KR100321394B1 - 본딩장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

통상의 본딩장치 동작에 의해 X Y 테이블을 구동하는 1 펄스 단위 보다 작은 펄스 단위로 위치제어가 가능하며, 스크러브 동작의 진폭, 주파수를 자유롭게 설정할 수 있어, 양호한 본딩을 행할 수가 있다.
D C 모터(2)의 분해능력 이하의 구동량으로 이 D C 모터(2)를 제어하는 오프셋 보정회로(20)를 설치하고, 스크러브 동작시에 컴퓨터(4)에 미리 부여된 스크러브 양에 의해 오프셋 보정회로(20)로부터의 상기 분해능력 이하의 구동량을 제어한다.

Description

본딩장치 및 그 방법{BONDING APPARATUS AND METHOD}
본 발명은, 본딩시에 스크러브 동작을 행하게 하는 본딩장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래, 본딩시에 본딩 공구에 진동을 부여하여 스크러브 동작을 행하게 하는 것으로서, 예컨대 일본 특개소 60 - 70736호 공보 및 특개소 62 -249437호 공보(이하, 공지예 1 이라고 함), 특개소 63 -239834호 공보(이하, 공지예 2 라고 함), 특허 제2530224호 공보 및 특허 제2565009호 공보(이하, 공지예 3 이라고 함)에 도시되는 것이 알려져 있다.
공지예 1은, 본딩하기 이전에, 본딩장치와 별개로 설치된 스크러브 장치로 리드 프레임의 접합 영역을 스크러브한다. 이 경우의 스크러브 동작은, 초음파 혼에 초음파 진동을 부여해서 행한다. 이와 같이, 본딩장치 이외로 스크러브장치를 필요로하므로, 장치 원가가 대폭 상승함과 동시에, 설치면적이 증가한다. 또 스크러브 동작은 초음파 혼에 초음파진동을 부여하여 행하므로, 초음파 혼이 뻗어 있는 방향으로의 왕복동작의 스크러브 동작 밖에는 행할 수 없다.
공지예 2는, 초음파 혼에 압전소자을 설치하고, 압전소자에 전압을 가하므로써 압전소자가 진폭하므로써 스크러브 동작을 행하게 한다. 이와 같이, 본딩장치의 초음파 혼에 압전소자를 설치하고 있으므로, 공지예 1과 같은 장치의 원가가 대폭으로 상승하는 일도 없음과 동시에, 설치면적이 증가하는 일도 없다. 그러나, 스크러브 동작 때문에 별개로 압전소자 및 이 압전소자를 구동하는 구동회로를 필요로 하고, 그 분 만큼의 원가 증가는 피할 수 없다. 또 스크러브 동작은 적층된 압전소자의 신축방향이므로, 공지예 1과 동일하게, 초음파진동의 뻗은 방향의 직선형상의 왕복동작의 스크러브 동작 밖에는 행할 수 없다,
이것에 대해서 공지예 3은, 본딩장치가 본래 갖는 X Y 테이블을 구동하여 스크러브 동작을 행하게 하므로, 장치 원가가 상승하는 일도 없고, 또 설치면적이 증가하는 일도 없다. 또 X Y 테이블을 구동하여 스크러브 동작을 행하게 하므로, 정방형 형상, 직사각형 형상, 원형 형상, 타원형 형상, 직선 형상의 왕복동작 등의 임의의 스크러브 동작을 행하게 할 수가 있다. 즉, 시료에 최적인 스크러브 동작을 자유롭게 선택하여 행할 수가 있다.
상기 공지예 3에는, X Y 테이블을 구동하는 D C 모터의 제어에 관해서는 아무런 개시도 되어 있지 않으나, D C 모터는, 도 3에 도시하는 제어회로에 의해 제어된다. X Y 테이블(1)을 구동하는 D C 모터(2)의 제어는, D C 모터(2)의 회전축의 위치를 판독하는 위치 센서(3), D C 모터(2)의 구동회로를 포함하는 제어회로(10) 및 제어회로(10)의 제어를 행하는 컴퓨터(4)로 구성되어 있다.
