JPS6352777B2 - - Google Patents

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JPS6352777B2
JPS6352777B2 JP54151915A JP15191579A JPS6352777B2 JP S6352777 B2 JPS6352777 B2 JP S6352777B2 JP 54151915 A JP54151915 A JP 54151915A JP 15191579 A JP15191579 A JP 15191579A JP S6352777 B2 JPS6352777 B2 JP S6352777B2
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Japan
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bonding tool
bonding
cylindrical sleeve
hollow cylindrical
rotation
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JP54151915A
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Josefu Eresu Richaado
Uiriamu Kuritsuke Junia Furederitsuku
Eriizaa Seido Moshe
Sofuaa Arubaato
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KURIKE ANDO SOFUA IND Inc
Original Assignee
KURIKE ANDO SOFUA IND Inc
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Publication date
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Publication of JPS6352777B2 publication Critical patent/JPS6352777B2/ja
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Description

【発明の詳现な説明】 開瀺の抂芁 固定した機械フレヌム䞊に装着された回転ボン
デむング・ヘツドが蚭けられおおり、回転ボンデ
むング・ヘツド䞊に装着された垂盎に可動なボン
デむング・ツヌルず察向しお、固定した機械フレ
ヌム䞊に装着された−テヌブルを有するずこ
ろの、现いワむダを半導䜓装眮にり゚ツゞ・ボン
ドするためのワむダ・ボンデむング装眮が開瀺さ
れおいる。該ボンデむング・ヘツドには、ボンデ
むング・ツヌルを垂盎方向及び回転方向に関接接
合する手段が蚭けられおいる。新芏なボンデむン
グ・ヘツドの回転運動は、ボンデむング・ツヌル
に察しお垂盎運動を䞎えない。
発明の背景 発明の分野 本発明は、自動ワむダ・ボンデむング装眮に関
しおおり、曎に詳しくは、アルミニりム・ワむ
ダ・り゚ツゞ・ボンデむングに甚いられる型匏の
自動ワむダ・ボンデむング装眮甚のボンデむン
グ・ヘツドに関する。
先行技術の蚘茉 自動ワむダ・ボンデむング装眮は、数倀制埡工
䜜機械のように䜜動するようになされお来た。ワ
むダ・ボンドされるべき半導䜓装眮は、そのワむ
ダ・ボンデむング装眮䞊の䜜業䜍眮に眮かれ、
各々が第䞀ず第二のボンド䜍眮を持぀た耇数のワ
むダは該半導䜓装眮及び又は支持基板に取り付
けられる。最初の半導䜓が手動的にワむダ・ボン
ドされるずき、サヌボ装眮ず協働するコンピナヌ
タヌによ぀お、プログラムが䜜り出される。最初
のボンデむング・パタヌンのプログラムが蚘録さ
れ、しかる埌そのプログラムは、他の半導䜓装眮
䞊ぞのワむダ・ボンドの同様なルヌチンを反埩す
るのに甚いられる。このプログラムを䜜り出すプ
ロセスは、孊習モヌドlearning mode又は教
瀺モヌドteaching modeず呌ばれおおり、爟
埌の半導䜓装眮は、今や䜜業モヌドworking
modeにある該プログラムによ぀おボンドされ
るこずを意味する。電子的なデヌタ凊理分野に斌
おは、斯かるプログラムが数タむプのメモリに蓄
積され、迅速に呌び出されお、プログラム可胜な
電子蚈算機によ぀お利甚され埗るこずは良く知ら
れおいる。
先行技術に斌ける自動ワむダ・ボンデむング装
眮は、−テヌブルを甚いおおり、その−
テヌブルは䜜業片保持噚work holderを支持
し、そしおその−テヌブルはシヌタ駆動テヌ
ブル又は回転駆動テヌブル䞊に支持されおいた。
ボンデむング・ツヌルのための方向運動装眮
 motionは、ボンデむング・ツヌル付勢機
構に組入れられおおり、そしおその付勢機構は䜜
業片保持噚ず−テヌブルず察向し䞔぀それら
から離隔しお、装眮フレヌム䞊に装着されおい
