JPH1154540A - ボンディング装置 - Google Patents
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- H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
- H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
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- B23K20/106—Features related to sonotrodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】スクラブ動作時の振動が軽減され、安定したボ
ンディング動作を行うことができると共に、ワークに最
適なスクラブ動作のタイミング及び方向を自由に選択す
ることができる。 【解決手段】ボンディングツール１２を超音波ホーン１
０の軸心に平行なＹ方向に振動させるＹ方向用圧電素子
を有したＹ方向駆動手段２０と、Ｙ方向に直角な平面の
Ｘ方向に振動させるＸ方向用圧電素子を有したＸ方向駆
動手段４０とを備え、ボンディング時に圧電素子を駆動
させてボンディングツール１２をボンディング平面のＸ
Ｙ方向に振動させる。
ンディング動作を行うことができると共に、ワークに最
適なスクラブ動作のタイミング及び方向を自由に選択す
ることができる。 【解決手段】ボンディングツール１２を超音波ホーン１
０の軸心に平行なＹ方向に振動させるＹ方向用圧電素子
を有したＹ方向駆動手段２０と、Ｙ方向に直角な平面の
Ｘ方向に振動させるＸ方向用圧電素子を有したＸ方向駆
動手段４０とを備え、ボンディング時に圧電素子を駆動
させてボンディングツール１２をボンディング平面のＸ
Ｙ方向に振動させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤボンディン
グ装置、ダイボンディング装置等のボンディング装置に
関する。
グ装置、ダイボンディング装置等のボンディング装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ボンディング時にボンディングツ
ールに振動を与えるボンディング装置は、大別して次の
３つに分類される。
ールに振動を与えるボンディング装置は、大別して次の
３つに分類される。
【０００３】第１は、ボンディング装置が有するＸＹテ
ーブルを振動させてスクラブ動作を行わせるもの。この
種のものとして、例えば特許番号第２５３０２２４号、
特許番号第２５６５００９号が挙げられる。
ーブルを振動させてスクラブ動作を行わせるもの。この
種のものとして、例えば特許番号第２５３０２２４号、
特許番号第２５６５００９号が挙げられる。
【０００４】第２は、１つの圧電素子でボンディングの
ための超音波用振動とスクラブ動作を併用したもの。こ
の種のものとして、例えば特開昭６２−２４９４３７号
公報、特開昭６３−２３９８３４号公報が挙げられる。
ための超音波用振動とスクラブ動作を併用したもの。こ
の種のものとして、例えば特開昭６２−２４９４３７号
公報、特開昭６３−２３９８３４号公報が挙げられる。
【０００５】第３は、複数個の超音波発振子を持ち、振
動の組合せにより超音波を印加してボンディングを行う
もの。なお、この種のものとして、例えば特開昭５８−
１６１３３４号公報が挙げられる。
動の組合せにより超音波を印加してボンディングを行う
もの。なお、この種のものとして、例えば特開昭５８−
１６１３３４号公報が挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記第１のＸＹテーブ
ルによるスクラブ動作は、質量の大きいＸＹテーブル及
びボンディングヘッド全体を動かすため、装置全体の振
動によりボンディング荷重の変動を引き起こし、またス
クラブ動作の振幅及び周波数の精密な制御が困難である
こと等により、安定したボンディング動作の妨げとな
る。
ルによるスクラブ動作は、質量の大きいＸＹテーブル及
びボンディングヘッド全体を動かすため、装置全体の振
動によりボンディング荷重の変動を引き起こし、またス
クラブ動作の振幅及び周波数の精密な制御が困難である
こと等により、安定したボンディング動作の妨げとな
る。
【０００７】上記第２の１つの圧電素子で超音波用振動
とスクラブ動作を併用する方式は、超音波発振とスクラ
ブ動作では要求される振幅に大きな開きがある。そのた
め、超音波発振に適している圧電素子では変位量が小さ
過ぎ、スクラブ動作には適さない。変位量の大きい多数
積層タイプの圧電素子は、内部損失が大きく超音波発振
用として使うにはロスが大きい。また積層枚数が多くな
るほど、つまり変位量が多く採れるほど圧電素子の共振
周波数が低くなり、超音波発振には適していない。
とスクラブ動作を併用する方式は、超音波発振とスクラ
ブ動作では要求される振幅に大きな開きがある。そのた
め、超音波発振に適している圧電素子では変位量が小さ
過ぎ、スクラブ動作には適さない。変位量の大きい多数
積層タイプの圧電素子は、内部損失が大きく超音波発振
用として使うにはロスが大きい。また積層枚数が多くな
るほど、つまり変位量が多く採れるほど圧電素子の共振
周波数が低くなり、超音波発振には適していない。
【０００８】上記第３の複数個の超音波発振子を持った
ものは、スクラブ動作を行わせるものではなく、次のよ
うな問題点を有する。
ものは、スクラブ動作を行わせるものではなく、次のよ
うな問題点を有する。
【０００９】超音波発振での振幅は極めて小さい振幅か
ら徐々に増加するものであり、振動１サイクル当たりの
振幅の増加は極めて小さい。例えば超音波が０．５ｍｓ
で１μｍまで立ち上がるとすると、周波数が６０ＫＨｚ
の場合、１μｍになるまで約３０回の振幅が有るから、
１ストローク当たり１／３０μｍの振幅の増加というこ
とになる。ワイヤをボンディングツールでボンディング
面に加圧すると、ボンディング面に接しているワイヤの
面がボンディング面の凹凸に食い込む。この状態で超音
波を印加すると、１振幅目に凹凸が食い込んだワイヤの
表面の部分が小さい振幅の分だけ塑性変形させられる。
この状態から１サイクル毎に振幅が徐々に増加するの
で、ワイヤ表面のこの変形が１サイクル毎に極めて小さ
い振幅の増加分だけ広がる。
ら徐々に増加するものであり、振動１サイクル当たりの
振幅の増加は極めて小さい。例えば超音波が０．５ｍｓ
で１μｍまで立ち上がるとすると、周波数が６０ＫＨｚ
の場合、１μｍになるまで約３０回の振幅が有るから、
１ストローク当たり１／３０μｍの振幅の増加というこ
とになる。ワイヤをボンディングツールでボンディング
面に加圧すると、ボンディング面に接しているワイヤの
面がボンディング面の凹凸に食い込む。この状態で超音
波を印加すると、１振幅目に凹凸が食い込んだワイヤの
表面の部分が小さい振幅の分だけ塑性変形させられる。
この状態から１サイクル毎に振幅が徐々に増加するの
で、ワイヤ表面のこの変形が１サイクル毎に極めて小さ
い振幅の増加分だけ広がる。
【００１０】このように、変形が徐々に広がりながら振
幅が最大に達してもワイヤの面がボンディング表面の酸
化膜を破壊しようとする動き量は、この１サイクル分の
微小な増加分だけなので、ボンディング面の酸化膜が弾
性変形するだけで破壊するには不十分である。
幅が最大に達してもワイヤの面がボンディング表面の酸
化膜を破壊しようとする動き量は、この１サイクル分の
微小な増加分だけなので、ボンディング面の酸化膜が弾
性変形するだけで破壊するには不十分である。
【００１１】これに対してスクラブは、最初の１振幅目
のストロークが超音波発振に比べると全然大きいため
に、酸化膜を破壊するに十分となってボンディングを可
能とする。このように、スクラブ動作の優位性は振幅が
超音波発振によるスクラブの数倍有るということだけで
なく、最初の振幅の移動距離が全く違うということであ
る。
のストロークが超音波発振に比べると全然大きいため
に、酸化膜を破壊するに十分となってボンディングを可
能とする。このように、スクラブ動作の優位性は振幅が
超音波発振によるスクラブの数倍有るということだけで
なく、最初の振幅の移動距離が全く違うということであ
る。
【００１２】本発明の課題は、スクラブ動作時の振動が
軽減され、安定したボンディング動作を行うことができ
ると共に、ワークに最適なスクラブ動作のタイミング及
び方向を自由に選択することができるボンディング装置
を提供することにある。
軽減され、安定したボンディング動作を行うことができ
ると共に、ワークに最適なスクラブ動作のタイミング及
び方向を自由に選択することができるボンディング装置
を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１の手段は、一端にボンディングツールが
取付けられた超音波ホーンを備えたボンディング装置に
おいて、ボンディング時に前記ボンディングツールをボ
ンディング平面の任意の方向にそれぞれ振動させる複数
個の圧電素子を設けたことを特徴とする。
の本発明の第１の手段は、一端にボンディングツールが
取付けられた超音波ホーンを備えたボンディング装置に
おいて、ボンディング時に前記ボンディングツールをボ
ンディング平面の任意の方向にそれぞれ振動させる複数
個の圧電素子を設けたことを特徴とする。
【００１４】上記課題を解決するための本発明の第２の
手段は、前記第１の手段における前記圧電素子は、ボン
ディングツールを超音波ホーンの軸心に平行なＹ方向に
振動させるＹ方向用圧電素子と、前記Ｙ方向に直角な平
面のＸ方向に振動させるＸ方向用圧電素子とからなるこ
とを特徴とする。
手段は、前記第１の手段における前記圧電素子は、ボン
ディングツールを超音波ホーンの軸心に平行なＹ方向に
振動させるＹ方向用圧電素子と、前記Ｙ方向に直角な平
面のＸ方向に振動させるＸ方向用圧電素子とからなるこ
とを特徴とする。
【００１５】上記課題を解決するための本発明の第３の
手段は、一端にボンディングツールが取付けられた超音
波ホーンを備えたボンディング装置において、ボンディ
ングツールを超音波ホーンの軸心に平行なＹ方向に振動
させるＹ方向用圧電素子を有したＹ方向駆動手段と、前
記Ｙ方向に直角な平面のＸ方向に振動させるＸ方向用圧
電素子を有したＸ方向駆動手段とを備え、ボンディング
時に前記圧電素子を駆動させて前記ボンディングツール
をボンディング平面のＸＹ方向に振動させることを特徴
とする。
手段は、一端にボンディングツールが取付けられた超音
波ホーンを備えたボンディング装置において、ボンディ
ングツールを超音波ホーンの軸心に平行なＹ方向に振動
させるＹ方向用圧電素子を有したＹ方向駆動手段と、前
記Ｙ方向に直角な平面のＸ方向に振動させるＸ方向用圧
電素子を有したＸ方向駆動手段とを備え、ボンディング
時に前記圧電素子を駆動させて前記ボンディングツール
をボンディング平面のＸＹ方向に振動させることを特徴
とする。
【００１６】上記課題を解決するための本発明の第４の
手段は、一端にボンディングツールが取付けられた超音
波ホーンを備えたボンディング装置において、ボンディ
ングツールを超音波ホーンの軸心に平行なＹ方向に振動
させるＹ方向用圧電素子及び前記Ｙ方向に直角な平面の
Ｘ方向に振動させるＸ方向用圧電素子とを有したＸＹ方
向駆動手段を備え、ボンディング時に前記圧電素子を駆
動させて前記ボンディングツールをボンディング平面の
ＸＹ方向に振動させることを特徴とする。
手段は、一端にボンディングツールが取付けられた超音
波ホーンを備えたボンディング装置において、ボンディ
ングツールを超音波ホーンの軸心に平行なＹ方向に振動
させるＹ方向用圧電素子及び前記Ｙ方向に直角な平面の
Ｘ方向に振動させるＸ方向用圧電素子とを有したＸＹ方
向駆動手段を備え、ボンディング時に前記圧電素子を駆
動させて前記ボンディングツールをボンディング平面の
ＸＹ方向に振動させることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１乃至
図５により説明する。図１及び図２に示すように、平面
上のＸＹ方向に駆動されるＸＹテーブル１上にはボンデ
ィングヘッド２が搭載されている。ボンディングヘッド
２には、Ｙ方向駆動手段２０（詳細は後記する）がボル
ト３で固定され、Ｙ方向駆動手段２０上にはＸ方向駆動
手段４０（詳細は後記する）がボルト４で固定されてい
る。Ｘ方向駆動手段４０の前端部には、十字状に配設さ
れた板バネ５がボルト６により固定され、また板バネ５
はボルト７によりボンディングアーム８に固定されてい
る。従って、ボンディングアーム８は板バネ５を中心と
して揺動する。ここで、Ｙ方向は、後記する超音波ホー
ン１０の軸心に平行な方向を指し、Ｘ方向は、前記Ｙ方
向に直角な平面の方向を指す。
図５により説明する。図１及び図２に示すように、平面
上のＸＹ方向に駆動されるＸＹテーブル１上にはボンデ
ィングヘッド２が搭載されている。ボンディングヘッド
２には、Ｙ方向駆動手段２０（詳細は後記する）がボル
ト３で固定され、Ｙ方向駆動手段２０上にはＸ方向駆動
手段４０（詳細は後記する）がボルト４で固定されてい
る。Ｘ方向駆動手段４０の前端部には、十字状に配設さ
れた板バネ５がボルト６により固定され、また板バネ５
はボルト７によりボンディングアーム８に固定されてい
る。従って、ボンディングアーム８は板バネ５を中心と
して揺動する。ここで、Ｙ方向は、後記する超音波ホー
ン１０の軸心に平行な方向を指し、Ｘ方向は、前記Ｙ方
向に直角な平面の方向を指す。
【００１８】ボンディングアーム８には、超音波振動源
を内蔵した超音波ホーン１０及びワイヤクランパ１１が
取付けられ、超音波ホーン１０の先端部にはボンディン
グツール１２が取付けられている。そして、図示しない
ワイヤスプールに巻回されたワイヤ１３は、ワイヤクラ
ンパ１１を通してボンディングツール１２に挿通されて
いる。またボンディングアーム８の後端部は、リニアモ
ータ１４を介してボンディングヘッド２に連結されてい
る。
を内蔵した超音波ホーン１０及びワイヤクランパ１１が
取付けられ、超音波ホーン１０の先端部にはボンディン
グツール１２が取付けられている。そして、図示しない
ワイヤスプールに巻回されたワイヤ１３は、ワイヤクラ
ンパ１１を通してボンディングツール１２に挿通されて
いる。またボンディングアーム８の後端部は、リニアモ
ータ１４を介してボンディングヘッド２に連結されてい
る。
【００１９】前記Ｙ方向駆動手段２０は、図３に示すよ
うな構造となっている。Ｙ方向駆動板２１のほぼ中央に
は圧電素子取付け用矩形穴２２が設けられ、圧電素子取
付け用矩形穴２２には、伸縮方向がＹ方向になるように
配設された圧電素子２３の左端部２３ａが固定されてい
る。Ｙ方向駆動板２１の左側はボンディングヘッド固定
部２４となっており、このボンディングヘッド固定部２
４にはボルト３が挿入されるボルト挿入穴２５が形成さ
れている。Ｙ方向駆動板２１の右側はＸ方向駆動板固定
部２６となっており、このＸ方向駆動板固定部２６には
ボルト４が螺合される２個のねじ部２７が形成されてい
る。
うな構造となっている。Ｙ方向駆動板２１のほぼ中央に
は圧電素子取付け用矩形穴２２が設けられ、圧電素子取
付け用矩形穴２２には、伸縮方向がＹ方向になるように
配設された圧電素子２３の左端部２３ａが固定されてい
る。Ｙ方向駆動板２１の左側はボンディングヘッド固定
部２４となっており、このボンディングヘッド固定部２
４にはボルト３が挿入されるボルト挿入穴２５が形成さ
れている。Ｙ方向駆動板２１の右側はＸ方向駆動板固定
部２６となっており、このＸ方向駆動板固定部２６には
ボルト４が螺合される２個のねじ部２７が形成されてい
る。
【００２０】前記Ｘ方向駆動板固定部２６がＹ方向に変
位できるように、前記圧電素子取付け用矩形穴２２の右
端部はＸ方向に伸びたスリット２８が側端２６ａの近傍
まで形成されている。またスリット２８に近接して両側
端２６ａから該スリット２８に平行にスリット２９が形
成され、スリット２８と２９間は弾性変形部３０となっ
ている。
位できるように、前記圧電素子取付け用矩形穴２２の右
端部はＸ方向に伸びたスリット２８が側端２６ａの近傍
まで形成されている。またスリット２８に近接して両側
端２６ａから該スリット２８に平行にスリット２９が形
成され、スリット２８と２９間は弾性変形部３０となっ
ている。
【００２１】前記Ｘ方向駆動手段４０は、図４に示すよ
うな構造となっている。Ｘ方向駆動板４１のほぼ中央に
は圧電素子取付け用矩形穴４２が設けられ、圧電素子取
付け用矩形穴４２には、伸縮方向がＸ方向になるように
配設された圧電素子４３の一端部４３ａが固定されてい
る。Ｘ方向駆動板４１の右側はＹ方向駆動板固定部４４
となっており、このＹ方向駆動板固定部４４にはボルト
４が挿入されるボルト挿入穴４５が形成されている。Ｘ
方向駆動板４１の左側は板バネ固定部４６となってお
り、この板バネ固定部４６にはボルト６が螺合されるね
じ部４７が表面に２個、側面に２個形成されている。
うな構造となっている。Ｘ方向駆動板４１のほぼ中央に
は圧電素子取付け用矩形穴４２が設けられ、圧電素子取
付け用矩形穴４２には、伸縮方向がＸ方向になるように
配設された圧電素子４３の一端部４３ａが固定されてい
る。Ｘ方向駆動板４１の右側はＹ方向駆動板固定部４４
となっており、このＹ方向駆動板固定部４４にはボルト
４が挿入されるボルト挿入穴４５が形成されている。Ｘ
方向駆動板４１の左側は板バネ固定部４６となってお
り、この板バネ固定部４６にはボルト６が螺合されるね
じ部４７が表面に２個、側面に２個形成されている。
【００２２】前記Ｙ方向駆動板固定部４４がＸ方向に変
位できるように、前記圧電素子取付け用矩形穴４２の左
右端部はＸ方向に伸びたスリット４８が側端４４ａの近
傍まで形成され、更にスリット４８の端部に連通して側
部４４ａと平行にスリット４９が形成され、Ｘ方向駆動
板４１の側端４４ａとスリット４９間は弾性変形部５０
となっている。
位できるように、前記圧電素子取付け用矩形穴４２の左
右端部はＸ方向に伸びたスリット４８が側端４４ａの近
傍まで形成され、更にスリット４８の端部に連通して側
部４４ａと平行にスリット４９が形成され、Ｘ方向駆動
板４１の側端４４ａとスリット４９間は弾性変形部５０
となっている。
【００２３】次にＹ方向駆動手段２０及びＸ方向駆動手
段４０の作用について説明する。圧電素子２３、４３は
電源５５に接続されている。まず、Ｙ方向駆動手段２０
の作用について説明する。圧電素子２３への電圧をオン
にする（印加する）と、圧電素子２３は伸びる。圧電素
子２３の左端部２３ａは固定されているので、伸びは全
て右端部２３ｂに伝えられる。右端部２３ｂが変位する
と、弾性変形部３０が弾性変形してＸ方向駆動板固定部
２６が−Ｙ方向に変位する。次に圧電素子２３への電圧
をオフ（０Ｖ）にすると、圧電素子２３が元の長さに戻
り、Ｘ方向駆動板固定部２６も元の位置に戻る。
段４０の作用について説明する。圧電素子２３、４３は
電源５５に接続されている。まず、Ｙ方向駆動手段２０
の作用について説明する。圧電素子２３への電圧をオン
にする（印加する）と、圧電素子２３は伸びる。圧電素
子２３の左端部２３ａは固定されているので、伸びは全
て右端部２３ｂに伝えられる。右端部２３ｂが変位する
と、弾性変形部３０が弾性変形してＸ方向駆動板固定部
２６が−Ｙ方向に変位する。次に圧電素子２３への電圧
をオフ（０Ｖ）にすると、圧電素子２３が元の長さに戻
り、Ｘ方向駆動板固定部２６も元の位置に戻る。
【００２４】Ｘ方向駆動板固定部２６にはＸ方向駆動板
４１のＹ方向駆動板固定部４４が固定され、Ｘ方向駆動
板４１の板バネ固定部４６には板バネ５を介してボンデ
ィングアーム８が取付けられているので、前記のように
Ｘ方向駆動板固定部２６がＹ方向に動くと、ボンディン
グツール１２もＹ方向に移動する。
４１のＹ方向駆動板固定部４４が固定され、Ｘ方向駆動
板４１の板バネ固定部４６には板バネ５を介してボンデ
ィングアーム８が取付けられているので、前記のように
Ｘ方向駆動板固定部２６がＹ方向に動くと、ボンディン
グツール１２もＹ方向に移動する。
【００２５】次にＸ方向駆動手段４０の作用について説
明する。圧電素子４３への電圧をオンにすると、圧電素
子４３は伸びる。圧電素子４３の一端部４３ａは固定さ
れているので、伸びは全て他端部４３ｂに伝えられる。
他端部４３ｂが変位すると、弾性変形部５０が弾性変形
して板バネ固定部４６が＋Ｘ方向に変位する。次に圧電
素子４３への電圧をオフにすると、圧電素子４３が元の
長さに戻り、板バネ固定部４６も元の位置に戻る。
明する。圧電素子４３への電圧をオンにすると、圧電素
子４３は伸びる。圧電素子４３の一端部４３ａは固定さ
れているので、伸びは全て他端部４３ｂに伝えられる。
他端部４３ｂが変位すると、弾性変形部５０が弾性変形
して板バネ固定部４６が＋Ｘ方向に変位する。次に圧電
素子４３への電圧をオフにすると、圧電素子４３が元の
長さに戻り、板バネ固定部４６も元の位置に戻る。
【００２６】そこで、Ｙ方向駆動手段２０及びＸ方向駆
動手段４０の駆動を組み合わせることにより、ボンディ
ング面に対して平行な任意の方向にボンディングツール
１２を駆動することができる。このＹ方向駆動手段２０
及びＸ方向駆動手段４０の駆動のタイミングは、図５に
示すボンディングのタイミングで行われる。
動手段４０の駆動を組み合わせることにより、ボンディ
ング面に対して平行な任意の方向にボンディングツール
１２を駆動することができる。このＹ方向駆動手段２０
及びＸ方向駆動手段４０の駆動のタイミングは、図５に
示すボンディングのタイミングで行われる。
【００２７】まず、スクラブ動作を除いた周知の動作を
図５を参照しながら説明する。リニアモータ１４による
Ｚ軸方向の駆動によるボンディングツール１２の下降
と、ＸＹテーブル１のＸＹ軸方向の駆動による平面移動
とにより、ボンディングツール１２は第１ボンディング
面６０に当接し、その第１ボンディング面６０より更に
若干ボンディングツール１２は下降させられてワイヤ１
３の先端に形成された図示しないボールが加圧６２され
る。またワイヤ加圧後に超音波ホーン１０が超音波発振
６４を行ってボンディングツール１２に超音波振動が印
加される。これにより、第１ボンディング面６０にボー
ルがボンディングされる。
図５を参照しながら説明する。リニアモータ１４による
Ｚ軸方向の駆動によるボンディングツール１２の下降
と、ＸＹテーブル１のＸＹ軸方向の駆動による平面移動
とにより、ボンディングツール１２は第１ボンディング
面６０に当接し、その第１ボンディング面６０より更に
若干ボンディングツール１２は下降させられてワイヤ１
３の先端に形成された図示しないボールが加圧６２され
る。またワイヤ加圧後に超音波ホーン１０が超音波発振
６４を行ってボンディングツール１２に超音波振動が印
加される。これにより、第１ボンディング面６０にボー
ルがボンディングされる。
【００２８】次にボンディングツール１２は上昇、ＸＹ
方向への駆動及び下降させられてワイヤ１３の繰り出し
が行われ、第２ボンディング面６１にボンディングツー
ル１２は当接し、第１ボンディング面６０のボンディン
グと同様にワイヤ１３の加圧６３及び超音波発振６５が
行われ、第２ボンディング面６１にワイヤ１３がボンデ
ィングされる。その後、ボンディングツール１２が上昇
する途中にワイヤクランパ１１が閉じ、ワイヤ１３は第
２ボンディング面６１の根元部より切断される。
方向への駆動及び下降させられてワイヤ１３の繰り出し
が行われ、第２ボンディング面６１にボンディングツー
ル１２は当接し、第１ボンディング面６０のボンディン
グと同様にワイヤ１３の加圧６３及び超音波発振６５が
行われ、第２ボンディング面６１にワイヤ１３がボンデ
ィングされる。その後、ボンディングツール１２が上昇
する途中にワイヤクランパ１１が閉じ、ワイヤ１３は第
２ボンディング面６１の根元部より切断される。
【００２９】本実施の形態においては、前記した加圧６
２、６３中に圧電素子２３又は４３若しくは圧電素子２
３と４３への電圧をオン、オフし、スクラブ動作が行わ
れる。このスクラブ動作は、ワークに最適なタイミング
を選択することができる。例えば、図５のに示すよう
に超音波発振６４、６５より前に圧電素子２３、４３を
オン、オフさせてもよく、図５のに示すように超音波
発振６４、６５中に圧電素子２３、４３をオン、オフさ
せてもよく、図５のに示すように超音波発振６４、６
５より前に圧電素子２３、４３をオンにして超音波発振
６４、６５中に圧電素子２３、４３をオフにしてもよ
い。
２、６３中に圧電素子２３又は４３若しくは圧電素子２
３と４３への電圧をオン、オフし、スクラブ動作が行わ
れる。このスクラブ動作は、ワークに最適なタイミング
を選択することができる。例えば、図５のに示すよう
に超音波発振６４、６５より前に圧電素子２３、４３を
オン、オフさせてもよく、図５のに示すように超音波
発振６４、６５中に圧電素子２３、４３をオン、オフさ
せてもよく、図５のに示すように超音波発振６４、６
５より前に圧電素子２３、４３をオンにして超音波発振
６４、６５中に圧電素子２３、４３をオフにしてもよ
い。
【００３０】このように、超音波発振６４、６５と圧電
素子２３、４３によるスクラブ動作を同時に行うことが
できるので、タイミングの組合せを自由に選択すること
ができる。これによって、ワークに最適なスクラブ動作
のタイミングを選択できる。また圧電素子２３への電圧
のオン、オフと圧電素子４３への電圧のオン、オフの組
合せにより、第１ボンディング面６０、第２ボンディン
グ面６１に対して任意の方向にスクラブ動作を行うこと
ができる。これによって、ワークに最適なスクラブ動作
の方向が自由に選択することができる。
素子２３、４３によるスクラブ動作を同時に行うことが
できるので、タイミングの組合せを自由に選択すること
ができる。これによって、ワークに最適なスクラブ動作
のタイミングを選択できる。また圧電素子２３への電圧
のオン、オフと圧電素子４３への電圧のオン、オフの組
合せにより、第１ボンディング面６０、第２ボンディン
グ面６１に対して任意の方向にスクラブ動作を行うこと
ができる。これによって、ワークに最適なスクラブ動作
の方向が自由に選択することができる。
【００３１】なお、上記実施の形態においては、Ｙ方向
駆動手段２０上にＸ方向駆動手段４０を固定したが、逆
にＸ方向駆動手段４０上にＹ方向駆動手段２０を固定し
てもよい。
駆動手段２０上にＸ方向駆動手段４０を固定したが、逆
にＸ方向駆動手段４０上にＹ方向駆動手段２０を固定し
てもよい。
【００３２】図６は本発明の他の実施の形態を示す。前
記実施の形態においては、Ｙ方向駆動手段２０とＸ方向
駆動手段４０の組合せよりなっている。本実施の形態は
１つのＸＹ方向駆動手段７０よりなっている。以下、図
１を参照しながら本実施の形態を説明する。ＸＹ方向駆
動板７１の右側は、ボンディングヘッド固定部７２とな
っており、このボンディングヘッド固定部７２にはボル
ト４が挿入されるボルト挿入穴７３が形成されている。
ＸＹ方向駆動板７１の左側は、板バネ固定部７４となっ
ており、この板バネ固定部７４にはボルト６が螺合され
るねじ部７５が表面に２個、側面に２個形成されてい
る。
記実施の形態においては、Ｙ方向駆動手段２０とＸ方向
駆動手段４０の組合せよりなっている。本実施の形態は
１つのＸＹ方向駆動手段７０よりなっている。以下、図
１を参照しながら本実施の形態を説明する。ＸＹ方向駆
動板７１の右側は、ボンディングヘッド固定部７２とな
っており、このボンディングヘッド固定部７２にはボル
ト４が挿入されるボルト挿入穴７３が形成されている。
ＸＹ方向駆動板７１の左側は、板バネ固定部７４となっ
ており、この板バネ固定部７４にはボルト６が螺合され
るねじ部７５が表面に２個、側面に２個形成されてい
る。
【００３３】ボンディングヘッド固定部７２と板バネ固
定部７４間におけるボンディングヘッド固定部７２側に
は、圧電素子取付け用矩形穴８０が設けられ、圧電素子
取付け用矩形穴８０には、伸縮方向がＹ方向になるよう
に配設された圧電素子８１の左端部８１ａが固定されて
いる。また前記板バネ固定部７４がＹ方向に変位できる
ように、圧電素子取付け用矩形穴８０の右端部はＸ方向
に伸びたスリット８２が両側端７１ａの近傍まで形成さ
れ、またスリット８２に近接して両側端７１ａからスリ
ット８２に平行にスリット８３が形成され、スリット８
２と８３間は弾性変形部８４となっている。
定部７４間におけるボンディングヘッド固定部７２側に
は、圧電素子取付け用矩形穴８０が設けられ、圧電素子
取付け用矩形穴８０には、伸縮方向がＹ方向になるよう
に配設された圧電素子８１の左端部８１ａが固定されて
いる。また前記板バネ固定部７４がＹ方向に変位できる
ように、圧電素子取付け用矩形穴８０の右端部はＸ方向
に伸びたスリット８２が両側端７１ａの近傍まで形成さ
れ、またスリット８２に近接して両側端７１ａからスリ
ット８２に平行にスリット８３が形成され、スリット８
２と８３間は弾性変形部８４となっている。
【００３４】ボンディングヘッド固定部７２と板バネ固
定部７４間における板バネ固定部７４側には、圧電素子
取付け用矩形穴９０が設けられ、圧電素子取付け用矩形
穴９０には、伸縮方向がＸ方向になるように配設された
圧電素子９１の一端部９１ａが固定されている。また前
記板バネ固定部７４がＸ方向に変位できるように、圧電
素子取付け用矩形穴９０の左右端部はＸ方向に伸びたス
リット９２が両側端７１ａの近傍まで形成され、更にス
リット９２の端部と連通して側端７１ａと平行にＹ方向
に伸びたスリット９３が形成され、側端７１ａとスリッ
ト９３間は弾性変形部９４となっている。
定部７４間における板バネ固定部７４側には、圧電素子
取付け用矩形穴９０が設けられ、圧電素子取付け用矩形
穴９０には、伸縮方向がＸ方向になるように配設された
圧電素子９１の一端部９１ａが固定されている。また前
記板バネ固定部７４がＸ方向に変位できるように、圧電
素子取付け用矩形穴９０の左右端部はＸ方向に伸びたス
リット９２が両側端７１ａの近傍まで形成され、更にス
リット９２の端部と連通して側端７１ａと平行にＹ方向
に伸びたスリット９３が形成され、側端７１ａとスリッ
ト９３間は弾性変形部９４となっている。
【００３５】そこで、Ｙ方向駆動手段２０の大きさに相
当するブロック（図示せず）を図１に示すボンディング
ヘッド２にボルト３で固定し、前記ブロックに本実施の
形態のＸＹ方向駆動手段７０をボルト４で固定する。そ
の他の構成は前記実施の形態と同じである。
当するブロック（図示せず）を図１に示すボンディング
ヘッド２にボルト３で固定し、前記ブロックに本実施の
形態のＸＹ方向駆動手段７０をボルト４で固定する。そ
の他の構成は前記実施の形態と同じである。
【００３６】次に作用について説明する。圧電素子８１
への電圧をオンにすると、圧電素子８１はＹ方向に伸び
る。圧電素子８１の左端部８１ａは固定されているの
で、伸びは全て他端部８１ｂに伝えられる。他端部８１
ｂが変位すると、弾性変形部８４が弾性変形して板バネ
固定部７４が＋Ｙ方向に変位する。次に圧電素子８１へ
の電圧をオフにすると、圧電素子８１が元の長さに戻
り、板バネ固定部７４も元の位置に戻る。
への電圧をオンにすると、圧電素子８１はＹ方向に伸び
る。圧電素子８１の左端部８１ａは固定されているの
で、伸びは全て他端部８１ｂに伝えられる。他端部８１
ｂが変位すると、弾性変形部８４が弾性変形して板バネ
固定部７４が＋Ｙ方向に変位する。次に圧電素子８１へ
の電圧をオフにすると、圧電素子８１が元の長さに戻
り、板バネ固定部７４も元の位置に戻る。
【００３７】圧電素子９１への電圧をオンにすると、圧
電素子９１はＸ方向に伸びる。圧電素子９１の一端部９
１ａは固定されているので、伸びは全て他端部９１ｂに
伝えられる。他端部９１ｂが変位すると、弾性変形部９
４が弾性変形して板バネ固定部７４が＋Ｘ方向に変位す
る。次に圧電素子９１への電圧をオフにすると、圧電素
子９１が元の長さに戻り、板バネ固定部７４も元の位置
に戻る。
電素子９１はＸ方向に伸びる。圧電素子９１の一端部９
１ａは固定されているので、伸びは全て他端部９１ｂに
伝えられる。他端部９１ｂが変位すると、弾性変形部９
４が弾性変形して板バネ固定部７４が＋Ｘ方向に変位す
る。次に圧電素子９１への電圧をオフにすると、圧電素
子９１が元の長さに戻り、板バネ固定部７４も元の位置
に戻る。
【００３８】前記したように、板バネ固定部７４がＹ方
向に動くと、ボンディングツール１２もＹ方向に移動
し、また板バネ固定部７４がＸ方向に動くと、ボンディ
ングツール１２もＸ方向に移動する。そこで、圧電素子
８１及び９１の駆動を組み合わせることにより、ボンデ
ィング面に対して平行な任意の方向にボンディングツー
ル１２を駆動することができ、前記実施の形態と同様の
効果が得られる。
向に動くと、ボンディングツール１２もＹ方向に移動
し、また板バネ固定部７４がＸ方向に動くと、ボンディ
ングツール１２もＸ方向に移動する。そこで、圧電素子
８１及び９１の駆動を組み合わせることにより、ボンデ
ィング面に対して平行な任意の方向にボンディングツー
ル１２を駆動することができ、前記実施の形態と同様の
効果が得られる。
【００３９】なお、上記各実施の形態においては、ボン
ディングアーム８を板バネ５を介してＸ方向駆動手段４
０又はＸＹ方向駆動手段７０に取付けたが、ボンディン
グアーム８を支軸を介してＸ方向駆動手段４０又はＸＹ
方向駆動手段７０に揺動自在に取付けてもよい。
ディングアーム８を板バネ５を介してＸ方向駆動手段４
０又はＸＹ方向駆動手段７０に取付けたが、ボンディン
グアーム８を支軸を介してＸ方向駆動手段４０又はＸＹ
方向駆動手段７０に揺動自在に取付けてもよい。
【００４０】
【発明の効果】本発明によれば、ボンディング時に前記
ボンディングツールをボンディング平面の任意の方向に
それぞれ振動させる複数個の圧電素子を設けたので、ス
クラブ動作の振動が軽減され、安定したボンディング動
作を行うことができると共に、ワークに最適なスクラブ
動作のタイミング及び方向を自由に選択することができ
る。
ボンディングツールをボンディング平面の任意の方向に
それぞれ振動させる複数個の圧電素子を設けたので、ス
クラブ動作の振動が軽減され、安定したボンディング動
作を行うことができると共に、ワークに最適なスクラブ
動作のタイミング及び方向を自由に選択することができ
る。
【図１】本発明のボンディング装置の一実施の形態を示
す側面図である。
す側面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】Ｙ方向駆動手段を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。
（ｂ）は側面図である。
【図４】Ｘ方向駆動手段を示し、（ａ）は平面図、
（ｂ）は側面図である。
（ｂ）は側面図である。
【図５】ボンディング及びスクラブ動作のタイミング図
である。
である。
【図６】本発明のＸＹ方向駆動手段の他の実施の形態を
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。
１ ＸＹテーブル ２ ボンディングヘッド ８ ボンディングアーム １０ 超音波ホーン １２ ボンディングツール １３ ワイヤ １４ リニアモータ ２０ Ｙ方向駆動手段 ２１ Ｙ方向駆動板 ２３ 圧電素子 ３０ 弾性変形部 ４０ Ｘ方向駆動手段 ４１ Ｘ方向駆動板 ４３ 圧電素子 ５０ 弾性変形部 ７０ ＸＹ方向駆動手段 ７１ ＸＹ方向駆動板 ８１ 圧電素子 ８４ 弾性変形部 ９１ 圧電素子 ９４ 弾性変形部
Claims (4)
- 【請求項１】 一端にボンディングツールが取付けられ
た超音波ホーンを備えたボンディング装置において、ボ
ンディング時に前記ボンディングツールをボンディング
平面の任意の方向にそれぞれ振動させる複数個の圧電素
子を設けたことを特徴とするボンディング装置。 - 【請求項２】 前記圧電素子は、ボンディングツールを
超音波ホーンの軸心に平行なＹ方向に振動させるＹ方向
用圧電素子と、前記Ｙ方向に直角な平面のＸ方向に振動
させるＸ方向用圧電素子とからなることを特徴とする請
求項１記載のボンディング装置。 - 【請求項３】 一端にボンディングツールが取付けられ
た超音波ホーンを備えたボンディング装置において、ボ
ンディングツールを超音波ホーンの軸心に平行なＹ方向
に振動させるＹ方向用圧電素子を有したＹ方向駆動手段
と、前記Ｙ方向に直角な平面のＸ方向に振動させるＸ方
向用圧電素子を有したＸ方向駆動手段とを備え、ボンデ
ィング時に前記圧電素子を駆動させて前記ボンディング
ツールをボンディング平面のＸＹ方向に振動させること
を特徴とするボンディング装置。 - 【請求項４】 一端にボンディングツールが取付けられ
た超音波ホーンを備えたボンディング装置において、ボ
ンディングツールを超音波ホーンの軸心に平行なＹ方向
に振動させるＹ方向用圧電素子及び前記Ｙ方向に直角な
平面のＸ方向に振動させるＸ方向用圧電素子とを有した
ＸＹ方向駆動手段を備え、ボンディング時に前記圧電素
子を駆動させて前記ボンディングツールをボンディング
平面のＸＹ方向に振動させることを特徴とするボンディ
ング装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21694697A JP3566039B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | ボンディング装置 |
| TW087110956A TW389971B (en) | 1997-07-29 | 1998-07-07 | Bonding device |
| KR1019980028004A KR100327608B1 (ko) | 1997-07-29 | 1998-07-11 | 본딩장치 |
| US09/118,585 US6116490A (en) | 1997-07-29 | 1998-07-17 | Bonding apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21694697A JP3566039B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | ボンディング装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154540A true JPH1154540A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3566039B2 JP3566039B2 (ja) | 2004-09-15 |
Family
ID=16696414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21694697A Expired - Fee Related JP3566039B2 (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | ボンディング装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6116490A (ja) |
| JP (1) | JP3566039B2 (ja) |
| KR (1) | KR100327608B1 (ja) |
| TW (1) | TW389971B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1149655A3 (de) * | 2000-03-02 | 2002-11-20 | Hesse & Knipps GmbH | Ultraschall-Transducer |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SG177745A1 (en) * | 2009-08-12 | 2012-02-28 | Kulicke & Soffa Ind Inc | Ultrasonic transducers for wire bonding and methods of forming wire bonds using ultrasonic transducers |
| KR20180087536A (ko) * | 2017-01-24 | 2018-08-02 | 삼성디스플레이 주식회사 | 접합 장치 및 접합 장치를 이용한 회로 칩 접합 방법 |
| US11404393B2 (en) * | 2018-08-23 | 2022-08-02 | Kaijo Corporation | Wire bonding method and wire bonding device |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5852838A (ja) * | 1981-09-25 | 1983-03-29 | Toshiba Corp | 半導体装置のワイヤボンデイング装置 |
| JPS58161334A (ja) * | 1982-03-19 | 1983-09-24 | Hitachi Ltd | ワイヤボンデイング装置 |
| JPS62249437A (ja) * | 1986-04-23 | 1987-10-30 | Hitachi Tokyo Electron Co Ltd | ボンデイング装置 |
| JPS63239834A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Hitachi Ltd | スクラブ機構 |
| US5494207A (en) * | 1994-05-20 | 1996-02-27 | National Semiconductor Corporation | Wire bonder transducer arrangement and method |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP21694697A patent/JP3566039B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-07-07 TW TW087110956A patent/TW389971B/zh active
- 1998-07-11 KR KR1019980028004A patent/KR100327608B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1998-07-17 US US09/118,585 patent/US6116490A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1149655A3 (de) * | 2000-03-02 | 2002-11-20 | Hesse & Knipps GmbH | Ultraschall-Transducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100327608B1 (ko) | 2002-04-17 |
| JP3566039B2 (ja) | 2004-09-15 |
| KR19990013787A (ko) | 1999-02-25 |
| TW389971B (en) | 2000-05-11 |
| US6116490A (en) | 2000-09-12 |
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