JPS59203675A - Generator for ultrasonic wave - Google Patents

Generator for ultrasonic wave

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Publication number
JPS59203675A
JPS59203675A JP7640983A JP7640983A JPS59203675A JP S59203675 A JPS59203675 A JP S59203675A JP 7640983 A JP7640983 A JP 7640983A JP 7640983 A JP7640983 A JP 7640983A JP S59203675 A JPS59203675 A JP S59203675A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ultrasonic
bonding
oscillation
oscillator
capillary
Prior art date
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Pending
Application number
JP7640983A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
益田 益美
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS59203675A publication Critical patent/JPS59203675A/en
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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 C発明の技術分野〕 この発明は超音波発生装置に係り、特に半導体組立装置
に用いられる超音波発生装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION C. Technical Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic generator, and particularly to an ultrasonic generator used in a semiconductor assembly device.

〔発明の技術的背景〕[Technical background of the invention]

半導体装置の製造工程、例えばボンデイング工程におい
ては,超音波エネルギを利用した超音波ボンディング装
置が用いられている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, such as a bonding process, an ultrasonic bonding apparatus that uses ultrasonic energy is used.

従来、このボンディング装置において、超音波発振出力
のタイミング、超音波パワー,超音波時間の設定は、過
去の評価データ,経験等で積み重ねたデータを参照して
行っていた。そして,先ずIC(集積回路〕の試しボン
ディングを行い。その状態を見て良好になるように発振
条件を再設定し、しかる後、本ボンディングを行うよう
にしていた。
Conventionally, in this bonding apparatus, the timing of ultrasonic oscillation output, ultrasonic power, and ultrasonic time were set by referring to data accumulated through past evaluation data, experience, and the like. First, trial bonding of an IC (integrated circuit) was performed.Observing the condition, the oscillation conditions were reset to make it favorable, and then the actual bonding was performed.

第1図は従来の超音波ボンディング装置の構成を示すも
のである。同図において、Iは超音波を発生する超音波
発振ホーンである。この超音波発振ホーンIは、折曲部
において軸2支されたL字形アーム3の垂直片3aに取
り付けられている。超音波発振ホーンIの先端部にはキ
ャピラリ4が取り付けられ、このキャピラリ4により同
キャピラリ4の内部を通して降されたボンディングワイ
ヤ(例えばAlワイヤ)5に圧力を加えると共に超音波
を発生させIC6へのボンデイングを行うようになって
いる。
FIG. 1 shows the configuration of a conventional ultrasonic bonding apparatus. In the figure, I is an ultrasonic oscillation horn that generates ultrasonic waves. This ultrasonic oscillation horn I is attached to a vertical piece 3a of an L-shaped arm 3 supported by two shafts at a bent portion. A capillary 4 is attached to the tip of the ultrasonic oscillation horn I, and this capillary 4 applies pressure to a bonding wire (for example, an Al wire) 5 that is lowered through the inside of the capillary 4, and generates ultrasonic waves to send to the IC 6. Bonding is now being performed.

L字形アーム3の水平片3bの先端部は、カム機構7を
介して駆動モータ8に連結されている。また、この水平
片3bの中央部と固定部材9との間には加圧スプリング
10が取り付けられており、この加圧スプリング10の
引張力により上記キャピラリ4がボンデイングワイヤ5
に圧力を加えるようになっている。しかして、駆動モー
タ8が回転し、この回転力がベルト11を介してカム機
構7に伝達されると、このカム機構7の間歇運動により
L字形アーム3が軸2部を中心に往復回動運動をし、こ
れによりキャピラリ4が上下往復連動を行うようになっ
ている。
The tip of the horizontal piece 3b of the L-shaped arm 3 is connected to a drive motor 8 via a cam mechanism 7. Further, a pressurizing spring 10 is attached between the central part of the horizontal piece 3b and the fixing member 9, and the tensile force of the pressurizing spring 10 causes the capillary 4 to be attached to the bonding wire 5.
It is designed to put pressure on the When the drive motor 8 rotates and this rotational force is transmitted to the cam mechanism 7 via the belt 11, the L-shaped arm 3 reciprocates around the shaft 2 due to the intermittent movement of the cam mechanism 7. This causes the capillary 4 to move up and down in a reciprocating manner.

