KR102360298B1 - 다수의 액추에이터를 갖는 와이어 접합 장치 - Google Patents

다수의 액추에이터를 갖는 와이어 접합 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102360298B1
KR102360298B1 KR1020190034897A KR20190034897A KR102360298B1 KR 102360298 B1 KR102360298 B1 KR 102360298B1 KR 1020190034897 A KR1020190034897 A KR 1020190034897A KR 20190034897 A KR20190034897 A KR 20190034897A KR 102360298 B1 KR102360298 B1 KR 102360298B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
actuator
bonding
force
generate
bonding head
Prior art date
Application number
KR1020190034897A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190113640A (ko
Inventor
켕 예우 송
유에 장
시아오 리앙 첸
젱 유 린
Original Assignee
에이에스엠 테크놀러지 싱가포르 피티이 엘티디
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에이에스엠 테크놀러지 싱가포르 피티이 엘티디 filed Critical 에이에스엠 테크놀러지 싱가포르 피티이 엘티디
Publication of KR20190113640A publication Critical patent/KR20190113640A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102360298B1 publication Critical patent/KR102360298B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B23K20/004—Wire welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/002—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating specially adapted for particular articles or work
    • B23K20/004—Wire welding
    • B23K20/005—Capillary welding
    • B23K20/007—Ball bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/78268—Discharge electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78343—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure by ultrasonic vibrations
    • H01L2224/7835—Stable and mobile yokes
    • H01L2224/78352—Stable and mobile yokes in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the capillary or wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/786—Means for supplying the connector to be connected in the bonding apparatus
    • H01L2224/78621—Holding means, e.g. wire clampers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/788—Means for moving parts
    • H01L2224/78821—Upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
    • H01L2224/78822—Rotational mechanism
    • H01L2224/78823—Pivoting mechanism

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Reciprocating, Oscillating Or Vibrating Motors (AREA)
  • Die Bonding (AREA)
  • Resistance Welding (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

본 발명의 제 1 양태에 따르면, 접합 표면에 와이어를 접합하기 위한 접합 헤드가 제공되고, 상기 접합 장치는: 장착부에 의해 이동 가능하게 보유되는 접합 헤드 본체; 제 1 액추에이터; 및 제 2 액추에이터를 포함하고, 상기 접합 헤드 본체는 상기 와이어를 수용하고 접합하기 위한 접합 공구를 수용하도록 구성된 공구 부와, 상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터와 결합된 액추에이터 부를 가지며, 상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 상기 접합 헤드 본체를 상기 장착부에 대하여 이동시켜서 상기 접합 공구를 상기 접합 표면에 대해 이동시키기 위해 상기 액추에이터 부에 작용하도록 작동한다.

Description

다수의 액추에이터를 갖는 와이어 접합 장치{MULTIPLE ACTUATOR WIRE BONDING APPARATUS}
본 발명은 접합 장치용 접합 헤드, 예를 들어 와이어를 접합 표면에 접합하는 와이어 접합 헤드, 특히 복수의 액추에이터를 갖는 접합 헤드에 관한 것이다.
와이어 접합 공정에서, 전기적 도전성 와이어는 반도체 다이와 다이가 부착되는 기판 사이와 같은 전자 디바이스 상에 있는 전기 접합 패드 사이에 결합된다. 기판은 보통 반도체 리드 프레임이다. 전기적 연결은 별도의 반도체 다이스(semiconductor dice)에 있는 접합 패드 사이에서도 이루어질 수 있다. 결합은 초음파 에너지를 모세관 팁에 발생시키기 위해 초음파 변환기에 부착된 모세관의 형태일 수 있는 접합 공구(bonding tool)에 의해 형성된다.
소위 "볼 접합부(ball-bond)"를 만들기 위한 와이어 본더(wire bonders)에서, 접합 공구를 지지하는 접합 헤드는 적절하게 위치된 선회에 대해 요동 운동을 수행하도록 설계된다. 초음파 접합의 경우, 접합 공구는 접합 헤드 상에 장착된 초음파 변환기이고, 상기 초음파 변환기는 혼에 연결된 압전 구동 스택(piezoelectric driver stack) 및 상기 혼의 단부에 있는 모세관을 포함한다. 전형적으로 금, 알루미늄 또는 구리로 만들어진 접합 와이어는 접합 와이어의 스풀로부터 모세관의 구멍을 통해 모세관의 팁으로 공급된다. 결합은 모세관 팁에 초음파 에너지를 적용하여 모세관 팁의 와이어를 접합 패드에 용접하여 이루어진다.
수년 동안 와이어 접합 기계의 작동 속도가 크게 증가하여, 결과적으로 와이어를 손상시키지 않고 클램핑되는 와이어에 제어된 힘을 가하면서 접합 헤드를 고속으로 작동시킬 필요가 있다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술의 접합 헤드(100)의 일례를 도시한다. 도 1a는 측면도, 도 1b는 (명확성을 향상시키는 와이어 클램프 및 변환기를 생략함) 평면도, 도 1c는 사시도를 도시한다. 접합 헤드(100)는 일반적으로 접합 헤드 본체(102), 본체(102)에 고정된 와이어 클램프(104) 및 접합 헤드(100)에 장착된 변환기(106)를 포함한다.
접합 와이어(미도시)는 와이어(미도시)의 스풀로부터 공급되고, 와이어 클램프(104)의 턱을 지나서 중계되고 변환기(106)의 구멍을 통해 나사 결합된다. 와이어 클램프(104)는 변환기(106)에 와이어를 공급하는 것을 제어하도록 접합 와이어의 경로를 따라 배열된다.