컴퓨터(4)로부터의 펄스열 지령(4a)은, 위치비교회로(11)에 입력되고, 속도비교회로(12), 가산기(13), 구동회로(14)를 경유하여 전류지령으로 되고, D C 모터(2)를 구동하여 X Y 테이블(1)을 동작시킨다. 한편, 전류지령으로 구동된 D C 모터(2)의 회전축의 이동은, 위치센서(3)로 검지된다. 위치센서(3)의 출력신호(3a)는, 속도변환회로(15)로 속도신호(15a)에 변환된 후, 속도비교회로(12)에 입력되어 제어계의 안정화를 도모한다. 또 위치센서(3)의 출력신호(3a)는, 펄스변환회로(16)에 의해 펄스로 변환된 후, 위치비교회로(11)에 입력되고, 이 입력신호(16a)의 펄스수가 컴퓨터(4)로부터의 펄스열 지령(4a)와 동수로 된 때에 동작이 종료한 것으로 된다.
다시, D C 모터(2)를 펄스 사이의 일정위치에서 정지시키기 위하여, 위치센서(3)의 출력신호(3a)는, 클램프회로(17)에 입력되고, 클램프신호((17a)로서 가산기(13)에 입력된다. 이것을 다시 도 4에 의해 설명한다. 도 4 (a)는 컴퓨터(4)의 펄스열 지령(4a)에 의한 D C 모터(2)의 회전축의 1펄스 이동을 표시한다. 여기서, 1펄스 이동이라 함은, 예컨대 펄스(P1, P2) 사이(A)의 범위에 있었던 것이, 1펄스(펄스(P2)로부터 (P3))의 이동에 의해 펄스(P2와 P3) 사이(B)의 범위로 이동한 것을 말한다. 그러나, 이 상태에서는 D C 모터(2)의 회전축의 위치가 정해지지 않는다.
그래서, 클램프 회로(17)에 의해, 도 4 (b)에 도시하는 바와 같이, 펄스(P1과 P2) 사이, 펄스(P2와 P3) 사이 … 의 중앙(A1, B1 … )에서 정지시키는 제어를 행하고 있다. 즉, 중앙(A1)의 위치에서 정지하고 있는 것을 1펄스 이동시키면, 중앙(B1)의 위치로 이동한다. 도 4 (b)는, 위치센서(3)가 갖는 엔코더에 의해 생성된 톱니 형상의 출력신호(3a)이며, 이 출력신호(3a)는, 어느 펄스로부터 다음 펄스까지의 간극(이동량)을 전기적인 양으로 변환한 것이다.
통상, D C 모터(2)는 펄스 사이의 중앙에서 정지시키기 때문에, 출력신호(3a)를 전압으로 표현했을 때, 펄스의 상승으로부터 다음 펄스의 상승까지를 정의 전압 + V로부터 부의 전압 - V 또는 그 역으로 표시하며, 중앙을 0 V 로 하고 있다. 예컨대, 현재 정지하고 있는 상태로 출력신호(3a)가 0 V 였다 하고 동작시켰을 때, 동작후의 정지 위치가 0 V의 위치가 아니었을 경우에는, 그 어긋난 분의 전압이 클램프 회로(17)에서 클램프신호(17a)로서 가산기(13)에 가산되고, 출력신호(3a)가 0 V의 위치로 되도록 가산기(13)의 출력을 보정하여 일정위치에 정지시킨다.
D C 모터(2)의 동작의 제어는, 컴퓨터(4)로부터 펄스열 지령(4a)으로 행하고 있으므로, 상기 공지예(3)와 같이, X Y 테이블(1)을 제어하여 스크러브 동작을 행하게 하는 경우에는, 스크러브 동작도 통상의 동작과 동일하게 1 펄스 단위의 동작으로 행하고 있었다. 즉, 통상의 X Y 테이블(1)의 제어로서는, 분해능력(예컨대 1펄스 2.5㎛)이 결정되어 있으므로, 이 단위에서의 동작 밖에 행할 수가 없고, 스크러브 동작에 필요한 미소한 1 펄스 이하의 동작을 행할 수가 없다.
