JPH10242222A - ボンディング装置 - Google Patents

ボンディング装置

Info

Publication number
JPH10242222A
JPH10242222A JP9044006A JP4400697A JPH10242222A JP H10242222 A JPH10242222 A JP H10242222A JP 9044006 A JP9044006 A JP 9044006A JP 4400697 A JP4400697 A JP 4400697A JP H10242222 A JPH10242222 A JP H10242222A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piezoelectric element
arm
swing
motor
bonding
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.)
Pending
Application number
JP9044006A
Other languages
English (en)
Inventor
Tsuyoshi Sato
強 佐藤
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9044006A priority Critical patent/JPH10242222A/ja
Publication of JPH10242222A publication Critical patent/JPH10242222A/ja
Pending 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
    • H01L2224/74Apparatus 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
    • H01L2224/7825Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301Capillary
    • 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
    • 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
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • 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
    • H01L2924/01019Potassium [K]

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】加工・組立て誤差によるロータマグネットとス
テータコイルの互いの中心位置のずれを吸収し、軸受け
具に対する予圧の大きさを常に一定に保持して、作業効
率の向上を図るとともに生産性の向上に寄与し、機差の
低減を得て、ワークの製品化が安定するボンディング装
置を提供する。 【解決手段】揺動アーム8を駆動する揺動機構Kは、駆
動源としてブラシレスDCモータ31を用いるととも
に、このブラシレスDCモータを構成するロータマグネ
ット32とステータコイル33との相対位置を微調整す
る収縮方向に作用する横効果圧電素子35aと、伸張方
向に作用する縦効果圧電素子35bとを重ね合わせて一
体化した圧電素子35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、半導体素子の電極と、基板の電
極とをワイヤによって接続するワイヤボンディング作用
をなすボンディング装置に係り、特に、ボンディングツ
ールを備えた揺動アームを駆動する揺動機構の改良に関
する。
【0002】
【従来の技術】たとえば半導体装置の組立工程におい
て、半導体素子の電極と、基板の電極とをワイヤによっ
て接続するワイヤボンディング作用をなすボンディング
装置がある。
【0003】あるいは、フィルムキャリアのリードと半
導体素子の電極を接続する、いわゆるシングルポイント
インナリードボンディングや、フリップチップなどのス
タッドバンプを形成するのに、ボンディング装置が用い
られる。
【0004】これらボンディング装置は、先端部にボン
ディングツールを取付けた揺動アーム(普通、超音波ホ
ーンからなる)を上下方向に揺動駆動して、ボンディン
グツールを半導体素子の電極などのワークに押し付け、
その状態を保持して揺動アームに超音波振動をかけ、接
続(ボンディング)するようになっている。
【0005】従来、揺動アームを枢支し、かつ揺動駆動
する揺動機構は、図6に示すように構成される。図中a
は、断面矩形状のフレームであり、図示しない装置本体
に取付け固定される。このフレームaには、図の左右方
向の両側面に亘って貫通する枢支用孔bと、この枢支用
孔bとは直交する上下方向で、かつフレームaの上下面
近傍位置まで設けられ、上下面には開口しないアーム用
孔cとが設けられている。
【0006】上記枢支用孔bには、その左右端部に、そ
れぞれ軸受け具d1 ,d2 を介して駆動軸eが枢支され
る。この駆動軸eは、枢支用孔bに沿ってフレームaの
両側面に亘って位置し、図の左側側面からフレームa外
部に突出している。
【0007】上記駆動軸eのアーム用孔cと対向する部
位には、上記揺動アームfが嵌着されていて、駆動軸e
とともに一体に回動変位するようになっている。そし
て、揺動アームf両側面と上記軸受け具d1 ,d2 との
間に介在するよう、駆動軸eにブッシュg1 ,g2 が取
付けられている。
【0008】駆動軸eの図の右側端部である、軸受け具
d2 のさらに右側部位には、リングhを介して軸受け押
さえiが取付けられている。jは、この軸受け押さえi
を駆動軸eに取付け固定するボルトである。
【0009】上記フレームaにおいて、図の左側の軸受
け具d1 が嵌着される部位と、上記アーム用孔cとの間
の枢支用孔b部位は、一段直径が大きく形成されてい
て、この凹部c1 にバネ部材kと予圧プレートmとが取
付けられる。
【0010】すなわち、バネ部材kはフレーム当接側を
固定側として、予圧プレートmに弾性力を付勢してい
る。そしてこの予圧プレートmは、左側軸受け具d1 の
固定側である外輪に予圧を付勢することになる。
【0011】上記駆動軸eのフレームaから外部に突出
した部分に、フレームa側面とは所定間隙を存して駆動
源であるブラシレスDCモータMが取付けられる。この
ブラシレスDCモータMは、駆動軸eの周面に嵌着され
ロータマグネットpと、このロータマグネットの外周面
に所定の狭小の間隙を存して配置されるステータコイル
qと、このステータコイルを支持するモータカバーrと
から構成される。そして、上記ブラシレスDCモータM
を構成するモーターカバーrと上記フレームaとの互い
の側面間の隙間にはスペーサsが介在される。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】このようにして構成さ
れる揺動機構であり、ブラシレスDCモータMに通電す
ることにより、駆動軸eが所定角度正反転回動して、こ
れと一体の揺動アームfが上下方向に揺動する。そし
て、この揺動アームfの先端部に設けられるボンディン
グツールが、半導体素子の電極部などワークにワイヤを
介して当接し、ボンディング作用をなす。
【0013】ところで、左側の軸受け具d1 の外輪にバ
ネ部材Kを介して予圧プレートnが予圧を与えている
が、加工・組立て誤差によってブラシレスDCモータM
のロータマグネットMの中心位置と、ステータコイルq
の中心位置とが一致しない場合、磁力のバランスが崩れ
る恐れがある。
【0014】このときは、ロータマグネットMが軸方向
に沿い、フレームaに向かって吸引されたり、反対方向
に押し付けられる現象が起きる。先に述べた軸受け具d
1 に対する予圧がばらつき、ロータマグネットMや揺動
アームfなどの回転可動部の揺動抵抗が変わったり、揺
動アームfの揺動状態が変わるなど、機差の要因となっ
ている。
【0015】上記スペーサsは、本来、上記軸受け具d
1 に対する予圧調整用として用いられるものであるが、
所定の肉厚寸法を設定するには、現物合わせによる以外
になく、したがって量産化の妨げとなっている。
【0016】一方、このボンディング作用は、揺動アー
ムfに超音波振動を与えることによりなされるところか
ら、作用中はボンディングツールがワークに対してごく
短い周期で繰り返しワークに衝撃を与えることになる。
【0017】そしてさらに、上記ボンディングツールは
ワークに衝突してからボンディング作用がなされるので
あり、この衝突時にボンディングツールを支持する揺動
アームfの先端部にワークからのパルス的な反力が作用
する。
【0018】ここで、上記揺動アームfは片持ちばりで
あり、ボンディングツールが設けられているアームの先
端部は自由端であるので、ワークに対して衝突した直後
から揺動アームfには過度的な振動が発生する。
【0019】このような揺動アームにおける振動発生が
原因で、材質的には非常に脆い状態にあるワークに過大
な荷重や振動が伝達するという問題がある。第1の発明
は、上記の事情を考慮してなされたものであり、第1の
目的とするところは、揺動機構の駆動源としてロータマ
グネットとステータコイルを有するモータを用いること
を前提として、加工・組立て誤差によるロータマグネッ
トとステータコイルの互いの中心位置のずれを吸収し、
軸受け具に対する予圧の大きさを常に一定に保持して、
予圧設定の作業効率の向上を図るとともに生産性の向上
に寄与する。そして、量産化における機差の低減を得
て、製品精度の安定化を得られるボンディング装置を提
供しようとするものである。
【0020】第2および第3の発明は、上記の事情を考
慮してなされたものであり、第2の目的とするところ
は、揺動機構の駆動源としてロータマグネットとステー
タコイルを有するモータを用いることを前提として、加
工・組立て誤差によるロータマグネットとステータコイ
ルの互いの中心位置のずれを吸収し、軸受け具に対する
予圧の大きさを常に一定に保持し、かつ摺動アームの摺
動抵抗を制御してボンディング時の衝撃を吸収し、いわ
ゆるダンピング機能を備え、信頼性の向上を図ったボン
ディング装置を提供しようとするものである。
【0021】
【課題を解決するための手段】上記第1の目的を満足す
るため、第1の発明のボンディング装置は、請求項1と
して、その先端部に取着されるボンディングツールを揺
動自在に枢支する揺動アームと、この揺動アームの枢支
部に連結され、揺動アームとともにボンディングツール
を揺動駆動する揺動機構とを具備したボンディング装置
において、上記揺動機構は、駆動源としてロータマグネ
ットとステータコイルを有するモータを用いるととも
に、このモータを構成するロータマグネットとステータ
コイルとの相対位置を微調整する微調整部材を具備した
ことを特徴とする。
【0022】請求項2として、請求項1記載の上記微調
整部材は、伸縮自在な圧電素子であり、上記揺動機構を
構成する揺動アーム軸受け具への予圧を調整することを
特徴とする。
【0023】請求項3として、請求項2記載の上記圧電
素子は、収縮方向に作用する横効果圧電素子と、伸張方
向に作用する縦効果圧電素子とを重ね合わせて一体化し
たものであることを特徴とする。
【0024】上記第2の目的を満足するため、第2の発
明のボンディング装置は、請求項4として、その先端部
に取着されるボンディングツールを揺動自在に枢支する
揺動アームと、この揺動アームの枢支部に連結され、揺
動アームとともにボンディングツールを揺動駆動する揺
動機構とを具備したボンディング装置において、上記揺
動機構は、駆動源としてのロータマグネットとステータ
コイルを有するモータと、揺動機構を構成する揺動アー
ム軸受け具への予圧を調整して、前記モータを構成する
ロータマグネットとステータコイルとの相対位置を微調
整する、収縮方向に作用する横効果圧電素子および伸張
方向に作用する縦効果圧電素子とを重ね合わせて一体化
した圧電素子と、上記揺動アームの揺動速度を検知する
速度センサと、この速度センサの検出信号を受けて上記
圧電素子の制御をなし、揺動アームに対する摺動抵抗を
可変調整する制御手段を具備したことを特徴とする。
【0025】上記第2の目的を満足するため、第3の発
明のボンディング装置は、請求項5として、その先端部
に取着されるボンディングツールを揺動自在に枢支する
揺動アームと、この揺動アームの枢支部に連結され、揺
動アームとともにボンディングツールを揺動駆動する揺
動機構とを具備したボンディング装置において、上記揺
動機構は、駆動源としてのロータマグネットとステータ
コイルを有するモータと、揺動機構を構成する揺動アー
ム軸受け具への予圧を調整して、前記モータを構成する
ロータマグネットとステータコイルとの相対位置を微調
整する、収縮方向に作用する横効果圧電素子および伸張
方向に作用する縦効果圧電素子とを重ね合わせて一体化
した圧電素子と、上記揺動アームの位置を検出する位置
センサと、この位置センサの検出信号を受けて揺動アー
ムの速度情報に変換する変換手段と、この変換手段の速
度情報を受けて上記圧電素子の制御をなし、上記揺動ア
ームに対する摺動抵抗を可変調整する制御手段を具備し
たことを特徴とする。
【0026】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、請求項1ないし請求項3の発明では、制
御部への指令値を変更するだけで容易に、ロータマグネ
ットとステータコイルとの中心位置を合わせられる。
【0027】請求項4および請求項5の発明では、ワー
クにボンディングツールが衝突した直後に揺動アームが
振動しようとしても、ダンピング機能が働いて速やかに
振動が減衰され、ワークに伝わる過大な荷重や振動が減
少する。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、第1の発明の一実施の形態
を、ワイヤボンディング装置に適用し、図面を参照して
説明する。図1に示すように、図中1はXYテーブルの
上に載設されるボンディングヘッドであり、この最上部
には、クランプ部2aを備えたワイヤ繰り出し装置2が
設けられる。このワイヤ繰り出し側には、ワイヤWを案
内するワイヤガイド3が設けられる。
【0029】ワイヤガイド3の下方部位には、ストッパ
4を備えたホルダ5が設けられていて、上記ワイヤガイ
ド3の下方への揺動量を規制する。また、ワイヤガイド
3の先端である自由端は湾曲部3bとなっている。
【0030】上記ホルダ5の下方部位にはアーム6が設
けられていて、この先端には上記ワイヤWが挿通する上
クランパ7が設けられる。また、上記アーム6の下方部
位には、揺動アーム8が設けられる。
【0031】この揺動アーム8は、後述する揺動機構K
に連結されており、かつ上下方向に並んで突出する第1
のアーム10と第2のアーム11を備えている。第1の
アーム10の先端上面には、チューブ状のワイヤガイド
12が載設され、かつアーム10先端には、下クランパ
13が設けられる。上記ワイヤガイド12および下クラ
ンパ13それぞれに、上記上クランパ7から延出し垂下
するワイヤWが挿通するようになっている。
【0032】上記第2のアーム11の先端にはボンディ
ングツール14が設けられ、ここにも上記ワイヤが挿通
するようになっている。さらに、第2のアーム11は板
バネ15を介して枢支部9に連結されていて、このアー
ムの基端部には図示しない超音波振動子が設けられ、こ
れらで超音波振動機構16が構成される。
【0033】上記ボンディングツール14の下方にはト
ーチ機構17が設けられ、このツール14から下方に突
出するワイヤWの先端を加熱してボールWaを形成する
ようになっている。
【0034】つぎに、上記揺動機構Kの詳細を、図2に
もとづいて説明する。図中20は、断面矩形状のフレー
ムであり、上記ボンディングヘッド1に取付け固定され
る。このフレーム20には、図の左右方向の両側面に亘
って貫通する枢支用孔21が設けられるとともに、この
枢支用孔とは直交する上下方向で、かつフレーム20の
上下面近傍位置までアーム用孔22が設けられている。
【0035】上記枢支用孔22には、その左右端部に、
それぞれ軸受け具23A,23Bを介して駆動軸24が
枢支される。この駆動軸24は、枢支用孔21に沿って
フレーム20の両側面に亘って位置し、図の左側側面か
らフレーム外部に突出している。
【0036】上記駆動軸24のアーム用孔22と対向す
る部位には、上記揺動アーム8が嵌着されていて、駆動
軸24とともに一体に回動変位するようになっている。
そして、揺動アーム8両側面と上記軸受け具23A,2
3Bとの間に介在するよう、駆動軸24にブッシュ25
a,25bが取付けられている。
【0037】駆動軸24の図の右側端部である、右側軸
受け具23Bのさらに右側部位には、リング26を介し
て軸受け押さえ27が取付けられている。28は、この
軸受け押さえを駆動軸24に取付け固定するボルトであ
る。
【0038】上記フレーム20において、図の左側軸受
け具23Aが嵌着される部位と、上記アーム用孔22と
の間の枢支用孔21部位は、一段直径が大きく形成され
ていて、この凹部21aにバネ部材29と予圧プレート
30とが取付けられる。
【0039】すなわち、バネ部材29はフレーム20当
接側を固定側として、予圧プレート30に弾性力を付勢
している。そしてこの予圧プレート30は、左側軸受け
具23Aの固定側である外輪に予圧を付勢することにな
る。
【0040】上記駆動軸24のフレーム20から外部に
突出した部分に、フレーム側面とは所定間隙を存して駆
動源であるブラシレスDCモータ31が取付けられる。
このブラシレスDCモータ31は、駆動軸24の周面に
嵌着されロータマグネット32と、このロータマグネッ
ト32の外周面に所定の狭小の間隙を存して配置される
ステータコイル33と、このステータコイル33を支持
するモータカバー34とから構成される。
【0041】そして、上記ブラシレスDCモータ31を
構成するモーターカバー34と上記フレーム20との互
いの側面間の隙間には微調整機構35が介在される。こ
こでは上記微調整機構として圧電素子が用いられる。
【0042】上記圧電素子35は、フレーム20取付け
側を固定側とし、モータカバー34密接側を自由側とし
て、モータカバー34とともにステータコイル33のロ
ータマグネット32に対する位置を調整するよう伸縮自
在である。
【0043】すなわち、圧電素子35は、図3に示すよ
うに、収縮方向に作用する横効果圧電素子35aと、伸
張方向に作用する縦効果圧電素子35bとを重ね合わせ
て接着一体化した、2層構造となす。
【0044】そして、横効果圧電素子35aおよび縦効
果圧電素子35bは、制御手段である制御部36と、そ
れぞれ駆動回路部A37,駆動回路部B38を介して電
気的に接続されている。
【0045】しかして、ワイヤ繰り出し装置2のワイヤ
Wは、上クランパ7と下クランパ13および揺動アーム
8の作用によって繰り出される。トーチ機構17は第2
のアーム11の先端に設けられるボンディングツール1
4先端部から突出するワイヤWの先端を加熱してボール
Waを形成する。
【0046】揺動アーム8は、揺動してボンディングツ
ール14先端に形成されるボールWaを半導体素子18
aの電極部18に押し付け、ボンディング作用をなす。
そしてまた、上クランパ7と下クランパ13および揺動
アーム8の作用によって、ボンディングツール14を介
してワイヤWの中途部をここでは図示しないリードの電
極部に当接し、超音波振動機構16が揺動アーム8を超
音波駆動してボンディング作用をなす。そのあと、この
ボンディング部位からワイヤWを引きちぎり、1つのボ
ンディング工程が終了する。
【0047】一方、制御部36は、駆動回路部A37と
駆動回路部B38を介して圧電素子35を構成する横効
果圧電素子35aと、縦効果圧電素子35bとに駆動電
圧を印加し、必要量の伸縮微調整をなす。
【0048】すなわち、予圧プレート30がバネ部材2
9の弾性力を受けて左側の軸受け具23Aの外輪に予圧
を与えているが、加工・組立て誤差によってブラシレス
DCモータ31のロータマグネット32の中心位置とス
テータコイル33の中心位置が一致しないことがあり、
そのままでは磁力のバランスが崩れ、ロータマグネット
32が軸方向に変位する現象が起きる。
【0049】そこで、ブラシレスDCモータ31のロー
タマグネット32とステータコイル33の相対位置のず
れ量に対応した指令値を制御部36に与えることによっ
て、制御部36は圧電素子35を構成する横効果圧電素
子35aおよび縦効果圧電素子35bに所定の駆動電圧
量を印加する。横効果圧電素子35aと縦効果圧電素子
35bは、駆動電圧量に応じた伸縮変形をなす。
【0050】すなわち、圧電素子35を用いたことによ
り、制御部36への指令値を変更するだけで容易に、ロ
ータマグネット32の中心位置を、常にステータコイル
33の中心位置に一致するよう管理でき、従来のような
スペーサの肉厚を現物合わせで設定した作業と比較して
作業効率が大幅に上がり、生産性に寄与できる。
【0051】なお説明すれば、ロータマグネット32と
ステータコイル33の互いの中心位置のずれを確実に吸
収し、軸受け具23Aに対する予圧の大きさを常に一定
に保持して、作業効率の向上を図るとともに生産性の向
上に寄与し、量産化における機差を低減して、ワークの
製品化を安定する。
【0052】図4は、第2の発明の揺動機構Kaを示
す。この揺動機構Kaも、たとえば先に説明したワイヤ
ボンディング装置に用いられるところから、この装置に
関わる新たな説明は省略する。
【0053】揺動機構Ka自体、後述する圧電素子35
と、その制御構成を除いて、先に図1において説明した
ものと同一であり、これらの同一の部品については同番
号を付して新たな説明は省略する。
【0054】ここでは、ブラシレスDCモータ31を構
成するモータカバー34の側面に孔部34aが設けられ
ていて、上記駆動軸24の端部に取付けられた速度セン
サ40が突出している。
【0055】上記速度センサ40は、駆動軸24と一体
に回転駆動されて、その時の回転速度を検出し、ここと
電気的に接続される制御手段である制御部41に検出信
号を送るようになっている。
