JPH0951013A - ワイヤクランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤクランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置

Info

Publication number
JPH0951013A
JPH0951013A JP22105995A JP22105995A JPH0951013A JP H0951013 A JPH0951013 A JP H0951013A JP 22105995 A JP22105995 A JP 22105995A JP 22105995 A JP22105995 A JP 22105995A JP H0951013 A JPH0951013 A JP H0951013A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire
clamp
clamp members
force
members
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP22105995A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3397951B2 (ja
Inventor
Tetsutaka Kudo
哲敬 工藤
Hideaki Miyoshi
秀明 三好
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaijo Corp
Original Assignee
Kaijo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kaijo Corp filed Critical Kaijo Corp
Priority to JP22105995A priority Critical patent/JP3397951B2/ja
Publication of JPH0951013A publication Critical patent/JPH0951013A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3397951B2 publication Critical patent/JP3397951B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481Disposition
    • H01L2224/48151Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/786Means for supplying the connector to be connected in the bonding apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • H01L2224/851Methods 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 the connector being supplied to the parts to be connected in the bonding apparatus
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • H01L2224/852Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201Compression bonding
    • H01L2224/85203Thermocompression bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • H01L2224/852Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201Compression bonding
    • H01L2224/85205Ultrasonic bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01004Beryllium [Be]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01005Boron [B]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01006Carbon [C]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01007Nitrogen [N]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01023Vanadium [V]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01033Arsenic [As]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01082Lead [Pb]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤクランプ機構及びワイヤボンディング
装置において、例えば、ワイヤ把持動作時の衝撃力を緩
和すること及びその他。 【解決手段】 一対のクランプ部材31、32のうちい
ずれか一方の揺動速度を他方よりも遅くし、以て、ワイ
ヤを把持する際の衝突エネルギーを小として衝撃を緩和
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
組立工程において、例えばICチップ上のパッドを第1
ボンディング点とし、該ICチップが貼着されているリ
ードフレームに形成された外部リードを第2ボンディン
グ点として、該両ボンディング点間を導電性を有するワ
イヤを用いて接続するワイヤボンディング装置に関す
る。詳しくは、該ワイヤボンディング装置が具備する各
種の機構のうち、ワイヤのカットを行なうワイヤクラン
プ機構に関する。また、本発明は、ワイヤボンディング
装置に装備されるべきワイヤクランプ機構に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のワイヤクランプ機構の一例を図1
0に示す。なお、図10に示すワイヤクランプ機構につ
いては特開平5−259213号公報に開示されてい
る。
【0003】図10に示すワイヤクランプ機構は次のよ
うに構成されている。
【0004】このワイヤクランプ機構は、ワイヤ201
を把持する把持部212a、213aが各々の先端部に
設けられた一対のクランプ部材212及び213につい
て、双方共に揺動自在となされている。詳しくは、該両
クランプ部材212及び213は、ベース215上に固
着された取付板216とくびれ部212b、213bを
夫々介して一体に成形され、該各くびれ部212b、2
13bの可撓性を利用して揺動する。
【0005】上記両クランプ部材212及び213に
は、上記くびれ部212b、213bの近傍に、他のく
びれ部212c、213cを介して結合片217が一体
に形成されており、該結合片217と上記取付板216
との間に駆動手段としての圧電素子218が介装されて
いる。該圧電素子218は、コントローラ219によっ
て所要の電圧を印加されることによって伸縮する。
【0006】上記構成のワイヤクランプ機構において
は、圧電素子218が伸縮(矢印Sにて示す)すること
によって両クランプ部材212、213にモーメントが
付与されてこれらが揺動(矢印Tで示す)し、ワイヤ2