본 발명의 과제는, 통상의 본딩동작에 의해 X Y 테이블을 구동하는 1 펄스 단위보다 작은 펄스단위로 위치제어가 가능하고, 스크러브 동작의 진폭, 주파수를 자유롭게 설정할 수 있어, 양호한 본딩을 행할 수 있는 본딩장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 본딩장치에 사용되는 제어회로의 일 실시형태를 도시하는 블록도,
도 2는 도 1의 경우의 D C 모터의 제어를 도시하는 설명도,
도 3은 종래의 본딩장치에 사용되는 제어회로를 도시하는 블록도,
도 4는 도 3의 경우의 D C 모터의 제어를 도시하는 설명도.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1 : X Y 테이블 2 : D C 모터
3 : 위치 센서 3a : 출력신호
4 : 컴퓨터 4a : 펄스열 지령
10 : 제어회로 20 : 오프셋 보정회로
20a : 출력값
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 본딩장치는, X Y 테이블과, 이 X Y 테이블을 구동하는 구동수단과, 이 구동수단의 분해능력을 단위로한 구동량으로 이 구동수단을 제어하는 제어회로와, 상기 X Y 테이블의 이동량을 검지하는 위치검지수단과, 이 위치 검지수단으로부터의 상기 X Y 테이블의 이동량을 기초로 상기 제어회로를 제어하는 컴퓨터를 구비하고, 상기 X Y 테이블을 구동하여 스크러브 동작을 행하게 하는 본딩장치에 있어서, 상기 분해능력 이하의 구동량으로 상기 구동수단을 제어하는 오프셋 보정회로를 설치하고, 스크러브 동작시에 상기 컴퓨터에 미리 부여된 스크러브량에 의해 상기 오프셋 보정회로로부터의 상기 분해능력 이하의구동량을 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 본딩방법은, X Y 테이블과, 이 X Y 테이블을 구동하는 구동수단과, 이 구동수단의 분해능력을 단위로한 구동량으로 이 구동수단을 제어하는 제어회로와, 상기 X Y 테이블의 이동량을 검지하는 위치 검지수단과, 이 위치 검지수단으로부터의 상기 X Y 테이블의 이동량을 기초로 상기 제어회로를 제어하는 컴퓨터를 구비하고, 상기 X Y 테이블을 구동하여 스크러브 동작을 행하게 하는 본딩방법에 있어서, 상기 분해능력 이하의 구동량으로 상기 구동수단을 제어하는 오프셋 보정회로를 설치하고, 스크러브 동작시에, 상기 컴퓨터에 미리 부여된 스크러브량에 의해 상기 오프셋 보정회로로부터의 상기 분해능력 이하의 구동량을 제어하여 스크러브 동작을 행하게 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시형태를 도 1 및 도 2에 의해 설명한다. 또한, 도 3 및 도 4와 동일 또는 상당부재에는 동일 부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다. 컴퓨터(4)로 제어를 행하는 오프셋 보정회로(20)를 설치하고, 이 오프셋 보정회로(20)의 출력 값(20a)을 가산기(13)에 입력시킨다.
그래서, 스크러브 동작시에는, 컴퓨터(4)로부터의 펄스열 지령(4a)이 없고, D C 모터(2)가 정지하고 있는 상태로, 컴퓨터(4)에서 오프셋 보정회로(20)의 출력 값(20a)의 증감의 제어를 행한다. 이것에 의해, 통상의 본딩 동작을 위한 컴퓨터(4)로부터의 펄스열 지령(4a)에 의한 도 2 (a)에 도시하는 1 펄스 단위(P1, P2, P3 … )의 동작과 관계없이, D C 모터(2)를 왕복동작인 스크러브 동작을 행하게 할 수가 있다.
