JPS62249438A - ボンデイング装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ボンディング装置に適用して特に有効な技術
に関するもので、たとえば、半導体装置の組立過程で使
用されるワイヤボンディング装置に利用できるものであ
る。

〔従来の技術〕

ワイヤボンディング装置については、たとえば株式会社
工業調査会、昭和６０年１１月２０日発行、１９８５年
別冊「電子材料１９８６年版、超ＬＳＩ製造・試験装置
ガイドブックＪ、Ｐ１３８〜Ｐ１４４に記載されている
。ここでは、ポンディングアームのＺ軸方向駆動機構に
つき、アームを直流サーボモータによってデジタル駆動
する技術が示されている。

本発明者は、ボンディングアームのＺ軸方向駆動機構に
ついて検討した。以下は、本発明者によって検討された
技術であり、その概要は次の通りである。

上記テジタル駆動方式において、直流サーボモータに連
結されるボールねし構造によってボンディングアームの
取付けられたアームブロックを上下動させるものが考え
られるが、機械的な摺動部分が多く存在して円滑な作動
を行うことができないおそれがあム。

そのために、軸支部を中心としてアームの後端をボイス
コイル型リニアモータにより直接揺動して、これにより
ボンディングアームの先端に取付けられたウェッジ等の
ボンディングツールを上下動させるいわゆるスイングア
ーム方式のボンディング装置が考えられる。

このボイスコイル型リニアモータは、断面Ｅ字状のヨー
クの中央突出部にコイルの巻回されたボビンを被せて、
コイルに印加する電流によって生じる磁界の推力により
ボビンを作動させてこれにより連結されるボンディング
アームを揺動させるものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、上記駆動技術では、駆動源であるボイスコイ
ル型リニアモータはボビンにコイルを巻回した構造を有
しており、該ボビンは上端側は固定されているものの、
下端は前記ヨークの中央突出部に自由状態で被せるため
に開口されており、その端部は袖状に形成されている。

したがって、コイルに所定の電流が印加されると、前記
ボビンの軸方向中央付近は平衡磁束を有しているが、ボ
ビンの上端もしくは下端では軸方向に対して斜め方向の
磁束成分が発生する。そのため、固定手段のない袖部状
のコイル部下端では長四角形状のボビンの開口下端がふ
くらんだように変形して作動時に振動を生じる可能性が
ある。この振動が作動中に発生するとボンディングアー
ムの正確な作動１１ｉ１ＪＷが不可能となり、ボンディ
ング作業の信転性を著しく低下させるおそれがある。

本発明は、上記問題点に着目してなされたものであり、
その目的は、作動信鎖性の高いボンディング装置を提供
することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
。

〔問題点を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、次の通りである。

すなわち、ボイスコイル型リニアモータのボビンに補強
手段を設けるものである。

〔作用〕

上記した手段によれば、ボビンが強度的に補強され、特
にボビン端部の変形を防止できるため、ボイスコイル型
リニアモータの作動に際して振動の発生を防止でき、信
鯨性の高いボンディング作業を実現することができる。

〔実施例１〕 第１図は本発明の一実施例であるワイヤボンディング装
置に適用されるボイスコイル型リニアモータを示す斜視
図、第２図（ａｌはこれに用いられるボビンに角線を取
付けた状態を示す拡大部分斜視図、第２図山）は角線の
一例の拡大断面図、第３図はボビンの全体を示す斜視図
、第４図はワイヤボンディング装置の全体を示す説明図
である。

ワイヤボンディング装Ｍ１は、第４図に示すように被ボ
ンデイング部材としてのリードフレーム２がベレット３
の取付面を上面にして載置されるボンディングステージ
４と、ＸＹ方向への駆動手段（図示せず）を有するＸＹ
テーブル５とを有している。

ＸＹテーブル５の上にはボンディング駆動部であるボン
ディングヘッド６が搭載されている。

ボンディングヘッド６には、ボイスコイル型リニアモー
タ７にその一端が連結されたボンディングアーム８が取
付けられており、前記ボンディングアーム８は軸支部９
を中心に回動自在な構造となっている。該ボンディング
アーム８の他端側、すなわちボイスコイル型リニアモー
タ７とは反対側の端部はホーン１１を構成しており、こ
のホーン１１はボンディングステージ４の上方に延設さ
れ、その先端にはボンディングツールとしてのウェッジ
１０がボンゲインゲスレージ４のステージ面に向かって
ほぼ垂直方向に垂設されている。また、前記ウェッジ１
０にはホーン１１の斜め上方よりクランパ１２を経由し
てスプール１３に巻回されたワイヤ１４がその先端をウ
ェッジ１０かられずかに突出させた状態で挿通されてい
る。

前記ボイスコイル型リニアモータ７は、第１図に示すよ
うに、永久磁石１５を備えた断面Ｅ字状のヨーク１６と
、このヨーク１６の中央突出部１６ａを覆うようにして
取付けられる駆動コイル部としての中空の箱体形状を有
するボビン１７とからなり、このボビン１７は第３図に
示すように、たとえばグラスファイバーを成形して得ら
れるものであり、このボビン１７の外側面および内側面
には銅からなる多数の角線１８が各々隣り合う角線１８
と平行にかつボビン１７の軸方向に対して斜め方向とな
るように接着剤により張り付けられている。ここで、ボ
ビン１７の外側面と内側面とでは前記角線１８は互いに
交差する方向に張り付けられており、外側面側の角線１
８ａと内側側面の角線１８ｂとは、ボビン１７の端面に
おいて第２図［ａｌに示すように、互いに対応する角線
１８ａおよび１８ｂ同士が半田等により接続されて電気
的導通をなされている。ここで、角線１８は、たとえば
第２図（ｂｌに示すような四角形断面のものを用いるこ
とができるが、それ以外にも三角形等のような各種多角
形のものであってもよい。

この角線１８は、所定値の電流が印加されると実質的に
コイルとして機能し、前記ヨーク１６との間にはその電
流値に対応した推力が発生し、ボビン１７はヨーク１６
の反対方向に押しやられるように作動する。これにとも
ない、ボビン１７に連結されたボンディングアーム８が
軸支部９を中心に回動し、ホーン１１の先端に取付けら
れたウェッジ１０に所定の上下動を行わせるようになっ
ている。

次に、本実施例の作用について説明する。

ボンディングステージ４上に被ボンデイング部材である
リードフレーム２がペレット３°を取付けた状態で載置
されると、ボイスコイル型リニアモータ７の角線１８に
所定値の電流が印加されて、ボビン１７がヨーク１６と
は反対方向、すなわち上方に押しやられるように作動す
る。この作動にともない、ボンディングアーム８が軸支
部９を中心に回動され、ホーン１１の先端に取付けられ
たウェッジ１０がペレット３の所定位置に向かって降下
を開始する。

このボイスコイル型リニアモータフの作動に際して、本
実施例では、コイルとしての角線１８がボビン１７の内
側面および外側面に軸方向に対して斜め方向に貼り付け
られており、しかも該角線１８が内側面と外側面とでは
互いに交差するような斜め方向となっているため、ボビ
ン１７が強度的にも補強される。さらに、角線１８への
電流の印加にともなって、ボビン１７の端部近傍では、
本来の作動軸方向の磁束の他に水平方向への磁束成分が
発生するが、この水平方向の磁束成分は、ボビン１７の
外側面と内側面とで角線１８が互いに交差するような斜
め方向に貼り付けられているため、互いに打ち消し合っ
て消滅する。したがって、ボイスコイル型リニアモータ
フの作動時には、水平方向への作動成分が互いに打ち消
し合って存在しない状態となるため、ボビン１７の水平
方向の振動現象を生しることなく、制御部１９によるボ
イスコイル型リニアモータフの作動制御を確実に行うこ
とが可能となる。

制御部１９によりウェッジ１０の降下速度が制御されて
ウェッジ１０の先端がペレット３の所定位置に着地する
と、ウェッジｌＯの先端に超音波振動が印加されて、ウ
ェッジ１０から突出されたワイヤ１４の一端がペレット
３の所定位置に超音波接合される。

次に、ワイヤ１４がループを描くようにして、ウェッジ
ＩＯがワイヤ１４をたぐり出しながら水平方向に移動し
た後、ウェッジ１０はリードフレーム２の所定位置に着
地して再度超音波振動が印加されて第２ポンデイングが
行われる。次に、ワイヤ１４の金線部分が該ワイヤ１４
を挟持するクランパ１２の移動により切断されてワイヤ
ポンディング工程が完了する。

このように、本実施例によれば以下の効果を得ることが
できる。

（１）、ボビン１７の外側面および内側面に多数の角線
１８を外側面と内側面とで互いに交差する方向に貼り付
けることにより、ボビン１７に対して水平な磁束成分が
打ち消されるため、作動時の振動が抑制されて、ボイス
コイル型リニアモータフの確実な制御が可能となる。

（２）、前記＋１１により、ボビン形状の変形、特にボ
ビン１７の端部の変形を防止でき、ボイスコイル型リニ
アモータフの作動信顧性を高めることができる。

（３）、前記（１）および（２）により、信韻性の高い
ワイヤボンディング工程を実現することができる。

［実施例２〕 第５図は本発明の他の実施例に適用されるボイスコイル
型リニアモータを示す斜視図である。

本実施例のボイスコイル型リニアモータ２１は、ボビン
およびヨークの構造が異なるものである。

すなわち、本実施例２では、箱体形状のボビン２２の外
周にコイル２３を巻回した構造を有しているが、その中
空状の内側面側には、中央部に互いに対面する内側面の
所定位置を連結するような補強壁２４が形成されている
。

この補強壁２４は、ボビン２２の開口両端にわたって設
けられており、ボビン２２の補強がなされている。また
、この補強壁２２に対応してヨーク１６の中央突出部１
６ｂには凹部１６ｃが形成され、この中央突出部１６ｂ
にボビンを被せた状態で、該凹部１６ｃにコイル２３の
補強壁２４が入り込む構造となっている。

