示すステップホーン４０
は、大径の基端部４０ａと小径の先端部４０ｂから成る
が、支持部５は図２（ａ）に示す低周波の節ｂにあるの
で、低周波の振動モードでも共振する。したがってこの
ステップホーン４０は複合共振するので本発明の目的を
満足せず、不良品である。
は、大径の基端部４０ａと小径の先端部４０ｂから成る
が、支持部５は図２（ａ）に示す低周波の節ｂにあるの
で、低周波の振動モードでも共振する。したがってこの
ステップホーン４０は複合共振するので本発明の目的を
満足せず、不良品である。
【００２２】以上のように、本発明では、図２（ｃ）、
（ｄ）に示す複合共振を生じないステップホーン１０、
３０を使用し、図２（ｅ）に示す複合共振を生じるステ
ップホーン４０は使用しない。
（ｄ）に示す複合共振を生じないステップホーン１０、
３０を使用し、図２（ｅ）に示す複合共振を生じるステ
ップホーン４０は使用しない。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、振幅拡大率の大きいス
テップホーンを使用することにより、ワイヤボンディン
グ作業を高速度で安定的に行うことができる。
テップホーンを使用することにより、ワイヤボンディン
グ作業を高速度で安定的に行うことができる。
【図１】本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置の側面図
置の側面図
【図２】（ａ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディ
ング装置の振動モードとステップホーンの説明図 （ｂ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置
の振動モードとステップホーンの説明図 （ｃ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置
の振動モードとステップホーンの説明図 （ｄ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置
の振動モードとステップホーンの説明図 （ｅ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置
の振動モードとステップホーンの説明図
ング装置の振動モードとステップホーンの説明図 （ｂ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置
の振動モードとステップホーンの説明図 （ｃ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置
の振動モードとステップホーンの説明図 （ｄ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置
の振動モードとステップホーンの説明図 （ｅ）本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置
の振動モードとステップホーンの説明図
【図３】（ａ）従来のワイヤボンディング装置の振動モ
ードとコニカルホーンの説明図 （ｂ）従来のワイヤボンディング装置の振動モードとコ
ニカルホーンの説明図 （ｃ）従来のワイヤボンディング装置に用いられるコニ
カルホーンの側面図
ードとコニカルホーンの説明図 （ｂ）従来のワイヤボンディング装置の振動モードとコ
ニカルホーンの説明図 （ｃ）従来のワイヤボンディング装置に用いられるコニ
カルホーンの側面図
【符号の説明】 ４ 振動手段 ５ 支持部 １０、３０、４０ ステップホーン １０ａ、３０ａ、４０ａ 基端部 １０ｂ、３０ｃ、４０ｂ 先端部 １３ キャピラリツール １４ ワイヤ １６ カムフオロア １７ カム
Claims (1)
- 【請求項１】ホーンと、このホーンの先端部に保持され
てワイヤが挿通されるキャピラリツールと、ホーンを上
下動させる上下動手段と、ホーンを超音波振動させる振
動手段とを備えたワイヤボンディング装置であって、前
記ホーンが先端部が基端部よりも断面積の小さいステッ
プホーンであって、基端部側の支持位置を低周波では共
振せず高周波で共振する位置としたことを特徴とするワ
イヤボンディング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8144057A JPH09326424A (ja) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | ワイヤボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8144057A JPH09326424A (ja) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | ワイヤボンディング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09326424A true JPH09326424A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=15353318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8144057A Pending JPH09326424A (ja) | 1996-06-06 | 1996-06-06 | ワイヤボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09326424A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242657A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Shinkawa Ltd | ホーンホルダ揺動型ボンディング装置 |
-
1996
- 1996-06-06 JP JP8144057A patent/JPH09326424A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007242657A (ja) * | 2006-03-06 | 2007-09-20 | Shinkawa Ltd | ホーンホルダ揺動型ボンディング装置 |
| JP4616779B2 (ja) * | 2006-03-06 | 2011-01-19 | 株式会社新川 | ホーンホルダ揺動型ボンディング装置 |
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