KR100666337B1 - 와이어 본딩장치 - Google Patents

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Abstract

압전소자는 캐피러리에 진동을 전달하는 기능 이외에 캐피러리의 접지 검출 기능을 가지고, 캐피러리가 접지한 것을 순간적으로 검출하는 것이 가능하며, 접지시의 충격하중의 저감을 꾀할 수 있다.
캐피러리(3)를 본딩 암(1)의 축선방향으로 진동시키도록, 본딩 암(1)의 캐피러리 설치부 근방에 압전소자(4)를 조립해 넣고, 압전소자(4)를 압전소자 구동전원(11)으로 구동시키는 와이어 본딩장치에 있어서, 캐피러리(3)가 하강해서 접지했을 때에 압전소자(4)에서 발생하는 전압을 검출하는 검출기(15)와, 검출기(15)에서 검출된 전압 또는 전류변화에 의해 본딩 암(1)의 하강을 제어하는 본딩 암 제어회로(16)를 구비하고 있다.
와이어 본딩장치, 캐리퍼리, 본딩 암, 압전소자, 검출기, 구동전원

Description

와이어 본딩장치{WIRE BONDING APPARATUS}
도 1은 본 발명의 와이어 본딩장치의 1실시형태의 요부를 도시하고, (a)는 평면도 및 제어부의 블록도, (b)는 (a)의 본딩 암의 축선방향을 따른 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 와이어 본딩장치의 1실시형태의 요부의 확대 사시도이다
(부호의 설명)
1 본딩 암 2 와이어
3 캐피러리 4 압전소자
5 설치 대좌 6 예압용 볼트
7 시료 10 압전소자 제어회로
11 압전소자 구동전원 15 검출기
16 본딩 암 제어회로
본 발명은, 캐피러리를 압전소자에 의해 진동시키면서 본딩 작업을 행하는 와이어 본딩장치에 관한 것이다.
캐피러리를 압전소자에 의해 진동시키는 와이어 본딩장치로서 특허문헌1을 들 수 있다. 이 구조는, 캐피러리를 본딩 암의 축선방향으로 진동시키도록, 본딩 암의 캐피러리 설치부 근방에 압전소자를 조립해 넣고 있다.
(특허문헌1: 일본특허 제3245445호(일본 특개평5-275502호)공보)
상기 종래 기술은, 압전소자는 캐피러리를 진동시키는 것으로만 이용되고 있다.
본 발명의 과제는, 압전소자에 진동 이외의 다른 기능인 캐피러리의 접지 검출 기능을 갖게 하고, 접지 시의 충격하중의 저감을 꾀할 수 있는 와이어 본딩장치를 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 청구항1은, 캐피러리를 본딩 암의 축선방향으로 진동시키도록, 본딩 암의 캐피러리 설치부 근방에 압전소자를 조립해 넣고, 상기 압전소자를 압전소자 구동전원으로 구동시키는 와이어 본딩장치에 있어서, 상기 캐피러리가 하강해서 접지했을 때에 상기 압전소자에서 발생하는 전압 또는 전류를 검출하는 검출기와, 이 검출기에서 검출된 전압 또는 전류변화에 의해 상기 본딩 암의 하강을 제어하는 본딩 암 제어회로를 구비한 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 청구항2는, 상기 청구항1에 있어서, 상기 검출기에서 전압 또는 전류변화를 검출한 후에 상기 압전소자를 상기 압전소자 구동전원에 접속시키는 스위치 수단을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 청구항3은, 캐피러리를 본딩 암의 축선방향으로 진동시키도록, 본딩 암의 캐피러리 설치부 근방에 압전소자를 조립해 넣고, 상기 압전소자를 압전소자 구동전원으로 구동시키는 와이어 본딩 방법에 있어서, 상기 캐피러리가 하강해서 접지했을 때에 상기 압전소자에서 발생하는 전압 또는 전류를 검출하고, 이 검출 후에 상기 본딩 암의 하강을 완만하게 제어하고, 그 후에 상기 압전소자에 전압을 인가해서 상기 캐피러리를 진동시키면서 본딩을 행하는 것을 특징으로 한다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
본 발명의 와이어 본딩장치의 1실시형태를 도 1 및 도 2에 의해 설명한다. 본딩 암(1)의 선단에는, 와이어(2)가 삽입 통과되는 캐피러리(3)가 고정되어 있다. 본딩 암(1)에는, 캐피러리(3)의 설치부 근방에 압전소자용 구멍(1a)이 형성되고, 압전소자용 구멍(1a)의 양측부는 박육부(薄肉部)로 이루어지는 탄성부(1b, 1b)로 되어 있다. 압전소자용 구멍(1a)의 후부측 (도 1에 있어서 우측)에는 설치 대좌용 구멍(1c)이 형성되어 있다. 압전소자용 구멍(1a) 및 설치 대좌용 구멍(1c)에는 각각 압전소자(4) 및 설치 대좌(5)가 배치 설치되어 있다. 압전소자(4) 및 설치 대좌(5)를 압전소자용 구멍(1a) 및 설치 대좌용 구멍(1c)에 유지하고, 또 압전소자(4)에 예압을 걸기 위해서, 본딩 암(1)에는, 설치 대좌(5)의 후단측에 볼트 설치부(1d)가 형성되어 있고, 볼트 설치부(1d)에는 설치 대좌(5)를 가압하도록 예압용 볼트(6)가 나사 결합되어 있다. 그래서, 예압용 볼트(6)를 돌리면, 설치 대좌(5)를 통해 압전소자(4)에 예압이 걸린다. 여기에서, 압전소자(4)는, 그 변형 방향이 캐 피러리(3)의 중심축선에 직교하고, 또한 본딩 암(1)의 축선방향으로 신축하도록 배치 설치되어 있다. 또한, 도면 중, 7은 시료를 나타낸다.
압전소자(4)의 배선(4a, 4a)에는, 압전소자 제어회로(10)에 의해 제어되는 어느 주파수의 전압이 압전소자 구동전원(11)을 통해서 공급된다. 이상은 (발명이 속하는 기술분야 및 그 분야의 종래기술)의 항에서 든 종래예와 거의 같은 구조로 되어 있다.
압전소자(4)의 중심선(A)은, 본딩 암(1)의 중심선(B)에 일치하고 있지 않고, 도 1(b)에 도시한 바와 같이 중심선(B)의 상방에 위치시키든지, 또는 중심선(B)의 하방에 위치시키고 있다. 또 본딩 암(1)의 탄성부(1b, 1b)의 측면에는, 수평방향으로 뻗은 리브(1e)가 형성되어 있다. 압전소자(4)의 배선(4a, 4a)은, 전압 또는 전류를 검출하는 검출기(15)를 통해 본딩 암 제어회로(16)에 접속되도록 되어 있고, 연동스위치(17)에 의해 압전소자 구동전원(11)과 검출기(15)로 전환된다.
다음으로 작용에 관하여 설명한다. 본딩 동작은, 본딩 암(1)의 수평면내의 이동 및 상하 운동에 의해, 캐피러리(3)가 수평면내 및 상하 방향으로 이동시켜지고, 종래 주지의 방법에 의해 행하여지므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 본딩 전은, 연동스위치(17)는 압전소자(4)의 배선(4a, 4a)을 검출기(15)에 접속시킨 상태에 있다. 캐피러리(3)가 하강해서 시료(7)에 접지하면, 캐피러리(3)는 반력을 받는다. 캐피러리(3)가 받은 반력은 압전소자(4)에 전해진다. 압전소자(4)의 특성으로서, 신축력을 받으면 전압 또는 전류를 발생한다. 그래서, 압전소자(4)의 전극간을 캐피러리(3)의 접지 전에 검출기(15)에서 관찰하고 있음으로써 캐피러리(3) 가 접지하면 검출기(15)에서 검출된 전압 또는 전류가 변화된다. 이 전압 또는 전류변화에 의한 신호에 의해 본딩 암 제어회로(16)에서 본딩 암(1)의 하강을 완만하게 한다.
즉 캐피러리(3)가 접지한 것을 순간적으로 검출하는 것이 가능하게 되고, 접지 시의 충격하중을 작게 할 수 있다. 접지 후는, 연동스위치(17)는 압전소자 구동전원(11)측으로 전환하고, 그 후는 종래예와 마찬가지로, 압전소자 제어회로(10)의 제어에 의해 압전소자 구동전원(11)에서 압전소자(4)의 배선(4a, 4a)에, 어느 주파수로 전압이 인가된다. 압전소자(4)에 전압이 인가되면, 압전소자(4)의 신축에 의한 진동이 본딩 암(1)을 통해 캐피러리(3)에 전달된다. 이 캐피러리(3)에 전달된 진동에너지에 의해, 와이어(2)는 시료(7)에 접합, 즉 본딩된다.
이렇게, 압전소자(4)는 캐피러리(3)에 진동을 전달하는 기능 이외에 캐피러리(3)의 접지 검출 기능을 가지므로, 캐피러리(3)가 접지한 것을 순간적으로 검출하는 것이 가능하게 되고, 접지 시의 충격하중의 저감을 꾀할 수 있다.
압전소자는 압전소자 구동전원으로 구동되어서 캐피러리에 진동을 전달하는 기능 이외에, 캐피러리가 접지했을 때에 발생하는 전압 또는 전류를 검출기에서 검출하므로, 캐피러리가 접지한 것을 순간적으로 검출하는 것이 가능하게 되고, 접지 시의 충격하중의 저감을 꾀할 수 있다.

