JPH0927508A - ワイヤーボンダー - Google Patents
ワイヤーボンダーInfo
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- JPH0927508A JPH0927508A JP17148696A JP17148696A JPH0927508A JP H0927508 A JPH0927508 A JP H0927508A JP 17148696 A JP17148696 A JP 17148696A JP 17148696 A JP17148696 A JP 17148696A JP H0927508 A JPH0927508 A JP H0927508A
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- Japan
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- wire
- stepping motor
- bonding head
- pawl
- wire bonding
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- 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
-
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
- H10W72/07141—Means for applying energy, e.g. ovens or lasers
-
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/0711—Apparatus therefor
- H10W72/07163—Means for mechanical processing, e.g. for planarising, pressing, stamping or drilling
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- H10W72/07168—Means for storing or moving the material for the connector
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- H10W72/07502—Connecting or disconnecting of bond wires using an auxiliary member
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- H10W72/071—Connecting or disconnecting
- H10W72/075—Connecting or disconnecting of bond wires
- H10W72/07531—Techniques
- H10W72/07532—Compression bonding, e.g. thermocompression bonding
- H10W72/07533—Ultrasonic bonding, e.g. thermosonic bonding
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- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/50—Bond wires
- H10W72/551—Materials of bond wires
- H10W72/552—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver
- H10W72/5524—Materials of bond wires comprising metals or metalloids, e.g. silver comprising aluminium [Al]
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Wire Bonding (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】下方にある電気的構成要素へ音波的にワイヤー
を接着するために、超音波発生器に接続されたワイヤー
ボンディングツールを有し、上下に動作するように支持
されたワイヤーボンディングヘッドに関するものであ
る。 【解決手段】ワイヤーは、少なくとも１つのステッピン
グモータ５３へ接続された機構により、ボンディングツ
ールに送り込まれ、切断され、クランプされる。該ワイ
ヤーのクランプ、送り込み、切断の制御のために、ボン
ディングヘッド上にプロセッシングユニット１２が装着
されている。
を接着するために、超音波発生器に接続されたワイヤー
ボンディングツールを有し、上下に動作するように支持
されたワイヤーボンディングヘッドに関するものであ
る。 【解決手段】ワイヤーは、少なくとも１つのステッピン
グモータ５３へ接続された機構により、ボンディングツ
ールに送り込まれ、切断され、クランプされる。該ワイ
ヤーのクランプ、送り込み、切断の制御のために、ボン
ディングヘッド上にプロセッシングユニット１２が装着
されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明の属する分野は超音波
ボンディング技術に関するものであり、特に、半導体に
ワイヤーを接合させる技術分野に属するものである。
ボンディング技術に関するものであり、特に、半導体に
ワイヤーを接合させる技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】導線を半導体から、ある電極および他の
場所に延ばすために該ワイヤーを接合することが知られ
ている。
場所に延ばすために該ワイヤーを接合することが知られ
ている。
【０００３】半導体向けのウェッジボンディングは、ワ
イヤーを半導体に接合する実用的かつ合理的方法とし
て、当該技術分野では知られている。該ボンディングに
は、しばしばアルミニウムからなるワイヤーを使用した
機械および方法を用いる。アルミニウム製のワイヤー
は、ボンディングにより１点から他の点へと接続され
る。多くの場合、該ワイヤーの直径は０．００１インチ
（０．０２５４ｍｍ）から０．０２５インチ（０．６３
５ｍｍ）までの範囲である。
イヤーを半導体に接合する実用的かつ合理的方法とし
て、当該技術分野では知られている。該ボンディングに
は、しばしばアルミニウムからなるワイヤーを使用した
機械および方法を用いる。アルミニウム製のワイヤー
は、ボンディングにより１点から他の点へと接続され
る。多くの場合、該ワイヤーの直径は０．００１インチ
（０．０２５４ｍｍ）から０．０２５インチ（０．６３
５ｍｍ）までの範囲である。
【０００４】ボンディングを開始するため、ワイヤー
は、ボンディングツールを用いて半導体チップ又は集積
回路に押しつけられる。該ツールの先端は、ワイヤーボ
ンドが施される半導体チップの表面に一般的に平行な動
作表面で、超音波振動を用いて振動させられる。該超音
波振動は数十ｍｓｅｃ周期である。
は、ボンディングツールを用いて半導体チップ又は集積
回路に押しつけられる。該ツールの先端は、ワイヤーボ
ンドが施される半導体チップの表面に一般的に平行な動
作表面で、超音波振動を用いて振動させられる。該超音
波振動は数十ｍｓｅｃ周期である。
【０００５】ワイヤーが接合されるチップ表面に対し
て、垂直なボンディングツールの静的荷重と、該表面に
平行なツール先端での振動との組み合わせにより、該ワ
イヤーは塑性変形する。該ワイヤーが塑性変形するた
め、同時に、チップ表面を構成する金属原子と混合し冷
間溶接をもたらす。
て、垂直なボンディングツールの静的荷重と、該表面に
平行なツール先端での振動との組み合わせにより、該ワ
イヤーは塑性変形する。該ワイヤーが塑性変形するた
め、同時に、チップ表面を構成する金属原子と混合し冷
間溶接をもたらす。
【０００６】ワイヤーボンドに関する最も困難な問題の
一つは、ワイヤーの操作とクランプ及び接合後のワイヤ
ーの切断である。これらの機能を実行するために、現在
および過去において最も優れたワイヤーウェッジボンデ
ィングは、ワイヤーを供給し、切断し、かつもしくは又
はワイヤークランプを開閉する、ソレノイドやボイスコ
イルの様な通常のアクチュエータを使用してきた。
一つは、ワイヤーの操作とクランプ及び接合後のワイヤ
ーの切断である。これらの機能を実行するために、現在
および過去において最も優れたワイヤーウェッジボンデ
ィングは、ワイヤーを供給し、切断し、かつもしくは又
はワイヤークランプを開閉する、ソレノイドやボイスコ
イルの様な通常のアクチュエータを使用してきた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ソレノ
イドやボイスコイルで操縦される前記通常のアクチュエ
ータは寿命や電子機械的機能に付随した問題を有する。