01の把持及びその解除が行われる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のワイヤクランプ
機構においては、下記の問題が懸念される。
【0008】すなわち、伸び変位している圧電素子21
8への給電が断たれて縮むことにより両クランプ部材2
12及び213が閉じ、ワイヤ201が把持されるので
あるが、このとき該両クランプ部材212、213の揺
動速度が大きいと比較的大きな衝撃力が生ずる。この衝
撃力によってワイヤ201が損傷したり、両クランプ部
材212、213の各把持部212a、213aの摩耗
が促進される恐れがある。
【0009】また、衝撃に伴う振動、いわゆるバウンド
(bound)の振幅も大きく、しかも、該振幅は把持
動作毎に若干異なるから、把持動作開始から把持完了ま
での時間、すなわちバウンド消滅までに要する時間に誤
差が生じてワイヤのフィード量(本発明実施例の説明用
として添付した図4ので記号fにて示す量)がバラつ
く可能性がある。
【0010】本発明は上記した点に鑑みてなされたもの
であって、その第1の目的とするところはワイヤ把持動
作時の衝撃力を緩和したワイヤクランプ機構及びワイヤ
ボンディング装置を提供することである。
【0011】また、本発明は、ワイヤ把持動作等に有用
な他の効果を奏し得るワイヤクランプ機構及びワイヤボ
ンディング装置を提供することを第2の目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的達成のた
めに、本発明によるワイヤクランプ機構は、双方共に揺
動自在にしてワイヤを把持するための一対のクランプ部
材と、該クランプ部材を作動させる駆動手段とを備え、
該駆動手段は該クランプ部材に対して駆動力を付与する
変位手段からなり、該クランプ部材各々の作動ストロー
クが異なるようになされている。また、同目的達成のた
め、本発明によるワイヤボンディング装置は、ボンディ
ングツールを用いてワイヤを被ボンディング部品に接続
し、ワイヤクランプ機構によって該ワイヤを把持するこ
とにより該ワイヤをカットし、前記ワイヤクランプ機構
は、双方共に揺動自在にしてワイヤを把持するための一
対のクランプ部材と、該クランプ部材を作動させる駆動
手段とを備え、該駆動手段は該クランプ部材に対して駆
動力を付与する変位手段からなり、該クランプ部材各々
の作動ストロークが異なるようになされている。また、
上記第2の目的の一つを達成するため、本発明によるワ
イヤクランプ機構は、双方共に揺動自在にしてワイヤを
把持するための一対のクランプ部材と、該クランプ部材
を作動させる駆動手段とを備え、該駆動手段は該クラン
プ部材に対して駆動力を付与する変位手段からなり、該
変位手段は位置制御手段により駆動制御されて前記クラ
ンプ部材の開閉プロファイルを制御するように構成され
ている。また、同目的達成のため、本発明によるワイヤ
ボンディング装置は、ボンディングツールを用いてワイ
ヤを被ボンディング部品に接続し、ワイヤクランプ機構
によって該ワイヤを把持することにより該ワイヤをカッ
トし、前記ワイヤクランプ機構は、双方共に揺動自在に
してワイヤを把持するための一対のクランプ部材と、該
クランプ部材を作動させる駆動手段とを備え、該駆動手
段は該クランプ部材に対して駆動力を付与する変位手段
からなり、該変位手段は位置制御手段により駆動制御さ
れて前記クランプ部材の開閉プロファイルを制御するよ
うに構成されている。更に、上記第2の目的の他を達成
するため、本発明によるワイヤクランプ機構は、双方共
に揺動自在にしてワイヤを把持するための一対のクラン
プ部材と、該クランプ部材を作動させる駆動手段とを備
え、該駆動手段は該クランプ部材に対して駆動力を付与
する変位手段からなり、該変位手段の変位量及び変位力
を増減して伝える増減手段を有するように構成されてい
る。また、同目的達成のため、本発明によるワイヤボン
ディング装置は、ボンディングツールを用いてワイヤを
被ボンディング部品に接続し、ワイヤクランプ機構によ
って該ワイヤを把持することにより該ワイヤをカット
し、前記ワイヤクランプ機構は、双方共に揺動自在にし
てワイヤを把持するための一対のクランプ部材と、該ク
ランプ部材を作動させる駆動手段とを備え、該駆動手段
は該クランプ部材に対して駆動力を付与する変位手段か
らなり、該変位手段の変位量及び変位力を増減して伝え
る増減手段を有するように構成されている。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明は、ボンディングツールを
用いてワイヤを被ボンディング部品に接続し、該ボンデ
ィングツールを該被ボンディング部品から離間させる際
にワイヤクランプ機構によって該ワイヤを把持すること
により該ワイヤを切断するワイヤボンディング装置にお
いて実施される。詳しくは、該ワイヤクランプ機構につ
いて、そのワイヤ把持動作時における衝撃の緩和、ま
た、把持・解除動作の高精度化及び高効率化、更には、
把持力設定の自由度の増大を図るべく実施される。
【0014】
【実施例】次に、本発明の実施例を、添付図面を参照し
つつ説明する。
【0015】図1及び図2は、本発明の第1実施例とし
てのワイヤボンディング装置(ワイヤクランプ機構を含
む)を示すものである。
【0016】図1は、当該ワイヤボンディング装置の要
部を示し、図2は、図1に関するA−A矢視図である。
【0017】図1において、ホーン1を支持して該ホー
ン1と共にボンディングアームを構成する保持枠2は、
回転可能な支持シャフト11に嵌着されている。また、
該支持シャフト11には揺動アーム12が揺動自在に嵌
合されている。この支持シャフト11は、図示せぬXY
テーブル等に搭載されている。なお、保持枠2内には、
ホーン1を励振するための超音波振動子(図示せず)が
組み込まれている。
【0018】揺動アーム12及び保持枠2には夫々、ソ
ノレイド14a及び電磁吸着片14bが互いに対応する
ように固設されており、保持枠2を揺動させる際には、
ソノレイド14aに対して図示せぬ電源から通電して電
磁吸着片14bとの間に吸着力を生ぜしめることによっ
て該保持枠2と揺動アーム12とを相互に固定状態とす
る。但し、互いに所定距離以下に近接しないように、揺
動アーム12にねじ等で固定された調整可能なストッパ
13が設けられている。
【0019】揺動アーム12及び保持枠2には、上記ソ
ノレイド14a及び電磁吸着片14bからなる電磁吸着
手段の前方位置に、マグネット15a及びコイル15b
が各々取り付けられている。これらマグネット15a及
びコイル15bは、ボンディング時にホーン1の先端、
すなわちボンディングツールとしてのキャピラリ4を保
持する部位を図1における下向きに付勢するための吸着
力を発生する手段を構成する。
【0020】揺動アーム12の先端には、ワイヤクラン
プ機構5が設けられている。このワイヤクランプ機構5
については後に詳述する。
【0021】上記キャピラリ4の近傍に位置するように
電気トーチ6が配設されており、この電気トーチ6は所
定の電圧を印加してワイヤ9の先端にボールを形成する
作用をなす。また、上記ワイヤクランプ機構5の上方に
は、長尺のワイヤ9が巻回されたスプール7と、該スプ
ール7から引き出される該ワイヤ9を案内するガイド8
と、テンションクランプ機構3とが配設されている。該
テンションクランプ機構3はガイド8と共に図示せぬフ
レームに取り付けられており、スプール7から送給され
るワイヤ9に所定の張力をかけて該ワイヤ9を常にキャ
ピラリ4の先端まで真直ぐな状態になるように保持する
ものである。
【0022】図2にも示すように、揺動アーム12の後
端部には支軸16aが植設されており、アーム側カムフ
ォロア16と揺動ベース19aとがこの支軸16aの周
りに回転自在となっている。揺動ベース19aにはベア