Claims (4)

  1. 캐피러리를 본딩 암의 축선방향으로 진동시키도록, 본딩 암의 캐피러리 설치부 근방에 압전소자를 조립해 넣고, 상기 압전소자를 압전소자 구동전원으로 구동시키는 와이어 본딩장치에 있어서, 상기 캐피러리가 하강하여 본딩 대상에 접촉했을 때에 상기 압전소자에서 발생하는 전압 또는 전류를 검출하는 검출기와, 이 검출기에서 검출된 전압 또는 전류변화에 의해 상기 본딩 암의 하강을 제어하는 본딩 암 제어회로를 구비한 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 검출기와 상기 압전소자 구동전원의 사이에서 상기 압전소자를 전환하는 스위치 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 와이어 본딩장치.
  3. 캐피러리를 본딩 암의 축선방향으로 진동시키도록, 본딩 암의 캐피러리 설치부 근방에 압전소자를 조립해 넣고, 상기 압전소자를 압전소자 구동전원으로 구동시키는 와이어 본딩 방법에 있어서, 상기 캐피러리가 하강하여 본딩 대상에 접촉했을 때에 상기 압전소자에서 발생하는 전압 또는 전류를 검출기에 의해 검출하고, 이 검출 후에 상기 본딩 암의 하강을 완만하게 제어하고, 그 후에 상기 압전소자에 전압을 인가해서 상기 캐피러리를 진동시키면서 본딩을 행하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 검출기에서 전압 또는 전류변화를 검출한 후에 상기 압전소자를 상기 압전소자 구동전원에 접속시키는 스위치 수단에 의해 전환하는 것을 특징으로 하는 와이어 본딩 방법.
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