KR20060098888A - Wire clamp - Google Patents
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Abstract
본 발명은 와이어 클램프에 관한 것으로, 본 발명의 와이어 클램프는 일단이 와이어 본딩 장치에 장착되는 몸체, 몸체의 타단에 형성되며 와이어가 통과하도록 된 조오, 조오의 내측에 설치되어 압전 구동력으로 와이어를 클램핑하는 압전구동부를 구비하여 와이어 클램프의 전체 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 구조적으로 상당히 간결하여 와이어 클램프의 제조 및 사용이 매우 간편하고, 또한 압전소자의 경우 반응 속도가 매우 빠르고, 질량에 비해 큰 힘을 낼 수 있고, 또한 정교한 제어가 가능하기 때문에 뛰어난 클램핑 시점의 확보 및 이에 따른 공정속도의 향상과 본딩 품질 향상에 아주 큰 기여를 할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a wire clamp, the wire clamp of the present invention is formed at the other end of the body, one end is mounted to the wire bonding device, the jaw through which the wire passes, the jaw is installed inside the jaw clamping the wire with a piezoelectric driving force The piezoelectric drive unit has a piezoelectric drive unit to reduce the overall weight of the wire clamp, as well as a considerably simple structure, which makes the wire clamp very easy to manufacture and use. In addition, it is possible to make a very good contribution to securing an excellent clamping time, thereby improving process speed and bonding quality.
Description
도 1은 종래의 와이어 클램프가 설치된 본딩 헤드 링크를 도시한 사시도이다.1 is a perspective view showing a bonding head link provided with a conventional wire clamp.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 클램프의 사시도이다.2 is a perspective view of a wire clamp according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 A부를 확대 도시한 도면이다.3 is an enlarged view of a portion A of FIG. 2.
도 4는 도 3의 I - I' 선에 따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 3.
도 5는 도 3의 I - I' 선에 따른 다른 실시예를 나타낸 단면도이다. FIG. 5 is a cross-sectional view of another embodiment taken along the line II ′ of FIG. 3.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 와이어 클램프100: wire clamp
120 : 조오(jaw)120: jaw
130 : 압전구동부130: piezoelectric drive part
400 : 와이어400: wire
본 발명은 와이어 클램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다이의 본딩패드와 리드프레임의 본딩을 위하여 사용되는 와이어 본딩 장치의 와이어 클램프에 관 한 것이다.The present invention relates to a wire clamp, and more particularly, to a wire clamp of a wire bonding apparatus used for bonding a die bonding pad and a lead frame.
일반적으로 반도체 제조 공정 중 와이어 본딩 작업은 웨이퍼로부터 다이(Die)를 분리하여 리드프레임에 다이를 부착한 후 다이의 본딩패드와 리드프레임 사이를 금이나 동 등의 와이어로 연결하는 작업을 일컫는다.In general, a wire bonding operation in a semiconductor manufacturing process refers to a process of separating a die from a wafer, attaching a die to a lead frame, and then connecting a die between the bonding pad of the die and the lead frame with gold or copper wire.
이러한 와이어 본딩 작업을 위한 와이어 본딩 장치에는 본딩 타이밍을 정확하게 맞출 수 있는 고속, 고강성의 와이어 클램프가 사용된다. 이 와이어 클램프는 와이어의 피딩(feeding)과, 와이어를 클램핑하여 캐필러리의 하단에서 컷팅(cutting)되도록 하는 기능을 수행한다. 종래의 개시된 와이어 클램프에 대한 기술로 미국특허 제 5,277,355 호가 있다. The wire bonding apparatus for such wire bonding operation uses a high speed, high rigidity wire clamp that can accurately match the bonding timing. The wire clamp performs the function of feeding the wire and clamping the wire to be cut at the bottom of the capillary. A prior art disclosed wire clamp technique is US Pat. No. 5,277,355.