リングガイド19bがその下端にて固着され、このベア
リングガイド19bの上端部には予圧アーム19dが支
持ピン19eを介して回転自在に取り付けられている。
予圧アーム19dの自由端部には支軸17aが設けられ
ており、該支軸17aにカムフォロア17が回転自在に
取り付けられている。そして、この予圧アーム19dの
先端と揺動ベース19aの先端とには引張ばねである予
圧ばね19fが掛け渡されており、アーム側カムフォロ
ア16及びカムフォロア17は、略ハート型に形成され
たカム18の外周面であるカム面に圧接されている。な
お、アーム側カムフォロア16及びカムフォロア17の
カム18に対する2つの接点は、カム18の回転中心を
挟んで位置している。
【0023】上記揺動ベース19aと、ベアリングガイ
ド19bと、予圧アーム19dとによりフレーム構造が
形成されており、これを揺動フレーム19と総称する。
揺動フレーム19の構成部材としてのベアリングガイド
19bは、カム18が嵌着されたカム軸22に取り付け
られたラジアルベアリング21の外輪に接している。な
お、カム18は、モータ23よりカム軸22に付与され
るトルクによって正逆回転する。ホーン1及び保持枠2
からなるボンディングアームは、このカム18の正逆回
転によって揺動アーム12と一体的に揺動し、これによ
りキャピラリ4が被ボンディング部品としてのボンディ
ング対象(後述)に対して近接及び離間する。
【0024】ここで、上記ワイヤクランプ機構5の構成
について、図3に基づいて詳述する。
【0025】図3に示すように、当該ワイヤクランプ機
構5は、ワイヤ9を把持する把持部31a、32aが各
々の先端部に設けられた一対のクランプ部材31及び3
2を有している。これらクランプ部材31、32は双方
共に揺動自在となされている。当該ワイヤクランプ機構
5はベース35を備えており、一対の取付板36及び3
7が該ベース35の一端側とくびれ部36a、37aを
介して一体に形成され、両クランプ部材31、32は各
々、該取付板36、37に対してねじ39により締結さ
れている。すなわち、両クランプ部材36及び37は、
該両くびれ部36a、37aの可撓性を利用して、各取
付板36、37と一体に揺動(図3において矢印F1
2 にて示している)する。
【0026】なお、上記ベース35については、合成樹
脂製の取付ブロック41にねじ42により締結され、該
取付ブロック41は自体に形成されたねじ挿通孔41a
に挿通されるねじ(図示せず)によって前述の揺動アー
ム12に対して締結される。
【0027】上記ベース35及び両取付板36、37に
は、更に他のくびれ部35c、36c及び37cが形成
されている。そして、これらのくびれ部35c、36
c、37c間に、変位手段、すなわち駆動手段としての
圧電素子50が2本、直列に介装されている。但し、取
付板36、37に形成された二つのくびれ部36c及び
37cに関しては、該圧電素子50に直接結合されては
おらず、該両くびれ部36c、37cに一体に連続する
一つのくびれ部52が該圧電素子50に結合されてい
る。
【0028】上記の圧電素子50は、これに電圧を印加
するとその電圧に比例して伸縮を行い、両クランプ部材
31、32に対して駆動力を付与する。該両圧電素子5
0に対する給電は、端子54を通じてなされる。
【0029】上記両クランプ部材31、32は、上記圧
電素子50に電圧が印加されていない状態、すなわち伸
びも縮みも生じていない状態において、図3で実線にて
示す閉位置に位置するように設定される。
【0030】なお、図3において、参照符号56は、所
定の粘弾性を有するシリコンであり、該シリコン56は
圧電素子50を挿通すべくベース35に形成された開口
部35e内に充填され、前述した両取付板36、37に
達している。このシリコン56は、その弾性によって両
クランプ部材31及び32を閉方向に向けて付勢すると
共に、当該ワイヤクランプ機構5の作動時に発生する振
動を制する作用をなす。
【0031】上記した構成のワイヤクランプ機構5にお
いては、電圧の印加による圧電素子50の作動、具体的
には伸び変位によって両クランプ部材31、32が開方
向に揺動(図3において二点鎖線で示している)せしめ
られる。そして、圧電素子50への給電が断たれると該
圧電素子50は元の長さに戻り、両クランプ部材31、
32も該圧電素子50によって引かれ、且つシリコン5
6の弾発力によって閉位置へと揺動させられ、ワイヤ9
を把持する。
【0032】ここで、当該ワイヤクランプ機構5では、
図3から明らかなように、両クランプ部材31及び32
に対する圧電素子50による振動力付与点が、該各クラ
ンプ部材31、32の揺動支点であるくびれ部36a、
37aと各把持部31a、32aとの間に設定されてい
る。
【0033】詳しくは、図示のように、両クランプ部材
31、32に対する圧電素子50の駆動力付与点である
くびれ部36c、37cは、該各クランプ部材31、3
2の把持部31a、32aと揺動支点であるくびれ部3
6a、37aとを夫々結ぶ仮想直線58、59に対して
交差する方向において、該各くびれ部36a、37aか
ら距離n1 、n2 の位置に設定されている。これは、該
揺動支点(くびれ部36a、37a)を中心として該各
距離n1 、n2 を半径とする仮想円61、62を描くこ
とによって明らかなように、該各クランプ部材31、3
2を梃子として該揺動支点周りのモーメントを考えれ
ば、圧電素子50の駆動力は上記仮想直線58、59上
で該揺動支点から該距離n1 、n2 の位置に加えられる
ことと等価となる。
【0034】上記構成では、両クランプ部材31、32
を梃子として置き換えてみた場合、該両クランプ部材3
1、32の各把持部31a、32aが作用点、揺動支点
であるくびれ部36a、37aが支点、駆動力付与点と
してのくびれ部36c、37cが力点となる。この構成
において、該各作用点の、支点からの距離を夫々N1
2 とすれば、変位手段としての圧電素子50の変位量
及び変位力について、梃子としてその増減をなす両クラ
ンプ部材31、32による増減比は、夫々、N1
1 、N2 /n2 となる。但し、ここで言うところの増
減の意味は下記の通りである。
【0035】すなわち、上記N1 /n1 、N2 /n2
各々、梃子の倍加比であり、圧電素子50の変位量をこ
の倍加比を以て増大させようとすれば、変位力について
は逆にその逆数比を以て減少することを示すものであ
る。
【0036】上記構成において、当該ワイヤクランプ機
構5では、両クランプ部材31及び32の梃子としての
倍加比N1 /n1 、N2 /n2 が互いに異なるように設
定されている。具体的には、支点と作用点との距離N1
及びN2 は等しく設定され、支点から力点までの距離n
1 及びn2 が異なる。
【0037】上記構成により、両クランプ部材31及び
32各々の作動ストローク、詳しくは該両クランプ部材
の各把持部31a、32aの移動ストロークが異なる。
【0038】この構成は、すなわち、いずれか一方のク
ランプ部材、この場合クランプ部材31の作動ストロー
クを他方のクランプ部材32の作動ストロークよりも小
さく設定することである。かかる構成によれば、このス
トロークの小さなクランプ部材31の揺動速度は遅くな
り、その結果、両クランプ部材31、32がワイヤ9を
把持する際の衝突エネルギーはその分小さくなって衝撃
力は緩和される。よって、ワイヤ9の損傷が防止され、
また、両クランプ部材31、32の把持部31a、32
aは摩耗し難くなって寿命が長くなる。
【0039】また、衝撃が緩和されることによって、振
動、すなわちバウンド(bound)が発生してもその
振幅は極く小さくなり、直ちに消滅し、把持動作毎のフ
ィード量(後述:図4のにおいて記号fで示す)はバ
ウンドの影響を受けることがなく、バラつかず常に一定