지금, 도 2 (a)에 도시하는 펄스(P2와 P3) 사이에서 스크러브 동작을 행하는 것으로 한다. 그래서, 펄스열 지령(4a)을 없게 하면, 도 2 (b)에 도시하는 바와 같이, D C 모터(2)는 펄스(P2와 P3) 사이의 중앙(B1) 위치에서 정지한다. 컴퓨터(4)로부터 오프셋 보정회로(20)의 출력값(20a)을 제어하고, 그 출력값(20a)을 가산기(13)에 입력하면, 도 2 (c)에 도시하는 바와 같이, S 사이에서 D C 모터(2)는 중앙(B1)에서 오프셋 보정회로(20)의 출력값(20a)에 따라서 이동하여 X Y 테이블(1)을 구동하고, 스크러브 동작을 행한다. 따라서, 오프셋 보정회로(20)의 출력값(20a)을 컴퓨터(4)에서 펄스열 지령(4a)의 1 펄스 출력값보다 작게 하면, X Y 테이블(1)은 통상의 1 펄스 이동보다 미소한 동작을 행한다. 이 때에, 오프셋 보정회로(20)의 출력값(20a)의 크기, 주기를 가변한다. 이와 같이, 스크러브 동작의 진폭, 주파수를 자유롭게 설정할 수 있으므로, 본딩하는 시료에 최적조건으로 스크러브 동작이 행해져서, 양호한 본딩을 행할 수가 있다.
또한, 상기 실시형태에 있어서는, X Y 테이블(1)을 구동하는 모터로서 D C 모터(2)를 사용한 경우에 관해서 설명했으나, A C 모터, 펄스 모터, 리니어 모터를 사용한 경우에도 적용된다.
본 발명에 의하면, 스크러브 동작시에, 컴퓨터로부터 제어회로에 입력되는 통상의 펄스열 지령을 사용하지 않고, 펄스열 지령과 별도로 컴퓨터에서 구동수단(X Y 테이블을 구동하는 구동수단)의 동작을 제어할 수 있는 오프셋 신호를 출력하여 스크러브 동작을 행하게 되므로, 통상의 본딩 동작에 의해 X Y 테이블을 구동하는 1 펄스 단위 보다 작은 펄스 단위로 위치제어가 가능하고, 스크러브 동작의 진폭, 주파수를 자유롭게 설정할 수 있어, 양호한 본딩을 행할 수가 있다.

Claims (2)

  1. XY 테이블과, 이 XY 테이블을 구동하는 구동수단과, 이 구동수단의 분해능력을 단위로 한 구동량으로 이 구동수단을 제어하기 위해 위치비교회로, 속도비교회로, 가산기, 및 구동회로를 포함하는 제어회로와, 상기 XY 테이블의 이동량을 검지하는 위치 검지수단과, 이 위치 검지수단으로부터의 상기 XY 테이블의 이동량을 기초로 상기 제어회로를 제어하는 컴퓨터를 구비하고, 상기 XY 테이블을 구동하여 스크러브 동작을 행하게 하는 본딩장치에 있어서,
    상기 컴퓨터에 미리 부여된 스크러브량에 의해 상기 분해능력 이하의 구동량을 상기 가산기를 통해 구동회로로 출력하여 상기 구동수단을 제어하는 오프셋 보정회로를 설치하고, 스크러브 동작시에 상기 컴퓨터에 미리 부여된 스크러브량에 의해 상기 오프셋 보정회로로부터의 상기 분해능력 이하의 구동량을 제어하는 것을 특징으로 하는 본딩장치.
  2. XY 테이블과, 이 XY 테이블을 구동하는 구동수단과, 이 구동수단의 분해능력을 단위로 한 구동량으로 이 구동수단을 제어하기 위해, 위치비교회로, 속도비교회로, 가산기, 및 구동회로를 포함하는 제어회로와, 상기 XY 테이블의 이동량을 검지하는 위치 검지수단과, 이 위치 검지수단으로부터의 상기 XY 테이블의 이동량을 기초로 상기 제어회로를 제어하는 컴퓨터를 구비하고, 상기 XY 테이블을 구동하여 스크러브 동작을 행하게 하는 본딩방법에 있어서,
    상기 컴퓨터에 미리 부여된 스크러브량에 의해 상기 분해능력 이하의 구동량을 상기 가산기를 통해 구동회로로 출력하여 상기 구동수단을 제어하는 오프셋 보정회로를 설치하고, 스크러브 동작시에 상기 컴퓨터에 미리 부여된 스크러브량에 의해 상기 오프셋 보정회로로부터의 상기 분해능력 이하의 구동량을 제어하는 것을 특징으로 하는 본딩방법.
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