도 1을 참조하여 '355 특허에 대하여 설명하면 와이어 클램프(10)는 본딩 헤드 링크에 캐필러리를 가진 초음파 트렌스듀서(24)와 함께 설치된다. 설치위치는 초음파 트렌스듀서(24)의 상측에 위치한다. 본딩 헤드 링크(11)는 축(미도시)상에 회전 가능하게 설치되어 캐필러리에 수직 방향으로의 운동을 부여한다. Referring to the '355 patent with reference to Figure 1
와이어 클램프(10)는 고정 레버(15)와 가동 레버(16)를 가진다. 고정 레버(15)는 가동 레버(16)로부터 연장된 이어(ears,18)의 베어링 샤프트(17)를 통해서 가동 레버(16)를 지지한다. 전체적인 와이어 클램프 조립체는 어댑터(19)와 한 쌍의 캡 스크류(21)를 통해서 본딩 헤드 링크(11)상에 장착되며, 캡 스크류(21)는 고정 레버(15)의 상부를 통해서 연장되어 어댑터(19)에 나사로 부착된다. 가동 레버(16)는 고정 레버(15)에 설치된 보이스 코일 모터에 의하여 작동한다.The
이 작동은 보이스 코일 조립체(22)가 가동 레버(16)의 단부에 힘을 가하도록 된 푸쉬 로드 조립체를 작동시킨다. 조절 스크류(25)는 가동 조오(26)의 배면에 작용력을 적용하도록 되어 있다. 가동 조오(26)는 조립체 장착 아암 상에 고정되게 장착된 고정 조오(27)상에서 진동하거나 또는 추축 회전된다. 도면 번호 31 은 유리 공급 튜브이며, 이것을 통해서 골드 와이어가 공급되어 상기 조오들 사이에 물릴 수 있게 된다.This operation actuates the push rod assembly in which the
한편, 이 '355 특허와 같이 가동 조오(26)의 동작을 위하여 가동 레버(16)가 반복적으로 동작하게 되면 와이어 클램프 전체에 상당한 진동이 발생하게 되고, 이에 따라 와이어의 접촉 안정성이 떨어지게 된다. 따라서 결과적으로 본딩 품질이 떨어지게 된다. 또한 조오(26)(27)들은 상당히 정밀하게 면접촉 상태로 정렬되어야 한다. 만약 면접촉 상태를 유지하지 못하고 상하단의 정렬이 어긋나게 되면 조오(26)(27)의 상하단 모서리 부분에서 와이어의 불필요한 컷팅이 발생하게 된다. 이러한 컷팅이 발생하게 되면 와이어를 클램프에 다시 셋팅하여야 하는 작업상의 문제점이 발생한다.On the other hand, if the
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 클램핑을 위한 동작원으로 압전구동기를 사용하여 불필요한 부분에서의 기계적 동작을 최소화하고, 자체의 중량을 줄일 수 있도록 하여 본딩 효율을 보다 향상시키도록 한 와이어 클램프를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to use a piezoelectric actuator as the operating source for clamping to minimize the mechanical operation in unnecessary parts, to reduce the weight of its own more bonding efficiency It is to provide a wire clamp to improve.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 와이어 클램프는 일단이 와이 어 본딩 장치에 장착되는 몸체와, 몸체의 타단에 형성되며 와이어가 통과하도록 된 조오와, 조오의 내측에 설치되어 압전 구동력으로 와이어를 클램핑하는 압전구동부를 구비한다.Wire clamp according to the present invention for achieving the above object is one end is mounted to the wire bonding device, the jaw is formed on the other end of the body and the wire passes through, the inside of the jaw is provided with a piezoelectric driving force It is provided with a piezoelectric driving portion for clamping.
그리고 바람직하게 조오는 제 1클램핑부와, 제 1클램핑부와 접하며 제 1클램핑부와의 사이로 와이어가 통과하도록 된 제 2클램핑부를 구비하고, 압전구동부는 제 1클램핑부의 내부에 설치되며 제 2클램핑부 측으로 동작하여 와이어가 클램핑되도록 하는 클램핑판과, 클램핑판이 전진하도록 동력을 상기 클램핑판으로 전달하는 압전구동기를 구비한다.Preferably, the jaw has a first clamping portion and a second clamping portion in contact with the first clamping portion and allowing the wire to pass through the first clamping portion, wherein the piezoelectric driving portion is installed inside the first clamping portion and the second clamping portion. It is provided with a clamping plate for operating the secondary side to clamp the wire, and a piezoelectric driver for transmitting power to the clamping plate to advance the clamping plate.