となる。
【0040】なお、両クランプ部材31及び32の作動
ストロークを異ならしめるには、上記構成によらずとも
可能である。すなわち、例えば、両クランプ部材31、
32を夫々異なる専用の圧電素子によって作動させるよ
うになし、これら圧電素子の変位量を異ならしめること
が考えられる。
【0041】しかしながら、この構成では、必要な圧電
素子の数が多くなり、コスト面等から好ましくない。前
述のように、両クランプ部材31及び32の梃子として
の倍加比を異ならしめる構成によれば圧電素子の数は少
なくて済み、経済的である。
【0042】ところで、当該ワイヤクランプ機構5にお
いては、図3から明らかなように、両クランプ部材3
1、32の梃子としての支点が、力点を挟んで作用点と
は反対側に位置している。このような梃子においては、
支点から作用点までの距離N1、N2 が梃子としての全
長となり、支点から力点までの距離n1 、n2 との比、
すなわち倍加比N1 /n1 、N2 /n2 を得るにはこの
長さN1 、N2 で足りる。それ故に、この長さの方向に
おいてワイヤクランプ機構全体の寸法が小さく抑えられ
てワイヤボンディング装置のコンパクト化を図る上で有
効である。
【0043】また、このワイヤクランプ機構5において
は、上記両クランプ部材31、32に関し、これらを担
持する取付板36、37に対して着脱可能とされてい
る。具体的には、これらクランプ部材31、32は、ね
じ39によって該取付板36、37に締結されている。
これらのねじ39を外すことによって両クランプ部材3
1、32の交換を行うことができる。故に、該両クラン
プ部材31、32の把持部31a、32aが摩耗等を生
じた場合に、ワイヤクランプ機構5全体を交換する必要
はなく、クランプ部材31及び32のみ交換すればよい
ので、経済的である。
【0044】なお、本実施例においては、圧電素子50
を変位手段として採用しているが、他の種々の変位手段
を用いてもよいことは勿論である。
【0045】また、本実施例においては、圧電素子50
の伸び変位によってクランプ部材31、32を揺動させ
ているが、この揺動を圧電素子50の縮み変位によって
行うことも可能である。
【0046】次に、上記した構成のワイヤボンディング
装置の動作について簡単に説明する。
【0047】図1に示すように、当該ワイヤボンディン
グ装置においては、複数のICチップ71が長手方向
(図における紙面に垂直な方向)に並べて粘着されたリ
ードフレームL\Fが扱われる。ボンディング作業開始
に際し、ヒーターブロック(図示せず)によって加熱さ
れているボンディングステージ72上に該リードフレー
ムL\Fが開示しない搬送手段によって搬入され、且
つ、最先のICチップ71がボンディング作業位置に位
置決めされる。この状態で、図1に示すボンディング手
段76が作動し、ICチップ71上のパッド(図示せ
ず)を第1ボンディング点とし、該ICチップ71が粘
着されているリードフレームL\Fに形成された外部リ
ード(後述)を第2ボンディング点として、該両ボンデ
ィング点間を金等を素材とするワイヤ9により接続す
る。なお、図示してはいないが、当該ボンディング手段
76はXYテーブル上に搭載されており、適宜二次元的
に移動され、位置決めされる。
【0048】このボンディング工程を図4を用いて説明
する。
【0049】まず、上記ICチップ71上のパッド(電
極:図示せず)にワイヤボンディングしようとする時、
まず、先端にボール9aが形成されたワイヤ9が挿通さ
れたキャピラリ4を、図示せぬ撮像装置等からの情報に
基づいて上記XYテーブル(図示せず)の作動により該
パッドの直上に位置決めする。その後、ホーン1及び保
持枠2からなるボンディングアームをカム18の作動を
以て下方に揺動させ、キャピラリ4を図4の乃至に
示すように下降させて上記パッドにボール9aを押しつ
ぶして熱圧着ボンディングを行う。この時、前述の超音
波励振手段を以てキャピラリ4を励振させることを行
う。
【0050】なお、この工程で→は上記ボンディン
グアームを高速で下降移動させ、→では低速で移動
させる。図において参照符号31a、32aは前述の両
クランプ部材31、32が具備する把持部を示すもので
あるが、この時該各把持部31a、32aは開となって
いる。次に、この第1ボンディング点への接続が終わる
と、→では該把持部31a、32aが開状態のまま
上記ボンディングアームが図4に示す上方向、即ちZ軸
方向に上昇し、所定のループコントロールにしたがって
に示すように把持部31a、32aが開の状態でワイ
ヤ9が引き出され、に示す第2ボンディング点となる
リード77に接続される。
【0051】この接続後、キャピラリ4の先端部にワイ
ヤ9をに示すように所定のフィード量fだけ引き出し
た状態で把持部31a、32aを閉じる。この状態で更
にボンディングアームを所定の高さまで上昇させる過程
でに示すようにワイヤ9がカットされて、再びワイヤ
先端部に電気トーチ6(図1参照)を用いてボール9a
を形成し、把持部31a、32aを開状態にさせての
状態に復帰する。このような一連の工程によりワイヤボ
ンディングがなされる。
【0052】以降、ICチップ71に複数設けられたパ
ッドとこれらに対応して配設された各リードについて上
記一連の動作が繰り返され、この最先のICチップに関
するボンディングを完了する。
【0053】この後、リードフレームL\F(図1参
照)がICチップ71の配設ピッチの1ピッチ分だけ移
送されて次のICチップについてのボンディング作業が
行われ、順次同様に続行され、全てのICチップのボン
ディング接続を終了する。
【0054】図5は、本発明の第2実施例としてのワイ
ヤクランプ機構81を示すものである。このワイヤクラ
ンプ機構81は、図3に示したワイヤクランプ機構5に
代えて、図1に示すワイヤボンディング装置に装備する
ことができるものである。
【0055】続いて、このワイヤクランプ機構81につ
いて説明する。但し、該ワイヤクランプ機構81は、以
下に説明する部分以外は図3に示したワイヤクランプ機
構5と同様に構成されており、機構全体としての構成及
び動作の説明は重複する故に省略し、要部のみの説明に
留める。
【0056】また、以下の説明並びに図面において、上
記ワイヤクランプ機構5の構成部分と同一又は対応する
構成部分については同じ参照符号を付して示している。
【0057】図5から明らかなように、当該ワイヤクラ
ンプ機構81においては、両クランプ部材31及び32
の梃子としての倍加比は共にN3 /n3 となされてお
り、該両クランプ部材31、32の作動ストロークは等
しい。
【0058】次に、当該ワイヤクランプ機構81が備え
る変位手段としての圧電素子50を用いてクランプ部材
31、32の開閉プロファイル、すなわち位置、速度及
び力の制御を行なうための位置制御手段について説明す
る。
【0059】図6に示すように、入力端子TP1 には、
ファンクションジェネレータ等で構成される入力信号発
生手段(図示せず)から図7に示す方形波などの入力信
号が入力される。しかし、この入力波形は、図7(a)
乃至(f)に示すように必要な開閉プロファイルに応じ
て方形波(図7(a),(d))に限らず、正弦波(図
7(c),(f))や三角波(図7(b),(e))そ
の他任意の波形でよいことは勿論である。したがって、
駆動信号としては種々の波形を用いることが可能である
が、圧電素子の性質上、加える電圧は正極性又は負極性
が用いられる。この入力端子TP1 は、抵抗R1 を介し
て増幅手段としての演算増幅器85の非反転入力端子
(+)に接続される。また、反転入力端子(−)は接地
されている。この演算増幅器85の出力端は、ダイオー
ドD1 を介して電源+V1 に接続され、ダイオードD1
のカソードにはコンデンサC1 が接続されて接地されて