このように、本実施例２によれば、ボビンが補強壁２４
により補強されているため、コイル２３に所定の電流を
印加して、ボイスコイル型リニアモータ２１を繰り返し
作動させても、ボビン２２が変形することを防止でき、
ボイスコイル型リニアモータ２１の作動信顧性を向上さ
せることができる。

〔実施例３〕 第６図は本発明のさらに他の実施例であるワイヤポンデ
ィング装置に適用されるボイスコイル型リニアモータを
示す断面図である。

本実施例３のボイスコイル型リニアモータ３１は、コイ
ル２３の巻回されたボビン２３の下端に補強部材３３が
介装された構造を有している。以下この補強部材３３の
取付けについて説明する。

補強部材３３はたとえば、ヨーク１６の中央突出部１６
ｄにボビン３２を被せた状態で、ヨーク１６の側面に開
設された貫通孔３５を通じてボビン３２の下端に補強部
材３３を整合させ、この補強部材３３をねじ３４等の固
定手段によりボビン３２に対して固定するものである。

このような補強構造とすることにより、実施例２と同様
、ボビン３２の変形を防止することができ、ボイスコイ
ル型リニアモータ３２の作動信頼性を向上させることが
できる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

たとえば、ボビンの構造として、実施例１ではあらかじ
めグラスファイバー樹脂を箱体形状に成形し、この表面
に角線を貼り付けた構造のものについて説明したが、角
線に限らず、たとえば円形断面のコイルを内側面と外側
面とで交差するように巻回したものであってもよい。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその利用分野である、いわゆるワイヤボンディング装
置に適用した場合について説明したが、これに限定され
るものではなく、たとえばベレットボンディング装置に
も適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、以下の通りである
。

すなわち、ヨークの突設方向に移動可能でかつ補強手段
を備えたボビンを有するボイスコイル型リニアモータお
、該ボイスコイル型リニアモータに一端が連結され他端
にボンディングツールを備えており軸支部を中心に回動
可能に取付けられたボンディングアームとを有するボン
ディング装置構造とすることにより、ボビンが補強手段
により強度的に補強されているため、ボビンの変形を防
止でき、そのため作動に際して振動を抑制でき信頼性の
高いボンディングを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

・第１図は、本発明の実施例１であるワイヤボンディン
グ装置に適用されるボイスコイル型リニアモータを示す
斜視図、 第２図（ａｌは、実施例１に用いられるボビンに角線を
取付けた状態を示す拡大部分斜視図、第２図中）は、同
図（ａｌの角線の一例を示す拡大断面図、 第３図は、実施例１に用いられるボビンの全体を示す斜
視図、 第４図は、実施例１のワイヤボンディング装置の全体を
示す説明図、 第５図は、本発明の他の実施例２に適用されるボイスコ
イル型リニアモータを示す斜視図、第６図は、本発明の
さらに他の実施例３に適用されるボイスコイル型リニア
モータを示す断面図である。 １・・・ワイヤボンディング装置、２・・・リードフレ
ーム、３・・・ペレット、４・・・ボンディングステー
ジ、５・・・ＸＹテーブル、６・・・ボンディングヘッ
ド、７・・・ボイスコイル型リニアモータ、８・・・ボ
ンディングアーム、９・・・軸支部、ｌＯ・・・ウェッ
ジ、１１・・・ホーン、１２・・・クランパ、１３・・
・スプール、１４・・・ワイヤ、１５・・・永久磁石、
１６−　・−ヨーク、１６ａ、１６ｂ、１６ｄ−・・中
央突出部、１６Ｃ・・・凹部、１７・・・ボビン、１８
，１８ａ、　　１８ｂ・・・角線、１９・・・制御部、
２１・・・ボイスコイル型リニアモータ、２２・・・ボ
ビン、２３・・・コイル、２４・・・補強壁、３１・・
・ボイスコイル型リニアモータ、３２・・・ボビン、３
３・・・補強部材、３４・・・ねじ、３５・・・貫通孔
・第　　４　　図 第　　５　　ｒ 第　　６　ｒＡ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ヨークの突設方向に移送可能でかつ補強手段を備え
   たボビンを有するボイスコイル型リニアモータと、該ボ
   イスコイル型リニアモータに一端が連結され他端にボン
   ディングツールを備えており軸支部を中心に回動可能に
   取付けられたボンディングアームとを有することを特徴
   とするボンディング装置。 ２、補強手段が、ボビンの外側面と内側面とで交差する
   ようにボビンの両側面に取付けられた導線構造であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のボンディン
   グ装置。 ３、導線がボビンの外側面と内側面とに被着された直線
   状断面角形の角線であり、対応する外側面の角線と内側
   面の角線とがボビンの開口端部で互いに接続されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のボンディ
   ング装置。 ４、補強手段が、ボビンの中央部において、互いに対向
   するボビンの内側面を連結するように設けられた補強壁
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のボ
   ンディング装置。 ５、補強手段が、ヨークに開設された貫通孔内を挿通さ
   れ、駆動コイル部の一端を互いに連結する補強部材であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のボンデ
   ィング装置。