또한 바람직하게 상기 제 2클램핑부의 내부에는 상기 클램핑판과 접하는 지지판이 설치된다.Also preferably, a supporting plate in contact with the clamping plate is installed inside the second clamping portion.
또한 바람직하게 조오는 제 1클램핑부와, 제 1클램핑부와 접하며 제 1클램핑부와의 사이로 와이어가 통과하도록 된 제 2클램핑부를 구비하고, 압전구동부는 제 1클램핑부의 내부에 설치되며 제 2클램핑부 측으로 동작하여 와이어가 클램핑되도록 하는 제 1클램핑판과, 제 1클램핑판이 전진하도록 동력을 클램핑판으로 전달하는 제 1 압전구동기와, 제 2클램핑부의 내부에 설치되며 제 1클램핑부 측으로 동작하여 와이어가 클램핑되도록 하는 제 2클램핑판과, 제 2클램핑판이 전진하도록 동력을 제 2클램핑판으로 전달하는 제 2압전구동기를 구비한다.Preferably, the jaw has a first clamping portion and a second clamping portion which is in contact with the first clamping portion and allows a wire to pass through the first clamping portion, and the piezoelectric driving portion is installed inside the first clamping portion and the second clamping portion. A first clamping plate for actuating the secondary side to clamp the wire, a first piezoelectric driver for transmitting power to the clamping plate for advancing the first clamping plate, and a second clamping unit installed inside the second clamping unit and operating toward the first clamping unit And a second piezoelectric actuator for transmitting power to the second clamping plate for advancing the second clamping plate.
이하에서는 본 발명에 따른 와이어 본딩 장치의 와이어 클램프에 대한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, an embodiment of a wire clamp of a wire bonding apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 와이어 클램프(100)는 일 단이 와이어 본딩 장치에 장착되는 몸체(110)를 구비한다. 몸체(110)는 길이가 긴 사각형태로 마련되며 전단에는 와이어(400)가 통과하도록 된 조오(120)가 마련된다. 그리고 몸체(110)의 후단에는 몸체(110)를 본딩 장치의 헤드 링크(미도시)에 결합하기 위하여 상하로 관통 형성된 결합홀(140)이 형성된다.As shown in FIG. 1, the wire clamp 100 according to the exemplary embodiment of the present invention includes a
그리고 이 결합홀(140)에서 조오(120)까지 연장되어 절개 형성된 슬릿(150)이 형성되고, 몸체(110)의 측방 중 조오(120)의 후방에는 몸체(110)의 측방으로 관통하여 조오(120)의 간격 조절과 유지를 위한 조절홀(160)이 형성된다. 이 조절홀(160)에는 나사 또는 볼트가 체결된다. 여기서 몸체(110)는 슬릿(150)을 전후방 끝단으로 연장시켜 몸체(110)가 양측으로 분리되도록 할 수 있다.In addition, the
계속해서 도 3에 도시된 바와 같이 몸체(110)의 상부면 중 조오(120)의 후방에는 끝단이 조오(120)의 상측으로 연장된 지지부(170)가 형성된다. 그리고 지지부(170)의 끝단에는 상하로 관통하여 조오(120)로 공급되는 와이어(400)가 통과하여 지지되는 공급튜브(180)가 설치된다.Subsequently, as shown in FIG. 3, a