접합 헤드 본체(102)는 턴 운동을 위해 피봇 지점(112)에서 선회되고, 피봇 지점(112)에 대한 접합 헤드 본체(102)의 턴 운동은 하우징 구조체(105) 내에 수용된 액추에이터(114)에 의해 작동된다. 액추에이터(114)는 제어기(미도시)의 제어하에 전류가 코일을 통해 흐를 때, 전자기 상호 작용에 의해 자석과 관련하여 이동 가능한 코일을 포함하는 코일 모터를 포함한다. 턴 아크(115)를 따라 액추에이터(114)에 의해 작동될 때, 접합 헤드 본체(102)는 턴 아크(116)를 따라 회전하도록 구동된다. 와이어 클램프(104)가 폐쇄될 때 접합 와이어는 와이어의 스풀로부터 접합 위치를 향해 당겨지고, 접합 헤드 본체(102)는 접합 와이어의 스풀로부터 멀리 회전된다. 와이어 클램프(104)는 추가로 개방될 수 있고 접합 헤드 본체(102)는 더 많은 접합 와이어를 클램핑하고 인출하도록 와이어 클램프(104)를 위치시키기 위해 스풀을 향하여 회전될 수 있다.
접합 사이클 동안 및 제 1 접합을 용접하기 시작하기 전에, 변환기(106)로부터 돌출하는 접합 와이어의 후미 단부에 용융된 볼이 형성된다. 용융된 볼은 나중에(미도시) 접합 패드 상에 강하되어 제 1 볼 접합부를 형성한다. 용융된 볼은 전기 스파크를 통해 와이어를 용융시킴으로써 돌출된 접합 와이어의 단부에 형성되므로, 와이어의 충분한 길이가 접합 와이어의 후미 단부에서 이용 가능해야만 한다. 전자 점화( "EFO") 장치(미도시)는 전기 스파크를 발생시키고 와이어를 용융시켜 용융된 볼을 형성한다.
접합이 완료된 후에 변환기(106)로부터 돌출하는 접합 와이어의 후미를 남겨두기 위해, 접합 헤드 본체(102)는 제어기의 제어하에 다양한 프로그램된 운동을 따라야 한다. 보다 구체적으로, 볼 접합 공정 중에, 와이어 연결을 완료하기 위해 접합 와이어가 제 2 접합 위치에서 용접된 후에, 와이어 클램프(104)가 열린 상태에서 접합 헤드 본체(102)가 짧은 거리만큼 위로 이동할 필요가 있다.
그리고, 접합 헤드 본체(102)가 정지하고, 와이어 클램프(104)가 닫혀서 접합 와이어를 클램프한다. 그 후, 접합 헤드 본체(102)는 더 높은 위치로 더 상승한다. 이러한 추가 상향 이동 동안, 접합 와이어는 제 2 접합 위치에서 위로 당겨지고 끊어지며 다음 와이어 연결의 제 1 접합이 시작될 준비가 된다. 이는 각 와이어 연결이 확립된 후에 미리 결정된 길이의 접합 와이어가 변환기(106)로부터 돌출하도록 보장하기 위해 후미 형성(tail formation)이라고 한다. 돌출 와이어의 길이 및 선형성의 일관성은 볼 형성의 반복성 및 형성된 볼 크기를 결정한다.
그러나, 접합 헤드(100)는 보다 신속하고 정확하게 접합을 수행하려고 시도 할 때 다수의 단점을 갖는다. 하나의 단점은 접합 헤드 본체(102)의 이동을 제어하는 것이 접합 헤드(100)가 매우 고속 및 가속으로 이동할 때 훨씬 어려워진다는 것이다. 접합 헤드(100)의 속도 및 가속도는 구조적 안정성도 매우 요구한다. 접합 헤드(100)는 또한 접합 와이어의 형성 및 위치 설정에 영향을 미치는 온도 변화에 영향을 받기 쉽다. 이로 인해 균일한 길이의 직선 후미를 일관되게 정확하게 발생시키고 위치를 정하기가 어렵다. 종래 기술과 비교하여 접합을 보다 신속하고 정확하게 수행하는 것이 유익할 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 기술의 상술한 문제점 중 적어도 일부를 극복하는 접합 장치의 접합 헤드를 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 접합 표면에 와이어를 접합하기 위한 접합 헤드가 제공되고, 상기 접합 장치는: 장착부에 의해 이동 가능하게 보유되는 접합 헤드 본체; 제 1 액추에이터; 및 제 2 액추에이터를 포함하고, 상기 접합 헤드 본체는 상기 와이어를 수용하고 접합하기 위한 접합 공구를 수용하도록 구성된 공구 부와, 상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터와 결합된 액추에이터 부를 가지며, 상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 상기 접합 헤드 본체를 상기 장착부에 대하여 이동시켜서 상기 접합 공구를 상기 접합 표면에 대해 이동시키기 위해 상기 액추에이터 부에 작용하도록 작동한다.
제 1 양태는 기존의 접합 헤드의 문제점은 일반적으로 접합 헤드 본체를 움직이게 하는 단일 액추에이터를 사용한다는 것을 인식한다. 단일 액추에이터를 사용하면, 접합 헤드 본체의 이동에 대한 제어 수준이 감소하고 접합 헤드 본체의 구조적 완전성이 영향을 받는다. 또한, 증가된 가속도를 제공하기 위해 더 높은 힘을 발생시킬 필요가 있을 때 단일 액추에이터 배열의 크기가 증가하면, 용인될 수 없는 관성 및 구조적 불안정성을 초래할 수 있다.
