JPH10242191A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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JPH10242191A
JPH10242191A JP9043825A JP4382597A JPH10242191A JP H10242191 A JPH10242191 A JP H10242191A JP 9043825 A JP9043825 A JP 9043825A JP 4382597 A JP4382597 A JP 4382597A JP H10242191 A JPH10242191 A JP H10242191A
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bonding tool
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Tsuyoshi Sato
強 佐藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ＸＹテーブル機構に対する搭載重量を軽減化し
て、より高速なボンディング作用を可能とし、テーブル
機構の耐久性と位置決め精度の向上およびインデックス
タイムの短縮化を図れるワイヤボンディング装置を提供
する。 【解決手段】ボンディングツール９と、超音波ホーン７
と、超音波振動子８およびこれらを駆動するアクチュエ
ータ６が搭載配置される第１のＸＹテーブル機構１と、
ワイヤクランパ１０、電気トーチ１１、鏡筒１２、ＣＣ
Ｄカメラ１３、照明灯１４およびその他の構成要素が搭
載配置される第２のＸＹテーブル機構２とを具備した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば半導体装
置の組立工程において、半導体素子の電極部とリードフ
レームとをワイヤによって接続するワイヤボンディング
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の組立工程途中において、半
導体素子の電極部とリードフレームとを、たとえば金ワ
イヤによって接続するための装置として、ワイヤボンデ
ィング装置が用いられる。
【０００３】このワイヤボンディング装置は、ワイヤ繰
り出し装置から繰り出されたワイヤを、ワイヤクランパ
が所定位置でクランプもしくはワイヤを開放し、かつ揺
動駆動する。
【０００４】このワイヤクランパとともにボンディング
ツールが揺動して、ワイヤの先端部に形成されるボール
を第１ボンディング部位である半導体素子の電極部に押
圧し、このボンディング部位に溶着する。
【０００５】そして、ボンディングツールはワイヤの中
途部を第２のボンディング部位であるリードフレームに
押圧する。その姿勢を保持して、ボンディングツールに
接続される超音波ホーンが超音波振動をなし、ワイヤ中
途部をリードフレームに溶着する。
【０００６】つぎに、上記クランパがワイヤを引っ張っ
て、溶着部位から切断する。このワイヤの切断した端部
に電気トーチを接触して加熱し、ボールを形成する。そ
して上述の作用に戻り、かつ繰り返す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように作用するワ
イヤボンディング装置であり、装置構成部品として上述
のもののほか、ボンディングツールとワイヤクランパを
揺動駆動する揺動アームと、第１，第２のボンディング
部位を認識する鏡筒や、この鏡筒の認識状態を撮像する
ＣＣＤカメラ、認識部分を照明する照明灯などを具備し
ている。
【０００８】従来のワイヤボンディング装置において
は、これら全ての構成部品を１つのＸＹテーブルに搭載
して、上述した作用をなしている。そのため、装置構成
の簡素化を得られるが、反面、ＸＹテーブルの搭載重量
が大となり、テーブルの運動負荷が大きくなってしま
い、ボンディング作用の高速化を妨げる原因の一つとな
っている。
【０００９】そして、ＸＹテーブル上の全ての構成部品
を集合したボンディングヘッド部は、ＸＹテーブル面か
らの重心位置の高さが大で、ＸＹ平面内の高速移動時に
発生する加速度によって大きなモーメントが発生してし
まう。
【００１０】このような大きなモーメントの発生は、ボ
ンディングヘッド、あるいはＸＹテーブルの変形につな
がり、ボンディング精度に悪影響を与えるという不具合
がある。
【００１１】一方、上述したように、超音波振動をボン
ディングツールに供給するために、図１０に示すよう
に、超音波発振器Ｍ、超音波振動子Ｎおよび超音波ホー
ンＨが必要である。ボンディングツールＴは、上記超音
波ホーンＨの先端部に、超音波ホーンの軸方向caとは直
交する軸方向cbに設定されて取付けられる。
【００１２】上記ボンディングツールＴを高速で位置決
めするためには、ツールが取付けられている超音波ホー
ンＨと超音波振動子Ｎとを高速で移動しなければならな
い。したがって、これら超音波ホーンＨと超音波振動子
Ｎおよび超音波発振器Ｍに対する大きな推力が必要とな
り、アクチュエータが大型化してしまう。
【００１３】さらに、超音波振動は、超音波振動子Ｎと
超音波ホーンＨの中心軸ca方向に沿う、一方向にしか供
給されない。その結果、被接合物の方向によっては接合
強度に差異が生じるという不具合がある。
【００１４】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
ものであり、その第１の目的とするところは、ＸＹテー
ブル機構を２組揃え、必要な構成部品を分散して搭載す
ることにより、個々のテーブル機構に対する搭載重量を
軽減化して、より高速なボンディング作用を可能とし、
テーブル機構の耐久性と位置決め精度の向上およびイン
デックスタイムの短縮化を図れるワイヤボンディング装
置を提供しようとするものである。
【００１５】第２の目的とするところは、ボンディング
ツールに超音波振動を供給するための超音波振動子と超
音波ホーンを不要とし、ボンディングヘッドの小型・軽
量化を図るとともに慣性モーメントの低減による位置決
めの高速化と高精度を得る。そして、Ｘ方向とＹ方向と
の超音波出力に差を持たせ、接合強度のばらつきを解消
して製品の信頼度の向上を得るワイヤボンディング装置
を提供しようとするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の第１の目的を満足
するため、第１の発明のワイヤボンディング装置は、請
求項１として、繰り出されたワイヤを所定位置でクラン
プもしくは開放するワイヤクランパと、ワイヤを挿通す
るとともに挿通されたワイヤの先端部に形成されるボー
ルを第１ボンディング部位に押圧して溶着するととも
に、ワイヤの中途部を第２のボンディング部位に押圧す
るボンディングツールと、このボンディングツールに超
音波振動を加えてワイヤ中途部を第２ボンディング部位
に溶着する超音波ホーンおよび超音波振動子と、第２ボ
ンディング部位の溶着部分から切断され前記ボンディン
グツールから突出しているワイヤ先端部を加熱してボー
ルを形成する電気トーチと、各ボンディング部位を認識
する鏡筒と、この鏡筒の認識範囲を撮像するＣＣＤカメ
ラと、上記鏡筒の認識部分を照明する照明灯を具備した
ワイヤボンディング装置において、上記ボンディングツ
ール、上記超音波ホーン、上記超音波振動子およびこれ
らを駆動するアクチュエータが搭載配置される第１のＸ
Ｙテーブル機構と、上記ワイヤクランパ、上記電気トー
チ、上記鏡筒、上記ＣＣＤカメラ、上記照明灯およびそ
の他の構成要素が搭載配置される第２のＸＹテーブル機
構とを具備したことを特徴とする。
【００１７】請求項２として、請求項１記載のワイヤボ
ンディング装置において、上記第１のＸＹテーブル機構
および第２のＸＹテーブル機構は、それぞれ第１の制御
回路および第２の制御回路によって制御され、これら第
１の制御回路と第２の制御回路は、中央制御回路によっ
て制御されることを特徴とする。
【００１８】上記の第２の目的を満足するため、第２の
発明のワイヤボンディング装置は、請求項３として、Ｘ
Ｙ平面上を移動可能なＸＹテーブルと、このＸＹテーブ
ルに搭載され挿通されたワイヤをボンディング部位に押
圧するボンディングツールを具備したボンディングヘッ
ド部と、上記ＸＹテーブルを介して上記ボンディングツ