ソレノイドについて認識できるように、ソレノイドの動
作部分は摩擦や、お互いの干渉、摩耗を引き起こす。ま
た、ソレノイドは他のデバイスほどなめらかに動作しな
い。
イドやボイスコイルで操縦される前記通常のアクチュエ
ータは寿命や電子機械的機能に付随した問題を有する。
ソレノイドについて認識できるように、ソレノイドの動
作部分は摩擦や、お互いの干渉、摩耗を引き起こす。ま
た、ソレノイドは他のデバイスほどなめらかに動作しな
い。
【０００８】ソレノイドについてのもう一つの問題は、
コンピュータによってプログラミングできないというこ
とである。本発明はこれらの欠点を解決するものであ
る。
コンピュータによってプログラミングできないというこ
とである。本発明はこれらの欠点を解決するものであ
る。
【０００９】
【発明の概要】本発明は、ワイヤーの作動機構の駆動と
制御、及び（または）ワイヤーを保持するワイヤークラ
ンプの開閉に関して、ワイヤーボンド技術を実質的にコ
ンピュータ化可能にした。
制御、及び（または）ワイヤーを保持するワイヤークラ
ンプの開閉に関して、ワイヤーボンド技術を実質的にコ
ンピュータ化可能にした。
【００１０】本発明のボンディングヘッドは物理的調整
を必要としない。該ヘッドは根本的にソフトウェアで起
動し制御される。本発明は制御と入力の両者に関して、
より特徴的である。
を必要としない。該ヘッドは根本的にソフトウェアで起
動し制御される。本発明は制御と入力の両者に関して、
より特徴的である。
【００１１】前記制御を実施するために、メニューや一
連のコマンドがキーボードまたはその他の入力手段によ
って発生される。該コマンド等は調整だけではなくボン
ディングヘッドの制御も提供する。全ての調整は、制御
手段及び機械的作動手段への入力が実質的に高められる
方法で行われる。本発明に係る機械的作動又は起動の機
能はステッピングモータに基づく。ステッピングモータ
の制御はボンディングヘッド上に内蔵されたコンピュー
タを用いてなされる。
連のコマンドがキーボードまたはその他の入力手段によ
って発生される。該コマンド等は調整だけではなくボン
ディングヘッドの制御も提供する。全ての調整は、制御
手段及び機械的作動手段への入力が実質的に高められる
方法で行われる。本発明に係る機械的作動又は起動の機
能はステッピングモータに基づく。ステッピングモータ
の制御はボンディングヘッド上に内蔵されたコンピュー
タを用いてなされる。
【００１２】本発明に係るボンディングヘッドでは、２
つの小さなステッピングモータがワイヤークランプを動
作させるために使われている。１つは図４に示すように
クランプを開閉する。他の１つは、該クランプを前後に
動かして初めの接合のためにワイヤーを供給し、図３に
示すように２回目の接合の後ワイヤーの切断がなされ
る。ステッピングモータは両方ともなめらかな動作のた
めにカムを使用している。ボンディングヘッド内の小さ
なステッピングモータは、コンピュータ制御され、マニ
ュアルでの調整を必要としない。ワイヤークランプの開
始はコントロールパネルを使用してオペレータにより教
えられる。
つの小さなステッピングモータがワイヤークランプを動
作させるために使われている。１つは図４に示すように
クランプを開閉する。他の１つは、該クランプを前後に
動かして初めの接合のためにワイヤーを供給し、図３に
示すように２回目の接合の後ワイヤーの切断がなされ
る。ステッピングモータは両方ともなめらかな動作のた
めにカムを使用している。ボンディングヘッド内の小さ
なステッピングモータは、コンピュータ制御され、マニ
ュアルでの調整を必要としない。ワイヤークランプの開
始はコントロールパネルを使用してオペレータにより教
えられる。
【００１３】ワイヤーの供給とワイヤーの切断又は分離
は、各々プログラミング可能である。オペレータはま
た、ワイヤーパラメータスクリーン中の数字を単に変え
るだけで、初めの接合のテールレングスを増減可能であ
る。同様のことが切断又は分離距離を与える場合にも言
える。各モータは原点位置及び方向を確認するために貢
献するセンサを有する。該センサは図７に示すように両
方ともローカルなマイクロコントローラにより制御され
ている。該マイクロコントローラは、図６に示すよう
に、マイクロコントローラチップに供されたマイクロシ
リアル周辺インタフェース（ＳＰＩ）を通して、ボンダ
ー中のメインＣＰＵと通信する。
は、各々プログラミング可能である。オペレータはま
た、ワイヤーパラメータスクリーン中の数字を単に変え
るだけで、初めの接合のテールレングスを増減可能であ