いる。
【0060】また、演算増幅器85の反転入力端子側に
は電源−V3 が供給され、該電源−V3 間にはコンデン
サC4 が接続されて接地され、このコンデンサC4 の他
端はダイオードD2 を介して演算増幅器85の出力端と
接続されている。この演算増幅器85の出力は、またコ
ンデンサC2 を介して非反転入力端子(+)と接続され
ている。このコンデンサC2 は発振を抑えるためのもの
である。
【0061】入力端子TP1 、抵抗R1 と演算増幅器8
5の非反転入力端子間と抵抗R9 、出力端子TP2 間に
は第1の経路、すなわち抵抗R2 と該抵抗R2 の両端に
並列にコンデンサC3 が接続されている。
【0062】次に、第2の経路となる演算増幅器85の
出力端は、2つのトランジスタTr1 、Tr2 のベース
に接続されている。
【0063】このトランジスタTr1 は、NPNトラン
ジスタであり、このトランジスタTr1 のコレクタは抵
抗R3 を介してPNPトランジスタTr3 のエミッタ、
トランジスタTr3 のコレクタ及びPNPトランジスタ
Tr4 のベースに接続されている。トランジスタTr3
のエミッタには電源+V2 が供給され、該+V2 間には
抵抗R8 を介してトランジスタTr3 のベース及びPN
PトランジスタTr4のエミッタに接続されている。
【0064】このトランジスタTr4 のエミッタとコレ
クタ間にはコンデンサC5 が接続されている。このトラ
ンジスタTr4 のコレクタは、抵抗R9 を介して出力端
子TP2 及び後述するNPNトランジスタTr6 のコレ
クタと接続されている。
【0065】一方、トランジスタTr2 は、PNPトラ
ンジスタであり、該トランジスタTr2 のエミッタと前
記トランジスタTr1 のエミッタ間には分割抵抗R4
5が接続され、該抵抗R4 とR5 の中点は接地されて
いる。トランジスタTr2 のコレクタは、NPNトラン
ジスタTr5 のコレクタ及び抵抗R6 を介してエミッタ
と接続され、このトランジスタTr5 のエミッタには電
源−V4 が供給接続されている。また、この電極−V4
は、抵抗R7 を介してトランジスタTr5 のベース及び
トランジスタTr6 のエミッタと接続されている。この
トランジスタTr6 のエミッタとコレクタ間にはコンデ
ンサC4 が接続されている。
【0066】以上のような構成により位置制御手段が構
成されている。
【0067】次に、この位置制御手段の作用について以
下に説明する。
【0068】図6に示す位置制御手段は、全体がいわゆ
る増幅回路となっていて、入力端子TP1 に方形波など
の入力信号が印加されると、例えば抵抗R1 を3KΩ、
抵抗R2 を300KΩとして設定しておくと、入力信号
として約1Vを加えると、出力端子TP2 には約100
倍の出力電圧が発生するように構成されている。要する
に、トランジスタTP1 に印加する電圧を高くすればT
2 にあらわれる応答特性も早くなり、電圧を低くすれ
ば逆に遅くなるから、これを制御することによって図3
に示すクランプ部材31及び32の開き量、開閉プロフ
ァイルを制御することができる。
【0069】しかしながら、上記のように抵抗R1 、R
2 の作用のみでは実際には増幅することができないの
で、演算増幅器85には+V1 、−V3 の電源、例えば
約±15Vが供給されるように構成されており、また電
圧制御手段としてのTr1 乃至Tr6 のトランジスタ側
には+V2 、−V4 に例えば約±160Vの電源が供給
されている。
【0070】そこで、図7(a)に示すような0Vでク
ランプ部材31、32が閉、正極性の電圧が加えられて
開となるような方形波が入力端子TP1 に印加される
と、演算増幅器85の出力端には増幅された出力がトラ
ンジスタTr1 に印加される。演算増幅器85の出力波
形が正のときはトランジスタTr1 がオンする。このト
ランジスタTr1 がオンすると、トランジスタTr3
びTr4 もオンして図6に示す矢印A1 、A2 方向に電
流が流れる。
【0071】上記のように電圧制御手段としてのトラン
ジスタTr1 、Tr3 、Tr4 が作動することによって
出力端子TP2 には入力信号が例えば1Vのときは約1
00Vの出力が出力されることとなる。このような位置
制御手段を用いることによって入力信号を制御すればク
ランプ部材の開閉プロファイルを容易に制御することが
できる。
【0072】また、図7(d)乃至(f)に示すような
負極性の波形が用いられる場合、すなわちトランジスタ
Tr2 は、演算増幅器85の出力波形が負となると、オ
ンする。このトランジスタTr2 がオンすると、トラン
ジスタTr5 及びTr6 がオンとなって矢印A3 、A4
のように電流が流れる。
【0073】そして、上記と同様に電圧制御手段として
のトランジスタTr2 、Tr5 、Tr6 が作動すること
によって出力端子TP2 には入力信号が例えば−1Vの
ときは約−100Vの出力が出力されることとなる。こ
のような位置制御手段を用いることによって入力信号を
制御すればクランプ部材の開閉プロファイルを容易に制
御することができる。
【0074】このようにクランプ部材の開閉プロファイ
ルを制御することによってクランプ部材の開閉位置、速
度及び力を制御することができる。すなわち図7(a)
乃至(c)に示すような任意の波形を用いて電圧を上げ
ることによって位置、速度を変えることができるが、逆
にワイヤをクランプする時に電圧を下げることによって
力を制御することができる。つまり、例えば図7(a)
に示すような波形で示すように閉の状態から開のときに
は急峻なスピードでクランプ部材を開き、逆に閉じる時
には例えば図7(f)に示すような波形(この場合は正
極性で用いる)を用いて滑らかな閉じ方をするなどして
振動等を抑え、更にワイヤに接触した時点で更に電圧を
下げることによってクランプ力を制御することができ
る。要するに、本発明に係る開閉プロファイルを制御す
る入力信号としては図7(a)乃至(f)に示すような
任意の波形を用い、またそれらの波形を組み合わせて最
適な入力波形を用いることができる。
【0075】上記したように、当該ワイヤクランプ機構
81においては、変位手段としての圧電素子50が位置
制御手段によって駆動制御され、クランプ部材31、3
2の開閉プロファイル、すなわち位置、速度及び力の制
御がなされる。従って、ワイヤ9の把持及びその解除は
極めて高精度且つ効率的に行われ、ワイヤボンディング
作業の高能率化が達成される。
【0076】なお、上記した位置制御手段による開閉プ
ロファイルの制御は、図3に示したワイヤクランプ機構
5や、後述する第3実施例としてのワイヤクランプ機構
にも適用可能である。
【0077】図8は本発明の第3実施例としてのワイヤ
クランプ機構91を示すものであり、続いてこのワイヤ
クランプ機構91について説明する。このワイヤクラン
プ機構91も、図3に示したワイヤクランプ機構5に代
えて、図1に示すワイヤボンディング装置に装備するこ
とができるものである。
【0078】図示のように、当該ワイヤクランプ機構9
1も、ワイヤ9を把持する把持部131a、132aが
各々の先端部に設けられた一対のクランプ部材131及
び132を有している。これらクランプ部材131、1
32は双方共に揺動自在となされている。当該ワイヤク
ランプ機構91はベース135を備えており、一対の取
付板136及び137が該ベース135の一端側とくび
れ部136a、137aを介して一体に形成され、両ク
ランプ部材131、132は各々、該取付板136、1
37に対してねじ139により締結されている。すなわ
ち、両クランプ部材136及び137は、該両くびれ部
136a、137aの可撓性を利用して、各取付板13
6、137と一体に揺動(図8において矢印F5 にて示
している)する。