た。−テヌブルず駆動モヌタずが、シヌタ軞
䞊に装着されおいる堎合には、シヌタ駆動は倧倉
に重く、そしお−テヌブルず䜜業片ずを移動
するのに高いトルクを必芁ずする筈である。斯か
る配列は、これらの倧きな慣性の故に、必然的に
䜎速であり、曎にそれは−テヌブルの特別の
蚭蚈を芁する。
−運動及び回転運動のための機構を、ボン
デむング・ヘツドのための支持機構に組入れた自
動ワむダ・ボンデむング装眮が芁望されお来た。
シヌタ駆動機構が−運動機構䞊に装着されお
いる堎合には、−サヌボ機構によ぀お運動さ
れるべき質量が倧きいこずは先に述べた。この型
匏の配列に斌おは、ボンデむング・ヘツドの付加
的な質量もたた−サヌボ機構及びシヌタ又は
回転ボンデむング・ヘツド駆動モヌタによ぀お運
動せしめられる。この型匏の装眮に斌おは、運
動機構は、基板又は半導䜓装眮を支持する機台に
組み蟌たれお、−及びシヌタ運動機構䞊びに
ボンデむングヘツドを駆動モヌタで運動させる
必芁を排陀するこずができる。
運動するパヌツを出来る限り少なくするこずが
望たしい。たたバむブレヌシペンの蚭定時間を枛
少しお、−テヌブルが基板をボンデむング・
ツヌルに察向しお䜍眮づけるこずが出来次第迅や
かに駆動及びシヌタ駆動サヌボ機構が、ボンデ
むング・ツヌルをボンデむング䜍眮に駆動し埗る
ようにするこずも望たしい。
ボンデむング・ツヌルの䜜業衚面を所望のボン
デむング電極又はボンデむング・パツド䞊に自動
的に正確に䜍眮づけるために、ボンデむング・ツ
ヌルの䜜業衚面を回転可胜なボンデむング・ヘツ
ドの回転䞭心に䜍眮づけるこずが望たしいこずは
埓来から知られおいる。回転可胜なボンデむン
グ・ヘツドを有する埓来の自動ワむダ・ボンデむ
ング機構は、ボンデむング・ツヌルの䜜業衚面を
回転ボンデむング・ヘツドの回転䞭心に正確に䜍
眮づける問題に困難があ぀た。先行技術の回転ヘ
ツド・り゚ツゞ・ボンデむング装眮は、ボンデむ
ング・ツヌルの䜜業衚面をボンデむング・ヘツド
の回転䞭心に䜍眮づけるために手動的に調敎し埗
る手段が蚭けられおいた。斯かる手動的な調敎を
正確に行なうこずは殆んど䞍可胜であるこずが刀
぀た。曎に、ボンデむング・ツヌルがボンデむン
グ・ツヌル保持噚に぀け換えられる床毎に、その
ボンデむング・ツヌルの䜜業衚面は、前のツヌル
ず正確に同じ䜍眮に再䜍眮づけされないこずが刀
぀た。斯くお、先行技術に斌おは、ボンデむン
グ・ツヌルをボンデむング・ツヌルに付け換える
床毎に、ボンデむング・ツヌルの䜜業衚面の回転
䞭心を再調敎するこずが必芁であるこずが刀぀
た。その䞊、倚くの先行技術による装眮は、ボン
デむング・ツヌルの回転䞭心を同䞀䜍眮に保持す
るべく充分に正確ではないこずが刀぀た。
ボンデむング・パツドの䜍眮がボンデむング・
ツヌルの䜜業衚面に関係づけられる教瀺又はプロ
グラムがなされた埌、第䞀ず第二のボンド䜍眮を
正確に決める廉䟡で、信頌性が高く、迅速に䜜動
する自動ワむダ・ボンデむング装眮を提䟛するこ
ずは倧倉望たしい。
発明の芁玄 本発明の䞀目的は、回転ボンデむング・ヘツド
を有する高速の埮现なワむダをり゚ツゞ・ボンデ
むングする装眮を提䟛するこずである。
本発明の他の䞀目的は、埮现なワむダのり゚ツ
ゞ・ボンデむング装眮甚の小質量のボンデむン
グ・ヘツドを提䟛するこずである。
本発明の他の䞀目的は、固定された機械フレヌ
ム䞊に装着され、固定されたフレヌム䞊に装着さ
れたサヌボ・モヌタによ぀お駆動される回転ボン
デむング・ヘツドを有する高速り゚ツゞ・ボンデ
むング装眮を提䟛するこずである。
本発明の䞀般的目的は、ボンデむング・ツヌル
に方向運動を䞎えないような態様でサヌボモヌ
タによ぀お運動可胜な回転ボンデむング・ヘツド
を提䟛するこずである。
本発明の他の䞀般的目的は、たずえボンデむン
グ・ツヌルの䜜業衚面がボンデむング・ヘツドの
真の回転䞭心に物理的に敎列されおいなくずも、
ボンデむング操䜜の間に、亀換し埗るボンデむン
グ・ツヌルの䜜業衚面をボンデむング・ヘツドの
真の回転䞭心に正確に䜍眮づける方法及び装眮を
提䟛するこずである。
本発明の䞀般的な目的は、ボンデむング・ツヌ
ルの回転運動及び垂盎運動を制限しお、半導䜓装
眮又はボンデむング装眮の可動パヌツの正確床を
損なうこずを回避するための簡単な耇数の可調敎
リミツト・スむツチを提䟛するこずである。
これらの目的及び以䞋に詳现に蚘述されるべき
本発明の他の目的に埓぀お、固定されたフレヌム
䞊に回転可胜に装着された䞭空円筒スリヌブ䞊に
装着された回転ボンデむング・ヘツドを有するワ
むダ・ボンデむング装眮が提䟛されおいる。固定
フレヌム䞊に装着されたシヌタ駆動モヌタは、䞭
空円筒スリヌブずその䞊に装着されたボンデむン
グ・ヘツドずを回転させるようにな぀おいる。該
䞭空円筒スリヌブは枢軞運動可胜なボンデむン
グ・ツヌル保持噚を支持し、そしおその保持噚は
䞭空円筒スリヌブの回転䞭心にボンデむング・ツ
ヌルを装着する手段を含んでいる。駆動モヌタ
はボンデむング・ツヌルの垂盎運動を行なわせる
よう固定フレヌムに装着され、そしお垂盎方向に
可動なナニバヌサル・ゞペむントを介しおボンデ
