JPS63239834A - スクラブ機構 - 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〕 本発明はスクラブ技術、特に、半導体装置の組立過程で
用いられるワイヤボンダに適用して効果のある技術に関
する。

〔従来の技術〕

半導体装置の組立過程におけるワイヤボンディング技術
については、株式会社工業調査会、昭和５７年１１月１
５日発行、「電子材料Ｊ　１９８２年別冊、Ｐ１６３〜
Ｐ１６８に説明されている。

ところで、本発明者は、半導体ベレットへのワイヤボン
ディングについて検討した。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。

すなわち、ワイヤボンディング技術には、大きく分けて
、超音波熱圧着方式と、熱圧着方式との２つがある。こ
れらの２つの方式の相違点は、前者がボンディングアー
ムに超音波発振子を用いているのに対し、後者は通常の
ボンディングアームを用いてボンディングツールを前後
にこすり付けることによりスクラブを行うという点にあ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そのため、超音波熱圧着方式と熱圧着方式との間での互
換性を得ようとすれば、単にボンディングアームを交換
するだけでなく、スクラブ機構も付加しなければならな
い。

また、スクラブをカムにより機械的に行う構造の場合に
おいては、両方式を切り換えるためにはボンディングヘ
ッドを交換しなければならないという問題点があること
が本発明者によって見い出された。

本発明の目的は、超音波熱圧着方式と熱圧着方式との両
方に部品交換なく互換的に共用できるスクラブ技術を提
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、超音波振動を発生する超音波発振子とスクラ
ブ用駆動素子に併用される圧電素子を備えてなるもので
ある。

〔作用〕

上記した手段によれば、アクチュエータとしての超音波
発振子とスクラブ用駆動素子とが圧電素子で共用される
ので、１つのアクチュエータで足りることになり、しか
も部品交換を要することなく超音波熱圧着方式と熱圧着
方式との如く、異なる超音波加工に互換的に共用できる
ので、機構の簡素化やコストの低減が可能となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例であるスクラブ機構の正面図
、第２図は圧電素子を並列に接続する例・を示すブロッ
ク図、第３図は圧電素子を直列に接続する例を示すブロ
ック図である。

本実施例において、複数個の圧電素子を積層してなる積
層型の圧電素子１は先端側で超音波ホーン２の後端に連
結され、後端側でス）−／パ３に当接されている。スト
ッパ３は圧電素子１の変位を超音波ホーン２の方向に効
率的に取り出すためのものである。

ストッパ３はフレーム４で支持され、また、超音波ホー
ン２は該フレ＾ム４に取付けたダイヤフラム５に挿通さ
れて変位自在に保持されている。

一方、超音波ホーン２の先端にはボンディングヘッド６
が直交方向に取付けられている。

また、圧電素子１には、その駆動のための電源７が接続
されている。

ここで、複数個の圧電素子１の接続方式について説明す
ると、まず、第２図の接続方式においては、圧電素子１
はその内部的には直列接続で積層されているが、各圧電
素子１どうしは並列接続されている。この場合、電源７
ａはたとえば５ボルト、６０ＫＨｚ程度の印加電力で圧
電素子１を駆動する。そして、この場合の振動方向は第
２図の左右方向であり、その振巾は小である。

一方、第３図の接続方式においては、圧電素子１どうし
は互いに直列接続されている。この直列接続方式では、
電源７ｂからの入力電圧を高くすることにより、たとえ
ば圧電素子１の変位が５〜１０μｍになるような大きな
振巾を得ることができ、その振動方向は第３図の左右方
向である。このように圧電素子１の振巾を大にすること
により、圧電素子１は超音波発振子としてのみならず、
スクラブ用駆動素子として共用することができる。

したがって、第２図の並列接続構造と第３図の直列接続
構造は図示しない回路で相互に切り換え可能にされてい
ることにより、第１図に示すような圧電素子ｌおよび超
音波ホーン２を用いて超音波熱圧着ボンディングおよび
熱圧着ボンディングの両ボンディング方式を実現するこ
とができる。

その場合、ボンディングヘッド６などのボンディング装
置としての機械部品を交換することなく、単に駆動用の
電源７ａと７ｂを交換するだけで両ポンディング方式に
共用可能とすることができる。

次に、本実施例の作用について説明する。

まず、圧電素子１の接続構造をたとえば第２図の並列接
続構造にした場合には、電源７ａから入力電圧を印加す
ることにより、圧電素子１は超音波振動を生じるが、そ
の振巾は小である。この振巾は圧電素子１から超音波ホ
ーン２に伝達され、それにより該超音波ホーン２が軸方
向に前後に、すなわち第１図の左右方向に小さく振動す
る。この超音波振動を利用してボンディングヘッド６に
より超音波熱圧着方式でワイヤボンディングを行うこと
ができる。

一方、本実施例のスクラブ機構を用いて熱圧着方式によ
るワイヤボンディングを行う場合、圧電素子１の接続方
式を第２図の並列接続から第３図の直列接続に回路（図
示せず）で切り換える。その場合、単に駆動用電源が７
ａから７ｂに交換されるだけで、圧電素子１や超音波ホ
ーン２、ボンディングヘッド６などはそのままでよい。

そして、電源７ｂから圧電素子１の変位がたとえば５〜
１０μｍになるような高い入力電圧を印加することによ
り、直列接続された圧電素子１から大きな振巾で振動が
得られる。この大きな振巾の振動は圧電素子１から超音
波ホーン２に伝達され、ボンディングヘッド６をスクラ
ブ動作させる。

したがって、このスクラブ動作を利用することにより、
熱圧着方式によるワイヤボンディングを行うことができ
る。

このように、本実施例によれば、次のような優れた作用
効果が得られる。

（１）、圧電素子１が超音波振動を発生する超音波発振
子とスクラブ用駆動素子に併用されることにより、圧電
素子１や超音波ホーン２、ボンディングヘッド３を交換
することなく、超音波熱圧着ワイヤボンディングと熱圧
着ワイヤボンディングに共用できる。

（２）、超音波熱圧着ワイヤボンディングと熱圧着ワイ
ヤボンディングとに共用できることにより、スクラブ機
構が簡単かつ軽量化される。

（３）、１ツのスクラブ機構で２つのワイヤボンディン
グに共用できるので、製作の自由度が増大し、コストも
低減される。

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、圧電素子どうしの接続方式の切換回路として
は任意のものを用いることができる。

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ワイヤボンディングについて説明
したが、これに限定されるものではなく、たとえばボン
ディング以外の超音波加工技術にも適用できる。

〔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、下記の通りである
。

超音波加工装置等に用いられるスクラブ機構であって、
超音波振動を発生する超音波発振子とスクラブ周駆動゛
素子に併用される圧電素子を備えてなることにより、機
械部品の交換の必要なく、同一のスクラブ機構で異なる
超音波加工に共用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるスクラブ機構の正面図
、 第２図は圧電素子を並列に接続する例を示すブロック図
、 第３図は圧電素子を直列に接続する例を示すブロック図
である。 １・・・圧電素子、２・・・超音波ホーン、３・・・ス
トッパ、４・・・フレーム、５・・・ダイヤフラム、６
・・・ボンディングヘッド、７゜７ａ、７ｂ・・・電源
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、超音波加工装置等に用いられるスクラブ機構であっ
   て、超音波振動を発生する超音波発振子とスクラブ用駆
   動素子に併用される圧電素子を備えてなることを特徴と
   するスクラブ機構。 ２、圧電素子が複数個互いに直列または並列に接続され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のス
   クラブ機構。 ３、圧電素子が直列接続と並列接続とで切り換え可能で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載のスク
   ラブ機構。 ４、超音波加工装置がワイヤボンダであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のスクラブ機構。