る。同様のことが切断又は分離距離を与える場合にも言
える。各モータは原点位置及び方向を確認するために貢
献するセンサを有する。該センサは図７に示すように両
方ともローカルなマイクロコントローラにより制御され
ている。該マイクロコントローラは、図６に示すよう
に、マイクロコントローラチップに供されたマイクロシ
リアル周辺インタフェース（ＳＰＩ）を通して、ボンダ
ー中のメインＣＰＵと通信する。
【００１４】本発明は図３や図４に示す正確なワイヤー
制御メカニズムを有する２ミルのワイヤーボンダーのよ
うな優れたワイヤーボンダーを備える。該ボンディング
ヘッドは、テイルレングスを制御するための調整ネジや
その他の扱いにくい方法を使用しない。調整はコンピュ
ータ制御され、動作はステッピングモータの位置決めと
装着及びワークに近接したボンディングヘッドにより改
善される。
制御メカニズムを有する２ミルのワイヤーボンダーのよ
うな優れたワイヤーボンダーを備える。該ボンディング
ヘッドは、テイルレングスを制御するための調整ネジや
その他の扱いにくい方法を使用しない。調整はコンピュ
ータ制御され、動作はステッピングモータの位置決めと
装着及びワークに近接したボンディングヘッドにより改
善される。
【００１５】特に、本発明に係るボンディングヘッド
は、機械的基礎となる筒状部材の運動に追随する手段を
有する。該筒状部材は種々の方向に動くので、大きな基
礎上で該ヘッドを制御する必要がある。該ヘッドはワイ
ヤークランプアセンブリを動作させる１番目のステッピ
ングモータを組み込んでいる。該ステッピングモータは
カムと近隣する関係にあるカムフォロアを有する該カム
を制御する。該カムが動作すると該カムは前記ワイヤー
クランプアセンブリの開閉を制御する。該運動は、ボン
ディングヘッド上にありホストコンピュータにより制御
されるコンピュータを通じて制御され、起動される。
は、機械的基礎となる筒状部材の運動に追随する手段を
有する。該筒状部材は種々の方向に動くので、大きな基
礎上で該ヘッドを制御する必要がある。該ヘッドはワイ
ヤークランプアセンブリを動作させる１番目のステッピ
ングモータを組み込んでいる。該ステッピングモータは
カムと近隣する関係にあるカムフォロアを有する該カム
を制御する。該カムが動作すると該カムは前記ワイヤー
クランプアセンブリの開閉を制御する。該運動は、ボン
ディングヘッド上にありホストコンピュータにより制御
されるコンピュータを通じて制御され、起動される。
【００１６】ワイヤーの供給及び切断は、ワイヤーを動
かし、ワークに対して該ワイヤーを動かすのと同様に該
ワイヤーを供給する２番目のステッピングモータによっ
て制御される。このことは、供給動作及び切断動作で該
ワイヤーを動かすように、コンピュータ制御され正しく
回転する２番目のステッピングモータに基づくものであ
る。前記の個々の位置は後の図でわかりやすく示してい
る。特に、ワイヤーの方向に関しては図８から図１６に
示している。
かし、ワークに対して該ワイヤーを動かすのと同様に該
ワイヤーを供給する２番目のステッピングモータによっ
て制御される。このことは、供給動作及び切断動作で該
ワイヤーを動かすように、コンピュータ制御され正しく
回転する２番目のステッピングモータに基づくものであ
る。前記の個々の位置は後の図でわかりやすく示してい
る。特に、ワイヤーの方向に関しては図８から図１６に
示している。
【００１７】入出力及び制御装置は、コンピュータ中に
あるボンディングヘッドの特定機能を記憶し、さらにオ
ペレータの入力に基づく個々のコマンドによってボンデ
ィングヘッドを動かせる能力を有するオペレータによっ
て提供され得る。このようにワイヤークランプ、ワイヤ
ーの供給、ワイヤーの切断は、他の機能と同様にコンピ
ュータ制御され、ソレノイドや他の線形駆動の電気機械
システムのような種々の電気機械要素は必要なく、ステ
ッピングモータで駆動される。
あるボンディングヘッドの特定機能を記憶し、さらにオ
ペレータの入力に基づく個々のコマンドによってボンデ
ィングヘッドを動かせる能力を有するオペレータによっ
て提供され得る。このようにワイヤークランプ、ワイヤ
ーの供給、ワイヤーの切断は、他の機能と同様にコンピ
ュータ制御され、ソレノイドや他の線形駆動の電気機械
システムのような種々の電気機械要素は必要なく、ステ
ッピングモータで駆動される。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につき添
付図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は、円筒状