むング・ツヌル保持噚に連結されおおり、そしお
そのナニバヌサル・ゞペむントは䞭空円筒スリヌ
ブの回転䞭心ず軞方向に敎列しお固定した装眮フ
レヌム䞊に装着されおおり、それ故䞭空円筒スリ
ヌブの回転運動はボンデむング・ツヌルに垂盎運
動を䞎えない。
奜適な具䜓䟋の蚭明 第乃至図は、现線のり゚ツゞ・ボンデむン
グ装眮fine wire wedge bonding machine
の正面図及び頂面図である。固定された機台
は、以䞋に蚘述されるべき諞構成芁玠を支持する
ための耇数の機械鋳造物machine castings
を含むのが奜たしい。駆動モヌタは、固定
された機台に付属した駆動装着ブラケツト
䞊に装着されおいる。シヌタ・モヌタもしくは回
転駆動モヌタは、機台に固定されおいる
シヌタ・モヌタ装着ブラケツト䞊に装着され
おいる。固定された装眮フレヌムは分離した光孊
系支持ブラケツトを含んでいる。
該駆動モヌタは、ボンデむング・ヘツ
ド・アツセンブリを方向、すなわち垂盎方
向に運動させるよう適合されおおり、そしおこの
目的のために、以䞋に蚘述されるべき回転可胜な
䞭空円筒スリヌブに接続されおいるスラむド
䞊に装着されおいる。駆動モヌタには偏心クラ
ンクが蚭けられおおり、そしおそれはカツプ
ラを介しお駆動モヌタ・シダフトによ
぀お䜜動される。シダフトの回転運動は、偏
心クランクに匓圢運動を䞎え、そしおその偏
心クランクはその䞭にカツプリング手段のボ
ヌル端を受けおいる。カツプリング手段の垂
盎運動は、ボンデむング・ヘツドに結合され
おいる連結ロツドの頂端郚に垂盎運動を䞎え
る。ボンデむング・ヘツドの垂盎運動は、ボ
ンデむング・ツヌルに垂盎運動を䞎え、そし
おそのボンデむング・ツヌルは該ボンデむング・
ヘツドの回転䞭心に装着されおおり、そしお
−テヌブル䞊に茉眮されお瀺された基板
䞊に装着された半導䜓装眮䞊の䞀぀の電極
図瀺せずに察向しお䜍眮づけられおいる。
サヌボモヌタ及びには䜍眮決め衚瀺装
眮が蚭けられおおり、そしおそれはコンピナヌタ
の劂き電子的論理装眮の制埡の䞋に、それらが所
望の回転䜍眮に移動されるのを蚱す。これらのモ
ヌタの回転䜍眮を䜍眮決めするための論理装眮
は、先行技術に斌お良く知られおおり、本発明を
説明するために、それらをこゝで説明する必芁は
ない。
偏心クランクはシダツタを有するリミ
ツト・スむツチ・アヌムに結合されおおり、そし
おそのシダツタには、偏心クランクの運動を
制埡するためのリミツト・スむツチを構成しおい
る゚ミツタず光怜出噚ずの間に眮かれた
ブレヌドが蚭けられおいる。該偏心クランク
には停止リミツト・ピンが曎に蚭けられおお
り、そしおそのピンは駆動モヌタ・ブラケツト
から突出しおいるリミツト・ピンず係合
し埗る。確実なリミツト停止手段は、
ボンデむング・ヘツドが過剰に䞋方ぞ移動す
るのを防止しお、基板䞊の䜜業片を砎壊した
りボンデむング・ヘツドに損傷を䞎えるのを
防止しおいる。
第乃至図を参照するず、それらは回転運動
及び垂盎運動を行なわせる機構を詳现に瀺しおい
る。装着ブラケツト䞊に装着された回転駆動
モヌタには、シダフトず駆動ギアず
が蚭けられおいる。駆動ギアは、被駆動プヌ
リ・ギアを駆動するコツグド・ベルト
cogged beltず係合しおいる。プヌリ・ギ
アは䞭空の円筒スリヌブ䞊に装着されお
その䞀郚分を圢成しおいる。䞭空の円筒スリヌブ
は固定された機台内に斌おベアリング
によ぀お回転運動するよう装着されおおり、そ
しおそのベアリングは、垂盎方向のバツクラ
ツシナbacklashを防止するため垂盎方向に
バむアスされおいる。シヌタ駆動モヌタの回
転運動は、䞭空の円筒スリヌブに回転運動を
䞎えるが、光孊系支持ブラケツトには䜕等の
運動をも䞎えず、そしおその光孊系支持ブラケツ
トは固定された機台に結合されおその䞀
郚分ずな぀おいる。第及び図に最も良く瀺さ
れおいるように、䞭空円筒スリヌブの回転運
動は、スラむドを支持しおいるアダプタ・リ
ングに回転運動を䞎える。アダプタ・リング
はボルトによ぀お䞭空円筒スリヌブ
に結合され、そしおそれはボンデむング・ヘツ
ド・アツセンブリが䞭空円筒スリヌブか
ら぀のナニツトずしお陀去されるのを蚱す。耇
数のワむダを持぀た電気ケヌブルは、䞭空円
筒スリヌブの底郚に装着されたワむダ・ラツ
プ・プヌリ䞊に巻かれお瀺されおいる。巻取
りプヌリ図瀺せずは、電気ケヌブルがワむ
ダ・ラツプ・プヌリに巻かれたりそれから巻
き戻されたりする間、䞭空円筒スリヌブの回
転を蚱すこずが理解されよう。ボンデむング・ヘ
ツド・アツセンブリ䞊の゜レノむドずスむツ
チずに接続されおいる電気接続は瀺されおいない
が、圓該技術に斌おは良く知られおいる。ケヌブ
ルからの接続が、ボンデむング・ヘツド・ア
ツセンブリから倖されるようコネクタが甚い
られお、該アツセンブリが䞀぀のナニツトずしお
陀去されるのを蚱す。
360°を僅かに越えるボンデむング・ヘツド・ア
ツセンブリの回転運動が、該ボンデむング装
眮の完党な動䜜モヌドのために必芁であるこずが
理解されよう。埓぀お、プヌリ・ギア䞊には
停止ピンが蚭けられおおり、そしおそのピン
はリミツト・スむツチのピボツト・アヌムず
係合し埗る。リミツト・スむツチのピボツト・ア
ヌムはリミツト・スむツチ板䞊に枢軞的
に装着されおいる。リミツト・スむツチのピボツ
ト・アヌム䞊に装着されたシダツタは、
その垂盎に配眮されたシダツタをホト゚ミツタ
ず光怜出噚ずの間に眮いおリミツト・スむ
ツチを圢成し、そしおそのリミツト・スむツチは
シヌタ駆動モヌタの運動を䞭断させる。シヌ
タ駆動モヌタの付勢を䞭断すべくリミツト・
スむツチ・アヌム及びシダツタを䜜動さ
せるには、停止ピンは0゜又は360゜点を越えお
運動しなければならないこずが理解されよう。埓
぀お、シダツタの遊び又は運動の量は、シヌ
タ駆動モヌタが滅勢される前に䜕れかの方向に斌
お360゜を越えた劥圓な運動を䞎えるように調敎さ
れ埗る。
第及び図に瀺される劂く、リミツト・スむ
ツチのピボツト・アヌムには䞀぀の凹郚
が蚭けられおおり、その凹郚はスプリング・ハり
ゞング内で掻動するスプリング負荷されたボ
ヌルによ぀お係合され埗る。該凹郚は、
リミツト・スむツチのピボツト・アヌムが第
図に瀺された䞭倮䜍眮に戻るよう通垞は係合す
るように蚭蚈されおいる。
第及び図を参照するず、第及び図に瀺
された偏心クランクを第及び図
に瀺されたボンデむング・ヘツド・アツセンブリ
にリンクさせおいる新芏なカツプリング手段
が瀺されおいる。保持板はベアリング・
ボヌルを抌しお、スチヌル・ベアリング・゜
ケツトの゜ケツト内にそれを保持する。スチ
ヌル・゜ケツトは、リミツト・スむツチのピ
ボツト・アヌムずシダツタヌずが装着さ
れおいる偏心クランクに抌し蟌み嵌めされお
いる。第図に最も良く瀺されおいるように、ね
じは保持プレヌトを貫通しお平らに埋蟌
たれ、偏心クランク内にねじ蟌たれおいる。
スペヌサ・ピンが偏心クランクに嵌め蟌
たれお保持板を離隔させ、それ故、保持板は
ベアリング・ボヌルず適切に接觊する。シダ
フトはスプリツト・クランプ内に装着さ
れお瀺されおおり、そしおそのスプリツト・クラ
ンプは偏心クランクの䞀郚分を構成しおい
る。ベアリング・ボヌルは、ベアリング・ボ
ヌル・スタツドに恒久的に取り付けられおお
り、そのスタツドの他端には雌ねじ孔が蚭け
られおおり、その雌ねじ孔にはベアリング・
ボヌルを有するベアリング・ボヌル・スタツ
ドの雄ねじ端がねじ蟌たれおいる。これ
ら二぀のベアリング・ボヌル・スタツド及び
は、ロツク・ナツトによ぀おし぀かりず
ロツクされおいる。カツプリング手段は、曎
にベアリング・ボヌルを蚭けられたメむル・
ボヌル・スタツドを有し、そしおそのベアリ
ング・ボヌルは新芏なナニバヌサル・ゞペむント
内に嵌め蟌たれおいる。ナニバヌサル・ゞペ
むントは、ナニバヌサル・ベアリング・ハり
ゞングを有し、その䞭には角接觊ベアリング
及びが配列されおいる。ベ
アリング・ボヌル及びを抱え蟌んでいる
角接觊ベアリングの各組の間には、スペヌサ・ワ
ツシダが蚭けられおいる。第二のスペヌサ・
ワツシダが角接觊ベアリングの頂郚に蚭
けられ、そしお波圢ワツシダの装着手段を䞎
えられおおり、そしおその波圢ワツシダは、ロツ
ク・ナツトによ぀お適所にロツクされおいる
雄ねじを切られたキヌパによ぀お圧迫されお
適所に保持されおいる。
止めねじがボンデむング・ヘツド・アツセ
ンブリのねじ孔図瀺せず内に螺着され、
ベアリング・ボヌル・スタツドの装着ロツド
ず接觊しお凹郚を蚭けたクランプを保持
しおいる。ボンデむング・ヘツド・アツセンブリ
は自由に360゜回転できるが、これから説明さ
れるべきボンデむング・ヘツド・ハりゞングの䞀
郚を圢成しおいるスラむダず協働するスラむド
によ぀お正確で粟密な垂盎運動をするよう制限
されおいるこずが理解されよう。偏心クランク
をメむル・ベアリング・ボヌル・スタツド
ず軞方向に敎列させるこずは実際䞊䞍可胜であ
る。埓぀お、ベアリング・ボヌル・スタツド
及びは、360゜回転できるよう自由に関節接合
されるように配列されおいる。偏心クランク
は、それが玄90゜又は䞉時の方向で倖偎に延びお
いるずき、通垞の䞊昇䜍眮にあるのが望たしい。
偏心クランクが䞊昇䜍眮又は䞋降䜍眮に䜜動
されるずき、ベアリング・ボヌルは、党くバ
ツクラツシナがなく、新芏なナニバヌサル・ゞペ
むントに垂盎運動を䞎え、そしおナニバヌサ
ル・ゞペむントはベアリング・ボヌルに垂盎
運動を䞎え、そしおそのベアリング・ボヌル
は順次ボンデむング・ヘツド・アツセンブリ
に正確で粟密な垂盎運動を䞎える。ナニバヌサ
ル・ゞペむントが軞䜍眮のどこかに䞀䞔䜍
眮づけられるず、ボンデむング・ヘツドの回転運
動はボンデむング・ツヌルに䜕等の垂盎運動も䞎
えないこずが理解されよう。ボンデむング・ツヌ
ルはナニヌバヌサル・ゞペむントの回転䞭心
ず䞀臎しおいるボンデむング・ヘツド・アツセン
ブリの回転䞭心に䜍眮づけられおいるので、
ボンデむング・ヘツド・アツセンブリの回転
運動の結果ずしお、ボンデむング・ツヌルに察し
お䜕等の垂盎運動も䞎えられない。
第図に最も良く瀺されおいるように、偏心ク
ランクの時蚈方向の運動は、カツプリング手
段に垂盎䞋方の運動を䞎え、そしおそれはメ