ールを超音波振動させ、ボンディングツールによるワイ
ヤのボンディング作用をなす超音波モータとを具備した
ことを特徴とする。
【００１９】請求項４として、請求項３記載のワイヤボ
ンディング装置において上記超音波モータは、上記ＸＹ
テーブルをＸ軸方向に超音波振動させる第１の超音波モ
ータ、およびＸＹテーブルをＹ軸方向に超音波振動させ
る第２の超音波モータであることを特徴とする。
【００２０】請求項５として、請求項３記載のワイヤボ
ンディング装置において上記超音波モータは、この超音
波モータの駆動によって発生する推力を、上記ＸＹテー
ブルに連結された連結体を介して伝達することを特徴と
する。
【００２１】請求項６として、請求項３記載のワイヤボ
ンディング装置において上記ＸＹテーブルは、その下面
側から高圧エアーを噴出してエアー浮上させる空気軸受
け部によって支持されることを特徴とする。
【００２２】請求項７として、請求項３記載のワイヤボ
ンディング装置において上記ＸＹテーブルは、その下面
側に磁気反発作用によって磁気浮上させる磁気軸受け部
によって支持されることを特徴とする。
【００２３】以上のごとき課題を解決する手段を採用す
ることにより、第１の発明では、ＸＹテーブル機構を２
つ揃え、必要な構成部品を分散して搭載するので、個々
のテーブルに対する搭載重量が軽減して、より高速に作
用でき、テーブル機構の耐久性と位置決め精度の向上お
よびインデックスタイムの短縮化を図れる。
【００２４】第２の発明では、ボンディングツールに超
音波振動を供給するための超音波振動子と超音波ホーン
を不要とし、ボンディングヘッドの小型・軽量化を図
り、慣性モーメントの低減による位置決めの高速化と高
精度を得る。そして、ＸＹ方向の超音波出力に差を持た
せることが可能で、接合強度のばらつきを解消して製品
の信頼度の向上をなす。
【００２５】
【発明の実施の態様】以下、本発明の一実施例を、図面
を参照して説明する。図１に示すように、図中１は第１
のＸＹテーブル機構であり、２は第２のＸＹテーブル機
構である。
【００２６】これら第１，第２のＸＹテーブル機構１，
２は、互いに所定間隔を存して対向する位置に配置され
ている。第１，第２のＸＹテーブル機構１，２には、加
熱体３を収容する作業台４が配置される。
【００２７】上記第１のＸＹテーブル機構１には、ボン
ディングヘッド５と、このボンディングヘッド５にアク
チュエータ６を介して取付けられる超音波ホーン７と、
この超音波ホーン７の一端部に接続される超音波振動子
８および他端部に設けられるボンディングツール９が搭
載される。
【００２８】上記第２のＸＹテーブル機構２には、ワイ
ヤクランパ１０と、電気トーチ１１と、鏡筒１２と、Ｃ
ＣＤカメラ１３と、照明灯１４および図示しないワイヤ
繰り出し装置やワイヤガイドなど、その他の構成要素が
取付けられた支柱１５が搭載されている。
【００２９】上記作業台４上には、被接合物Ｓが載置さ
れる。上記被接合物Ｓは、ここでは図示しない搬送路に
よって互いに別方向から搬送される半導体チップとリー
ドフレームであり、後述するようにボンディング作用が
終了すると、このリードフレームと接続された半導体チ
ップが作業台４上から搬出され、新たな半導体チップと
リードフレームが搬入されるようになっている。
【００３０】このようにして構成されるワイヤボンディ
ング装置は、図２に示すような電気制御系統を備えてい
る。すなわち、中央制御部１６を備えるとともに、この
中央制御部１６から２系統の制御系統が接続される。
【００３１】その一方は、第１の制御回路１７を介して
上記第１のＸＹテーブル機構１を制御する系統であり、
他方は第２の制御回路１８を介して第２のＸＹテーブル
機構２を制御する系統である。
【００３２】このようなワイヤボンディング装置は、図
１（Ｂ）の状態で作用する。また、実際のボンディング
作用は、図３に示すようになる。なお、上記ワイヤクラ
ンプ１０は、ここでは上クランプ１０ａと、下クランプ
１０ｂとに別個に示す。１６は、上記第２のＸＹテーブ
ル機構２に搭載される構成要素である板バネからなるワ
イヤガイドであり、図１では省略してある。
【００３３】上記被接合物Ｓは、ここでは半導体チップ
２０と、リードフレーム３０とで表し、上記半導体チッ