한편, 조오(120)에는 도 4에 도시된 바와 같이 압전구동부(130)가 마련된다. 이 압전구동부(130)는 몸체(110)의 기계적인 동작 없이 조오(120)에서의 국부전인 동작으로 와이어(400)의 클램핑이 가능하도록 한다.Meanwhile, the
이 압전구동부(130)의 설치를 위하여 조오(120)는 제 1클램핑부(121)와, 제 1클램핑부(121)에 접하며 제 1클램핑부(121)와의 사이로 와이어(400)가 통과하도록 된 제 2클램핑부(122)를 구비한다. 그리고 압전구동부(130)는 제 1클램핑부(121)의 내부에 설치된 클램핑판(131)을 구비한다. 이 클램핑판(131)은 제 2클램핑부(122) 와 접하는 위치에 설치되어 와이어(400)를 클램핑한다.In order to install the
이 클램핑판(131)의 내측으로는 압전구동기(piezo actuator ; 132)가 설치된다. 이 압전구동기(132)는 클램핑판(131)이 제 2클램핑부(122)로 전진하여 와이어(400)의 클램핑이 이루어지도록 동력을 제공하기 위한 것이다.Inside the
클램핑판(131)은 압전구동기(132)에 부착되는 것이 바람직하고, 재질은 비전도성으로 구현하는 것이 적절하다. 그리고 제 2클램핑부(122)의 내부에는 클램핑판(131)과 마주하는 지지판(133)이 설치된다. 즉 이 클램핑판(131)과 지지판(133) 사이에 와이어(400)가 위치하여 필요시 와이어(400)의 클램핑이 이루어진다. The
압전구동기(132)는 두 개의 얇은 판상의 압전소자(piezoelectric element : 132a)와 이 압전소자(132a) 사이에 설치된 중간판(132b)으로 마련된다. 이 압전소자(132a)는 수정, 전기석, 로셸염과 같은 자연상태의 것과, 티탄산바륨, 인산이수소암모늄, 타르타르산에틸디아민 등으로 된 인공결정을 된 것이 있다. 이들은 매우 뛰어난 압전기(壓電氣) 현상을 나타낸다.The
따라서 이 압전소자(132a)에 전압을 걸어주면 이 압전소자(132a)는 어느 한 방향으로 신장하게 되고, 전압을 차단하면 원래 상태로 복원하고, 전압을 다른 방향으로 걸어주게 되면 반대방향으로 수축하게 되어 클램핑판(131)에 의한 와이어(400)의 클램핑이 가능하게 한다. 그리고 압전소자(132a) 사이에 설치된 중간판(132b)은 이 압전소자(132a) 사이의 절연을 위하여 비전도성 재질로 마련되는 것이 바람직하다.Therefore, when the voltage is applied to the
한편, 압전소자(132a)는 보다 큰 구동력을 얻기 위하여 보다 많은 수가 설치 될 수 있고, 또는 압전소자(132a)를 고유의 진동이 있는 상태에서 탄성진동과 전기진동이 일치시켜 더욱 강한 구동력이 발생하도록 할 수 있다. 그리고 또 다르게는 도 5에 도시된 바와 같이 각각의 클램핑부(121)(122)에 압전소자를 별도로 설치하여 실시할 수 있다.On the other hand, the
본 발명에 대한 다른 실시예를 도 5를 참조하여 설명하면, 먼저 조오(120)가 첫 번째 실시예와 같이 제 1클램핑부(200)와 제 2클램핑부(210)로 마련된다. 그리고 압전구동부(210)는 제 1클램핑부(200)의 내부에 설치된 제 1클램핑판(212)과, 이 제 1클램핑판(212)의 내측으로 설치된 제 1압전구동기(211)를 구비하고, 제 2클램핑부(220) 내부에 설치된 제 2클램핑판(214)과 이 제 2클램핑판(214) 내부에 설치된 제 2압전구동기(213)로 마련된다.Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. First, a
이 제 1압전구동기(211)와 제 2압전구동기(213)는 전술한 첫 번째 실시예에서의 압전구동기와 동일한 구성으로 되어 있다. 즉 중간판(미부호)과 압전소자(미부호)로 되어 있으므로 구체적인 설명은 첫 번째 실시예를 참조한다. 그리고 동작은 서로 마주하는 방향으로 이루어져 와이어(400)의 클램핑이 이루어지도록 한다. The first
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 와이어 클램프의 동작 상태에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter will be described the operating state of the wire clamp according to an embodiment of the present invention.
