JPS6119109B2 - - Google Patents

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JPS6119109B2
JPS6119109B2 JP55124880A JP12488080A JPS6119109B2 JP S6119109 B2 JPS6119109 B2 JP S6119109B2 JP 55124880 A JP55124880 A JP 55124880A JP 12488080 A JP12488080 A JP 12488080A JP S6119109 B2 JPS6119109 B2 JP S6119109B2
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bonding
axis
stage
vibrator
motor
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Yoshiaki Fukui
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は超音波自動ボンダーにかかり、とく
に半導体IC組立用ワイヤーボンダーである超音
波自動ワイヤーボンダーに関する。
近年半導体ICの製造設備の能率向上は目ざま
しいものがあり、金線を使つたNTCボンデイン
グでは内部接続１ワイヤあたり0.2秒を切るスピ
ードのものも出て来ている。しかし超音波ボンデ
イングにおいては高速高精度化が叫ばれているに
もかかわらずNTCボンデイング程の高能率のも
のは未だ出来ていない。
一方、アルミ線を用いて超音波ボンデイングに
て内部接続を行う半導体ICは、一般的にサーデ
イツプと呼ばれ内部リードまわりは第１図に示す
ようになつており、信頼性からみてモールドパツ
ケージタイプでは達成出来ない高い品質を有する
ものとして知られている。ここに第１図に、ボン
デイング完了後のサーデイツプICの平面図を示
す。内部リード４は掛止用ガラス５内の溶着固定
されており、ICペレツト２内のパツド１とそれ
ぞれアルミ細線３で接続される。第２図はサーデ
イツプICの断面図で、超音波ボンデイングを説
明するものである。
超音波ボンデイングは、超音波振動の一軸成分
のみを利用してICペレツト内の電極（パツド）
１と内部リード４（以下リード）とをアルミ細線
３にて接続するものである。
超音波振動は振動子６からボンデイングツール
７を介してアルミ細線及びパツドに伝えられ、そ
の方向は振動子６の長手方向８のみが有効とな
る。従つて、アルミ細線は振動子６の長手方向か
ら供給されねばならず、第１図の平面図で説明す
ると接続すべきパツドとリードとを結んだ線分は
ボンデイング時振動子６の方向と一致せねばなら
ない。然るに超音波ボンデイングに於いては、製
品に対して振動子６が相対的に回転するという、
θ軸の動作が入ることがその特徴の一つである。
従来、超音波全自動ワイヤーボンダーとして第３
図，第４図で示す構成のものが使用されている。
第３図におけるボンダーでは、ボンデイング時
のθ回転は、モータによつて駆動される。モータ
１２を含むθ回転ブロツクは回転保持部品１１を
介して架台部に組み込まれ、サーデイツプIC２
５はその中心が回転テーブル１０の回転中心に一
致するよう図示しない位置決め保持機構により保
持固定される。ボンデイングヘツド１７は、Ｘ−
ステージ１６上に固定されており、Ｙステージ１
５はＸステージ１６の下に位置している。ボンデ
イングヘツド１７のＹ方向駆動はモータ１４によ
りＸ方向駆動は図示しないモータにより行なわれ
る。Ｘ，Ｙ方向モータはハウジング１３に固定さ
れ架台部に設置固定される。
ボンデイングヘツド１７には振動子２３のＺ方
向駆動用モータ１８、図示しないワイヤーフイー
ド機構、クランプ機構ならびにICペレツト２の
正規座標からの位置ずれ量を検出するカメラ２０
カメラ用レンズ系２１等が組込まれている。
このボンダーにおけるボンデイングシーケンス
は先ず回転テーブル１０の中心に位置決めされた
サーデイツプIC２５に対し、ｘ−ｙステージご
とカメラ２０が移動しチツプの像を、図示しない
位置検出装置が取り込むことから始まる。次に計
算された位置ズレ量が位置検出装置からボンダー
側に送り込まれる。そのズレ量に従つて、第１ボ
ンデイングパツド真上にボンデイングーソール２
３が位置するようにｘ−ｙステージの移動、回転
テーブル１０の回転が行なわれる。この時θ回転
及びｘ−ｙステージ移動は第１ボンデイングパツ
ドと第１ボンデイングリードとを結んだ線分がＹ
軸に平行になるように行なわれる。次に振動子２
３の保持部品２２がｚ駆動を開始し下降を始め
る。ボンデイングーソール２３の先端がアルミ細
線１９と介して第１ボンデイングパツドに接地し
たのち図示しない接触検出センサーからのトリガ
ーにより超音波振動が振動子２３に付加される。
一定時間の超音波振動の後ボンデイングツール２
４は上昇を開始しそれとともにｘ−ｙステージは
第１ボンデイングリードに向けてＹ軸方向のみ駆
動し、同様のボンデイングを行う。このリード側
のボンデイング完了迄に第２ボンデイングパツド
への移動計算は完了されている。この時図示しな
いワイヤークランプはリード側ボンデイングのツ