따라서, 접합 헤드가 제공된다. 접합 헤드는 접합 표면에 와이어를 접합 또는 고정할 수 있다. 접합 헤드는 접합 헤드 본체 또는 부재를 포함할 수 있다. 접합 헤드 본체는 장착부 둘레에서 또는 장착부 상에서 이동 또는 변위하도록 작동 또는 구성될 수 있다. 접합 헤드는 제 1 액추에이터를 포함할 수 있다. 접합 헤드는 제 2 액추에이터를 포함할 수 있다. 접합 헤드 본체는 공구 부를 가질 수 있다. 공구 부는 와이어를 수용하여 접합 표면에 접합하는 접합 공구를 수용하도록 구성되거나 적용될 수 있다. 접합 헤드 본체는 액추에이터 부를 또한 가질 수 있다. 상기 액추에이터 부는 상기 제 1 액추에이터에 결합 또는 연결될 수 있다. 상기 액추에이터 부는 상기 제 2 액추에이터에 결합 또는 연결될 수 있다. 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 액추에이터 부 상에 함께 작용하도록 작동 또는 구성될 수 있다. 액추에이터 부 상의 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터의 작용은 액추에이터 부에 대해 접합 헤드 본체를 이동시키거나 변위시킬 수 있다. 접합 헤드의 이동은 접합 공구를 접합 표면에 대하여 이동시키거나 변위시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터 모두는 접합 헤드 본체 상에 생성된 힘을 보다 잘 제어할 수 있는 접합 헤드 본체를 이동시키는데 사용될 수 있으며, 이는 감소된 관성을 제공할 수 있고, 2 개의 액추에이터의 배열은 동등한 단일 액추에이터 배열에 비해 구조적 안정성을 향상시키는 것을 도울 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터는 액추에이터 부 상에 제 1 힘을 발생시키도록 작동하고, 제 2 액추에이터는 액추에이터 부 상에 제 2 힘을 발생시키도록 작동한다. 따라서, 제 1 액추에이터는 액추에이터 부 상에 제 1 힘을 발생시키도록 구성 또는 배열될 수 있는 한편, 제 2 액추에이터는 액추에이터 부 상에 제 2 힘을 발생시키도록 구성 또는 배열될 수 있다. 따라서, 각 액추에이터는 접합 헤드 본체에 가압력을 제공하기 위해 액추에이터 부에 작용하는 독립적인 또는 별개의 힘을 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서, 접합 헤드는 제 1 신호를 발생시켜서 제 1 액추에이터를 활성화시켜 제 1 힘을 발생시키고 제 2 신호를 발생시켜서 제 2 액추에이터를 활성화시켜 제 2 힘을 발생시키도록 작동하는 액추에이션 로직을 포함한다. 따라서, 액추에이션 로직 또는 제어기는 힘의 발생을 제어하기 위해 액추에이터를 활성화하거나 작동시키는 신호를 발생시키도록 구성되거나 배열될 수 있다.
일 실시예에서, 액추에이터 부는 제 1 힘 및 제 2 힘을 수용하고 제 1 힘과 제 2 힘의 결합을 포함하는 합력에 기인한 방향으로 가압되도록 구성된다. 따라서, 액추에이터 부는 액추에이터와 결합 또는 연결되어, 액추에이터에 의해 생성된 힘이 함께 액추에이터 부에 작용할 수 있다. 액추에이터는 액추에이터의 결합된 힘으로 인해 발생하는 합력에 의해 한 방향으로 이동 또는 가압될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 동일한 크기를 갖는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키도록 작동한다. 따라서, 액추에이터는 동일한 진폭 또는 크기를 갖는 힘을 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 동일하지 않은 크기를 갖는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키도록 작동한다. 따라서, 액추에이터는 상이한 진폭 또는 크기를 갖는 힘을 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 공통 방향으로 작용하는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키도록 작동한다. 따라서, 액추에이터는 액추에이터 부에 결합 또는 연결되어 동일한 방향으로 액추에이터 부 상에 힘을 전달하도록 작동될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 상이한 방향으로 작용하는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키도록 작동한다. 따라서, 액추에이터는 액추에이터 부에 결합 또는 연결될 수 있으며 비평행 방향 또는 발산 방향으로 액추에이터 부 상에 힘을 전달하도록 작동될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 반대 방향으로 작용하는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키도록 작동한다. 따라서, 액추에이터는 액추에이터 부에 결합 또는 연결되어 액추에이터 부 상에 반대 방향 또는 다른 방향으로 힘을 가하도록 작동될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터 중 적어도 하나는 시변 크기 및 방향 중 적어도 하나로 제 1 힘 및 제 2 힘 중 적어도 하나를 발생시키도록 작동한다. 따라서, 액추에이터들 중 어느 하나 또는 모두는 시간에 따라 크기 및/또는 방향이 변화하는 힘을 발생시킬 수 있다.
일 실시예에서, 액추에이터 부는 제 1 힘과 제 2 힘을 결합하여 시변 크기 및 방향 중 적어도 하나를 갖는 합력을 발생시키도록 작동한다. 따라서, 액추에이터 부는 액추에이터에 의해 작용될 수 있고 시간에 따라 그 크기 및/또는 방향이 변화하는 합력을 나타낼 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 동일한 크기를 가지며 반대 방향으로 작용하는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시켜서 결합되어 널 합력을 발생시키도록 작동한다. 따라서, 액추에이터는 액추에이터 부에 의해 0의 합력이 경험될 수 있도록 정합하는 반대 힘을 발생시키도록 작동되거나 구성될 수 있다. 이는 액추에이터가 제위치에 유지되는 액추에이터 부의 결과적인 가압을 유발하지 않고도 구동될 수 있게 한다. 이는 접합 헤드의 이동을 회피하면서 액추에이터의 작동으로 인해 접합 헤드가 정상적인 작동 온도로 유지되고 대신 아이들 위치에 유지되도록 한다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 각각 모터를 포함한다.
일 실시예에서, 모터는 보이스 코일 모터, 선형 모터, 압전 모터 및 공압 모터 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 액추에이터 부에 의해 함께 배치된다. 따라서, 액추에이터들은 액추에이터 부에 의해 함께 위치되거나 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터는 제 2 액추에이터로부터 이격되어 있지만 액추에이터 부에 의해 제 2 액추에이터에 연결된다. 액추에이터를 간격을 두고 또는 서로로부터 떨어지게 배치하는 것은 접합 헤드 본체의 구조적 강성을 개선하는 것을 돕는다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 모두 액추에이터 부와 동시에 이동하도록 배치된다. 따라서, 액추에이터 부와 액추에이터 사이의 연결은 결과적으로 액추에이터가 액추에이터 부와 함께 이동할 수 있게 한다.
일 실시예에서, 액추에이터 부는 제 1 액추에이터의 제 1 가동 구성요소를 수용하는 제 1 하우징 부 및 제 2 액추에이터의 제 2 가동 구성요소를 수용하는 제 2 하우징 부를 갖는다. 따라서, 액추에이터 부는 액추에이터의 가동 구성요소를 수용 또는 수납할 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터의 제 1 가동 구성요소는 액추에이터 부에 의해 제 2 액추에이터의 제 2 가동 구성요소에 대해 고정된 관계로 위치된다. 따라서, 제 1 액추에이터의 가동 구성요소는 제 2 액추에이터의 가동 구성요소에 차례로 연결되는 액추에이터 부에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 액추에이터 부의 이동은 제 1 액추에이터의 제 1 가동 구성요소 및 제 2 액추에이터의 제 2 가동 구성요소 모두의 대응하는 이동을 유발한다. 따라서, 상기 가동부는 상기 액추에이터 부와 함께 움직일 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 하우징 부는 제 2 하우징 부로부터 떨어져 위치된다.