【0079】なお、図から明らかなように、上記各ねじ
139が挿通されるべく両クランプ部材131及び13
2に形成されたねじ挿通孔131b、132bは長孔で
あり、該各ねじ挿通孔は夫々同じ向きに伸長している。
従って、各ねじ139を緩めることによって両クランプ
部材131、132の位置を相互近接離間方向において
調節することができる。
【0080】上記ベース135を左右から挟むように一
対のアーム部材141及び142が配置されている。図
から明らかなように、これらアーム部材141、142
は略C字状に屈曲成形されており、各々その一端部近傍
にてベース135に対してくびれ部141a、142a
を介して一体に連結されている。すなわち、両アーム部
材141、142はこのくびれ部141a、142aの
可撓性によって揺動自在である。そして、該両アーム部
材141、142の他端は、上記両クランプ部材13
1、132の自由端部に結合されている。
【0081】上記ベース135の中央には開口部135
aが形成されており、この開口部135a内に、変位手
段、すなわち駆動手段としての圧電素子145が配設さ
れている。該圧電素子145の一端はベース135に形
成されたくびれ部135cに連結されている。そして、
該圧電素子145の他端には、上記両アーム部材14
1、142の各一端に対してくびれ部141c、142
cを介して一体に連結された結合片147が、くびれ部
147aを介して連結されている。
【0082】上記の圧電素子145は、これに電圧を印
加するとその電圧に比例して伸縮を行い、両アーム部材
141、142、従って両クランプ部材131、132
に対して駆動力を付与する。
【0083】上記両アーム部材141、142及び両ク
ランプ部材131、132は、上記圧電素子145に電
圧が印加されていない状態、すなわち伸びも縮みも生じ
ていない状態において、図8で二点鎖線にて示す開位置
に位置するように設定される。
【0084】なお、図8において、参照符号150は、
所定の粘弾性を有するシリコンであり、該シリコン15
0は、圧電素子145を挿通すべくベース135に形成
された開口部135a内、並びに、ベース135と両ア
ーム部材141、142との間に充填され、前述した両
取付板136、137にも達している。このシリコン1
50は、その弾性によって両アーム部材141、142
及び両クランプ部材131、132を開方向に向けて付
勢すると共に、当該ワイヤクランプ機構91の作動時に
発生する振動を制する作用をなす。
【0085】上記した構成のワイヤクランプ機構91に
おいては、電圧の印加による圧電素子145の作動、具
体的には伸び変位によって両アーム部材141、142
及び両クランプ部材131、132が閉方向に揺動(図
8において実線で示している)せしめられ、両クランプ
部材131、132の把持部131a、132aがワイ
ヤ9を把持する。そして、圧電素子145への給電が断
たれると該圧電素子145は元の長さに戻り、両アーム
部材141、142及び両クランプ部材131、132
も該圧電素子145によって引かれ、且つシリコン15
0の弾発力によって開位置へと揺動させられる。
【0086】これまでの説明から、当該ワイヤクランプ
機構91においては、圧電素子145の伸び変位によっ
て両クランプ部材131、132が閉方向に揺動するよ
うになされている。かかる構成によれば、ワイヤ9が無
い状態で両クランプ部材131、132が閉方向の揺動
限界位置に達した時点における該両クランプ部材13
1、132の把持部131a、132a間の隙間(後
述)の調整(当業者間においてはこの調整を面出しと称
している)について、煩雑な機械的調整を何等必要とし
ない。
【0087】何となれば、両クランプ部材131、13
2の閉方向への作動は圧電素子145により付与される
押圧力によってなされる故、該圧電素子145に加える
電圧を適宜調節すれば該両クランプ部材131、132
の閉方向揺動限界位置、従って両クランプ部材131、
132の把持部131a、132a間の隙間を高い精度
を以て設定し得るからである。
【0088】上記構成により、クランプ力の調整は、熟
練を要すことなく、しかも短時間にて簡単且つ高精度に
行うことができ、作業能率が向上する。
【0089】上記のようにして設定すべき両把持部13
1a、132a間の隙間を、図9において記号eにて示
している。この隙間eは、ワイヤ9の線径dよりも所定
量α1 +α2 だけ小さくなるように設定される。すなわ
ち、該両把持部131a、132aがワイヤ9を把持し
た状態において、両クランプ部材131、132の自由
端部が夫々α1 、α2 ずつ撓み、この撓みに基づく弾発
力がクランプ力となる訳である。
【0090】次に、前述した圧電素子145の変位量及
び変位力の増減をなすべく当該ワイヤクランプ機構91
が備える機能について説明する。この増減の作用は、両
クランプ部材131及び132、並びに両アーム部材1
41、142がなす。但し、当該ワイヤクランプ機構9
1は左右対称に形成されている故、片側のクランプ部材
132及びアーム部材142についてのみ説明し、他側
に関する説明は省略する。
【0091】まず、アーム部材142の増減作用につい
て説明する。
【0092】図8において、該アーム部材142に対す
る圧電素子145による駆動力付与点は、クランプ部材
132に対する該アーム部材142の結合点142eと
該アーム部材142の揺動支点であるくびれ部142a
との間に設定されている。
【0093】詳しくは、図示のように、アーム部材14
2に対する圧電素子145の駆動力付与点であるくびれ
部142cは、クランプ部材132に対する該アーム部
材142の結合点142eと揺動支点であるくびれ部1
42aとを結ぶ仮想直線161に対して交差する方向に
おいて、該くびれ部142aから距離n4 の位置に設定
されている。これは、該揺動支点(くびれ部142a)
を中心として該距離n4 を半径とする仮想円162を描
くことによって明らかなように、該アーム部材142を
梃子として該揺動支点周りのモーメントを考えれば、圧
電素子145の駆動力は上記仮想直線161上で該揺動
支点から該距離n4 の位置に加えられることと等価とな
る。
【0094】上記構成では、アーム部材142を梃子と
して置き換えてみた場合、クランプ部材132に対する
該アーム部材142の結合点142eが作用点、揺動支
点であるくびれ部142aが支点、駆動力付与点として
のくびれ部142cが力点となる。この構成において、
該作用点の、支点からの距離をN4 とすれば、変位手段
としての圧電素子145の変位量及び変位力について、
梃子としてその増減をなす該アーム部材142による増
減比は、N4 /n4 となる。但し、ここで言う増減の意
味は、前述の通りである。
【0095】上記構成によれば、圧電素子145の変位
量及び変位力は夫々、アーム部材142によって上記の
倍加比N4 /n4 を以て増減せしめられてクランプ部材
132に伝達される。
【0096】続いて、クランプ部材132による変位量
及び変位力の増減作用に関して説明する。
【0097】図8において、クランプ部材132に対す
る上記アーム部材142による駆動力付与点は、該クラ
ンプ部材132の揺動支点であるくびれ部137aと把
持部132aとの間に設定されている。
【0098】詳しくは、図示のように、クランプ部材1
32に対するアーム部材142の駆動力付与点である結
合点142eは、該クランプ部材132の把持部132
aと揺動支点であるくびれ部137aとを結ぶ仮想直線
165に対して交差する方向において、該くびれ部13
7aから距離n5 の位置に設定されている。これは、該
揺動支点(くびれ部137a)を中心として該距離n5
を半径とする仮想円166を描くことによって明らかな
ように、該クランプ部材132を梃子として該揺動支点