첫 번째 실시예에 따른 본 발명의 와이어 클램프(100)는 먼저 와이어를 와이어 클램프(100)에 셋팅한다. 즉 와이어를 공급튜브(180)를 거쳐 조오(120)에 개재시키고, 계속해서 초음파 트렌스듀서(300)의 캐필러리(310)에 관통시킨다.The wire clamp 100 of the present invention according to the first embodiment first sets the wire to the wire clamp 100. That is, the wire is interposed in the
이러한 상태에서 와이어 본딩의 실시는 먼저 와이어(400)의 하단에 볼 형태 를 취하도록 열을 가한다. 이후 다이의 본딩패드에 와이어의 하단이 접촉하도록 한 상태에서 가압하고, 초음파 트렌스듀서(300)를 통하여 진동을 가하면 와이어(400)는 다이의 본딩패드에 접착된다. In this state, the wire bonding is first applied to the bottom of the
그런 다음 초음파 트렌스듀서(300)와 와이어 클램프(100)를 이동시키면 와이어(400)는 리드프레임의 리드로 연장되고, 리드의 본딩 위치에 와이어(400)를 위치시킨 후 초음파 트렌스듀서(300)로 초음파 진동을 가하여 가압하면 와이어(400)는 리드프레임에 본딩된다. 이후 초음파 트렌스듀서(300)와 와이어 클램프(100)를 상부로 들어올릴 때 와이어 클램프(100)의 클램핑 동작이 수행되고, 이 클램핑 동작으로 리드프레임에 본딩된 와이어(400)의 컷팅이 이루어진다.Then, when the
이때의 클램핑 동작은 첫 번째 실시예의 경우 제 1클램핑부(121)에 설치된 압전구동기(132)에 전압을 제공한다. 그러면 압전구동기(132)의 클램핑판(131)이 제 2클램핑부(122)로 전진하게 되고, 이에 따라 클램핑판(131)과 지지판(133) 사이에 위치한 와이어(400)가 클램핑된다.The clamping operation at this time provides a voltage to the
그리고 두 번째 실시예의 경우는 제 1클램핑부(200)와 제 2클램핑부(220)에 설치된 각각의 제 1압전구동기(211)와 제 2압전구동기(213)에 전압을 제공하면 이 제 1압전구동기(211)의 제 1클램핑판(212)과 제 2압전구동기(213)의 제 2클램핑판(214)이 서로 마주하는 방향으로 동작하게 되고, 이에 따라 이들 사이에 개재된 와이어(400)가 클램핑된다.In the second embodiment, the first
이와 같이 본 발명의 와이어 클램프(100)는 조오(120)에서의 압전구동기(130)에 의한 클램핑 동작으로 와이어 클램핑이 이루어진다. 따라서 종래와 같이 복잡하고 큰 기계적인 동작 없이도 와이어(400)의 클램핑이 정확한 타이밍에 수행된다. As described above, the wire clamp 100 of the present invention is clamped by the clamping operation of the
전술한 바와 같은 본 발명의 실시예 외에 각각의 구성요소들을 일부 변형하여 다르게 실시할 수 있을 것이다. 즉, 압전소자의 수와 배치 그리고 클램핑판의 재질이나 구성 및 조오의 형상 등을 다르게 변형 실시할 수 있을 것이다. 그러나 변형된 실시예가 기본적으로 본 발명의 필수구성요소들을 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.In addition to the above-described embodiment of the present invention, each component may be modified by some modifications. That is, the number and arrangement of the piezoelectric elements and the material or configuration of the clamping plate and the shape of the jaws may be modified differently. However, if the modified embodiment basically includes the essential elements of the present invention, it should be considered that they are all included in the technical scope of the present invention.
이상과 같은 본 발명에 따른 와이어 클램프는 압전구동기를 이용함으로써 와이어 클램프의 전체 무게를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 구조적으로 상당히 간결하여 와이어 클램프의 제조 및 사용이 매우 간편하고, 또한 압전소자의 경우 반응 속도가 매우 빠르며, 질량에 비해 큰 힘을 낼 수 있다. 또한 정교한 제어가 가능하기 때문에 뛰어난 클램핑 시점의 확보 및 이에 따른 공정속도의 향상과 본딩 품질 향상에 아주 큰 기여를 할 수 있는 효과가 있다.The wire clamp according to the present invention as described above can not only reduce the overall weight of the wire clamp by using a piezoelectric actuator but also have a considerably concise structure, making the wire clamp very easy to manufacture and use, and also in the case of piezoelectric elements, the reaction speed is high. It's very fast and can produce a lot of force against mass. In addition, since the precise control is possible, it is possible to make a great contribution to securing an excellent clamping time, thereby improving the process speed and bonding quality.
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Cited By (1)
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KR20210143286A (en) * | 2019-08-13 | 2021-11-26 | 가부시키가이샤 신가와 | wire bonding device |
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2005
- 2005-03-08 KR KR1020050019363A patent/KR20060098888A/en not_active Application Discontinuation
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |