JPH11265914A - ボンディングツールおよびボンディング装置 - Google Patents
ボンディングツールおよびボンディング装置Info
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- JPH11265914A JPH11265914A JP6659498A JP6659498A JPH11265914A JP H11265914 A JPH11265914 A JP H11265914A JP 6659498 A JP6659498 A JP 6659498A JP 6659498 A JP6659498 A JP 6659498A JP H11265914 A JPH11265914 A JP H11265914A
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L2224/75—Apparatus for connecting with bump connectors or layer connectors
- H01L2224/757—Means for aligning
- H01L2224/75743—Suction holding means
- H01L2224/75745—Suction holding means in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the bonding head
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- Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 コンパクトで振動を効率よく利用することが
できるボンディングツールおよびこのボンディングツー
ルを用いた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】 荷重と振動を接合物に作用させながらこ
の接合物を被接合面に圧着するボンディングツール１４
において、細長形状のホーン１５の端部にホーン１５に
縦振動を付与する振動子１７を装着し、ホーン１５の縦
振動の定在波の腹の位置にあってこのホーン１５から縦
振動の方向と略直交する方向に略対称形状で突出した突
出部１５ｅを設け、突出部１５ｅの一端部をバンプ付き
電子部品３０に押し当てて荷重と振動を作用させるよう
にした。これにより突出部１５ｅに生じる曲げ振動が重
畳されて振幅が増幅された振動をバンプ付き電子部品３
０に伝えることができ、振動の利用効率を向上させるこ
とができる。
できるボンディングツールおよびこのボンディングツー
ルを用いた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】 荷重と振動を接合物に作用させながらこ
の接合物を被接合面に圧着するボンディングツール１４
において、細長形状のホーン１５の端部にホーン１５に
縦振動を付与する振動子１７を装着し、ホーン１５の縦
振動の定在波の腹の位置にあってこのホーン１５から縦
振動の方向と略直交する方向に略対称形状で突出した突
出部１５ｅを設け、突出部１５ｅの一端部をバンプ付き
電子部品３０に押し当てて荷重と振動を作用させるよう
にした。これにより突出部１５ｅに生じる曲げ振動が重
畳されて振幅が増幅された振動をバンプ付き電子部品３
０に伝えることができ、振動の利用効率を向上させるこ
とができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品などの接
合物を基板の電極などの被接合面にボンディングするボ
ンディングツールおよびボンディング装置に関するもの
である。
合物を基板の電極などの被接合面にボンディングするボ
ンディングツールおよびボンディング装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】電子部品などの接合物を基板の電極など
の被接合面にボンディングする方法として、超音波圧接
を用いる方法が知られている。この方法は、接合物を被
接合面に対して押圧しながら接合物に超音波振動を与
え、接合面を微小に振動させて摩擦を生じさせることに
より接合面を密着させるものである。この方法に用いら
れるボンディングツールは、振動発生源である超音波振
動子の振動を接合物に伝達させる細長形状の棒体である
ホーンを有しており、ホーンに生じる振動の定在波の節
に相当する部分を固定し、最も振幅の大きい腹に相当す
る部分を接合物に押し当てて振動を有効に利用するよう
になっている。
の被接合面にボンディングする方法として、超音波圧接
を用いる方法が知られている。この方法は、接合物を被
接合面に対して押圧しながら接合物に超音波振動を与
え、接合面を微小に振動させて摩擦を生じさせることに
より接合面を密着させるものである。この方法に用いら
れるボンディングツールは、振動発生源である超音波振
動子の振動を接合物に伝達させる細長形状の棒体である
ホーンを有しており、ホーンに生じる振動の定在波の節
に相当する部分を固定し、最も振幅の大きい腹に相当す
る部分を接合物に押し当てて振動を有効に利用するよう
になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、超音波振動
子はホーンの端部に取付けられ、ホーンの長手方向の振
動、すなわち縦振動をホーンに対して伝えるものであ
る。そしてこの縦振動を効率よく接合物に伝達させるた
めに、ホーンの形状は超音波振動子が取付けられる端部
から、接合物に押し当照られる中央部に向って棒体の断
面積をテーパ状に減少させた形状となっており、この形
状によって縦振動の振幅が増幅されて接合物に伝達され
る。すなわち、超音波振動を効率良く利用するためには
ホーンの端部と中央部の断面積比を大きくすることが必
要とされる。
子はホーンの端部に取付けられ、ホーンの長手方向の振
動、すなわち縦振動をホーンに対して伝えるものであ
る。そしてこの縦振動を効率よく接合物に伝達させるた
めに、ホーンの形状は超音波振動子が取付けられる端部
から、接合物に押し当照られる中央部に向って棒体の断
面積をテーパ状に減少させた形状となっており、この形
状によって縦振動の振幅が増幅されて接合物に伝達され
る。すなわち、超音波振動を効率良く利用するためには
ホーンの端部と中央部の断面積比を大きくすることが必
要とされる。
【０００４】しかしながら断面積が急激に変化するよう
な形状では前述の増幅効果が得られないことから、従来
のボンディングツールのホーンでは、増幅効果を得るた
めに断面積比を大きくしようとすればホーン全体の長さ
寸法を大きくせざるを得ず、この結果ボンディングツー
ルの幅が増大することとなっていた。このように、従来
のボンディングツールは、超音波振動を効率よく利用し
ようとすればホーンが大型化して装置のコンパクト化を
阻害するという問題点があった。
な形状では前述の増幅効果が得られないことから、従来
のボンディングツールのホーンでは、増幅効果を得るた
めに断面積比を大きくしようとすればホーン全体の長さ
寸法を大きくせざるを得ず、この結果ボンディングツー
ルの幅が増大することとなっていた。このように、従来
のボンディングツールは、超音波振動を効率よく利用し
ようとすればホーンが大型化して装置のコンパクト化を
阻害するという問題点があった。
【０００５】そこで本発明は、コンパクトで振動を効率
よく利用することができるボンディングツールおよびこ
のボンディングツールを用いたボンディング装置を提供
することを目的とする。
よく利用することができるボンディングツールおよびこ
のボンディングツールを用いたボンディング装置を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載のボンディ
ングツールは、荷重と振動を接合物に作用させながらこ
の接合物を被接合面に圧着するボンディングツールであ
って、細長形状のホーンと、このホーンに縦振動を付与
する振動子と、前記ホーンの縦振動の定在波の腹に相当
する位置にあってこのホーンから縦振動の方向と略直交
する方向に略対称形状で突出した突出部を有し、この突
出部の一端部を前記接合物に押し当てて前記荷重と振動
を接合物に作用させるようにした。
ングツールは、荷重と振動を接合物に作用させながらこ
の接合物を被接合面に圧着するボンディングツールであ
って、細長形状のホーンと、このホーンに縦振動を付与
する振動子と、前記ホーンの縦振動の定在波の腹に相当
する位置にあってこのホーンから縦振動の方向と略直交
する方向に略対称形状で突出した突出部を有し、この突
出部の一端部を前記接合物に押し当てて前記荷重と振動
を接合物に作用させるようにした。
【０００７】請求項２記載のボンディングツールは、請
求項１記載のボンディングツールであって、前記腹に相
当する位置からホーンの両端側へ向かって等距離隔てら
れた縦振動の定在波の節に相当する位置に前記ホーンを
固定するための固定部をこのホーンと一体的に設けた。
求項１記載のボンディングツールであって、前記腹に相
当する位置からホーンの両端側へ向かって等距離隔てら
れた縦振動の定在波の節に相当する位置に前記ホーンを
固定するための固定部をこのホーンと一体的に設けた。
【０００８】請求項３記載のボンディング装置は、荷重
と振動を接合物に作用させながらこの接合物を被接合面
に圧着するボンディング装置であって、細長形状のホー
ンと、このホーンに縦振動を付与する振動子と、前記ホ
ーンの縦振動の定在波の腹に相当する位置にあってこの
ホーンから縦振動の方向と略直交する方向に略対称形状
で突出した突出部を有するボンディングツールと、前記
突出部の一端部を前記接合物に押し当てて、この接合物
を被接合面に押圧する押圧手段とを備えた。
と振動を接合物に作用させながらこの接合物を被接合面
に圧着するボンディング装置であって、細長形状のホー
ンと、このホーンに縦振動を付与する振動子と、前記ホ
ーンの縦振動の定在波の腹に相当する位置にあってこの
ホーンから縦振動の方向と略直交する方向に略対称形状
で突出した突出部を有するボンディングツールと、前記
突出部の一端部を前記接合物に押し当てて、この接合物
を被接合面に押圧する押圧手段とを備えた。