ール下降時に既に閉じられ、リード側の超音波付
加完了後にアルミ細線１９のひきちぎり動作を行
う。その後ボンデイングツール２３は上昇動作し
第２ボンデイングシーケンスへと続くことにな
る。
この方式によれば、ボンデイングシーケンス中
に移動する質量が非常に大きい為、一定以上の速
度で動かそうとすると停止時に大きな残留振動を
発生してしまう。従つてカメラ２０がICペレツ
トの像をとり込む時も停止時の振動で、取り込み
像の位置精度が出ない等の問題が生じてしまう。
又ボンデイング荷重をかけながら超音波振動付加
時にも、上記振動が残つている為、ボンデイング
ツール２４と被ボンデイング面に狭まれたAl
（アルミニウム）細線にかかるボンデイング荷重
が自ずと振動により変動しアルミ細線の接着状態
が不安定となり不良製品を造る一因となつてい
た。上記欠点によりボンデイングスピードを下げ
て使用していた。
一方第４図におけるボンダーでは、ボンデイン
グ時のθ回転はボンデイングヘツド２７に固定さ
れたモーター２６により駆動され、振動子３７が
直接回転するとともにｚ駆動用モータ２８により
ｚ駆動する構成である。サーデイツプIC３５は
テーブル４０の所定の位置に図示しない位置決め
保持機構により保持される。テーブル４０はｘ軸
テーブル３４上に固定されＹ軸テーブル３３はＸ
軸テーブルの下に位置しＹ軸モーター３１により
駆動される。
振動子保持部品３０には、アルミ細線スプール
４１が回動自在に取り付けられ更に、図示しない
ワイヤーフイード機構、クランプ機構、前記２機
構のアクチユエーター及び接触検出センサーが組
み付けられている。
この回転型振動子を有するボンデイングヘツド
の特徴はボンデイングツール３６の中心と回転型
振動子の回転中心が一致していることである。こ
のボンダーによるボンデイングシーケンスで、前
記ボンデイングシーケンスと異なるところは、ボ
ンデイングパツドからボンデイングリード座標に
移動するｘ−ｙステージの移動動作角度が、振動
子３７の傾き角と一致することである。
この方式によれば、振動子保持部品３０に取り
付けられたスプル保持部品４２にアルミ細線スプ
ール４１を取り付けた状態で、振動子３７が移動
するので、小型のアルミ細線スプール４１の使用
が余儀なくなり連続運転時間も限られてしまう。
又、振動子３７の回転は配線の引き回し等からく
る制限で360゜回転したら又逆回転せねばならな
い。更に、ｚ軸動作とθ回転動作を行なわなけれ
ばならない為機構が複雑化し装置の信頼性を落し
ていた。
この発明の目的は上記、２形式による欠点を除
いた高速の全自動超音波ボンダーを提供すること
にある。
この発明の一実施例を第５図を用いて説明す
る。このボンダーでは、ボンデイング時のθ回転
はｙ軸ステージ５２に固定されたモータ４９によ
り行なわれる。ｘ軸ステージ５１の上にはＹ軸ス
テージ５２が位置しＹ軸駆動モーター（４５〜４
７により構成される）により駆動される。ここに
ベアリング４８はＹ軸ステージＬ部６０をかかえ
こんでモーターシヤフト６１にしつかりと固定さ
れている。このベアリング４８の作用によりＹス
テージ５２は、ｘ軸ステージ５１のｘ軸駆動とと
もに移動することになる。ｘ軸駆動は図示しない
モーターにより行なわれ、ステージの駆動メカニ
ズムはｙ軸と同様にベアリングで え込む形でも
よいし直接ステージとモーターシヤフトを結合す
る方式でもよい。Ｙ軸部に示したモーターはリニ
アモーターであり、永久磁石部４６、ボイスコイ
ル部４７ハウジング部４５、モーターシヤフト６
１、それに図示しないリニアエンコーダー部とか
らなる。このモーターによりステージ駆動部をコ
ンパクトにすることが出来た。ｘ−ｙステージの
下に回転用モータ４９が位置する為ステージの下
にはボールネジ等のシヤフト類は通すことが出来
ない。従つて、コンパクトを考えなければ通常の
回転式モーターを使用してもよい。これはｘ軸駆
動に関しても言える。
又ｘ軸ステージ５１上にｙ軸ステージ６０を位
置させたのは、通常のボンデイングシーケンスで
は、パツド側ボンデイングからリード側ボンデイ
ングの際にはＹ軸ステージのみ動作するというこ
とによる。即ち最も高速で頻度多く移動するＹ軸
ステージの質量を少なくした構造となつている。
又、ボンデイングヘツド部４４は架台部にネジ
等で締付固定されている。そして振動子保持部品
５７はモーター４３により、ｚ軸動作を行い、ボ
ンデイングツール５５の上下動作をさせる。上記
保持部品５７には図示しないワイヤークランプ機
構、ワイヤーフイード機構、大口径ワイヤースプ
ール及び接触検出器等が組み込まれている。そし
て光軸を垂直にしたペレツト位置ずれ検出カメラ
４２及び図示されていない位置検出装置によりペ
レツト位置ずれ量を算出し、その移動量をＸ−Ｙ
テーブルに指示する事によりサーデイツプIC６
２に自動ボンデイングを行うものである。
以上説明した如く、本発明による自動ボンダー
は、高速ボンデイングに必要とされているＸ−Ｙ
−θテーブルの高速動作を、従来の如く、機構が
複雑で質量の重いボンデイングヘツドを動作させ
る方式に換え、実施例の説明に示す如く、ボンデ
イングの対象物であるICケースをＸ−Ｙ−θテ
ーブルで直接動作させる様にし、その動作質量を
最少にした所に特徴がある。そして本構造を採用
する事により従来型装置に比べ約２倍のボンデイ
ングスピードが期待出来、又高速動作質量が少な
い事からボンデイング動作による装置全体の振動
を少なくする事が出来、従来より安定したボンデ
イング性が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はサーデイツプICのボンデイング完了
後を示す平面図であり、第２図はサーデイツプ
ICにボンデイングを行つている状態を示す側面
図である。第３図および第４図はそれぞれ従来の
全自動超音波自動ボンダーを示す概略側面図であ
る。第５図は本発明の実施例を示す概略側面図で
ある。 尚、図において、１……ボンデイングパツド、
２……ICペレツト、３……アルミ細線、４……
内部リード、５……封止用ガラス、６……振動
子、７……ボンデイングツール、８……長手方
向、９……セラミツクベース、１０……回転テー
ブル、１１……回転保持部品、１２……モータ、
１３……ハウジング、１４……モータ、１５……
Ｙステージ、１６……Ｘステージ、１７……ボン
デイングヘツド、１８……ｚ方向駆動用モータ、
１９……アルミ細線、２０……カメラ、２１……
カメラ用レンズ系、２２……保持部品、２３……
振動子、２４……ボンデイングツール、２５……
サーデイツプIC、２６……モータ、２７……ボ
ンデイングヘツド、２８……ｚ駆動用モータ、２
９……アルミ細線、３０……振動子保持部品、３
１……Ｙ軸モータ、３２……ステージ保持体、３
３……Ｙ軸テーブル、３４……Ｘ軸テーブル、３
５……サーデイツプIC、３６……ボンデイング
ツール、３７……振動子、３８……カメラ用レン
ズ系、３９……カメラ、４０……テーブル、４１
……アルミ細線スプール、４２……検出カメラ、
４３……モータ、４４……ボンデイングヘツド、
４５……モータのハウジング部、４６……モータ
の永久磁石部、４７……モータのボイスコイル
部、４８……ベアリング、４９……回転用モー
タ、５０……ステージ保持体、５１……ｘ軸ステ
ージ、５２……ｙ軸ステージ、５３……ｙ回転支
柱、５４……回転テーブル、５５……ボンデイン
グツール、５６……振動子、５７……振動子保持
部品、５８……カメラ用レンズ系、５９……アル
ミ細線、６０……Ｙ軸ステージＬ部、６１……モ
ータシヤフト、６２……サーデイツプICであ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 超音波自動ボンダーにおいて、架台上に固定
    されＺ方向にのみ可動する振動子が取り付けられ
    たボンデイングヘツドと、同じく前記架台上に設
    けられたＸ−Ｙ−θテーブルとを備え、該Ｘ−Ｙ
    −θテーブルは前記振動子の長手方向に可動する
    Ｙステージをペレツトが固着されたICケースを
    載置するθテーブルと前記振動子の長手方向に直
    交する方向に可動するＸステージとの間に介在さ
    せ、かつ前記Ｙステージにはθテーブルを回転さ
    せるモーターが固定されていることを特徴とする
    超音波自動ボンダー。
JP55124880A 1980-09-09 1980-09-09 Automatic supersonic bonder Granted JPS5749244A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55124880A JPS5749244A (en) 1980-09-09 1980-09-09 Automatic supersonic bonder

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP55124880A JPS5749244A (en) 1980-09-09 1980-09-09 Automatic supersonic bonder

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Publication Number Publication Date
JPS5749244A JPS5749244A (en) 1982-03-23
JPS6119109B2 true JPS6119109B2 (ja) 1986-05-15

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ID=14896373

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JP55124880A Granted JPS5749244A (en) 1980-09-09 1980-09-09 Automatic supersonic bonder

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60144941A (ja) * 1984-01-06 1985-07-31 Marine Instr Co Ltd ワイヤボンデイング装置

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JPS5749244A (en) 1982-03-23

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