むル・ベアリング・ボヌル・スタツドの装着
ロツドに垂盎䞋方ぞの運動を䞎える。ロツド
はボンデむング・ヘツド・アツセンブリ
のハりゞングに䞋方向ぞの運動を䞎え、そし
おそれにボンデむング・ツヌル保持噚装着ブロツ
クがピボツトに斌お枢軞的に装着されお
いる。超音波トランスデナヌサ・ボンデむング・
ツヌル保持噚は装着ブロツク内に保持さ
れ䞔぀挟たれお、該トランスデナヌサの䜜甚
端に装着されたボンデむング・ツヌルが蚭け
られおいる。ボンデむング・ヘツド・アツセンブ
リの匕続く䞋方ぞの運動は、ボンデむング・
ツヌルを基板䞊の䜜業接觊衚面に係合せ
しめ、トランスデナヌサず装着ブロツク
をピボツト点䞊で枢軞回転させる。リフタ・
アヌムはボンデむング・ツヌル保持噚に匷固
に固定され、そしおピボツトのたわりでそれ
ず共に接合されおいる。ボンデむング・ヘツド・
アツセンブリの匕続く䞋方ぞの運動は、ボン
デむング・ツヌルを抌しお、それがボンデむ
ング・ツヌル保持噚及びリフタ・アヌムをピ
ボツトのたわりでピボツト運動を開始させる
たで䞋方ぞ移動させる。リフタ・アヌム䞊の
電極は、ハりゞング䞊に装着されそれか
ら電気的に絶瞁された接点から脱係合する。
斯くお、ボンデむング・ツヌルが該衚面にボ
ンデむング力を䞎え始める正確な点は、電極
ず接点ずの間の電気的な脱接続によ぀お感知
されるこずが理解されよう。ボンデむング・ツヌ
ルの曎なる䞋方ぞの移動は、ボンデむング・
ツヌル装着ブロツク䞊のピンず、ハり
ゞング䞊に装着された調節可胜なスプリン
グ・フレヌムずの間にかけられたボンデむ
ング・ツヌル抌圧スプリングが、第及び
図に最も良く瀺されおいるように、ボンデむン
グ・ツヌルに察しおスプリング・ボンデむン
グ力を確実に䞎えさせる。スプリング・フレヌム
は、ねじのたわりで枢軞回転し、ロ
ツクねじによ぀お予め定められた所望の䜍
眮に保持される。予じめ定められたボンデむン
グ・ヘツド・アツセンブリの䞋方ぞの移動
は、ボンデむング・ツヌルに同様の䞋方ぞの
移動を䞎え、そしお該ボンデむング・ツヌルずそ
の䞋の基板ずに予じめ定められたボンデむング力
を䞎えるこずができる。基板䞊の半導䜓装眮
は、それぞ正確に同䞀のボンデむング力を及がす
ために、ボンデむング・ツヌルの䞋方の同䞀
高さにある必芁はない。䟋えば、ボンデむング・
ヘツド・アツセンブリずボンデむング・ツヌ
ルずは、電極が接点ず脱接続するた
でカツプリング手段によ぀お䞋方ぞ移動さ
れ、この点が怜出されおも良い。この接觊点に到
達した埌のボンデむング・ヘツド・アツセンブリ
の軞方向の正確な予定された運動は、ボン
デむング・ツヌルに予じめ定められた望たし
い力を䞎える。光孊系支持ブラケツトに斌け
る円筒状の凹郚は、粟密な抌蟌み嵌めされ
たベアリングを受け入れおいるのが望たし
く、そしおその䞭でナニバヌサル・ゞペむント・
ハりゞングは、ゆるんだ又はぐらぐらする動
きをするこずなく摺動及び又は回転する。
第及び図を参照するず、テレビ・カメ
ラを装着する䞭心線が瀺されおいる。テレビ・カ
メラの光孊軞通路は、光孊系支持ブラケツト
に斌ける偎孔内に入り、ビヌム・スプリツ
テむング・ミラヌを通過しお、第䞀の鏡
によ぀お反射されお察物レンズ系に至
り、そしおその察物レンズ系は第及び図に最
も良く瀺されおいるように䞭空円筒スリヌブの回
転䞭心の右方玄3/8″の䜍眮に装着されおいる。
駆動モヌタ装着ブラケツトには光源図瀺せ
ずを装着するための孔が蚭けられおお
り、その光源からの光は、ビヌム・スプリツテむ
ング・ミラヌによ぀おテレビ・カメラの光
孊軞内に反射される。
第及び図を参照するず、スラむド
䞊に装着されたボンデむング・ヘツド・アツセン
ブリの等角図が瀺されおいる。スラむド
は、前述の䞭空円筒スリヌブに装着されおお
り、そしお該ボンデむング・ヘツド・アツセンブ
リは、カツプリング手段の装着ロツド
によ぀お垂盎方向に可動であるこずが理解され
よう。スラむドは、ハりゞングの䞀郚分
を圢成するベアリング・スラむダ内に装着
されおいる。斯かる垂盎スラむダは、圓該技術に
斌おは良く知られおおり、こゝに詳现に説明され
る必芁はない。半導䜓装眮又は半導䜓装眮の電極
にボンドされるべきワむダはスプヌルによ
぀お䟛絊され、そのスプヌルは、ねじ
によ぀おハりゞング䞊に装着されたスプヌ
ル・ブラケツト䞊に回転可胜に装着されお
いる。ワむダは、該スプヌルから案内筒
を通぀お超音波トランスデナヌサヌを通
過し、そこでそれはり゚ツゞ・ボンデむング・ツ
ヌルに斌ける案内孔内ぞ通される。
第䞀ず第二の䜍眮でワむダ・ボンドがなされた
埌、ワむダは断ち切られお、再びボンデむ
ング・ツヌル内に通されなければならない。
ワむダ・クランプは、ワむダ䞊で通
垞は閉じおおり、ワむダ・スプヌルの方向
に力を䞎えるようにな぀おいお、ボンデむング技
術に斌お知られおいるように、ボンデむング・ツ
ヌルの䜜業衚面の瞁郚でワむダを断ち
切らせる。ワむダ・クランプは、スプヌル
から遠去かるよう枢軞回転されお、ボンデ
むング・ツヌルに斌ける開孔䞭にワむダ
を送り、ボンデむング・ツヌルの䜜業衚面䞋に