【０００９】請求項４記載のボンディング装置は、請求
項３記載のボンディング装置であって、前記押圧手段
は、前記腹に相当する位置からホーンの両端側へ向かっ
て等距離隔てられた縦振動の定在波の節に相当する位置
を介して押圧力を前記ホーンに伝達するようにした。
項３記載のボンディング装置であって、前記押圧手段
は、前記腹に相当する位置からホーンの両端側へ向かっ
て等距離隔てられた縦振動の定在波の節に相当する位置
を介して押圧力を前記ホーンに伝達するようにした。
【００１０】各請求項記載の発明によれば、ボンディン
グツールのホーンの縦振動の定在波の腹に相当する位置
にあってホーンから縦振動の方向と略直交する方向に突
出した突出部を有し、この突出部の一端部を接合物に押
し当てて振動を伝達することにより、突出部に生じる曲
げ振動が重畳されて振幅が増幅された振動を接合物に伝
えることができ、振動の利用効率を向上させることがで
きる。
グツールのホーンの縦振動の定在波の腹に相当する位置
にあってホーンから縦振動の方向と略直交する方向に突
出した突出部を有し、この突出部の一端部を接合物に押
し当てて振動を伝達することにより、突出部に生じる曲
げ振動が重畳されて振幅が増幅された振動を接合物に伝
えることができ、振動の利用効率を向上させることがで
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に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バン
プ付電子部品のボンディング装置の正面図、図２は同バ
ンプ付電子部品のボンディングツールの斜視図、図３
（ａ）は同バンプ付電子部品のボンディングツールの正
面図、図３（ｂ）は同バンプ付電子部品のボンディング
ツールの平面図、図４は同バンプ付電子部品のボンディ
ングツールの部分斜視図である。
参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態のバン
プ付電子部品のボンディング装置の正面図、図２は同バ
ンプ付電子部品のボンディングツールの斜視図、図３
（ａ）は同バンプ付電子部品のボンディングツールの正
面図、図３（ｂ）は同バンプ付電子部品のボンディング
ツールの平面図、図４は同バンプ付電子部品のボンディ
ングツールの部分斜視図である。
【００１２】まず、図１を参照してバンプ付電子部品の
ボンディング装置の全体構造を説明する。１は支持フレ
ームであって、その前面には第１昇降板２と第２昇降板
３が昇降自在に設けられている。第１昇降板２にはシリ
ンダ４が装着されており、そのロッド５は第２昇降板３
に結合されている。第２昇降板３にはボンディングヘッ
ド１０が装着されている。支持フレーム１の上面にはＺ
軸モータ６が設けられている。Ｚ軸モータ６は垂直な送
りねじ７を回転させる。送りねじ７は第１昇降板２の背
面に設けられたナット８に螺合している。したがってＺ
軸モータ６が駆動して送りねじ７が回転すると、ナット
８は送りねじ７に沿って上下動し、第１昇降板２や第２
昇降板３も上下動する。
ボンディング装置の全体構造を説明する。１は支持フレ
ームであって、その前面には第１昇降板２と第２昇降板
３が昇降自在に設けられている。第１昇降板２にはシリ
ンダ４が装着されており、そのロッド５は第２昇降板３
に結合されている。第２昇降板３にはボンディングヘッ
ド１０が装着されている。支持フレーム１の上面にはＺ
軸モータ６が設けられている。Ｚ軸モータ６は垂直な送
りねじ７を回転させる。送りねじ７は第１昇降板２の背
面に設けられたナット８に螺合している。したがってＺ
軸モータ６が駆動して送りねじ７が回転すると、ナット
８は送りねじ７に沿って上下動し、第１昇降板２や第２
昇降板３も上下動する。
【００１３】図１において、被接合面としての基板３２
は基板ホルダ３４上に載せられており、基板ホルダ３４
はテーブル３５上に載せられている。テーブル３５は可
動テーブルであって、基板３２をＸ方向やＹ方向へ水平
移動させ、基板３２を所定の位置に位置決めする。
は基板ホルダ３４上に載せられており、基板ホルダ３４
はテーブル３５上に載せられている。テーブル３５は可
動テーブルであって、基板３２をＸ方向やＹ方向へ水平
移動させ、基板３２を所定の位置に位置決めする。
【００１４】４２はカメラであって、一軸テーブル４３
に装着されている。４４はカメラ４２から前方へ延出す
る鏡筒である。カメラ４２を一軸テーブル４３に沿って
前進させ、鎖線で示すように鏡筒４４の先端部をボンデ
ィングツール１４の下面に吸着して保持された接合物と
してのバンプ付き電子部品３０と基板３２の間に位置さ
せ、その状態でバンプ付き電子部品３０と基板３２の位
置をカメラ４２で観察する。そしてこの観察結果により
バンプ付き電子部品３０と基板３２の相対的な位置ずれ
を検出する。検出された位置ずれは、テーブル３５を駆
動して基板３２をＸ方向やＹ方向へ水平移動させること
により補正し、これによりバンプ付き電子部品３０と基
板３２の位置合わせがなされる。
に装着されている。４４はカメラ４２から前方へ延出す
る鏡筒である。カメラ４２を一軸テーブル４３に沿って
前進させ、鎖線で示すように鏡筒４４の先端部をボンデ
ィングツール１４の下面に吸着して保持された接合物と
してのバンプ付き電子部品３０と基板３２の間に位置さ
せ、その状態でバンプ付き電子部品３０と基板３２の位
置をカメラ４２で観察する。そしてこの観察結果により
バンプ付き電子部品３０と基板３２の相対的な位置ずれ
を検出する。検出された位置ずれは、テーブル３５を駆
動して基板３２をＸ方向やＹ方向へ水平移動させること
により補正し、これによりバンプ付き電子部品３０と基
板３２の位置合わせがなされる。
【００１５】図１において、５０は主制御部であり、モ
ータ駆動部５１を介してＺ軸モータ６を制御し、またテ
ーブル制御部５２を介してテーブル３５を制御し、また
認識部５３を介してカメラ４２に接続されている。また
押圧手段としてのシリンダ４は荷重制御部５４を介して
主制御部５０に接続されており、シリンダ４のロッド５
の突出力すなわちボンディングツール１４でバンプ付き
電子部品３０を基板３２に押し付ける押圧荷重が制御さ
れる。
ータ駆動部５１を介してＺ軸モータ６を制御し、またテ
ーブル制御部５２を介してテーブル３５を制御し、また
認識部５３を介してカメラ４２に接続されている。また
押圧手段としてのシリンダ４は荷重制御部５４を介して
主制御部５０に接続されており、シリンダ４のロッド５
の突出力すなわちボンディングツール１４でバンプ付き
電子部品３０を基板３２に押し付ける押圧荷重が制御さ
れる。
【００１６】ボンディングヘッド１０の本体１１の下端
部にはホルダ１２が結合されている。ホルダ１２にはブ
ロック１３が装着され、ブロック１３にはボンディング
ツール１４が固定されている。以下、図２〜図４を参照
してブロック１３およびボンディングツール１４につい
て説明する。
部にはホルダ１２が結合されている。ホルダ１２にはブ
ロック１３が装着され、ブロック１３にはボンディング
ツール１４が固定されている。以下、図２〜図４を参照
してブロック１３およびボンディングツール１４につい
て説明する。
【００１７】図２に示すように、ボンディングツール１
４のホーン１５は細長形状の棒状体であり、側面にはホ
ーン１５の中央から等距離隔てられた４ヶ所にリブ１５
ａがホーン１５と一体的に設けられている。ボンディン
グツール１４は、リブ１５ａによってブロック１３の下
面に固定されている。すなわち、リブ１５ａはホーン１
５を固定する固定部となっている。
４のホーン１５は細長形状の棒状体であり、側面にはホ
ーン１５の中央から等距離隔てられた４ヶ所にリブ１５
ａがホーン１５と一体的に設けられている。ボンディン
グツール１４は、リブ１５ａによってブロック１３の下
面に固定されている。すなわち、リブ１５ａはホーン１
５を固定する固定部となっている。
【００１８】ボンディングツール１４の中央部の下面に
は、バンプ付き電子部品３０を真空吸着して保持する突
出形状の突出部１５ｅが設けられ、この突出部１５ｅの
下面は電子部品吸着用の吸着面１５ｆとなっている。吸
着面１５ｆにはホーン１５に設けられた真空吸引用の内
孔１６の一端が開口して吸着孔１６ａを形成している。
内孔１６の他端はホーン１５の上面のリブ１５ａの位置
に開口して吸引孔１６ｂを形成している。
は、バンプ付き電子部品３０を真空吸着して保持する突
出形状の突出部１５ｅが設けられ、この突出部１５ｅの
下面は電子部品吸着用の吸着面１５ｆとなっている。吸
着面１５ｆにはホーン１５に設けられた真空吸引用の内
孔１６の一端が開口して吸着孔１６ａを形成している。
内孔１６の他端はホーン１５の上面のリブ１５ａの位置
に開口して吸引孔１６ｂを形成している。
【００１９】ボンディングツール１４の中央部の上面に
は、突出部１５ｅとほぼ対称に突出部１５ｇが形成され
ている。この突出部１５ｇは、ホーン１５の中心軸に対
する質量や剛性の偏心を極力小さくしてホーン１５に生
じる横振動（ホーン１５の長さ方向と直交する方向の振
動）を生じにくくするものである。ホーン１５が横振動
を起こすと、吸着面１５ｆはその面と垂直な方向、すな
わち上下方向に振動してしまい、バンプ付き電子部品３
０の接合を妨げるばかりでなく、バンプ付き電子部品３
０に機械的ダメージを与える恐れがある。
は、突出部１５ｅとほぼ対称に突出部１５ｇが形成され
ている。この突出部１５ｇは、ホーン１５の中心軸に対
する質量や剛性の偏心を極力小さくしてホーン１５に生
じる横振動（ホーン１５の長さ方向と直交する方向の振
動）を生じにくくするものである。ホーン１５が横振動
を起こすと、吸着面１５ｆはその面と垂直な方向、すな
わち上下方向に振動してしまい、バンプ付き電子部品３
０の接合を妨げるばかりでなく、バンプ付き電子部品３
０に機械的ダメージを与える恐れがある。
【００２０】ブロック１３の側面に設けられた突部１３
ａには管部１８が下方に突出して設けられており、図４
に示すように管部１８の下端部に装着された吸着パッド
１９は、ホーン１５の上面の吸引孔１６ｂの位置に当接
している。したがって突部１３ａに接続され突部１３ａ
の内孔１３ｂによって管部１８と連通したチューブ２０
から、吸引装置２１を駆動してエアを吸引することによ
り、内孔１６を介して吸着面１５ｅに開口した吸着孔１
６ａ（図３（ａ），（ｂ））から真空吸引し、この吸着
面１５ｆにバンプ付き電子部品３０を真空吸着して保持
することができる。
ａには管部１８が下方に突出して設けられており、図４
に示すように管部１８の下端部に装着された吸着パッド
１９は、ホーン１５の上面の吸引孔１６ｂの位置に当接
している。したがって突部１３ａに接続され突部１３ａ
の内孔１３ｂによって管部１８と連通したチューブ２０
から、吸引装置２１を駆動してエアを吸引することによ
り、内孔１６を介して吸着面１５ｅに開口した吸着孔１
６ａ（図３（ａ），（ｂ））から真空吸引し、この吸着
面１５ｆにバンプ付き電子部品３０を真空吸着して保持
することができる。
【００２１】ホーン１５の側端面には振動付与手段であ
る振動子１７が装着されている。振動子１７を駆動する
ことにより、ホーン１５には縦振動が付与され、突出部
１５ｅは水平方向（図３（ａ）に示す矢印ａ方向）に振
動する。図３（ｂ）に示すように、ホーン１５の形状は
両端部１５ｂからテーパ部１５ｃを経て中央部１５ｄの
方向に順次幅が絞られた形状となっており、これによ
り、振動子１７より突出部１５ｅに伝達される経路にお
いて超音波振動の振幅は増幅され、突出部１５ｅには振
動子１７が発振する振幅以上の振動が伝達される。
る振動子１７が装着されている。振動子１７を駆動する
ことにより、ホーン１５には縦振動が付与され、突出部
１５ｅは水平方向（図３（ａ）に示す矢印ａ方向）に振
動する。図３（ｂ）に示すように、ホーン１５の形状は
両端部１５ｂからテーパ部１５ｃを経て中央部１５ｄの
方向に順次幅が絞られた形状となっており、これによ
り、振動子１７より突出部１５ｅに伝達される経路にお
いて超音波振動の振幅は増幅され、突出部１５ｅには振
動子１７が発振する振幅以上の振動が伝達される。
【００２２】次に、振動子１７によってホーン１５に励
起される振動のモードについて説明する。図３（ａ）に
示すように、ホーン１５に励起される振動の定在波は、
振動子１７の装着面およびホーン１５の中央に位置する
突出部１５ｅの位置を定在波の腹とし、ホーン１５をブ
ロック１３に固定する固定部としてのリブ１５ａおよび
吸引孔１６ｂの位置が定在波の節となるような形となっ
ている。すなわちホーン１５各部の形状寸法、質量分布
を適切に設定することにより、このような定在波をホー
ン１５に発生させることができる。
起される振動のモードについて説明する。図３（ａ）に
示すように、ホーン１５に励起される振動の定在波は、
振動子１７の装着面およびホーン１５の中央に位置する
突出部１５ｅの位置を定在波の腹とし、ホーン１５をブ
ロック１３に固定する固定部としてのリブ１５ａおよび
吸引孔１６ｂの位置が定在波の節となるような形となっ
ている。すなわちホーン１５各部の形状寸法、質量分布
を適切に設定することにより、このような定在波をホー
ン１５に発生させることができる。
【００２３】従って、固定部であるリブ１５ａは、ホー
ン１５の振動の定在波の腹に相当する位置である突出部
１５ｅからホーン１５の両端側の方向へ等距離隔てられ
た定在波の節に相当する位置に設けられている。これに
よりボンディングツール１４をブロック１３に固定し、
シリンダ４の押圧力を定在波の節に相当する位置を介し
てホーン１５に伝達するリブ１５ａの位置ではホーン１
５の縦振動による変位は極小となり、またバンプ付電子
部品３０を保持する保持部１５ｅの位置では極大の振幅
を得ることとなり、超音波振動をバンプ付電子部品３０
のボンディングに最も有効に利用することができる。
ン１５の振動の定在波の腹に相当する位置である突出部
１５ｅからホーン１５の両端側の方向へ等距離隔てられ
た定在波の節に相当する位置に設けられている。これに
よりボンディングツール１４をブロック１３に固定し、
シリンダ４の押圧力を定在波の節に相当する位置を介し
てホーン１５に伝達するリブ１５ａの位置ではホーン１
５の縦振動による変位は極小となり、またバンプ付電子
部品３０を保持する保持部１５ｅの位置では極大の振幅
を得ることとなり、超音波振動をバンプ付電子部品３０
のボンディングに最も有効に利用することができる。
【００２４】次に、接合物である電子部品を保持して押
圧する吸着面１５ｆが設けられた突出部１５ｅの形状に
ついて説明する。図４に示すように、突出部１５ｅはホ
ーン１５の中央部において縦振動の方向であるホーン１
５の長手方向に対して直交する方向に上下両方向に対称
形状で突出しており、力学的にはホーン１５に固定端を
有する断面ｌ×ｂ、長さｈの片持ち梁と考えることがで
きる。
圧する吸着面１５ｆが設けられた突出部１５ｅの形状に
ついて説明する。図４に示すように、突出部１５ｅはホ
ーン１５の中央部において縦振動の方向であるホーン１
５の長手方向に対して直交する方向に上下両方向に対称
形状で突出しており、力学的にはホーン１５に固定端を
有する断面ｌ×ｂ、長さｈの片持ち梁と考えることがで
きる。
【００２５】ホーン１５に縦振動を加えることにより、
固定端が振動することとなる結果（矢印ｂ参照）、片持
ち梁である突出部１５ｅには曲げ振動が励起される（矢
印ｃ参照）。したがって、ホーン１５の縦振動の振動数
に対して突出部１５ｅの各部寸法ｌ，ｂ，ｈを適切に設
定することにより、突出部１５ｅに生じる曲げ振動をホ
ーン１５の縦振動に共振させることができる。この結
果、突出部１５ｅの端部である吸着面１５ｆは大きな振
幅でホーン１５の長手方向に振動することとなり、ホー
ン１５自体の縦振動と重畳されてきわめて大きい増幅効
果を得ることができる。
固定端が振動することとなる結果（矢印ｂ参照）、片持
ち梁である突出部１５ｅには曲げ振動が励起される（矢
印ｃ参照）。したがって、ホーン１５の縦振動の振動数
に対して突出部１５ｅの各部寸法ｌ，ｂ，ｈを適切に設
定することにより、突出部１５ｅに生じる曲げ振動をホ
ーン１５の縦振動に共振させることができる。この結
果、突出部１５ｅの端部である吸着面１５ｆは大きな振
幅でホーン１５の長手方向に振動することとなり、ホー
ン１５自体の縦振動と重畳されてきわめて大きい増幅効
果を得ることができる。
【００２６】なお、本実施の形態のボンディングツール
１４について、有限要素法を用いて行った振動解析の結
果によれば、振動子１７が発生する振動源での振幅と比
較して、ホーン１５の中央部１５ｄにおける縦振動の振
幅は約３倍、吸着面１５ｆでの振幅は約９倍となってお
り、突出部１５ｅの優れた振動増幅効果が定量的に確認
されている。
１４について、有限要素法を用いて行った振動解析の結
果によれば、振動子１７が発生する振動源での振幅と比
較して、ホーン１５の中央部１５ｄにおける縦振動の振
幅は約３倍、吸着面１５ｆでの振幅は約９倍となってお
り、突出部１５ｅの優れた振動増幅効果が定量的に確認
されている。
【００２７】さらには、突出部１５ｇによって突出部１
５ｅによる質量や剛性の偏心を小さくすることで、ホー
ン１５全体の横振動が抑えられ、吸着面１５ｆにおける
上下方向の振動もほとんど発生しないことが確認され
た。
５ｅによる質量や剛性の偏心を小さくすることで、ホー
ン１５全体の横振動が抑えられ、吸着面１５ｆにおける
上下方向の振動もほとんど発生しないことが確認され
た。
【００２８】このバンプ付電子部品のボンディング装置
は上記のように構成されており、次に動作を説明する。
図１においてボンディングツール１４の吸着面１５ｅに
バンプ付電子部品３０を真空吸着させて保持し、基板３
２の上方に位置させる。そこで鏡筒４４を前進させてカ
メラ４２でバンプ付電子部品３０と基板３２の画像を入
手し、認識部５３へ画像データが送られる。主制御部５
０はこの画像データからバンプ付電子部品３０と基板３
２の相対的な位置ずれを検出し、この検出結果にしたが
ってテーブル３５を駆動し、基板３２を水平移動させて
位置補正を行う。
は上記のように構成されており、次に動作を説明する。
図１においてボンディングツール１４の吸着面１５ｅに
バンプ付電子部品３０を真空吸着させて保持し、基板３
２の上方に位置させる。そこで鏡筒４４を前進させてカ
メラ４２でバンプ付電子部品３０と基板３２の画像を入
手し、認識部５３へ画像データが送られる。主制御部５
０はこの画像データからバンプ付電子部品３０と基板３
２の相対的な位置ずれを検出し、この検出結果にしたが
ってテーブル３５を駆動し、基板３２を水平移動させて
位置補正を行う。
【００２９】次にＺ軸モータ６が駆動してボンディング
ヘッド１０が下降し、バンプ付電子部品３０のバンプを
基板３２に押圧する。このとき基板３２は加熱手段（図
外）によって加熱されている。そして押圧した状態で振
動子１７を駆動してバンプ付電子部品３０に振動を付与
する。これによりバンプ３１と基板３２の電極との押圧
面が振動により摩擦され、バンプ３１は基板３２の電極
にボンディングされる。
ヘッド１０が下降し、バンプ付電子部品３０のバンプを
基板３２に押圧する。このとき基板３２は加熱手段（図
外）によって加熱されている。そして押圧した状態で振
動子１７を駆動してバンプ付電子部品３０に振動を付与
する。これによりバンプ３１と基板３２の電極との押圧
面が振動により摩擦され、バンプ３１は基板３２の電極
にボンディングされる。
【００３０】このとき、バンプ付電子部品３０に振動を
伝達するホーン１５の突出部１５ｅの形状は、前述のよ
うに曲げ振動による共振を有効に利用できるように設定
されており、振幅が大幅に増幅された振動をバンプ付き
電子部品３０に伝達することができるので、電子部品３
０を効率よくボンディングすることができる。また、上
記効果により高い増幅率が達成可能であることから、ホ
ーン１５の長さを増幅目的のため過度に大きくする必要
がなく、コンパクトなボンディングツールを提供するこ
とができる。
伝達するホーン１５の突出部１５ｅの形状は、前述のよ
うに曲げ振動による共振を有効に利用できるように設定
されており、振幅が大幅に増幅された振動をバンプ付き
電子部品３０に伝達することができるので、電子部品３
０を効率よくボンディングすることができる。また、上
記効果により高い増幅率が達成可能であることから、ホ
ーン１５の長さを増幅目的のため過度に大きくする必要
がなく、コンパクトなボンディングツールを提供するこ
とができる。
【００３１】さらには、突出部１５ｇによって吸着面１
５ｆの上下方向の振動を抑えることにより、信頼性の高
いバンプ付き電子部品の接合を実現できる。
５ｆの上下方向の振動を抑えることにより、信頼性の高
いバンプ付き電子部品の接合を実現できる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、ボンディングツールの
ホーンの縦振動の定在波の腹に相当する位置にあってホ
ーンから縦振動の方向と略直交する方向に突出した突出
部を有し、この突出部の一端部を接合物に押し当てて振
動を伝達することにより、突出部に生じる曲げ振動が重
畳されて振幅が増幅された振動を接合物に伝えることが
できるので、振動の利用効率を向上させて接合物を効率
よくボンディングすることができる。また、これにより
高い増幅率が達成されるのでホーンの長さを増幅目的の
ため過度に大きくする必要がなく、コンパクトなボンデ
ィングツールを提供することができる。
ホーンの縦振動の定在波の腹に相当する位置にあってホ
ーンから縦振動の方向と略直交する方向に突出した突出
部を有し、この突出部の一端部を接合物に押し当てて振
動を伝達することにより、突出部に生じる曲げ振動が重
畳されて振幅が増幅された振動を接合物に伝えることが
できるので、振動の利用効率を向上させて接合物を効率
よくボンディングすることができる。また、これにより
高い増幅率が達成されるのでホーンの長さを増幅目的の
ため過度に大きくする必要がなく、コンパクトなボンデ
ィングツールを提供することができる。
【図１】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品のボ
ンディング装置の正面図
ンディング装置の正面図
【図２】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品のボ
ンディングツールの斜視図
ンディングツールの斜視図
【図３】（ａ）本発明の一実施の形態のバンプ付電子部
品のボンディングツールの正面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品のボン
ディングツールの平面図
品のボンディングツールの正面図 （ｂ）本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品のボン
ディングツールの平面図
【図４】本発明の一実施の形態のバンプ付電子部品のボ
ンディングツールの部分斜視図
ンディングツールの部分斜視図
１０ ボンディングヘッド １３ ブロック １４ ボンディングツール １５ ホーン １５ａ リブ １５ｅ 突出部 １５ｆ 吸着面 １６ａ 吸着孔 １７ 振動子 ５０ 主制御部
Claims (4)
- 【請求項１】荷重と振動を接合物に作用させながらこの
接合物を被接合面に圧着するボンディングツールであっ
て、細長形状のホーンと、このホーンに縦振動を付与す
る振動子と、前記ホーンの縦振動の定在波の腹に相当す
る位置にあってこのホーンから縦振動の方向と略直交す
る方向に略対称形状で突出した突出部を有し、この突出
部の一端部を前記接合物に押し当てて前記荷重と振動を
接合物に作用させるようにしたことを特徴とするボンデ
ィングツール。 - 【請求項２】前記腹に相当する位置からホーンの両端側
へ向かって等距離隔てられた縦振動の定在波の節に相当
する位置に前記ホーンを固定するための固定部をこのホ
ーンと一体的に設けたことを特徴とする請求項１記載の
ボンディングツール。 - 【請求項３】荷重と振動を接合物に作用させながらこの
接合物を被接合面に圧着するボンディング装置であっ
て、細長形状のホーンと、このホーンに縦振動を付与す
る振動子と、前記ホーンの縦振動の定在波の腹に相当す
る位置にあってこのホーンから縦振動の方向と略直交す
る方向に略対称形状で突出した突出部を有するボンディ
ングツールと、前記突出部の一端部を前記接合物に押し
当てて、この接合物を被接合面に押圧する押圧手段とを
備えたことを特徴とするボンディング装置。 - 【請求項４】前記押圧手段は、前記腹に相当する位置か
らホーンの両端側へ向かって等距離隔てられた縦振動の
定在波の節に相当する位置を介して押圧力を前記ホーン
に伝達することを特徴とする請求項３記載のボンディン
グ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06659498A JP3487162B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | ボンディングツールおよびボンディング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06659498A JP3487162B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | ボンディングツールおよびボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11265914A true JPH11265914A (ja) | 1999-09-28 |
| JP3487162B2 JP3487162B2 (ja) | 2004-01-13 |
Family
ID=13320426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06659498A Expired - Fee Related JP3487162B2 (ja) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | ボンディングツールおよびボンディング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3487162B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307583A (ja) * | 1998-04-21 | 1999-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 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 |
| JP2001038291A (ja) * | 1999-08-02 | 2001-02-13 | Arutekusu:Kk | 超音波振動接合用超音波ホーン |
| US6743331B2 (en) | 2002-01-21 | 2004-06-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Component bonder and bonding tool |
| WO2009014130A1 (ja) * | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Itoh, Hitohiko | 超音波振動接合装置 |
| WO2009125748A1 (ja) | 2008-04-07 | 2009-10-15 | 株式会社アドウェルズ | 共振器の支持装置 |
| EP4000751A1 (fr) * | 2020-11-11 | 2022-05-25 | Roten, Maxime | Outil vibrant et système vibratoire comprenant un tel outil |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP06659498A patent/JP3487162B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11307583A (ja) * | 1998-04-21 | 1999-11-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 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 |
| JP2001038291A (ja) * | 1999-08-02 | 2001-02-13 | Arutekusu:Kk | 超音波振動接合用超音波ホーン |
| US6743331B2 (en) | 2002-01-21 | 2004-06-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Component bonder and bonding tool |
| KR100886878B1 (ko) | 2002-01-21 | 2009-03-04 | 파나소닉 주식회사 | 전자부품의 본딩 장치 및 전자부품의 본딩 툴 |
| WO2009014130A1 (ja) * | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Itoh, Hitohiko | 超音波振動接合装置 |
| US8025087B2 (en) | 2007-07-24 | 2011-09-27 | Branson Ultrasonics Corporation | Ultrasonic vibration welder |
| WO2009125748A1 (ja) | 2008-04-07 | 2009-10-15 | 株式会社アドウェルズ | 共振器の支持装置 |
| US8353442B2 (en) | 2008-04-07 | 2013-01-15 | Adwelds Corporation | Support device for resonator |
| EP4000751A1 (fr) * | 2020-11-11 | 2022-05-25 | Roten, Maxime | Outil vibrant et système vibratoire comprenant un tel outil |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3487162B2 (ja) | 2004-01-13 |
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