일 실시예에서, 액추에이터 부는 제 1 하우징 부와 제 2 하우징 부 사이에서 연장된 적어도 하나의 브레이스를 포함한다. 하우징 부들 사이에 브레이스 또는 스트럿을 제공함으로써 접합 헤드 본체의 구조적 강성이 향상된다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터의 제 1 고정 구성요소는 제 2 액추에이터의 제 2 고정 구성요소에 대해 고정된 관계로 배치된다.
일 실시예에서, 제 1 고정 구성요소 및 제 2 고정 구성요소는 장착부에 대해 고정된 관계로 위치된다. 따라서, 액추에이터의 고정된 구성요소는 장착부와 결합 또는 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터의 제 1 가동 구성요소는 제 1 코일을 포함하고, 제 2 액추에이터의 제 2 가동 구성요소는 제 2 코일을 포함한다. 이중 코어 배열은 많은 이점을 제공한다. 특정 양의 힘을 발생시키기 위해, 이중 코일의 크기는 그 힘을 생산할 수 있는 동등한 단일 코일의 크기보다 작을 수 있다. 이것은 접합 헤드 본체를 보다 콤팩트하게 만들고 코일의 중심을 접합 헤드 본체의 무게 중심에 가깝게 이동시킬 수 있으며, 이는 관성을 감소시킨다. 또한 이중 코일의 냉각 효율은 단일 코일에 비해 두 코일의 방열 면적이 크기 때문에 향상된다. 또한, 코일은 접합 헤드 본체의 강성을 향상시키도록 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터의 제 1 고정 구성요소 및 제 2 액추에이터의 제 2 고정 구성요소는 각각 자석 어레이를 포함한다.
일 실시예에서, 자석 어레이는 제 1 코일 및 제 2 코일을 통해 축방향으로 연장되는 자기장을 제공하도록 배치된다.
일 실시예에서, 자석 어레이는 제 1 코일의 제 1 축방향면에 근위에 위치된 제 1 자석 어레이 및 제 2 코일의 제 2 축방향면 근위에 위치된 제 2 자석 어레이를 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 축방향면은 제 2 축방향면으로부터 멀어지는 방향을 향한다. 따라서, 면들은 다른 방향으로 배향될 수 있다.
일 실시예에서, 자석 어레이는 제 1 코일과 제 2 코일 사이에 위치된 중간 자석 어레이를 포함한다. 따라서, 제 3 자석 어레이는 제 1 자석 어레이와 제 2 자석 어레이 사이에 위치될 수 있다.
일 실시예에서, 액추에이터 부는 공구 부와 고정된 관계로 위치된다. 따라서, 액추에이터 부는 공구 부에 고정될 수 있다.
일 실시예에서, 액추에이터 부의 이동은 공구 부의 대응하는 이동을 유발한다. 따라서, 액추에이터 부와 공구 부는 함께 움직일 수 있다.
일 실시예에서, 접합 헤드 본체는 장착부에 의해 피봇식으로 수용된다. 따라서, 접합 헤드 본체는 피봇을 중심으로 장착부 상에서 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 접합 헤드 본체는 선회축을 중심으로 장착부에 의해 피봇식으로 수용된다.
일 실시예에서, 선회축 주위의 액추에이션 이동 아크에서 액추에이터 부의 운동은 선회축 주위의 공구 이동에서 공구 부의 대응 이동을 일으킨다. 이동 아크는 동심일 수 있다.
제 2 양태에 따르면, 와이어를 접합 표면에 접합하기 위해 접합 헤드를 이동시키는 방법이 제공되고, 상기 방법은: 상기 와이어를 수용하고 접합하기 위한 접합 공구를 수용하도록 구성된 공구 부 및 액추에이터 부를 갖는 접합 헤드 본체를 장착부 상에 이동 가능하게 유지하는 단계; 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터를 상기 액추에이터 부와 결합시키는 단계; 및 상기 장착부에 대해 상기 접합 헤드 본체를 이동시켜 상기 접합 공구를 상기 접합 표면에 대해 이동시키도록 상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터를 작동시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 액추에이션은 제 1 액추에이터로 액추에이터 부 상에 제 1 힘을 발생시키고 제 2 액추에이터로 액추에이터 부 상에 제 2 힘을 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 제 1 신호를 발생시켜서 제 1 액추에이터를 활성화시켜 제 1 힘을 발생시키고 제 2 신호를 발생시켜서 제 2 액추에이터를 활성화시켜 제 2 힘을 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 액추에이터 부에 의해 수용된 제 1 힘 및 제 2 힘의 결합을 포함하는 합력에 기인한 방향으로 액추에이터 부를 가압하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 동일한 크기를 갖는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 동일하지 않은 크기를 갖는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 공통 방향으로 작용하는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상이한 방향들로 작용하는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 반대 방향들로 작용하는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 시변 크기 및 방향 중 적어도 하나로 제 1 힘 및 제 2 힘 중 적어도 하나를 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 시변 크기 및 방향 중 적어도 하나를 갖는 합력을 제공하기 위해 제 1 힘 및 제 2 힘 중 적어도 하나를 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 동일한 크기를 갖는 제 1 힘 및 제 2 힘을 발생시키고 반대 방향으로 작용하여 결합하여 널 합력을 발생시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터는 각각 모터를 포함한다.
일 실시예에서, 모터는 보이스 코일 모터, 선형 모터, 압전 모터 및 공압 모터 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 제 1 액추에이터와 제 2 액추에이터를 액추에이터 부와 함께 배치하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터를 액추에이터 부에 연결하여 액추에이터 부에 의해 제 1 액추에이터를 제 2 액추에이터로부터 이격시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 액추에이터 부와 동시에 이동하기 위해 제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터를 위치시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 액추에이터 부의 제 1 하우징 부에 의해서 상기 제 1 액추에이터의 제 1 가동 구성요소를 수용하고 상기 액추에이터 부의 제 2 하우징 부에 의해서 상기 제 2 액추에이터의 제 2 가동 구성요소를 수용하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 액추에이터 부에 의해 제 2 액추에이터의 제 2 가동 구성요소에 대해 고정된 관계로 제 1 액추에이터의 제 1 가동 구성요소를 위치시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 제 1 액추에이터의 제 1 가동 구성요소 및 제 2 액추에이터의 제 2 가동 구성요소 모두의 대응하는 이동을 유발하도록 액추에이터 부를 이동시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 제 1 하우징 부를 제 2 하우징 부로부터 멀리 위치시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 제 1 하우징 부와 제 2 하우징 부 사이에 연장된 적어도 하나의 브레이스를 제공하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 제 2 액추에이터의 제 2 고정 구성요소에 대해 고정된 관계로 제 1 액추에이터의 제 1 고정 구성요소를 위치시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 제 1 고정 구성요소 및 상기 제 2 고정 구성요소를 상기 장착부에 대해 고정된 관계로 위치시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터의 제 1 가동 구성요소는 제 1 코일을 포함하고, 제 2 액추에이터의 제 2 가동 구성요소는 제 2 코일을 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 액추에이터의 제 1 고정 구성요소 및 제 2 액추에이터의 제 2 고정 구성요소는 각각 자석 어레이를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 제 1 코일 및 상기 제 2 코일을 통해 축방향으로 연장되는 자기장을 제공하도록 상기 자석 어레이를 위치시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 자석 어레이는 제 1 자석 어레이 및 제 2 자석 어레이를 포함하며, 상기 방법은 제 1 자석 어레이를 제 1 코일의 제 1 축방향면 근위에 위치시키고 제 2 자석 어레이를 제 2 코일의 제 2 축방향면 근위에 위치시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 제 1 축방향면은 제 2 축방향면으로부터 멀어지는 방향을 향한다.
일 실시예에서, 자석 어레이는 중간 자석 어레이를 포함하고, 상기 방법은 제 1 코일과 제 2 코일 사이에 중간 자석 어레이를 위치시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 액추에이터 부를 공구 부와 고정된 관계로 위치시키는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 상기 액추에이터 부를 이동시켜 상기 공구 부의 대응하는 이동을 유발하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 장착부에 의해 접합 헤드 본체를 피봇식으로 수용하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 선회축을 중심으로 장착부에 의해 수용된 접합 헤드 본체를 피봇식으로 수용하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 상기 방법은 선회축 주위의 공구 이동 아크에서 공구 부의 대응 이동을 유발하기 위해 선회축 주위의 액추에이션 이동 아크에서 액추에이터 부를 이동시키는 단계를 포함한다.
이들 및 다른 특징, 양태 및 이점은 설명 부분, 첨부된 청구 범위 및 첨부 도면과 관련하여 보다 잘 이해될 것이다.
본 발명의 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 종래 기술의 접합 헤드의 예를 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시예의 접합 헤드를 도시한다.
도 3은 액추에이터 코일의 상대적인 크기 및 중심을 도시한다.
도 4는 일 실시예의 자석 어레이를 갖는 접합 헤드 본체의 배열을 도시한다.
도 5는 다른 실시예의 자석 어레이를 도시한다.
도 6은 일 실시예의 하우징과 함께 자석 어레이를 갖는 접합 헤드를 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 일 실시예의 접합 헤드의 작동 중에 발생되는 예시적인 힘을 도시한다.
도면에서, 동일한 부분에는 동일한 참조 부호를 사용하였다.
본 발명의 실시예를 더 상세히 설명하기 전에, 먼저 개요가 제공될 것이다. 실시예들은 예를 들어 접합 헤드 또는 향상된 액추에이션 제어를 필요로 하는 다른 장치에 의해 사용될 수 있는 액추에이션 기구를 제공한다. 액추에이터 기구는 접합 헤드 상에서 함께 작동하도록 결합된 하나 초과의 액추에이터를 갖는다. 하나 초과의 액추에이터를 갖는 것은 접합 헤드를 이동시키기 위해 발생된 힘에 대한 제어력을 증가시킨다. 또한, 하나 초과의 액추에이터를 갖는 것은 각각의 액추에이터가 동등한 단일 액추에이터보다 작을 수 있고 액추에이터가 구조적 강성을 향상시키기 위해 상이한 위치에서 접합 헤드와 결합하기 때문에 구조적 이점을 제공한다. 또한, 액추에이터는 정지 상태 또는 비활성 상태로 전이할 때 접합 헤드의 작동의 변화를 피하기 위해 해제 힘(cancelling force)을 발생시키도록 작동될 수 있다.
접합 헤드
도 2a 및 도 2b는 일 실시예에 따른 접합 장치의 접합 헤드(200)를 도시한다. 도 2a는 사시도를 도시하고 도 2b는 평면도를 도시한다(명확성을 향상시키기 위해 와이어 클램프 및 변환기를 생략함). 접합 헤드 본체(202)의 배열 및 구성은 이중 코일(214A; 214B) 및 이중 액추에이터 하우징 구조체(204)의 제공을 제외하고는 상술한 배열과 동일하다.
이중 액추에이터 하우징 구조체(204)는 피봇(112)의 축방향으로 연장되는 측방향 구성요소(205)를 포함하고, 반경 방향으로 피봇(112)으로부터 멀리 측방향 구성요소(205)에 가로방향으로 연장되는 두 개의 플랜지 구조체(206A, 206B)를 갖는다. 두 플랜지 구조체(206A, 206B)는 대응하는 코일(214A, 214B)을 수용하는 형상의 리세스를 갖는다. 피봇(112)의 축방향을 따라 이중 액추에이터 하우징 구조체(204)를 나머지 접합 헤드 본체(202)에 연장 연결하는 것은 접합 헤드의 강성을 개선하는데 도움을 주어 작동시 성능을 향상시키는데 도움이 된다.