周りのモーメントを考えれば、アーム部材142の駆動
力は上記仮想直線165上で該揺動支点から該距離n5
の位置に加えられることと等価となる。
【0099】上記構成では、クランプ部材132を梃子
として置き換えてみた場合、該クランプ部材132の把
持部132aが作用点、揺動支点であるくびれ部137
aが支点、駆動力付与点としての結合点142eが力点
となる。この構成において、該作用点の、支点からの距
離をN5 とすれば、アーム部材142の自由端の変位量
及び変位力について、梃子としてその増減をなす該クラ
ンプ部材132による増減比は、N5 /n5 となる。
【0100】上記構成によれば、アーム部材142の自
由端の変位量及び変位力は夫々、クランプ部材132に
よって上記の倍加比N5 /n5 を以て増減せしめられ
る。
【0101】これまでの説明から明らかなように、当該
ワイヤクランプ機構91においては、変位手段たる圧電
素子145の変位量及び変位力を増減して各クランプ部
材131、132に伝える増減手段として作用するアー
ム部材141、142を備えている。
【0102】すなわち、クランプ部材131及び132
自体が梃子であり、圧電素子145の変位量及び変位力
の増減をなす増減手段として作用するのに加え、更なる
増減手段(アーム部材141、142)を付加している
のである。この構成によれば、ワイヤクランプ機構91
全体としての増減比、すなわち、圧電素子145の変位
量及び変位力に対するクランプ部材131、132の把
持部131a、132aのそれの増減比は、梃子である
クランプ部材131、132による増減比N4/n4
新たに付加した増減手段による増減比N5 /n5 との
積、すなわちN4・N5 /n4 ・n5 として得られる。
故に、ワイヤクランプ機構91全体としての増減比が多
様化され、把持力設定の自由度が高まっている。
【0103】なお、圧電素子145の変位量及び変位力
を増減して各クランプ部材131、132に伝える増減
手段としては他にも種々考えられるが、単純な梃子の構
造を有するアーム部材141、142を増減手段として
採用したことによって、ワイヤクランプ機構91全体と
しての構造が簡単となっている。
【0104】また、本発明は、前述した各実施例の構成
に限らず、これら各実施例が含む構成を互いに組み合わ
せたり、応用させ合うことなどにより、多岐にわたる構
成を実現できるものである。
【0105】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるワイ
ヤクランプ機構及びワイヤボンディング装置において
は、ワイヤを把持するための一対のクランプ部材につい
て、その各々の作動ストロークが異なるようになされて
いる。すなわち、いずれか一方のクランプ部材の作動ス
トロークを他方よりも小さく設定することである。かか
る構成によれば、このストロークの小さなクランプ部材
の揺動速度は遅くなり、その結果、両クランプ部材がワ
イヤを把持する際の衝突エネルギーはその分小さくなっ
て衝撃力は緩和される。よって、ワイヤの損傷が防止さ
れ、また、両クランプ部材の把持部は摩耗し難くなって
寿命が長くなる。また、衝撃が緩和されることによっ
て、振動、すなわちバウンド(bound)か発生して
もその振幅は極く小さくなり、直ちに消滅し、把持動作
毎のフィード量はバウンドの影響を受けることがなく、
バラつかず常に一定となる。次に、本発明に係る他のワ
イヤクランプ機構及びワイヤボンディング装置において
は、変位手段(例えば圧電素子)が位置制御手段によっ
て駆動制御され、以て、クランプ部材の開閉プロファイ
ル、すなわち位置、速度及び力の制御がなされる。従っ
て、ワイヤの把持及びその解除は極めて高精度且つ効率
的に行われ、ワイヤボンディング作業の高能率化が達成
される。また、本発明に係る更に他のワイヤクランプ機
構及びワイヤボンディング装置においては、変位手段の
変位量及び変位力を増減して各クランプ部材に伝える増
減手段を備えている。すなわち、クランプ部材自体が梃
子であり、変位手段の変位量及び変位力の増減をなす増
減手段として作用するのに加え、更なる増減手段を付加
しているのである。この構成によれば、ワイヤクランプ
機構全体としての増減比、すなわち、変位手段の変位量
及び変位力に対するクランプ部材のワイヤ把持部のそれ
の増減比は、梃子であるクランプ部材による増減比と新
たに付加した増減手段による増減比との積として得られ
る。故に、ワイヤクランプ機構全体としての増減比が多
様化され、把持力設定の自由度が高まっている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1実施例としてのワイヤボ
ンディング装置の要部の、一部断面を含む側面図であ
る。
【図2】図2は、図1に関するA−A矢視図である。
【図3】図3は、図1に示したワイヤボンディング装置
が具備するワイヤクランプ機構の平面図である。
【図4】図4は、図1乃至図3に示したワイヤボンディ
ング装置の動作の工程を示す図である。
【図5】図5は、本発明の第2実施例としてのワイヤク
ランプ機構の平面図である。
【図6】図6は、本発明の実施例としての位置制御手段
の構成を示す回路図である。
【図7】図7(a)乃至(f)は、図6に示すTP1
印加される入力波形の一例を示す図である。
【図8】図8は、本発明の第3実施例としてのワイヤク
ランプ機構の平面図である。
【図9】図9は、図8に示したワイヤクランプ機構の一
部の拡大図である。
【図10】図10は、従来のワイヤクランプ機構の平面
図である。
【符号の説明】
4 キャピラリ(ボンディングツール) 5、81、91 ワイヤクランプ機構 9 ワイヤ 31、32、131、132 クランプ部材 31a、32a、131a、132a (クランプ部
材31、32、131、132の)把持部 50、145 圧電素子(変位手段) 56、150 シリコン 71 ICチップ 72 ボンディングステージ 76 ボンディング手段 77 リード 141、142 アーム部材(増減手段)

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 双方共に揺動自在にしてワイヤを把持す
    るための一対のクランプ部材と、該クランプ部材を作動
    させる駆動手段とを備え、該駆動手段は該クランプ部材
    に対して駆動力を付与する変位手段からなり、該クラン
    プ部材各々の作動ストロークが異なるようになされてい
    ることを特徴とするワイヤクランプ機構。
  2. 【請求項2】 前記クランプ部材各々のワイヤ把持部、
    揺動支点及び駆動力付与点は梃子としての作用点、支点
    及び力点であり、夫々のクランプ部材の梃子としての倍
    加比が異なることを特徴とする請求項1記載のワイヤク
    ランプ機構。
  3. 【請求項3】 ボンディングツールを用いてワイヤを被
    ボンディング部品に接続し、ワイヤクランプ機構によっ
    て該ワイヤを把持することにより該ワイヤをカットする
    ワイヤボンディング装置において、前記ワイヤクランプ
    機構は、双方共に揺動自在にしてワイヤを把持するため
    の一対のクランプ部材と、該クランプ部材を作動させる
    駆動手段とを備え、該駆動手段は該クランプ部材に対し
    て駆動力を付与する変位手段からなり、該クランプ部材
    各々の作動ストロークが異なるようになされていること
    を特徴とするワイヤボンディング装置。
  4. 【請求項4】 双方共に揺動自在にしてワイヤを把持す
    るための一対のクランプ部材と、該クランプ部材を作動
    させる駆動手段とを備え、該駆動手段は該クランプ部材
    に対して駆動力を付与する変位手段からなり、該変位手