プ２０の電極部２０ａとリードフレーム３０とをワイヤ
Ｗで接続するものとする。
【００３４】図中（Ａ）で、上クランパ１０ａが閉じて
ワイヤＷに適当な摩擦力を加える。下クランパ１０ｂは
解放し、ボンディングツール９とともに半導体チップ２
０の電極部２０ａに対向する第１ボンディング位置にあ
る。
【００３５】なお、ボンディングツール９先端とワイヤ
Ｗ端部とはある程度の距離があり、ワイヤ先端にはボー
ル２１が形成されている。（Ｂ）で、下クランパ１０ｂ
とともにボンディングツール９が下降し、この先端にボ
ール２１を位置させる。このとき、上クランパ１０ａは
ワイヤＷに対し継続して適当な摩擦力を与えていて、そ
れがバックテンションとなる。
【００３６】（Ｃ）で、上クランパ１０ａがワイヤＷを
完全に解放する。ボンディングツール９は下クランパ１
０ｂとともに下降して、この先端が半導体チップ２０の
電極部２０ａに当接してボール２１を電極部に圧着す
る。すなわち、第１ボンディング作用がなされる。
【００３７】（Ｄ）で、下クランパ１０ｂとともにボン
ディングツール９が上昇する。そして、ボンディングツ
ール９はリードフレーム３０のボンディング位置に対向
する第２ボンディング位置に移動する。
【００３８】（Ｅ）および（Ｆ）で、下クランパ１０ｂ
とともにボンディングツール９が下降する。上，下クラ
ンパ１０ａ，１０ｂともに、ワイヤＷに対する解放状態
が継続される。
【００３９】（Ｆ）で、ボンディングツール９の先端が
リードフレーム３０をワイヤＷを介して押圧する。この
ときボンディングツール９に超音波振動が加えられ、ツ
ール端部が当接するワイヤＷ部分を溶融してリードフレ
ーム３０に溶着する。すなわち、第２ボンディング作用
がなされる。
【００４０】（Ｇ）で、下クランパ１０ｂが閉成し、ワ
イヤＷを拘束する。この状態のまま下クランパ１０ｂお
よびボンディングツール９が上昇する。したがって、リ
ードフレーム３０に溶着するワイヤＷ部分が引っ張ら
れ、ついには切断される。
【００４１】（Ｈ）で、下クランパ１０ｂとともにボン
ディングツール９が上昇し、所定位置で停止する。この
状態でボンディングツール９から突出するワイヤＷの先
端にトーチ１１を接し、ボール２１を形成する。これで
ワイヤボンディングの１工程が終了し、先に述べた
（Ａ）の工程に戻る。
【００４２】上記第１のＸＹテーブル機構１と、上記第
２のＸＹテーブル機構２とは、図２に示すように、中央
制御部１６から第１の制御回路１７と第２の制御回路１
８に同時に、かつ別途に送られる制御信号にもとづいて
制御される。
【００４３】具体的には、図４に示すような、ボンディ
ングタイミングチャートにもとづいて制御される。すな
わち、図の上部の変化線Ｊが上記ボンディングツール９
の位置変化曲線である。（イ）の最終位置で上記トーチ
１１がスパークしてワイヤＷの先端にボール２１を形成
する。
【００４４】ボール２１の形成後にボンディングツール
９は降下して、（ロ）位置に至り第１のボンディング工
程に移行するのであるが、この間の降下速度は２段階に
変化している。すなわち、ボール２１形成直後は降下速
度が大、つぎの第１ボンディング位置（ロ）の直前で緩
速度になって、（ロ）位置では停止する。
【００４５】ボンディングツール９が停止した（ロ）位
置で、ボンディングツールの先端が上記ボール２１を押
圧し、ワイヤＷを半導体チップ２０の電極部２０ａにボ
ンディングする第１のボンディング工程をなす。
【００４６】この工程のあと、ボンディングツール９は
一旦上昇し、さらに急降下したあと、緩速度になって
（ハ）位置で停止する。この（ロ）から（ハ）に至る間
に、ワイヤＷはツール９から引き出されてループを形成
する。
【００４７】（ハ）位置では、ボンディングツール９が
ワイヤＷの中途部をリードフレーム３０に押さえ付け、
かつ超音波振動をなしてワイヤＷをリードフレーム３０
にボンディングする第２のボンディング工程である。
【００４８】この工程のあと、ボンディングツール９は
一旦上昇し、その直後に停止する（ニ）位置となる。こ
のとき、ワイヤＷをボンディング位置から切断される。
再びボンディングツール９が上昇して、（イ）位置に至
り、上述の作用を繰り返す。
【００４９】このようなボンディングツール９のタイミ
ングに合わせて第１，第２のＸＹテーブル機構１，２が
作動する。すなわち、第２のＸＹテーブル機構２は、ボ
ンディングツール９が（イ）位置に到着するのとタイミ
ングをとって、上記鏡筒１２およびＣＣＤカメラ１３を
認識位置へ移動するＡのタイミングをとっている。
【００５０】ついで、上記第２のＸＹテーブル機構２が
上記トーチ１１をワイヤＷ先端部に接触すべく移動する
Ｂのタイミングに合わせて、第１のＸＹテーブル機構１
はボンディングツール９を第１ボンディング位置に対向
すべくａのタイミングで移動する。
【００５１】トーチ１１がワイヤＷの先端部にボール２
１を形成したら、第２のＸＹテーブル機構２のみ移動す
るＣのタイミングとなる。第２のＸＹテーブル機構２は
原点に戻る。
【００５２】ボンディングツール９が（ロ）のタイミン
グで第１のボンディング工程をなしたあと、第１のＸＹ
テーブル機構１がボンディングツール９を第２のボンデ
ィング位置に移動するｂのタイミングとなる。このとき
ボンディングツール９からワイヤＷが引き出されてルー
プを形成する。
【００５３】つぎに、第２のＸＹテーブル機構２のみ移
動するＤのタイミングとなる。このとき、原点から第２
のボンディング位置まで移動する。ボンディングツール
９がワイヤＷを切断する（ニ）の位置とタイミングをと
って、第２のＸＹテーブル機構２が移動するＥのタイミ
ングとなる。このとき、ＸＹテーブル機構２は第２のボ
ンディング位置からつぎの第１のボンディング位置まで
移動する。
【００５４】第２のＸＹテーブル機構２のＥの開始から
所定時間あとのタイミングをとって第１のＸＹテーブル
機構１がつぎの第１のボンディング位置まで移動するｃ
のタイミングとなる。
【００５５】以下、第１，第２のＸＹテーブル機構１，
２は、上述のタイミングチャートを繰り返すよう制御さ
れる。このように、１回のワイヤボンディング工程中
で、第１のＸＹテーブル機構１は３回のタイミングをと
って移動制御される。第２のＸＹテーブル機構２は５回
のタイミングをとって移動制御される。
【００５６】しかしながら、これら第１，第２のＸＹテ
ーブル機構１，２は、それぞれ別個に第１，第２の制御
回路１７，１８によって移動タイミングの管理制御がな
される。
【００５７】そして、これら制御回路１７，１８の上位
に中央制御回路１６を備えたので、第１，第２のＸＹテ
ーブル機構１，２は互いに干渉することなく、円滑に移
動する。すなわち、第１のボンディング位置から第２の
ボンディング位置への移動、画像認識位置への移動、放
電位置への移動、ワイヤクランプ位置への移動などであ
る。
【００５８】２組のＸＹテーブル機構１，２によるワイ
ヤボンディング作用であるから、それぞれのテーブル機
構ごとに搭載する構成部品の重量が減少して、ＸＹテー
ブルの移動速度をより高速化でき、インデックスタイム
の短縮を図れる。
【００５９】また、各テーブル機構１，２の積載重量が
減少することにより、個々のＸＹテーブルを高速移動さ
せたときに発生するモーメントが減少し、このモーメン
トが原因となって生じる位置決め精度の悪化を防ぐこと
ができる。
【００６０】また、ボンディング作用に最低限必要な構
成要素であるボンディングツール９、揺動アーム、超音
波ホーン７、超音波振動子８と、それらを移動させるた
めのアクチュエータだけを第１のＸＹテーブル機構に搭
載することによって、このテーブルを大幅に軽量化でき
るとともに極限まで高速化を図れる。
【００６１】一方、鏡筒１２やＣＣＤカメラ１３など重
心位置が高いものが搭載される第２のＸＹテーブル機構
２は、１回のボンディング工程中で搭載要素が必要とな
るのはそれぞれ一回だけなので、第１のＸＹテーブル機
構１よりも低速で駆動することができる。そのため、先
のモーメントによる精度の悪化が改善される。
【００６２】なお、上記実施の形態では、ワイヤクラン
パ１０と電気トーチ１１を第２のＸＹテーブル機構２に
備えたが、これに限定されるものではなく、これらワイ
ヤクランパ１０と電気トーチ１１をボンディングツール
９などとともに第１のＸＹテーブル機構１に備えるよう
にしてもよい。
【００６３】なお、上記実施の形態ではボンディングツ
ール９に対して超音波振動を供給する手段として超音波
ホーン７と、超音波振動子８を備えたが、以下に述べる
ような構成であってもよい。
【００６４】すなわち、図５に示すように、ＸＹテーブ
ル５０上にボンディングツール５１に垂直方向の変位を
与えるボンディングヘッド部５２が搭載される。上記Ｘ
Ｙテーブル５０にはまた、Ｘ方向とＹ方向とに案内溝５
３ａ，５３ｂが設けられていて、それぞれの案内溝に第
１の超音波モータ５４と、第２の超音波モータ５５に連
結された連結体である第１のガイド部５６と，第２のガ
イド部５７とが移動自在に掛合している。
【００６５】図６に示すように、ＸＹテーブル５０の下
面側にマグネット５８が埋設されている。さらにこの周
囲には、図示しない高圧エアー源に連通する複数の流出
口５９…が開口していて、ＸＹテーブル５０を支持する
支持台６０に向けて高圧エアーを噴出する、空気軸受け
部を構成する。
【００６６】一方、上記支持台６０の上面には、板状の
磁性体６１が、その上面を露出し、かつ支持台６０の上
面と同一面の状態で埋設される。上記マグネット５８と
磁性体６１とで磁気軸受け部６２が構成される。
【００６７】上記第１，第２の超音波モータ５４，５５
は、従来から広く用いられる電気モータに代る新アクチ
ュエータとして実用化が進められているものである。超
音波モータの基本原理としては、圧電素子で弾性体を振
動させることにより、弾性体に接触する剛体を動かすこ
とである。
【００６８】電気モータと比較して、小型・軽量であ
り、かつ低速域で大きなトルクを発生できる。軸受けが
不要で構造が簡単ですみ、長時間の連続動作でも性能が
変化しないことも確認されている。
【００６９】特に、上記進行波型超音波モータにおいて
は、剛体を回転駆動させるばかりでなく、直線運動も可
能である。すなわち、レールの両端を圧電素子で振動さ
せ、レールに進行波を発生させる。これにより、レール
に接触した固定子（スライダ）を駆動する構成である。
【００７０】このようなワイヤボンディング装置によれ
ば、第１，第２の超音波モータ５４，５５を駆動制御し
てガイド部５６，５７を介してＸＹテーブル５０を移動
し、ボンディングツール５１に対するＸ軸およびＹ軸の
位置決めをなす。
【００７１】上記ＸＹテーブル５０は、複数の流出口５
１…から高圧エアーが支持台６０に向けて噴出してお
り、支持台６０とは極めて狭い間隙ながらエアー浮上し
ている状態にある。
【００７２】しかもＸＹテーブル５０に設けられるマグ
ネット５８と、支持台６０に設けられる磁性体６１とが
互いに磁気的に反発しており、支持台６０に対して磁気
浮上して互いの間隙が保持される。
【００７３】一方、各超音波モータ５４，５５とガイド
部５６，５７とは機械的に連結され、かつガイド部はＸ
Ｙテーブル５０に設けられる案内溝５３ａ，５３ｂ内を
自由に移動できるところから、超音波モータ５４，５５
はＸＹテーブル５０をＸ軸およびＹ軸方向に円滑に移動
できる。
【００７４】上記ボンディングツール５１の位置決めを
なした後、ボンディングヘッド部５２を制御してボンデ
ィングツール５１を所定の姿勢に設定する。そして、第
１，第２の超音波モータ５４，５５から微小変位の超音
波振動を発生させる。
【００７５】この超音波振動が、ガイド部５６，５７、
ＸＹテーブル５０、ボンディングヘッド部５２へ順次伝
達され、ボンディング工程に必要な超音波振動をボンデ
ィングツール５１に供給することになる。
【００７６】すなわち、ボンディングツール５１に超音
波振動を供給するにあたって、先に説明したような、超
音波発振器からの振動によって超音波振動子を伸縮させ
て超音波振動を発生させ、この振動を超音波ホーンによ
って拡大してボンディングツールに供給する構成とは相
違する。
【００７７】上記第１，第２の超音波モータ５４，５５
を用いる構成によれば、図７に示すように、第１の超音
波モータ５４によるＸ軸方向の超音波振動Ｘａと、第２
の超音波モータによるＹ軸方向の超音波振動Ｙａとの出
力に差を持たせることによって、任意の方向に必要な超
音波振動ＸＹａを合成することができる。
【００７８】先に、図１で説明した構成によれば、超音
波ホーン７の軸方向に沿う超音波振動しかなされない。
すなわち、一定方向にしか超音波振動を供給することが
できず、被接合物Ｓの方向によって接合強度に差異が生
じる恐れがある。
【００７９】しかしながら、上記超音波モータ５４，５
５を用いる構成によれば、Ｘ軸とＹ軸の超音波出力に差
を持たせることによって任意の方向に超音波振動を発生
させることができるから、これまで問題となっていた、
方向による接合強度のばらつきを解消でき、製品の信頼
性の向上を得られる。
【００８０】このような理由から、先に説明したＸＹテ
ーブル機構１における超音波振動子８および超音波ホー
ン７を不要とし、上記超音波モータ５４，５５を用いる
構成を採用することにより、ボンディングヘッド部５２
の小型化および軽量化を図るとともに、慣性モーメント
の低減による位置決めの高速化と高精度を得る。
【００８１】また、超音波モータを用いた変形例とし
て、図８および図９に示す構成であってもよい。この場
合は、Ｘ軸テーブル部７０の上にＹ軸テーブル部８０が
載っている、階層構造を採用したＸＹテーブル機構であ
る。Ｘ軸テーブル部７０側の第１の超音波モータ７１に
はガイド部７２が一体に設けられ、Ｘ軸テーブル部７０
に設けられる図示しない案内溝内に掛合している。
【００８２】Ｙ軸テーブル部８０側の第２の超音波モー
タ８１に一体に設けられるガイド部８２は、Ｙ軸テーブ
ル部８０に設けられる案内溝８３内に掛合している。Ｘ
軸テーブル可動部７０Ａは、複数の高圧エアーの流出口
７３…を備えるとともにマグネット７４が設けられる。
一方、Ｘ軸テーブル支持部７０Ｂには、上記マグネット
７４と対向する位置に磁性体７５が設けられていて、Ｘ
軸テーブル可動部７０Ａを浮上した状態で支持すること
は、先に説明した例と同様である。
【００８３】Ｙ軸テーブル部８０については特に図示し
ないが、同様の支持構造が採用されている。そして、Ｘ
軸テーブル部７０とＹ軸テーブル部８０とは被接触式の
エアーガイドあるいは、機械的接触によるガイド機構な
どによって連結される。作用的には、先に説明した例と
全く同様である。したがって同様の作用効果が得られ
る。
【００８４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のワイヤボン
ディング装置によれば、より高速なボンディング作用が
可能となって、テーブル機構の耐久性と位置決め精度の
向上化を得るとともに、インデックスタイムの短縮化を
図れ、接合強度のばらつきを解消して製品の信頼度の向
上が得られるなど、ボンディング性の向上を図れる効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、第１の発明の実施の態様を示す、ワ
イヤボンディング装置の概略の構成図。（Ｂ）は、ワイ
ヤボンディング装置の作用時の状態ず。
【図２】同実施の態様を示す、ワイヤボンディング装置
の電気回路構成図。
【図３】同実施の態様を示す、ボンディング工程を順に
示す説明図。
【図４】同実施の態様を示す、ボンディング工程のタイ
ミングチャート図。
【図５】第２の発明の実施の態様を示す、ワイヤボンデ
ィング装置の概略の斜視図。
【図６】同実施の態様を示す、ワイヤボンディング装置
の一部縦断面図。
【図７】同実施の態様を示す、超音波振動の合成を説明
する図。
【図８】他の実施の態様を示す、ワイヤボンディング装
置の概略の斜視図。
【図９】同実施の態様を示す、ワイヤボンディング装置
の一部縦断面図。
【図１０】従来の実施の形態を示す、ボンディングツー
ルに対する超音波振動供給を説明する図。
【符号の説明】
Ｗ…ワイヤ、 １０…ワイヤクランパ、 ９…ボンディングツール、 ７…超音波ホーン、 ８…超音波振動子、 １１…電気トーチ、 １２…鏡筒、 １３…ＣＣＤカメラ、 １４…照明灯、 １…第１のＸＹテーブル機構、 ２…第２のＸＹテーブル機構、 １７…第１の制御回路、 １８…第２の制御回路、 １６…中央制御回路、 ５０…ＸＹテーブル、 ５１…ボンディングツール、 ５４…第１の超音波モータ、 ５５…第２の超音波モータ、 ５６，５７…ガイド部、 ５９…（高圧エアー）流出口、 ５８…マグネット、 ６１…磁性体、 ６２…磁気軸受け部。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】繰り出されたワイヤを所定位置でクランプ
    もしくは開放するワイヤクランパと、 ワイヤを挿通するとともに挿通されたワイヤの先端部に
    形成されるボールを第１ボンディング部位に押圧して溶
    着するとともに、ワイヤの中途部を第２のボンディング
    部位に押圧するボンディングツールと、 このボンディングツールに超音波振動を加えてワイヤ中
    途部を第２ボンディング部位に溶着する超音波ホーンお
    よび超音波振動子と、 第２ボンディング部位の溶着部分から切断され前記ボン
    ディングツールから突出しているワイヤ先端部を加熱し
    てボールを形成する電気トーチと、 各ボンディング部位を認識する鏡筒と、 この鏡筒の認識範囲を撮像するＣＣＤカメラと、 上記鏡筒の認識部分を照明する照明灯を具備したワイヤ
    ボンディング装置において、 上記ボンディングツール、上記超音波ホーン、上記超音
    波振動子およびこれらを駆動するアクチュエータが搭載
    配置される第１のＸＹテーブル機構と、 上記ワイヤクランパ、上記電気トーチ、上記鏡筒、上記
    ＣＣＤカメラ、上記照明灯およびその他の構成要素が搭
    載配置される第２のＸＹテーブル機構と、を具備したこ
    とを特徴とするワイヤボンディング装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載のワイヤボンディング装置に
    おいて、上記第１のＸＹテーブル機構および第２のＸＹ
    テーブル機構は、 それぞれ第１の制御回路および第２の制御回路によって
    制御され、 これら第１の制御回路と第２の制御回路は、中央制御回
    路によって制御されることを特徴とするワイヤボンディ
    ング装置。
  3. 【請求項３】ＸＹ平面上を移動可能なＸＹテーブルと、 このＸＹテーブルに搭載され挿通されたワイヤをボンデ
    ィング部位に押圧するボンディングツールを具備したボ
    ンディングヘッド部と、 上記ＸＹテーブルを介して上記ボンディングツールを超
    音波振動させ、ボンディングツールによるワイヤのボン
    ディング作用をなす超音波モータと、を具備したことを
    特徴とするワイヤボンディング装置。
  4. 【請求項４】請求項３記載のワイヤボンディング装置に
    おいて上記超音波モータは、 上記ＸＹテーブルをＸ軸方向に超音波振動させる第１の
    超音波モータ、およびＸＹテーブルをＹ軸方向に超音波
    振動させる第２の超音波モータであることを特徴とする
    ワイヤボンディング装置。
  5. 【請求項５】請求項３記載のワイヤボンディング装置に
    おいて上記超音波モータは、 この超音波モータの駆動によって発生する推力を、上記
    ＸＹテーブルに連結された連結体を介して伝達すること
    を特徴とするワイヤボンディング装置。
  6. 【請求項６】請求項３記載のワイヤボンディング装置に
    おいて上記ＸＹテーブルは、 その下面側から高圧エアーを噴出してエアー浮上させる
    空気軸受け部によって支持されることを特徴とするワイ
    ヤボンディング装置。
  7. 【請求項７】請求項３記載のワイヤボンディング装置に
    おいて上記ＸＹテーブルは、 その下面側に磁気反発作用によって磁気浮上させる磁気
    軸受け部によって支持されることを特徴とするワイヤボ
    ンディング装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006111097A1 (fr) * 2005-04-20 2006-10-26 Itm (Shenzhen) Limited Procede de soudure de fils a ultrason et appareil de soudure
CN113767458A (zh) * 2019-08-13 2021-12-07 株式会社新川 打线接合装置
WO2021246396A1 (ja) * 2020-06-05 2021-12-09 株式会社新川 ワイヤボンディング装置

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