12はコントローラ(マイクロコンピュータ)であり、
このコントローラI2から上記駆動モータ8に対しボン
デイング速度設定信号が送られると共に、超音波発振器
13に対しタイミング信号が送られるようになっている
。この超音波発振器13においては、作業者がボリュー
ム14,15により超音波発振パワー及び発振時間を調
整するようになっており、その出力が上記超音波発振ホ
ーン1に送られるようになっている。
12 is a controller (microcomputer);
The controller I2 sends a bonding speed setting signal to the drive motor 8, and also sends a timing signal to the ultrasonic oscillator 13. In this ultrasonic oscillator 13, the operator adjusts the ultrasonic oscillation power and oscillation time using volumes 14 and 15, and the output thereof is sent to the ultrasonic oscillation horn 1.

すなわち、この超音波ボンデイング装置においては、超
音波発振器13のボリュームl4、15により予め超音
波発振パワー及び発振時間を設定しておき、ボンディン
グスタートボタンを押すと、駆動モータ8がコントロー
ラ12において設定された速度により回転する。従って
、カムは機構7が動作し、同時に超音波発振ホーンIか
ら超音波が発生することにより、キャピラリ4部におい
てボンデイングが行われる。また、このボンテイングの
タイミングはコントローラ12において設定されたタイ
ミングにより行われる。
That is, in this ultrasonic bonding apparatus, the ultrasonic oscillation power and oscillation time are set in advance using the volumes l4 and 15 of the ultrasonic oscillator 13, and when the bonding start button is pressed, the drive motor 8 is set in the controller 12. It rotates at the same speed. Therefore, the cam mechanism 7 operates and at the same time ultrasonic waves are generated from the ultrasonic oscillation horn I, so that bonding is performed in the capillary 4 portion. Further, the timing of this bonding is performed according to the timing set in the controller 12.

〔背景技術の問題点〕[Problems with background technology]

ところで、上記ボンデイング装置においては、外部要因
(キャピラリ4の取付位置,キャピラリ4の締付けトル
ク,加圧スプリング10の強度,IC6表面のよごれ、
駆動モータ8の回転速度等のバラツキ)が異なると良好
なボンデイングができないため、その変化に応じて超音
波発振出力の条件(発振パワー,発振時間等)を変更す
る必要がある。
By the way, in the above bonding apparatus, external factors (mounting position of the capillary 4, tightening torque of the capillary 4, strength of the pressure spring 10, dirt on the surface of the IC 6,
Since good bonding cannot be achieved if the variation in the rotational speed of the drive motor 8 varies, it is necessary to change the conditions of the ultrasonic oscillation output (oscillation power, oscillation time, etc.) in accordance with the variation.

しかしながら、従来のボンデイング装置では、超音波発
振出力条件の変更をリアルタイムで行うことができず、
作業者がボンテイング状態の不良に気がついてから条件
の変更を行っていた。
However, with conventional bonding equipment, it is not possible to change the ultrasonic oscillation output conditions in real time.
The conditions were changed after the operator noticed that the bonding condition was poor.

このため、不良を発見するまで、不良品を製造すること
になり、歩留り低下の原因となっていた。また、超音波
振出力信号をモニタできないため、条件設定も過去の経
験、カン等に頼っており、作業者により設定値が異なっ
てた。
For this reason, defective products are manufactured until a defect is discovered, causing a decrease in yield. Furthermore, since it is not possible to monitor the ultrasonic vibration output signal, the setting of conditions relies on past experience, intuition, etc., and the setting values differ depending on the operator.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

この発明は上記実情に鑑みてなされたもので、その目的
は、超音波発振力を外部要因の変動に拘らず一定とし、
安定したボンデイングを行うことができ、製品の歩留り
を向上させることのできる超音波発生装置を提供するこ
とにある。
This invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to make the ultrasonic oscillation force constant regardless of fluctuations in external factors,
An object of the present invention is to provide an ultrasonic generator capable of performing stable bonding and improving product yield.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は、超音波発振器から超音波発振ホーンに超音
波発振出力信号を出力すると同時にこの出力信号のA/
D f換を行った後,マイクロコンピュータにより波形
解析を行い,このマイクロコンピュータから前記超音波
発振器に対し発振パワー、発振時間等の各種条件を適正
にするようにフィードバック信号を出力し、さらに前記
超音波発振器の発振状態をCRTにおいて表示するもの
である。
This invention outputs an ultrasonic oscillation output signal from an ultrasonic oscillator to an ultrasonic oscillation horn, and simultaneously outputs an A/
After performing the D f conversion, a waveform analysis is performed by a microcomputer, and this microcomputer outputs a feedback signal to the ultrasonic oscillator to optimize various conditions such as oscillation power and oscillation time. The oscillation state of a sound wave oscillator is displayed on a CRT.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、図面を参照してこの発明の一実施例をボンデイン
グ装置に適用した場合について説明する。第2図におい
て、2Iは超音波発振ホーンであり、この超音波発振ホ
ーン2Iは,折曲部において軸22支されたL字形アー
ム23の垂直片2’3aに取り付けられている。この超
音波発振ホーン2Iの先端部にはキャピラリ24が取り
付けられ、このキャピラリ24によりボンディングワイ
ヤ25に圧力を加えると共に超音波を発生させIC26
へのボンディングが行われるようになっている。上記キ
ャピラリ24の加圧力は,L字形アーム23の水平片2
3bと固定部材27との間に取り付けられた加圧スプリ
ング28の引張力により加えられるようになっている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A case where an embodiment of the present invention is applied to a bonding apparatus will be described below with reference to the drawings. In FIG. 2, 2I is an ultrasonic oscillation horn, and this ultrasonic oscillation horn 2I is attached to a vertical piece 2'3a of an L-shaped arm 23 supported by a shaft 22 at a bent portion. A capillary 24 is attached to the tip of the ultrasonic oscillation horn 2I, and the capillary 24 applies pressure to the bonding wire 25 and generates ultrasonic waves to the IC 26.
Bonding is now performed. The pressing force of the capillary 24 is applied to the horizontal piece 2 of the L-shaped arm 23.
The tension is applied by the tension of a pressurizing spring 28 installed between the fixing member 3b and the fixing member 27.

L字形アーム23の水平片23bは、カム機構29を介
して駆動モータ30に連結されており,駆動モータ30
の回転力がベルト31を介して伝達されると,カム機構
29の間歇運動によりL字形アーム23が往復回動運動
をし、これによりキャピラリ24が上下往復運動を行う
ようになっている。
The horizontal piece 23b of the L-shaped arm 23 is connected to a drive motor 30 via a cam mechanism 29.
When the rotational force is transmitted through the belt 31, the L-shaped arm 23 performs a reciprocating rotational movement due to the intermittent movement of the cam mechanism 29, thereby causing the capillary 24 to perform an up-and-down reciprocating movement.

32は超音波発振器であり、この超音波発振器32から
上記超音波発振ホーン21に対し超音波発振出力信号A
が出力されるようになっている。この超音波発振器32
はボリューム3334をそれぞれ調整することにより、
超音波発振パワー及び発振時間を変更することができる
ようになっている。超音波発振器32の出力はさらにA
/D変換器35によりデジタル信号に変換された後、コ
ントローラ(マイクロコンピュータ)36へ送られるよ
うになっている。このコントローラ36は、超音波発振
器32に対して超音波パワー設定信号a、超音波時間設
定信号b及び超音波タイミング信号cをフィードバック
すると共に,駆動モータ30へボンデイング速度設定信
号dを送るようになっている。すなわち、コントローラ
36は,プログラムにより超音波発振器32からの出力
信号の波形解析を行い、その結果により上記超音波パワ
ー設定信号a、超音波時間信号b,超音波タイミング信
号c及びボンデイング速度設定信号dをそれぞれ変化さ
せ、超音波発振器32の出力条件、及び駆動モータ30
の速度にフィードバックなかけるもので,これにより超
音波発振器32からの超音波発振出力信号Aを一定にす
るものである。また、超音波発振器32からの超音波発
振出力化号A及びコントローラ36からの超音波タイミ
ング信号CはそれぞれCRT37に入力され、このCR
T37において超音波発振出力信号Aの波形が表示され
るようになっている。
32 is an ultrasonic oscillator, and this ultrasonic oscillator 32 sends an ultrasonic oscillation output signal A to the ultrasonic oscillation horn 21.
is now output. This ultrasonic oscillator 32
By adjusting the volume 3334,
Ultrasonic oscillation power and oscillation time can be changed. The output of the ultrasonic oscillator 32 is further A
After being converted into a digital signal by the /D converter 35, it is sent to a controller (microcomputer) 36. This controller 36 feeds back an ultrasonic power setting signal a, an ultrasonic time setting signal b, and an ultrasonic timing signal c to the ultrasonic oscillator 32, and also sends a bonding speed setting signal d to the drive motor 30. ing. That is, the controller 36 analyzes the waveform of the output signal from the ultrasonic oscillator 32 according to the program, and based on the results, sets the ultrasonic power setting signal a, the ultrasonic time signal b, the ultrasonic timing signal c, and the bonding speed setting signal d. by changing the output conditions of the ultrasonic oscillator 32 and the drive motor 30.
The ultrasonic oscillation output signal A from the ultrasonic oscillator 32 is thereby kept constant. Further, the ultrasonic oscillation output signal A from the ultrasonic oscillator 32 and the ultrasonic timing signal C from the controller 36 are input to the CRT 37, and the CR
At T37, the waveform of the ultrasonic oscillation output signal A is displayed.

すなわち、この超音波ボンデイング装置においては、超
音波発振器32のボリューム33,34により予め超音
波発振パワー及び発振時間を設定しておき、ボンデイン
グスタートボタン(図示せず)を押すと、駆動モータ3
0がコントローラ36において設定された速度により回
転駆動する。そして,この駆動モータ30の回転力がベ
ルト31により伝達されカム機構29が動作する。これ
によりL字形アーム23が軸22部を中心に往復回動運
動をし、その結果キャピラリ24が間欠的に上下往復運
動を行う。
That is, in this ultrasonic bonding apparatus, the ultrasonic oscillation power and oscillation time are set in advance using the volumes 33 and 34 of the ultrasonic oscillator 32, and when the bonding start button (not shown) is pressed, the drive motor 3
0 rotates at a speed set in the controller 36. The rotational force of the drive motor 30 is transmitted by the belt 31, and the cam mechanism 29 operates. As a result, the L-shaped arm 23 makes a reciprocating rotational movement about the shaft 22, and as a result, the capillary 24 makes an intermittently reciprocating movement up and down.

同時に、超音波発振器32からはボリューム33、34
の設定値に応じた超音波発振出力信号Aがコントローラ
36で設定されたタイミングで出力され、これにより超
音波発振ホーン21から超音波が発生してlc26への
ボンデイングが行われるものである。
At the same time, the ultrasonic oscillator 32 outputs volumes 33 and 34.
An ultrasonic oscillation output signal A corresponding to the setting value is outputted at the timing set by the controller 36, thereby generating ultrasonic waves from the ultrasonic oscillation horn 21 and bonding to the lc 26.

しかして、このボンデイング装置にあっては、コントロ
ーラ36により超音波発振出力信号Aを波形解析し、超
音波発振器32へフィードバックしているので、前述の
キャピラリ24の取付位置のバラツキ等の外部要因の変
化があっても、その変化に対応して超音沢発振出力信号
Aをリアルタイムに適正な状態とすることができる。従
って、安定したボンデイングを行うことができ、従来に
比べて製造歩留りが大幅に向上する。また、超音波発振
出力信号Aの波形(パワー,時間.タイミング)をCR
T37にて見ることができるため、超音沢発振器32の
出力条件の設定及びボンデイング調整が容易になる。
However, in this bonding device, since the controller 36 analyzes the waveform of the ultrasonic oscillation output signal A and feeds it back to the ultrasonic oscillator 32, external factors such as the above-mentioned variation in the mounting position of the capillary 24 can be avoided. Even if there is a change, the super-sound oscillation output signal A can be brought into an appropriate state in real time in response to the change. Therefore, stable bonding can be performed, and the manufacturing yield is significantly improved compared to the conventional method. Also, the waveform (power, time, timing) of the ultrasonic oscillation output signal A is CR
Since it can be seen at T37, it becomes easy to set the output conditions of the super-sound wave oscillator 32 and adjust the bonding.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のようにこの発明によれは.超音波発振出力を安定
化させることができるため、ボンデイング装置に適用し
た場合に良好なボンディングを行うことができ.製造歩
留りを向上させることができる。
As described above, this invention has the following advantages. Since the ultrasonic oscillation output can be stabilized, good bonding can be achieved when applied to bonding equipment. Manufacturing yield can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来の超音波ボンディング装置の構成図、第2
図はこの発明の一実施例に係るボンデイング装置の構成
図である。 21・・・超音波発振ホーン、24・・・キャピラリ、
25・・・ボンデイングワイヤ、28・・・加圧スプリ
ング、29・・・カム機構、30・・・駆動モータ、3
2・・・超音波発振器、35・・・A/D変換器、36
・・・コントローラ.37・・・CRT。
Figure 1 is a configuration diagram of a conventional ultrasonic bonding device, Figure 2
The figure is a configuration diagram of a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. 21... Ultrasonic oscillation horn, 24... Capillary,
25... Bonding wire, 28... Pressure spring, 29... Cam mechanism, 30... Drive motor, 3
2... Ultrasonic oscillator, 35... A/D converter, 36
···controller. 37...CRT.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)超音波を発生させる超音波発振ホーンとこの超音
波発振ホーンに対して超被波発振出力信号を出力する超
音波発振器と、この超音波発振器の出力の波形解析を行
い、同出力が一定となるようにフィードバック信号を出
力するコントローラとを具備したことを特徴とする超音
波発生装置。
(1) An ultrasonic oscillation horn that generates ultrasonic waves, an ultrasonic oscillator that outputs an ultrasonic oscillation output signal to this ultrasonic oscillation horn, and a waveform analysis of the output of this ultrasonic oscillator. An ultrasonic generator comprising: a controller that outputs a constant feedback signal.
(2)前記超音波発振器の出力の波形をCRTに表示す
る特許請求の範囲第1項記載の超音波発生装置。
(2) The ultrasonic generator according to claim 1, wherein the waveform of the output of the ultrasonic oscillator is displayed on a CRT.
JP7640983A 1983-04-30 1983-04-30 Generator for ultrasonic wave Pending JPS59203675A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7640983A JPS59203675A (en) 1983-04-30 1983-04-30 Generator for ultrasonic wave

Applications Claiming Priority (1)

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JP7640983A JPS59203675A (en) 1983-04-30 1983-04-30 Generator for ultrasonic wave

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JPS59203675A true JPS59203675A (en) 1984-11-17

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ID=13604444

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JP7640983A Pending JPS59203675A (en) 1983-04-30 1983-04-30 Generator for ultrasonic wave

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