もたらす。ワむダが、ボンデむング・ツヌ
ルの䜜業面䞋に戻るず、そのボンド䜜業は完
了し、ワむダ・クランプは開かれおその通
垞䜍眮に揺り戻され、ワむダを次のボンド
のための䜍眮に留めお再びクランプする。ワむダ
䟛絊クランプ・゜レノむドは、クランプ
のクランプ動䜜を行なわせるために蚭けられ
おいる。ワむダ䟛絊のクランプ・゜レノむド
は、ワむダ・クランプのための揺動運動
を䞎える。゜レノむドがワむダ・クランプ
の揺動及びクランプ動䜜を機械的に䜜動させる態
様は、別個の発明を構成するので、こゝでは詳现
に説明されない。り゚ツゞ・ボンデむング・ツヌ
ルのためクランプ動䜜及び揺動動䜜を行ない埗る
ワむダ・クランプは、圓該技術に斌お良く知られ
おいる。ダンパ・゜レノむドが、ボンデむ
ング・ヘツド・アツセンブリの急速な垂盎運
動の間、接点ず接しお電極を保持するた
めに蚭けられる。ダンパ・゜レノむドは、
ボンデむング動䜜が行なわれる僅か前に滅勢され
お掻動䜍眮から陀去され、それ故ボンデむング・
ツヌルに䞎えられるボンデむング力は、ボン
デむング・スプリングによ぀お䞎えられる。
第図を参照するず、ワむダで導出端
子に基板䞊の接続パツド又は接続タヌ
ゲツトを接続すべくワむダ・ボンドされた基板
が瀺されおいる。第図は、ボンデむング・
ツヌルによ぀おワむダが接続され抌し
぀ぶされた二぀のパツドの拡倧図を瀺しおいる。
基板はミニチナア化された印刷回路の圢匏で
あ぀おも良く、ハむブリツト集積回路であ぀おも
良く、又セラミツク基板䞊にデバむスが装着され
たものであ぀おも良いこずが理解されよう。
第及び図を参照するず、該
テレビ・カメラは、ボンデむング・ツヌルの
先端を芳察するよう垂盎に䞋方を芳るこずができ
ないこずが理解されよう。回転䞭心軞は円
筒スリヌブの回転䞭心装着ロツド及びボ
ンデむング・ツヌルの先端あたりず敎列しお
いる。察物レンズ系は、ボンデむング・ツ
ヌルの䜜業面の右方玄3/8″に配眮されおお
り、それ故芖野は、ボンデむング動䜜の
間、第図に瀺された劂く右方玄3/8″に䜍眮さ
れおいる。端子又はパツドをボンデむン
グ・ツヌルの䜜業面ず敎列させるために、基板
は、芖野の䞋で右方にシフトされ、その
芖野はクロス・ヘア・タヌゲツトが蚭けら
れおいる。䞀䞔パツドがクロス・ヘア
ず敎列されるず、−テヌブルの正しい
予定量だけの移動は、ボンデむング・ツヌル
をタヌゲツト又はパツドず垞に敎列させ
る。
若しもボンデむング・ツヌルずボンデむン
グ・ツヌル・ヘツド・アツセンブリが−
テヌブルに関しお正確に軞及び軞方向にのみ
垞に移動されるならば、ボンデむング・ツヌル
を䞭空円筒スリヌブの回転䞭心ず垞に䞭心
に䜍眮決めするために単玔に−調敎がなされ
埗る。しかし乍ら、ボンデむング・ツヌルの埮調
敎及び又は再䜍眮づけは、ボンデむング・ツヌ
ルの䜜業面をしお、䞭空円筒スリヌブの回転
䞭心から僅かに偏心した䜍眮を垞に取らせるの
で、斯かる単玔な−調敎では正確な䜍眮決め
は䞍可胜である。ボンデむング・ヘツドず、ボン
デむング・ヘツドを操䜜する制埡機構はテむヌチ
ング・モヌドで甚いられお来おおり、そのテむヌ
チング・モヌドは、たずえボンデむング・ツヌル
が回転䞭心から僅かに倖れおいおも、ボンデむン
グ・ツヌルの正確な回転䞭心を垞に䜍眮づける。
第図を参照するず、䞭空円筒スリヌブ
の正確な回転䞭心に䜍眮づけられたパツド又は電
極が暡匏的に瀺されおいる。この説明の目
的のため、ボンデむング・ツヌルが先づ基板
ず係合し、パツドの䞭心に斌お瀺された䞭
空円筒スリヌブの回転䞭心から゚ラヌによ぀お
方向にXeだけマヌクが倖れおおり、そ
しお曎に該ボンデむング・ツヌルが基板ず係合す
る点が該回転䞭心から−方向に−Yeだけ倖れ
おいるず仮定しよう。曎にボンデむング・ヘツ
ド・アツセンブリが順次90゜回転され、そし
おボンデむング・ツヌルが基板ず係合しお基板䞊
にマヌク及びを残したず仮
定しよう。䞭空の円筒スリヌブの回転䞭心は、マ
ヌク〜によ぀お瀺されたボンデむン
グ・ツヌルの䜜業面に関しお正確な䜍眮にあ
るので、回転䞭心からの䜍眮のずれは、垞に同䞀
の皋床Xe及びYeであるが、異な぀た極座暙方向
である。点からの内の䜕れか䞉぀
は、゚ラヌ・サヌクル䞊の匊の垂盎二等分
線を取るこずによ぀お、回転䞭心を探し出
すのに甚いられ埗る。ボンデむング・ヘツド・ア
ツセンブリの極座暙䜍眮に関するこの゚ラヌ
情報、及びXe及びYe゚ラヌの皋床は、コンピナ
ヌタ・メモリに斌けるルツク・アツプ・テヌブル
に眮かれるか、又は簡単なルヌチン・プログラム
が開発されるこずができ、それによ぀おボンデむ
ング・ヘツドの党ゆる回転䜍眮が−テヌブル
に組み入れられるべき実際の゚ラヌ及び゚ラ
ヌを生じお、ボンデむング・ツヌルの䜜業面
のマヌク乃至によ぀お瀺されたボン
デむング・ツヌルの䜜業面の盎䞋に回転䞭心
を䜍眮づけるこずができる。Xe及びYe䜍眮ず
れ゚ラヌが、どのように手動的に蚈算されるかを
説明したので、コンピナヌタは、この゚ラヌ蚈算
を瞬時に行なうこずができるこずが理解されよ
う。及び方向に斌ける曎正゚ラヌはサヌボ・
モヌタに䟛絊され、そしおそれは−テヌブル
䞊びにテレビゞペン・カメラ図瀺せずの
芖野のずれを䜍眮づける。
䞀぀のボンデむング操䜜の間、党おの極座暙䜍
眮に関しお、ボンデむング・ツヌルを回転䞭
心に戻すため、−テヌブルに組蟌
たれるべき独特のXe及びYe量が存圚する。゚ラ
ヌ・サヌクルの盎埄が倉化しない限り、
Xe及びYe量は、ボンデむング・ヘツド・アツセ
ンブリの360゜回転に斌お各極座暙に関しお独
特である。
奜適な具䜓䟋のボンデむング・ヘツド・アツセ
ンブリを説明した来たが、倉圢された具䜓䟋
のボンデむング・ヘツド・アツセンブリを
瀺しおいる第及び図を参照されたい。ボ
ンデむング・ヘツド・ハりゞングは、埌に
説明するように、ねじによ぀お䞭空円筒スリ
ヌブに匷固に結合されおいる。該ハりゞング
の䞊方のワむダ・ボンデむング装眮の郚分
は、先に述べたものず実質的に同等である。ボン
デむング・ヘツド・アツセンブリはスラむ
ダ䞊に装着されおいないので、ボンデむング・ツ
ヌルの垂盎運動は、瀺されおいる枢軞運動に
限定されるが、それは実質的に垂盎である。殆ん
どの平坊な半導䜓装眮は、枢軞運動型ボンデむン
グ・ヘツドで䞎えられる実質的に垂盎な運動でワ
むダ・ボンドされ埗る。
この具䜓䟋に斌けるカツプリング手段に
は、可撓性プレヌトに結合された装着ロツ
ドが蚭けられおおり、そしおその可撓性プ
レヌトは、装着ロツドの端郚に斌け
るスロツト内に溶接されおいる。可撓性プレヌト
は、ロツクねじによ぀お枢軞回転可
胜なリフタ・アヌムに装着されおいる。ロ
ツドの䞋方ぞの垂盎運動は、ベアリング
内で案内されお、リフタ・アヌムを䞋
方ぞ抌しやる。ダンパ及びボンデむング力゜レノ
むドはリフタ・アヌム䞊に装着され
お、その゜レノむド・プランゞダは、電極
を電気接点に察しお係合させ、そし
おその接点はボンデむング・ツヌル装着ブロツク
䞊に装着されおいる。ロツドの䞋方
ぞの運動はボンデむング・ツヌルに䞋方ぞ
の運動を䞎え、そしおそのボンデむング力はボン
デむング力゜レノむドによ぀お䞎えられる
のが奜たしい。
ワむダ・クランプは先に説明されおお
り、そしお既に説明されたものず同等のものであ
぀お良い。
ハりゞングの䞋方延長アヌム及び
は、ねじ図瀺せずによ぀お字状ピボ
ツト・スプリングの背埌に装着されおい
る。補匷板及びが、スプリング
の䞡偎䞊の背埌郚分に装着されお、第図に
最も良く瀺されおいるように、アヌム及び
に装着されおいるスプリングの背埌
郚分を補匷しおいる。
リフタ・アヌムの倖偎脚及び
は、補匷板によ぀お、及びねじ
図瀺せずによ぀おピボツト・スプリング
の倖方の枢軞運動可胜な郚分に装着され
おいる。
ボンデむング・ツヌル装着ブロツクに
は、補匷板及びねじ図瀺せずによ぀お
ピボツト・スプリングの䞭倮の枢軞運動可
胜な郚分に装着されおいる装着フランゞ
が蚭けられおいる。
リフタ・アヌム及びボンデむング・ツヌ
ル装着ブロツクは、スプリングの前
方郚分䞊で独立に枢軞運動させられ、それ故、ボ
ンデむング・ツヌルを保持しおいるトランス
デナヌサヌは、駆動モヌタの制埡の䞋
に基板又は半導䜓装眮ず係合され埗る。
以䞊に奜適な䞀具䜓䟋及び倉圢された䞀具䜓䟋
を説明しお来たが、ボンデむング・ヘツド・アツ
センブリ及びが360゜を越えお回転運動
するのを蚱すよう䞭空円筒スリヌブ䞊に装着さ
れ、ボンデむング・ヘツド・アツセンブリ及
びの回転運動はカツプリング手段に䜕
等の垂盎運動も䞎えず、そしおそのカツプリング
手段はそれずは独立しお動䜜するず云うこず
が理解されよう。
【図面の簡単な説明】
第図は、り゚ツゞ・ボンデむング装眮の奜適
な䞀具䜓䟋の正面図であ぀お、枢軞回転ボンデむ
ング・ツヌル保持噚を支持しおいる回転ボンデむ
ング・ヘツド機構を瀺しおおり、その枢軞回転ボ
ンデむング・ツヌル保持噚は、䞊蚘ボンデむン
グ・ヘツドの回転䞭心でその䞭に装着されたボン
デむング・ツヌルを持぀おいる。 第図は、第図のり゚ツゞ・ボンデむング装
眮の拡倧平面図であ぀お、シヌタ駆動モヌタず
駆動モヌタの䜍眮を瀺しおいる。第図は、第
図の−線に斌ける拡倧断面図であ぀お、モ
ヌシペン駆動ずシヌタ・モヌシペン駆動の詳现を
瀺しおいる。第図は、シヌタ駆動機構ず関連し
たリミツト・スむツチを瀺す拡倧された等角図で
ある。第図は、ボンデむング・ツヌル保持噚を
支持するための䞭空円筒スリヌブず垂盎スラむド
の奜適な具䜓䟋を瀺す拡倧された等角図である。
第図は、シヌタ駆動機構ず関連したリミツト・
スむツチ甚のリミツト・スむツチ・ピボツト・ア
ヌムず、それをノヌマル䜍眮に維持するための凹
郚ずを瀺す詳现図である。第図は、第図の
−線に斌ける拡倧された断面図であ぀お、ナニ
バヌサル・ゞペむント連結手段を瀺しおいる。第
図は、第図の−線に斌ける拡倧された詳
现な平面図であ぀お、クランク・アヌム・ボヌ
ル・ゞペむントを瀺しおいる。第図は、第図
の−線に斌ける拡倧された断面図であ぀お、
芳察装眮を光孊系支持ブラケツトに斌おのみ瀺
し、その断面図の他の諞芁玠は省略されおいる。
第図は、第図に瀺された垂盎スラむド䞊に
装着されたボンデむング・ヘツド機構を瀺す前偎
方からの等角図である。第図は、ボンデむン
グ・ヘツド機構の背偎方からの等角図であ぀お、
クランプ䜜動゜レノむドを瀺しおいる。第図
は、半導䜓装眮の平面図であ぀お、該半導䜓装眮
䞊の電極間に結合されたワむダず基板又は印刷回
路䞊のリヌド・コネクシペンずを瀺しおいる。第
図は、第図に瀺された半導䜓装眮の電極
にワむダがボンドされた状態を瀺す拡倧図であ
る。第図は、ワむダが電極に取り付けられる
前の第及び図の半導䜓に関する芖野の䜍
眮を瀺す暡匏図である。第図は、芖野の拡倧
図であ぀お、第及び図に瀺された芖野に
半導䜓を敎列しお芳察䜍眮にシフトした状態を瀺
す。第図は、り゚ツゞ・ボンデむング・ヘツ
ドの倉圢された具䜓䟋を郚分的に断面で瀺した偎
面図である。第図は、ボンデむング・ツヌル
保持噚ずリフタヌ・アヌムを枢軞的に装着するた
めのピボツト・スプリングずプレヌトずを瀺す拡
倧された開裂等角図である。 笊号の説明、機台、駆動モヌタ
サヌボモヌタ、シヌタ・モヌタ又は回転
駆動モヌタサヌボモヌタ、分離した光
孊系支持ブラケツト、ボンデむング・ヘツ
ド・アツセンブリ、スラむド、偏心
クランク、駆動モヌタ・シダフト、
カツプラ、カツプリング手段、
ボンデむング・ツヌル、基板、−
テヌブル、シダツタ、゚ミツタ、
光怜出噚、駆動ギア、コグ
ド・ベルト、被駆動プヌリ・ギア、
䞭空円筒スリヌブ、超音波トランスデナヌ
サ・ボンデむング・ツヌル保持噚。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  固定の機械フレヌム、 フレヌムに取り付けられたΞ駆動モヌタ、 フレヌムに回転可胜に取り付けられΞ駆動モヌ
    タにより回転させられる䞭空円筒スリヌブ、 䞭空円筒スリヌブに取り付けられΞ駆動モヌタ
    により回転させられるボンデむング工具保持噚
    、 ボンデむング工具保持噚に取り付けられたボン
    デむング工具、 ボンデむング工具保持噚に組蟌たれ䞭空円筒ス
    リヌブの回転䞭心にボンデむング工具を取り付け
    る手段、 フレヌムに取り付けられボンデむング工具の垂
    盎運動を行う駆動モヌタ、および 䞭空円筒スリヌブの回転䞭心ず軞方向に敎列し
    たリンクによりボンデむング工具保持
    噚に駆動モヌタを連結する連結手段が蚭け
    られおおり、 それにより䞭空円筒スリヌブの回転運動がボン
    デむング工具に垂盎運動を䞎えないようにしたこ
    ずを特城ずする、 回転可胜なボンデむングヘツドを有する现いワむ
    ダのボンデむング装眮。  䞭空円筒スリヌブを少なくずも぀の個別回
    転䜍眮たで回転させる手段、 ぀の個別回転䜍眮においお基板にボンデむン
    グ工具を結合させる点を芳察する手段、および ボンデむング工具の実際の䜍眮からの倉䜍誀差
    ずしおボンデむング工具の回転䞭心を蚈算する手
    段を有する、 特蚱請求の範囲第項蚘茉の装眮。  基板を支持する−テヌブル支持手段、お
    よび 倉䜍誀差に等しい量だけ−テヌブルを動か
    し、それによりボンデむング工具の䜜業面を、ボ
    ンデむング工具保持噚内のボンデむング工具の回
    転䞭心に敎列させる手段を有する、 特蚱請求の範囲第項蚘茉の装眮。  固定の機械フレヌム、 フレヌムに取り付けられたΞ駆動モヌタ、 フレヌムに回転可胜に取り付けられΞ駆動モヌ
    タにより回転させられる䞭空円筒スリヌブ、 䞭空円筒スリヌブに取り付けられたスラむド
    、 スラむドにおいお垂盎に運動するように取り
    付けられたスラむダ、 スラむダに取り付けられ䞭空円筒スリヌブず共
    に回転可胜な揺動ボンデむング工具保持噚
    、 ボンデむング工具保持噚に取り付けられたボン
    デむング工具、 ボンデむング工具保持噚に組蟌たれ䞭空円筒ス
    リヌブの回転䞭心にボンデむング工具を取り付け
    る手段、 フレヌムに取り付けられボンデむング工具の垂
    盎運動を行う駆動モヌタ、および 䞭空円筒スリヌブの回転䞭心ず軞方向に敎列し
    たリンクによりスラむダに駆動モヌ
    タを連結する連結手段が蚭けられおおり、 それによりボンデむング工具の䜜業面の䜍眮決
    めを行う䞭空円筒スリヌブの回転運動がボンデむ
    ング工具に垂盎運動を䞎えないようにしたこずを
    特城ずする、 回転可胜なボンデむングヘツドを有する现いワむ
    ダのボンデむング装眮。  固定の機械フレヌムに取り付けられた光孊芳
    察手段が蚭けられおおり、この光孊芳察手段は、 閉回路テレビゞペンカメラ、および 固定フレヌムにおいお䞭空円筒スリヌブの回転
    䞭心軞に察しお平行に取り付けられた察物レンズ
    を有する、 特蚱請求の範囲第項蚘茉の装眮。
JP15191579A 1978-11-22 1979-11-22 Wire bonding device Granted JPS5574151A (en)

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