코일(214A, 214B)은 두 플랜지 구조체(206A, 206B)에 의해 유지되어, 주면이 대체로 평행하도록 배향된 상태로 방사상으로 피봇(112)으로부터 멀리 연장된다. 코일(214A, 214B)은 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 자석 어레이(미도시)를 수용하기 위한 공극을 제공하기 위해 두 플랜지 구조체(206A, 206B)에 의해 이격된다.
이중 액추에이터 하우징 구조체(204)는 작동시 성능을 향상시키는데 도움이 되는 강성을 더욱 향상시키기 위해 플랜지 구조체(206A, 206B) 사이에서 연장되는 브레이싱 스트럿(208)을 구비한다.
접합 헤드 본체(202)는 서로 연결된 구성요소 부품으로 형성될 수 있거나, 부품이 함께 또는 직렬로 움직이는 단일 구성요소로 형성될 수 있다. 두 경우 모두, 코일(214A, 214B) 중 어느 하나에 의해 생성된 힘은 그 플랜지 구조체(206A, 206B)로 전달되어 접합 헤드 본체(202)를 피봇(112) 주위로 이동시키도록 작용하는 합력(resultant force)으로 이중 액추에이터 하우징 구조체(204)에 의해 수용된다.
도 3에 도시된 바와 같이, 소정량의 힘을 발생시키기 위해, 그 힘의 양을 발생시키는데 요구되는 단일 코일(114)의 크기는 동일한 힘의 양을 발생시키도록 함께 작동하는 한 쌍의 코일(214A, 214B)의 크기보다 크다. 더 작은 크기의 코일(214A, 214B)은 단일 코일(114)의 무게 중심(120)과 비교하여 한 쌍의 코일(214A, 214B)의 무게 중심(220)을 피봇(112)에 더 가깝게 위치시킨다. 피봇(112)에 더 가깝게 무게 중심(220)을 위치시키면, 모터 관성을 감소시킨다. 일 예시적인 배열에서, 등가 단일 코일의 관성은 이중 코일의 관성보다 47 % 더 높고, 등가 단일 코일의 고유 주파수는 이중 코일의 고유 주파수보다 550Hz 낮다.
도 4는 자석 어레이를 갖는 접합 헤드 본체(202)의 배열을 도시한다. 자석 어레이는 접합 헤드 본체(202)가 피봇(112)을 중심으로 회전할 때 접합 헤드(200)의 작동 중에 고정된 위치에 유지된다. 자석 어레이는 코일(214A)의 일 주면에 인접한 제 1 자석 스택(300A) 및 코일(214A)의 다른 주면에 인접하게 제공된 제 2 자석 스택(310A)을 포함한다. 이는 일반적으로 피봇(112)의 축에 일반적으로 평행한 방향(B)으로 연장되는 자기장을 발생시키며 자속은 코일(214A)의 주면을 통해 수직으로 흐른다. 전류가 방향(I)으로 코일(214A)을 통해 유동함에 따라, 대체로 방향 (F)으로 힘이 발생되어, 접합 헤드 본체(202)가 턴 아크(215)를 따라 피봇(112)을 중심으로 선회하게 한다.
제 2 자석 스택(310A)은 코일(214B)의 일 주면에 인접하여 위치되고 제 3 자석 스택(320A)은 코일(214B)의 다른 주면에 인접하여 제공된다. 이는 일반적으로 피봇(112)의 축에 대체로 평행한 방향(B)으로 연장되는 자계를 발생시키며, 자속은 코일(214B)의 주면을 통해서 수직으로 흐른다. 전류가 방향(I)으로 코일(214B)을 통해 유동함에 따라, 일반적으로 방향(F)으로 힘이 발생되어 접합 헤드 본체(202)가 턴 아크(215)를 따라 피봇(112)을 중심으로 선회하게 한다.
이중 코일(214A, 214B)의 배열은 보다 큰 자기 밀도를 제공하는 이중층 자석 어레이 설계로 인해 보다 효율적이며, 따라서 코일 자체가 더 작아 질 수 있다. 또한, 이중 코일 배열의 냉각 효율은 더 큰 열 발산 면적으로 인해 더 높다.
도 5는 각각의 자기 스택(300B, 310B, 320B)이 지시된 바와 같이 극성이 배열된 3 개의 자석으로 형성되는 대안적인 자석 어레이를 도시한다. 특히, 각각의 자석 스택(300B, 310B, 320B)의 내부 자석은 자석 스택의 방향으로 수직 배향되는 극성을 갖는 반면, 각각의 스택(300B, 310B, 320B)의 내부 자석은 피봇(112)의 축과 일반적으로 평행하게 배향된 극성을 가진다. 이는 코일(214A, 214B)의 주요 길이를 가로질러 통과하는 보다 직사각형 형상으로 형성된 자속 선을 제공한다.
도 6은 그 하우징(330)에 의해 보유된 자석 어레이(300A, 310A, 320A) 및 접합 헤드(200)의 작동 중에 구동 전류 및 피드백을 제공하는 광학 및 다른 제어 회로를 수용하는 상부 하우징(340)을 갖는 접합 헤드(200)를 도시한다.
접합 헤드 작동
도 7a 및 도 7b는 접합 헤드(200)의 작동 중에 생성되는 예시적인 힘을 도시한다. 도 7a에서 알 수 있는 바와 같이, 코일(214A, 214B)이 특정 방향으로 흐르는 동일한 전류로 통전될 때, 코일(214A, 214B)은 동일 방향으로 작동하는 동일한 힘( FA, FB)을 발생시킨다. 힘(FA, FB)의 크기는 전류의 크기를 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 힘(FA, FB)의 방향은 전류의 방향을 변화시킴으로써 변화될 수 있다. 이러한 차동 힘 발생은 접합 헤드 본체(202)의 개선된 제어를 제공한다. 코일(214A, 214B)에 의해 생성된 힘(FA, FB)은 접합 헤드 본체(202)에 작용하는 결합된 합력(FR)으로 이중 액추에이터 하우징 구조체(204)에 함께 작용한다. 따라서, 코일(214A, 214B)은 접합 헤드(200)가 겪는 합력(FR)의 양을 변화시켜, 예를 들어 고가속 또는 감속 력, 미세 결합력 등과 같은 가요성 힘 구성을 제공하기 위하여 반대 방향으로 작동하는 전류와 동일하지 않은 전류로 구동될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 일 작동 모드에서, 코일을 통해 흐르는 전류가 접합 헤드(200)의 열적 안정을 유지할 수 있도록 동일한 그리고 반대 힘(FA, FB)을 발생시키기 위하여 코일(214A, 214B)은 동일한 반대 크기의 전류로 구동된다. 다시 말해서, 반대의 위상을 갖는 전류가 각각 2 개의 코일(214A, 214B)에 제공되어서, 접합 헤드(200)가 아이들 상태일 동안 열을 발생시킬 수 있다. 각각의 코일에 의해 생성된 힘(FA, FB)이 서로 반대 균형을 이루기 때문에, 합력(FR)은 0의 값을 가지며 접합 헤드(200)는 여전히 유지될 것이다. 이는 아이들 기간 동안 접합 헤드(200)가 열 안정성을 유지하는 것을 돕는다.
본 발명은 특정 실시예를 참조하여 상당히 상세하게 설명되었지만, 다른 실시예도 가능하다.
그러므로, 첨부된 청구 범위의 사상 및 범위는 본 명세서에 포함된 실시예의 설명으로 한정되어서는 안된다.

Claims (20)

  1. 접합 표면에 와이어를 접합하기 위한 접합 헤드에 있어서,
    선회축을 가지는 피봇을 중심으로 장착부에 의해 이동 가능하게 보유되는 접합 헤드 본체;
    제 1 액추에이터; 및
    제 2 액추에이터를 포함하고,
    상기 접합 헤드 본체는 상기 와이어를 수용하고 접합하기 위한 접합 공구를 수용하도록 구성된 공구 부와,
    상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터와 결합된 액추에이터 부를 가지며, 상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 상기 접합 헤드 본체를 상기 장착부에 대하여 상기 피봇을 중심으로 회전하도록 구동하기 위해 상기 액추에이터 부에 작용하도록 작동하여, 상기 접합 표면을 향하고 상기 접합 표면으로부터 멀어지는 왕복 운동 방향으로 상기 접합 공구를 이동시키고 와이어 접합 동안 접합력을 생성하고, 상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 상기 선회축의 축방향에 평행한 방향으로 서로 이격되는, 접합 헤드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터는 상기 액추에이터 부 상에 제 1 힘을 발생시키도록 작동하고, 상기 제 2 액추에이터는 상기 액추에이터 부 상에 제 2 힘을 발생시키도록 작동하는, 접합 헤드.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 액추에이터 부는 상기 제 1 힘 및 상기 제 2 힘을 수용하고 상기 제 1 힘과 상기 제 2 힘의 결합을 포함하는 합력에 기인한 방향으로 가압되도록 구성되는, 접합 헤드.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 동일 크기 및 동일하지 않은 크기 중 하나로 상기 제 1 힘 및 상기 제 2 힘을 발생시키도록 작동하는, 접합 헤드.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 공통의 방향 및 다른 방향 중 한 방향으로 작용시키기 위해 상기 제 1 힘 및 상기 제 2 힘을 발생시키도록 작동하는, 접합 헤드.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터 중 적어도 하나는 시변 크기 (a time-varying magnitude) 및 방향 중 적어도 하나로 상기 제 1 힘 및 상기 제 2 힘 중 적어도 하나의 힘을 발생시키도록 작동하는, 접합 헤드.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 액추에이터 부는 상기 제 1 힘과 상기 제 2 힘을 결합하여 시변 크기 및 방향 중 적어도 하나를 갖는 상기 합력을 발생시키도록 구성되는, 접합 헤드.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 동일한 크기를 가지며 반대 방향들로 작용하는 상기 제 1 힘 및 상기 제 2 힘을 발생시켜서 결합되어 널 합력(null resultant force)을 발생시키도록 작동하는, 접합 헤드.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 각각 모터를 포함하는, 접합 헤드.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 상기 액추에이터 부에 의해 함께 배치되는, 접합 헤드.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터는 상기 제 2 액추에이터로부터 이격되어 있으나 상기 액추에이터 부에 의해 상기 제 2 액추에이터에 연결되는, 접합 헤드.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 모두 상기 액추에이터 부와 동시에 이동하도록 위치되는, 접합 헤드.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 액추에이터 부는 상기 제 1 액추에이터의 제 1 가동 구성요소를 수용하는 제 1 하우징 부 및 상기 제 2 액추에이터의 제 2 가동 구성요소를 수용하는 제 2 하우징 부를 갖는, 접합 헤드.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터의 상기 제 1 가동 구성요소는 상기 액추에이터 부에 의해 상기 제 2 액추에이터의 상기 제 2 가동 구성요소에 대해 고정된 관계로 위치되는, 접합 헤드.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 액추에이터 부는 상기 제 1 하우징 부와 상기 제 2 하우징 부 사이에서 연장된 적어도 하나의 브레이스를 포함하는, 접합 헤드.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터의 제 1 고정 구성요소는 상기 제 2 액추에이터의 제 2 고정 구성요소에 대해 고정된 관계로 위치되는, 접합 헤드.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 고정 구성요소 및 상기 제 2 고정 구성요소는 상기 장착부에 대해 고정된 관계로 위치되는, 접합 헤드.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터의 상기 제 1 가동 구성요소는 제 1 코일을 포함하고, 상기 제 2 액추에이터의 상기 제 2 가동 구성요소는 제 2 코일을 포함하는, 접합 헤드.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 액추에이터의 상기 제 1 고정 구성요소 및 상기 제 2 액추에이터의 상기 제 2 고정 구성요소는 각각 자석 어레이를 포함하는, 접합 헤드.
  20. 와이어를 접합 표면에 접합하기 위해 접합 헤드를 이동시키는 방법으로서,
    상기 와이어를 수용하고 접합하기 위한 접합 공구를 수용하도록 구성된 공구 부 및 액추에이터 부를 갖는 접합 헤드 본체를 장착부 상에 선회축을 가지는 피봇 중심으로 이동 가능하게 유지하는 단계;
    제 1 액추에이터 및 제 2 액추에이터를 상기 액추에이터 부와 결합시키는 단계; 및
    상기 접합 헤드 본체를 상기 장착부에 대하여 상기 피봇을 중심으로 회전하도록 구동하여 상기 접합 표면을 향하고 상기 접합 표면으로부터 멀어지는 왕복 운동 방향으로 상기 접합 공구를 이동시키고 와이어 접합 동안 접합력을 생성하도록, 상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터을 작동시키는 단계를 구비하고, 상기 제 1 액추에이터 및 상기 제 2 액추에이터는 상기 선회축의 축방향에 평행한 방향으로 서로 이격되는, 와이어를 접합 표면에 접합하기 위해 접합 헤드를 이동시키는 방법.
KR1020190034897A 2018-03-28 2019-03-27 다수의 액추에이터를 갖는 와이어 접합 장치 KR102360298B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/937,972 2018-03-28
US15/937,972 US11289446B2 (en) 2018-03-28 2018-03-28 Multiple actuator wire bonding apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190113640A KR20190113640A (ko) 2019-10-08
KR102360298B1 true KR102360298B1 (ko) 2022-02-10

Family

ID=68055543

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190034897A KR102360298B1 (ko) 2018-03-28 2019-03-27 다수의 액추에이터를 갖는 와이어 접합 장치

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11289446B2 (ko)
KR (1) KR102360298B1 (ko)
CN (1) CN110315246A (ko)
SG (1) SG10201902749TA (ko)
TW (1) TWI732189B (ko)

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4475681A (en) * 1982-05-24 1984-10-09 The Micromanipulator Co., Inc. Bonder apparatus
US4808892A (en) * 1985-12-13 1989-02-28 Kulick And Soffa Ind. Inc. Bi-directional drive motor system
US5653375A (en) 1994-10-29 1997-08-05 Samsung Aerospace Industries, Ltd. Wire bonding apparatus
KR0155773B1 (ko) * 1994-10-29 1998-12-01 이해규 와이어 본딩헤드 및 이를 이용한 본딩장치
US5578888A (en) 1994-12-05 1996-11-26 Kulicke And Soffa Investments, Inc. Multi resonance unibody ultrasonic transducer
JP3631030B2 (ja) * 1998-01-23 2005-03-23 株式会社ハイニックスセミコンダクター ワイヤボンダ装備のｘ、ｙ、ｚ軸駆動装置及びその位置制御方法
US6237833B1 (en) * 1998-06-15 2001-05-29 Rohm Co., Ltd. Method of checking wirebond condition
JP4018057B2 (ja) * 2003-03-31 2007-12-05 株式会社新川 ボンディング装置
JP3993157B2 (ja) * 2003-10-23 2007-10-17 株式会社新川 ボンディング装置
US7025243B2 (en) 2004-06-16 2006-04-11 Asm Technology Singapore Pte. Ltd. Bondhead for wire bonding apparatus
US7279814B2 (en) 2005-11-01 2007-10-09 Bio-Rad Laboratories, Inc. Moving coil actuator for reciprocating motion with controlled force distribution
CN101505904A (zh) 2006-08-30 2009-08-12 库利克和索夫工业公司 用于引线接合机的改进的z轴运动系统
WO2008151964A1 (de) * 2007-06-15 2008-12-18 Oerlikon Assembly Equipment Ag, Steinhausen Bondkopf fuer einen wire bonder
CN101777505A (zh) * 2009-12-29 2010-07-14 天津大学 旋转引线键合头装置
JP5596487B2 (ja) * 2010-10-07 2014-09-24 日本発條株式会社 圧電アクチュエータ及びヘッド・サスペンション
US8919631B2 (en) * 2012-03-15 2014-12-30 Asm Technology Singapore Pte Ltd Wire bonder including a transducer, a bond head, and a mounting apparatus
JP5583179B2 (ja) * 2012-08-03 2014-09-03 株式会社カイジョー ボンディング装置
CN104826786A (zh) * 2014-02-11 2015-08-12 上海声定科技有限公司 一种法兰式超声波换能器
US9640512B2 (en) * 2014-07-24 2017-05-02 Asm Technology Singapore Pte Ltd Wire bonding apparatus comprising an oscillator mechanism
TWI643276B (zh) 2016-08-23 2018-12-01 日商新川股份有限公司 夾線裝置的校準方法以及打線裝置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110315246A (zh) 2019-10-11
US20190304947A1 (en) 2019-10-03
KR20190113640A (ko) 2019-10-08
TWI732189B (zh) 2021-07-01
US11289446B2 (en) 2022-03-29
SG10201902749TA (en) 2019-10-30
TW201941852A (zh) 2019-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3245445B2 (ja) ワイヤボンデイング装置
CN102945813B (zh) 一种用于全自动引线键合设备上的键合头装置
WO2014021141A1 (ja) ボンディング装置
US20080308609A1 (en) Bond head for a wire bonder
KR100722583B1 (ko) 본드헤드를 포함하는 와이어 본더
KR102360298B1 (ko) 다수의 액추에이터를 갖는 와이어 접합 장치
US7025243B2 (en) Bondhead for wire bonding apparatus
US5775567A (en) Apparatus for wirebonding using a tubular piezoelectric ultrasonic transducer
US5626276A (en) Linkage drive mechanism for ultrasonic wirebonding
WO2015125671A1 (ja) 半導体装置の製造方法及びワイヤボンディング装置
JP3742359B2 (ja) ボンディング装置
JP4515508B2 (ja) ワーク実装装置
US20090045244A1 (en) Wire bonding apparatus comprising rotary positioning stage
US20110114703A1 (en) Z-axis motion system for a wire bonding machine
JPH10303241A (ja) ワイヤボンダー
JPS61101042A (ja) ボンデイング装置
JP2981951B2 (ja) ワイヤボンデイング装置
JPH1154540A (ja) ボンディング装置
JPH10242191A (ja) ワイヤボンディング装置
JPH0951013A (ja) ワイヤクランプ機構及びこれを具備したワイヤボンディング装置
JP2001308136A (ja) ワイヤボンディング装置及びそれに用いるサーボ調整方法
JPH03268437A (ja) ワイヤボンディング装置
JPH06151498A (ja) ワイヤボンディング装置
JPH10242222A (ja) ボンディング装置
JPS62249437A (ja) ボンデイング装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right