    段は位置制御手段により駆動制御されて前記クランプ部
    材の開閉プロファイルを制御するようにしたことを特徴
    とするワイヤクランプ機構。
  5. 【請求項5】 ボンディングツールを用いてワイヤを被
    ボンディング部品に接続し、ワイヤクランプ機構によっ
    て該ワイヤを把持することにより該ワイヤをカットする
    ワイヤボンディング装置において、前記ワイヤクランプ
    機構は、双方共に揺動自在にしてワイヤを把持するため
    の一対のクランプ部材と、該クランプ部材を作動させる
    駆動手段とを備え、該駆動手段は該クランプ部材に対し
    て駆動力を付与する変位手段からなり、該変位手段は位
    置制御手段により駆動制御されて前記クランプ部材の開
    閉プロファイルを制御するようにしたことを特徴とする
    ワイヤボンディング装置。
  6. 【請求項6】 双方共に揺動自在にしてワイヤを把持す
    るための一対のクランプ部材と、該クランプ部材を作動
    させる駆動手段とを備え、該駆動手段は該クランプ部材
    に対して駆動力を付与する変位手段からなり、該変位手
    段の変位量及び変位力を増減して伝える増減手段を有す
    ることを特徴とするワイヤクランプ機構。
  7. 【請求項7】 前記変位手段は梃子部材からなり、該梃
    子部材の力点に前記変位手段が連結され、同作用点が前
    記クランプ部材の自由端部に結合されていることを特徴
    とする請求項6記載のワイヤクランプ機構。
  8. 【請求項8】 ボンディングツールを用いてワイヤを被
    ボンディング部品に接続し、ワイヤクランプ機構によっ
    て該ワイヤを把持することにより該ワイヤをカットする
    ワイヤボンディング装置において、前記ワイヤクランプ
    機構は、双方共に揺動自在にしてワイヤを把持するため
    の一対のクランプ部材と、該クランプ部材を作動させる
    駆動手段とを備え、該駆動手段は該クランプ部材に対し
    て駆動力を付与する変位手段からなり、該変位手段の変
    位量及び変位力を増減して伝える増減手段を有すること
    を特徴とするワイヤボンディング装置。
JP22105995A 1995-08-07 1995-08-07 ワイヤクランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置 Expired - Fee Related JP3397951B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22105995A JP3397951B2 (ja) 1995-08-07 1995-08-07 ワイヤクランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22105995A JP3397951B2 (ja) 1995-08-07 1995-08-07 ワイヤクランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0951013A true JPH0951013A (ja) 1997-02-18
JP3397951B2 JP3397951B2 (ja) 2003-04-21

Family

ID=16760855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22105995A Expired - Fee Related JP3397951B2 (ja) 1995-08-07 1995-08-07 ワイヤクランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3397951B2 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020036875A (ko) * 2000-11-11 2002-05-17 서경석 와이어 본더용 와이어 클램핑 장치
JP2011049498A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Kaijo Corp クランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置
CN114433993A (zh) * 2022-03-07 2022-05-06 深圳市泰达智能装备有限公司 切刀调节装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020036875A (ko) * 2000-11-11 2002-05-17 서경석 와이어 본더용 와이어 클램핑 장치
JP2011049498A (ja) * 2009-08-28 2011-03-10 Kaijo Corp クランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置
CN114433993A (zh) * 2022-03-07 2022-05-06 深圳市泰达智能装备有限公司 切刀调节装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3397951B2 (ja) 2003-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0406351A1 (en) ULTRASONIC LASER WELDING.
JP3245445B2 (ja) ワイヤボンデイング装置
TW201841273A (zh) 引線接合裝置和半導體裝置的製造方法
JP3397951B2 (ja) ワイヤクランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置
WO2015125671A1 (ja) 半導体装置の製造方法及びワイヤボンディング装置
US5626276A (en) Linkage drive mechanism for ultrasonic wirebonding
JPH0927511A (ja) ワイヤクランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置
JPH0951012A (ja) ワイヤクランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置
JP3742359B2 (ja) ボンディング装置
KR102360298B1 (ko) 다수의 액추에이터를 갖는 와이어 접합 장치
CN113767458A (zh) 打线接合装置
JP2618279B2 (ja) ワイヤボンディング装置
JP2981951B2 (ja) ワイヤボンデイング装置
JP2866266B2 (ja) ワイヤボンディング装置
JPH09191023A (ja) ワイヤボンディング装置
JP2007173355A (ja) ワイヤボンディング装置
JPH1145912A (ja) バンプ付電子部品のボンディング装置およびボンディング方法
JP3409683B2 (ja) バンプ付電子部品のボンディングツールおよびボンディング装置
JPH10242196A (ja) ワイヤボンディング装置
JPH0541550Y2 (ja)
JPH09260415A (ja) ワイヤボンディング装置およびその制御方法
JPH09129664A (ja) ワイヤボンディング装置及びワイヤボンディング方法
JPH0878417A (ja) バンプ形成装置
JPH09260417A (ja) 導電性ボールの接合方法及び導電性ボールの接合装置
JPH0482056B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees