JPS60235432A - ワイヤボンデイング装置 - Google Patents

ワイヤボンデイング装置

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Publication number
JPS60235432A
JPS60235432A JP59092025A JP9202584A JPS60235432A JP S60235432 A JPS60235432 A JP S60235432A JP 59092025 A JP59092025 A JP 59092025A JP 9202584 A JP9202584 A JP 9202584A JP S60235432 A JPS60235432 A JP S60235432A
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JP
Japan
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cam
arm
bonding
driven end
bonding tool
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP59092025A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroaki Kobayashi
弘明 小林
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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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS60235432A publication Critical patent/JPS60235432A/ja
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B23K20/004Wire welding
    • B23K20/005Capillary welding
    • B23K20/007Ball bonding
    • 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
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    • 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
    • H01L2924/01005Boron [B]
    • 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
    • H01L2924/01082Lead [Pb]

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Wire Bonding (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はディジタル制御に適したワイヤボンディング装
置に関する。
(発明の技術的背景とその問題点) ワイヤボンディング装置は、半導体装置の組立てにおい
て、半導体ペレットのパッド部とリードフレームの内部
リードとを金、銀、アルミニウム等のワイヤにより接続
する装置である。このワイヤボンディングを行なうため
には、キャピラリやウェッジ等のボンディングツールを
半導体ペレットのパッド部と内部リードとの間で上下、
水平方向に移動させる必要があり、従来から種々の装置
が提案されている。
例えば特開FIR55−、74152号公報に示された
ワイヤボンディング装置では、駆動モータの回転角と、
ボンディングツールが設けられたボンディングアームの
回転角とが、三角関数を含む関係式で示されるような関
係を有している。このため、ボンディングツールの上下
移動量と駆動モータの回転角との関係が複雑になり、駆
動モータの回転角によるボンディングツールの制御が複
雑になるという問題点があった。
また特開昭54−154273号公報に示されたキャピ
ラリ上下動機構では、ボンディングアームとボンディン
グアーム支持体を全体として上下動させるようにしであ
るため、駆動重量が大きく、大きな駆動モータを必要と
するという問題点かあっだ。また駆動モータの回転をね
じによりキャピラリの上下直線運動に変換しており、ね
じの回転角に対する上下移動量が小さいため、上下動の
応答性が低いという問題点があった。
さらに特開11857−35330号公報に示されたワ
イヤボンダでは、駆動モータの回転部に巻回された駆動
ワイヤをボンディングアームに連結して、このワイヤに
より駆動モータの回転をボンディングアームの直線運動
に変化している。このため駆動ワイヤの振動によりボン
ディングアームが振動するという問題点があった。また
駆動ワイヤに常に張力を与えてボンディングアームをプ
リーの動作に追従させる必要があるため、この張力弁だ
け余分の駆動力を必要とし、大きな駆動モータが必要で
あるという問題があった。
〔発明の目的〕
本発明の第1の目的は駆動モータの回転角の変化に比例
してボンディングツールを移動させるワイヤボンディン
グ装置を提供することにある。
本発明の第2の目的は小さな駆動力で駆動でき、応答性
のよいワイヤボンディング装置を提供することにある。
本発明の第3の目的は移動時にボンディングアームが振
動することのないワイヤボンディング装置を提供するこ
とにある。
本発明の第4の目的はボンディング時に半導体ペレット
へダメージを与えることが少ないワイヤボンディング装
置を提供することにある。
(発明の概要〕 上記目的を達成するために本発明によるワイヤボンディ
ング装置は、一端にボンディングツールが設けられ、他
端が第1のカム従動端である主アームと、この主アーム
に一端が結合され、他端が第2のカム従動端である補助
アームと、前記主アームの第1のカム従動端と前記補助
アームの第2のカム従動端とにはさまれ、前記第1のカ
ム従動端の移動距離が、回転角の変化分に対して直線的
に変化し、かつ前記第1のカム従動端と前記第2のカム
従動端間の距離が一定となるようなカム曲線を有するカ
ム部と、このカム部を回転駆動する駆動部とを備え、前
記カム部の回転角の変化分に比例して前記ボンディング
ツールが移動することを特徴とする。
また本発明によるワイヤボンディング装置は、前記主ア
ームを、一端にボンディングツールが設けられたボンデ
ィングアームと、一端が第1のカム従動端である揺動ア
ームとで構成し、この揺動アームに前記ボンディングア
ームの他端を直結し、電磁力により前記ボンディングア
ームを保持するようにしてもよい。
(発明の実施例) 本発明の第1の実施例によるワイヤボンディング装置を
第1図に示す。駆動モータ1はボンディングツール13
を上下駆動するためのもので、回転軸2にロータリエン
コーダ(図示往ず)とカム3が取りつけられている。ボ
ンディングツール13はボンディングアーム11の一端
に設けられており、このボンディングアーム11は揺動
アーム6と同一支軸9で直結し、共に揺動自在となって
いる。、揺動アーム6にはカムフォロワー4が設けられ
カム3と接触している。また揺動アーム6と同一支軸9
で補助アーム8が設けられており、この補助アーム8の
一端にもカムフォロワー5が取り付けられている。カム
フォロワー4とカムフォロワー5とでカム3をはさむよ
うに構成されており、揺動アーム6と補助アーム8との
間にバネ10を設けて、これらカムフォロワー4,5に
一定の予圧をかけている。これによりカムフォロワー4
,5の余分な遊びを解消し、ガタを少なくしている。こ
の予圧はカム3に対してそれぞれ反対の方向に働いてい
るので・、結果的に相殺される。
したがって予圧をかけることにより駆動モータ1の駆動
トルクが増加することはない。
揺動アーム6と補助アーム8とが連結されている同一支
軸9には軸受7が設けられている。また揺動アーム6に
はボンディングワイヤ21をクランプするワイヤクラン
プ19とこのワイヤクランプ19を駆動するワイヤクラ
ンプソレノイド18とが設けられている。
ボンディングアーム11はコネクトビン15により揺動
アーム6と連結され、マグネット17とムービングコイ
ル16により構成されたボイスコイルモータ22により
保持される。ボイスコイルモータ22は、ボンディング
ワイヤ21の接合時に起きるボール12による半導体ペ
レツl〜(図示せず)へのダメージを大きくしないため
、ボンディングアーム11に揺動アーム6のイナーシャ
が直接に加わらないようにしている。またボイスコイル
モータ22に流す電流を制御することにより、ボンディ
ングツールの高速移動時は強い力で、ワイヤボンディン
グ時はボンディング圧力に応じた力で保持するようにし
ている。またボンディング時の条件が変われば保持力の
最適値が変わるが、電流値を制御することにより対応で
きる。
第2図にカム3のカムチャートを示す。カム3のカムチ
ャートには2つの等速カム曲線31゜32が形成されて
いる。カム3の動作角は160’である。等速カム曲線
31はカムフォロワー4の従動状態を決定するもので、
等速カム曲線32はカムフォロワー5の従動状態を決定
するものである。カム3が回転して、動作角内のいずれ
の回転角であってムカムノAロワー4のカムリフトとカ
ムフォロワー5のカムリフトの和が一定になるように、
カム3どカムフォロワー4,5との位置関係を決定する
。リ−なわち第2図に示すように、回転角へ〇の場合カ
ムフォロワー4のカムリフト△11とカムフォロワー5
のカムリフトΔp2どの和は常に一定値1となる。カム
フォロワー4が取り付けられた揺動アーム6とカムフォ
ロワー5が取り付けられた補助アーム8とが同一支点で
あり支点までの距離も同一であるので、カムフォロワー
4.5の中心間距離しは常に一定となる。またカムフォ
ロワー5の取付位置を調整することにより、むだな遊び
を最少限に抑えることができる。位置を調整してもカム
軸のトルクが増加することがない。
カムリフトの値の決定は次のようにする。本実施例の動
作角は160°ぐあり、エンコーダの分割数を4000
/1回転、分解能を4μ/パルスとすると、ボンディン
グツール13のストロークは、 4000パルス×160°/360°×4μm 711
0 tt となる。したがってカムリフトは各アームのレバー比に
応じてボンディングツール13のストロークが7.11
mmになるように決定する。
本実施倒によれば、駆動モータ1を矢印への如く回転ざ
けるど、カム3、カムフ40ワー4、揺動アーム6を介
してボンディングアーム11が矢印Cのように、またボ
ンディングツール13が矢印Bのように動き、その移動
距離は駆動モータ1の回転角に比例している。
本発明の第2の実施例によるワイヤボンディング装置を
第3図に示す。第1の実施例と相違する点は、補助アー
ム8が板バネ20により揺動アーム6に連結されている
点である。これによりガタの発生を防ぎながら補助アー
ム8の支軸部の構造を簡略化することができる。
先の実施例においては動作角を160°としたが、必要
とするボンディングツールの移動距離やアームの長さ、
カム径等により変えてもよい。揺動アームに対するカム
と補助アームに対するカムを別々に設けて、動作角を1
80°以上にしてもよい。
またボンディングアームど揺動アームをひとつの主アー
ムで構成するようにしてもよい。ボイスコイルモータが
不要となるとともに構造を簡略化できる。
〔発明の効果〕
以上の通り本発明によれば駆動モータの回転角の変化に
比例してボンディングツールを移動させることができる
。このためボンディングツールの移動距離を駆動モータ
の回転角で直接制御することができ、正確な制御が可能
である。したがって、ディジタル制御に特に適している
ということができる。ボンディングツールの移動距離が
正確に制御できれば、ワイヤのループのコントロール、
テール量のコントロール、スプールから繰り出すワイヤ
長さのコントロール、等が正確に制御することが可能で
あり、正確で信頼性の高いボンディングができる。また
小さな駆動力で駆動可能であり。
小型軽量のモータで高速ボンディングができる。
さらに余分な遊びが少ないので、移動時のガタや振動が
少なく安定したボンディングが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例によるワイヤボンディン
グ装置の構造図、第2図は同ワイヤボンディング装置の
カムのカムチャート、第3図は本発明の第2の実施例に
よるワイヤボンディング装置の構造図である。 1・・・駆動モータ、2・・・回転軸、3・・・カム、
4゜5・・・カムフォロワー、6・・・揺動アーム、8
・・・補助アーム、10・・・バネ、11・・・ボンデ
ィングアーム、13・・・ボンディングツール、16・
・・ムービングコイル、17・・・マグネット、18・
・・クランプソレノイド、19・・・クランプ、20・
・・板バネ、21・・・ボンディングワイヤ、22・・
−ボイスコイルモータ。 出願人代理人 猪 股 清

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、一端にボンディングツールが設けられ、他端が第1
    のカム従動端である主アームと、この主アームに一端が
    結合され、他端が第2のカム従動端である補助アームと
    、 前記主アームの第1のカム従動端と前記補助アームの第
    2のカム従動端とにはさまれ、前記第1のカム従動端の
    移動距離が、回転角の変化分に対して直線的に変化し、
    かつ前記第1のカム従動端と前記第2のカム従動端間の
    距離が一定となるようなカム曲線を有するカム部と、 このカム部を回転駆動する駆動部とを備え、前記カム部
    の回転角の変化分に比例して前記ボンディングツールが
    移動することを特徴とするワイヤボンディング装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記カ
    ム部はひとつのカムにより構成されていることを特徴と
    するワイヤボンディング装置。 3、 特許請求の範囲第1項記載の装置において、前記
    カム部は同軸の複数のカムにより構成されていることを
    特徴とするワイヤボンディング装置。 4、一端にボンディングツールが設けられたボンディン
    グアームと、 一端が第1のカム従動端である揺動アームと、前記ボン
    ディングアームの他端を前記揺動アームに連結し、電磁
    力により前記ボンディングアームを保持する保持手段と
    、 前記揺動アームに一端が結合され、他端が第2のカム従
    動端である補助アームと、 前記揺動アームの第1のカム従動端と前記補助アームの
    第2のカム従動端とにはさまれ、前記第1のカム従動端
    の移動距離が、回転角の変化分に対して直線的に変化し
    、かつ前記第1のカム従動端と前記第2のカム従動端間
    の距離が一定となるようなカム曲線を有するカム部と、 このカム部を回転駆動する駆動部とを備え、前記カム部
    の回転角の変化分に比例して前記ボンディングツールが
    移動することを特徴とするワイヤボンディング装置。 5、 特許請求の範囲第4IQ記載の装置において、前
    記カム部はひとつのカムにより構成されていることを特
    徴とするワイヤボンディング装置。 6、 特許請求の範囲第4項記載の@置において、前記
    カム部は同軸の複数のカムにより構成されていることを
    特徴とするワイヤボンディング装置。
JP59092025A 1983-12-26 1984-05-09 ワイヤボンデイング装置 Expired - Lifetime JPS60235432A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59092025A JPS60235432A (ja) 1984-05-09 1984-05-09 ワイヤボンデイング装置
US06/661,739 US4597522A (en) 1983-12-26 1984-10-17 Wire bonding method and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59092025A JPS60235432A (ja) 1984-05-09 1984-05-09 ワイヤボンデイング装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60235432A true JPS60235432A (ja) 1985-11-22

Family

ID=14042992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59092025A Expired - Lifetime JPS60235432A (ja) 1983-12-26 1984-05-09 ワイヤボンデイング装置

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JP (1) JPS60235432A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62213263A (ja) * 1986-03-14 1987-09-19 Toshiba Seiki Kk ペレット突き上げ方法
US5158223A (en) * 1990-06-08 1992-10-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Wire bonding apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5911636A (ja) * 1982-07-12 1984-01-21 Marine Instr Co Ltd ボンデイング装置
JPS599542B2 (ja) * 1980-06-11 1984-03-03 山之内製薬株式会社 新規な3−アシルアミノ−4−ヒドロキシ−α−(アラルキルアミノメチル)ベンジルアルコ−ルの製法

Patent Citations (2)

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