【0056】上記圧電素子35は、モータカバー34と
フレーム20との間に介設されていることと、横効果圧
電素子と、縦効果圧電素子とを一体化したことは、先に
説明したものと同一であり、それぞれの圧電素子を互い
に別個の駆動回路部で駆動する駆動部42を介して上記
制御部41に電気的に接続される。
【0057】しかして、圧電素子35を適当量伸縮させ
ることによって、ブラシレスDCモータ31のロータマ
グネット32とステータコイル33の相対位置を変化さ
せて軸方向の磁力のバランスを崩し、軸方向の力を作用
させる。
【0058】この軸方向の力が、バネ部材29による弾
性力に加えられ、軸受け具23Aに対する予圧の大きさ
を設定して、摺動アーム8の摺動運動に対する最適な摺
動抵抗の増減を得る。
【0059】そして、摺動アーム8の揺動速度を速度セ
ンサ40が検知して、その検知信号を制御部41へ送
る。制御部41では、速度センサ40からの速度情報に
比例した摺動抵抗になるよう、すなわち、いわゆるダン
ピング機能を有するよう駆動部42に信号を与えて圧電
素子35を伸縮駆動する。
【0060】このことから、摺動アーム8が揺動して上
記ボンディングツール14の先端が半導体素子18aの
電極部18やリードフレームの電極部に衝突したあとに
発生する揺動アーム8の振動(余震)を速やかに減衰さ
せる。
【0061】したがって、ボンディング速度をあげても
ボンディングツール14を介して半導体素子18aなど
ワークに対して過大な荷重や振動がかかることがなく、
ボンディング精度が向上して、高い信頼性を確保でき
る。
【0062】図5は、第3の発明の揺動機構Kbを示
す。この揺動機構Kbも、たとえば先に説明したワイヤ
ボンディング装置に用いられるところから、この装置に
関わる新たな説明は省略する。揺動機構Kb自体、後述
する圧電素子35と、その制御構成を除いて先に図1に
おいて説明したものと同一であり、これらの同一の部品
については同番号を付して新たな説明は省略する。
【0063】上記圧電素子35は、モータカバー34と
フレーム20との間に介設されていることと、横効果圧
電素子と、縦効果圧電素子とを一体化したことは、先に
説明したものと同一である。それぞれの圧電素子を互い
に別個の駆動回路部で駆動する駆動部42を介して制御
部41に電気的に接続される。
【0064】ここでは、ブラシレスDCモータ31を構
成するモータカバー34の側面に孔部34aが設けられ
ていて、上記駆動軸24の端部に取付けられた位置セン
サ50が突出している。
【0065】上記位置センサ50は、駆動軸24と一体
に回転駆動されて、その時の駆動軸の位置を検出し、こ
こと電気的に接続される微分回路51へ検出信号を送る
ようになっている。
【0066】上記微分回路51は、上記位置センサ50
からの位置情報を速度情報に変換するものであり、この
速度情報を上記制御部41へ送るようになっており、制
御部では速度情報にもとづいて上記駆動部42を制御す
る。
【0067】しかして、圧電素子35を適当量伸縮させ
ることによって、ブラシレスDCモータ31のロータマ
グネット32とステータコイル33の相対位置を変化さ
せて軸方向の磁力のバランスを崩し、軸方向の力を作用
させる。
【0068】この軸方向の力が、バネによる弾性力に加
えられ、軸受け部23Aに対する予圧の大きさが決ま
り、摺動アーム8の摺動運動に対する最適な摺動抵抗の
増減が決定される。
【0069】そして、駆動軸24とともに摺動アーム8
の位置を位置センサ50が検知して、その検知信号を微
分回路51へ送る。微分回路51では速度情報に変換し
て、その信号を制御部41へ送る。
【0070】制御部41では速度情報に比例した摺動抵
抗になるよう、いわゆるダンピング機能を有するよう駆
動部42に信号を与えて圧電素子35を伸縮駆動する。
したがって、ボンディングツール14の先端が半導体素
子18の電極部18aやリードフレームの電極部に衝突
したあとに発生する揺動アーム8の振動(余震)を速や
かに減衰させる。
【0071】ボンディング速度をあげても、ボンディン
グツール14を介して半導体素子などワークに対して過
大な荷重や振動がかかることがなく、ボンディング精度
が向上して、高い信頼性を確保できる。
【0072】なお説明すれば、加工・組立て誤差による
ロータマグネット32とステータコイル33の互いの中
心位置のずれを吸収し、軸受け具23Aに対する予圧の
大きさを常に一定に保持し、かつ摺動アームの摺動抵抗
を制御してボンディング時の衝撃を吸収し、いわゆるダ
ンピング機能を備え、信頼性の向上を図れる。
【0073】また、ここで説明したボンディング装置と
してワイヤボンディング装置を適用したが、これに限定
されるものではなく、フィルムキャリアのリードと半導
体素子の電極を接続する、いわゆるシングルポイントイ
ンナリードボンディング装置や、フリップチップなどの
スタッドバンプを形成するボンディング装置などにも適
用可能である。
【0074】そして、モータ31としてブラシレスDC
モータを適用して説明したが、これに限定されるもので
はなく、たとえばロータマグネットとステータコイルを
有するACサーボモータにも適用できることは言うまで
もない。
【0075】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のボンディン
グ装置によれば、加工・組立て誤差によるロータマグネ
ットとステータコイルの互いの中心位置のずれを吸収
し、軸受け具に対する予圧の大きさを常に一定に保持
し、かつ摺動アームの摺動抵抗を制御してボンディング
時の衝撃を吸収し、いわゆるダンピング機能を備えると
ともに、量産化したときの機差を低減してワークの安定
性と信頼性の向上を図れ、これらの条件は全てボンディ
ング性の向上に寄与するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の態様を示す、ワイヤボンディ
ング装置の概略の構成図。
【図2】同実施の形態を示す、揺動機構の縦断面図。
【図3】同実施の形態を示す、揺動機構の電気回路図。
【図4】他の実施の態様を示す、揺動機構の縦断面図。
【図5】さらに他の実施の態様を示す、揺動機構の縦断
面図。
【図6】従来の実施の態様を示す、揺動機構の縦断面
図。
【符号の説明】
14…ボンディングツール、 8…揺動アーム、 K,Ka,Kb…揺動機構、 31…ブラシレスDCモータ、 32…ロータマグネット、 33…ステータコイル、 35…圧電素子、 23A…軸受け具、 35a…横効果圧電素子、 35b…縦効果圧電素子、 40…速度センサ、 36,41…(制御手段)制御部、 50…位置センサ、 51…変換手段(微分回路)。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】その先端部に取着されるボンディングツー
    ルを揺動自在に枢支する揺動アームと、 この揺動アームの枢支部に連結され、揺動アームととも
    にボンディングツールを揺動駆動する揺動機構とを具備
    したボンディング装置において、 上記揺動機構は、駆動源としてロータマグネットとステ
    ータコイルとを有するモータを用いるとともに、このモ
    ータを構成するロータマグネットとステータコイルとの
    相対位置を微調整する微調整部材を具備したことを特徴
    とするボンディング装置。
  2. 【請求項2】請求項1記載のボンディング装置において
    上記微調整部材は、伸縮自在な圧電素子であり、上記揺
    動機構を構成する揺動アーム軸受け具への予圧を調整す
    ることを特徴とするボンディング装置。
  3. 【請求項3】請求項2記載のボンディング装置において
    上記圧電素子は、収縮方向に作用する横効果圧電素子
    と、伸張方向に作用する縦効果圧電素子とを重ね合わせ
    て一体化したものであることを特徴とするボンディング
    装置。
  4. 【請求項4】その先端部に取着されるボンディングツー
    ルを揺動自在に枢支する揺動アームと、 この揺動アームの枢支部に連結され、揺動アームととも
    にボンディングツールを揺動駆動する揺動機構とを具備
    したボンディング装置において、 上記揺動機構は、 駆動源としてのロータマグネットとステータコイルとを
    有するモータと、 揺動機構を構成する揺動アーム軸受け具への予圧を調整
    して、前記モータを構成するロータマグネットとステー
    タコイルとの相対位置を微調整する、収縮方向に作用す
    る横効果圧電素子および伸張方向に作用する縦効果圧電
    素子とを重ね合わせて一体化した圧電素子と、 上記揺動アームの揺動速度を検知する速度センサと、 この速度センサの検出信号を受けて上記圧電素子の制御
    をなし、揺動アームに対する摺動抵抗を可変調整する制
    御手段を具備したことを特徴とするボンディング装置。
  5. 【請求項5】その先端部に取着されるボンディングツー
    ルを揺動自在に枢支する揺動アームと、 この揺動アームの枢支部に連結され、揺動アームととも
    にボンディングツールを揺動駆動する揺動機構とを具備
    したボンディング装置において、 上記揺動機構は、 駆動源としてのロータマグネットとステータコイルとを
    有するモータと、 揺動機構を構成する揺動アーム軸受け具への予圧を調整
    して、前記モータを構成するロータマグネットとステー
    タコイルとの相対位置を微調整する、収縮方向に作用す
    る横効果圧電素子および伸張方向に作用する縦効果圧電
    素子とを重ね合わせて一体化した圧電素子と、 上記揺動アームの位置を検出する位置センサと、 この位置センサの検出信号を受けて揺動アームの速度情
    報に変換する変換手段と、 この変換手段の速度情報を受けて上記圧電素子の制御を
    なし、上記揺動アームに対する摺動抵抗を可変調整する
    制御手段を具備したことを特徴とするボンディング装
    置。
JP9044006A 1997-02-27 1997-02-27 ボンディング装置 Pending JPH10242222A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9044006A JPH10242222A (ja) 1997-02-27 1997-02-27 ボンディング装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9044006A JPH10242222A (ja) 1997-02-27 1997-02-27 ボンディング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10242222A true JPH10242222A (ja) 1998-09-11

Family

ID=12679626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9044006A Pending JPH10242222A (ja) 1997-02-27 1997-02-27 ボンディング装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10242222A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6616031B2 (en) Apparatus and method for bond force control
JP3817207B2 (ja) 実装処理装置及び該実装処理装置の制御装置
US20090255979A1 (en) Ultrasonic mounting apparatus
JPH10118811A (ja) 加工装置
JP3718395B2 (ja) ボンディング装置のボンディングヘッド
JP3541354B2 (ja) 超音波振動接合装置
US6474538B1 (en) Bonding apparatus and bonding method
JPH10242222A (ja) ボンディング装置
JP3762246B2 (ja) 処理装置
JP3666592B2 (ja) ボンディング装置
KR100608269B1 (ko) 상ㆍ하 병렬배치된 압전액츄에이터를 구비한 진동절삭공구대
JP3537890B2 (ja) ワイヤボンディング方法とその装置
KR102360298B1 (ko) 다수의 액추에이터를 갖는 와이어 접합 장치
JP2009152480A (ja) ワイヤボンディング装置
US6861771B2 (en) Active vibration attenuation
JP2003258021A (ja) ワイヤボンディング装置
JPH04171834A (ja) 配線接続装置
JP2870836B2 (ja) 放電加工装置
JPH10303241A (ja) ワイヤボンダー
JPH10242196A (ja) ワイヤボンディング装置
JPH07153788A (ja) ワイヤクランプ装置、ワイヤクランプ方法およびワイヤボンディング装置
JP2602886B2 (ja) インナーリードボンディング装置及びインナーリードボンディング方法
JP2940259B2 (ja) ボンディング方法
JP2950724B2 (ja) ワイヤボンディング装置および該装置を用いたワークタッチ検出方法
JP2866266B2 (ja) ワイヤボンディング装置