又は回転型の支持筒１０にボンディングヘッドが装着さ
れた形態の本発明に係る装置の側面図及び正面図を示
す。支持筒又はシリンダ１０の全体が、直線運動及び回
転が可能な複合型の支持システムによって支持されてい
るが、該支持システムは内部支持構造により隠されてい
るため、図１及び図２には示されていない。該支持シス
テムはＸ−Ｙ２軸のプラットホーム又は構造に装着され
ている。したがって、ヘッドはＸ、Ｙ、Ｚ３軸方向及び
θ軸回り（回転方向）に動作可能となっている。全ての
動作はコンピュータ制御され、プログラム可能である。
なお、ヘッド、特に筒１０の動作に関しては、米国特許
第４９７６３９２号の明細書に記載された制御と動作の
技術を用いることができる。回転型支持筒１０には、ブ
ロック、クランプ、又は支持部材１１が装着されてい
る。ブロック１１は、割れ目１００、１０２を有するの
で、筒１０の回りにどの部分からでも締め付けることが
でき、筒１０に固定される。部材１１は支持筒１０の周
囲に固定されるように、ネジにより締め付けられる。
付図面を参照しつつ説明する。図１及び図２は、円筒状
又は回転型の支持筒１０にボンディングヘッドが装着さ
れた形態の本発明に係る装置の側面図及び正面図を示
す。支持筒又はシリンダ１０の全体が、直線運動及び回
転が可能な複合型の支持システムによって支持されてい
るが、該支持システムは内部支持構造により隠されてい
るため、図１及び図２には示されていない。該支持シス
テムはＸ−Ｙ２軸のプラットホーム又は構造に装着され
ている。したがって、ヘッドはＸ、Ｙ、Ｚ３軸方向及び
θ軸回り（回転方向）に動作可能となっている。全ての
動作はコンピュータ制御され、プログラム可能である。
なお、ヘッド、特に筒１０の動作に関しては、米国特許
第４９７６３９２号の明細書に記載された制御と動作の
技術を用いることができる。回転型支持筒１０には、ブ
ロック、クランプ、又は支持部材１１が装着されてい
る。ブロック１１は、割れ目１００、１０２を有するの
で、筒１０の回りにどの部分からでも締め付けることが
でき、筒１０に固定される。部材１１は支持筒１０の周
囲に固定されるように、ネジにより締め付けられる。
【００１９】クランプ、支持部材、又はブロック１１の
後部には、上下方向に延びるブラケット又は支柱１３が
装着されている。図５に詳細に示すように該ブラケット
又は支柱１３は、Ｈ型リンク３０を支持し、該リンクは
トランスデューサ支持ブロック３１を支持している。Ｈ
型リンク３０はボンディングツールを正しく配置するた
めのリンク機構の一部である。Ｈ型リンクはＨ字の４隅
に４つの軸支部を有するため、Ｈ型リンクの上下部で回
転運動を案内することが可能である。
後部には、上下方向に延びるブラケット又は支柱１３が
装着されている。図５に詳細に示すように該ブラケット
又は支柱１３は、Ｈ型リンク３０を支持し、該リンクは
トランスデューサ支持ブロック３１を支持している。Ｈ
型リンク３０はボンディングツールを正しく配置するた
めのリンク機構の一部である。Ｈ型リンクはＨ字の４隅
に４つの軸支部を有するため、Ｈ型リンクの上下部で回
転運動を案内することが可能である。
【００２０】フロントリンク１５を支持するフロントブ
ラケット１４は、クランプ支持部材１１の一部に装着さ
れ、吊るされている。ブラケット１４は、支持部材１１
にボルト止めされ、後述するように、トランスデューサ
に接続されたリンク機構を支えるための、一体的な細長
部材を形成している。フロントリンク１５はトランスデ
ューサ支持ブロック３１を支持している。Ｈ型リンク３
０及びフロントリンク１５は協働して実質上の回動中心
を形成しているため、トランスデューサ支持ブロック３
１が作業位置探索高さから接合作業をすべきワークまで
回動しながら降下する際に、ボンディングツール２０の
先端がほぼ鉛直方向に移動することが可能となる。実質
上の回動中心は、Ｈ型リンク３０、フロントリンク１
５、及びトランスデューサ支持ブロック３１を互いに結
合する、軸１０８、１１０及び軸１１４、１１６からの
延長部分として形成される。軸支部１０８及び１１０に
より、Ｈ型リンク３０は軸１０８を中心とした弧を描い
て前後に動くことが可能である。Ｈ型リンク３０は軸１
０８の回りを前後に動くため、軸１１４、１１６で支持
されながらトランスデューサ支持部材又は保持ブロック
３１は揺動することになる。
ラケット１４は、クランプ支持部材１１の一部に装着さ
れ、吊るされている。ブラケット１４は、支持部材１１
にボルト止めされ、後述するように、トランスデューサ
に接続されたリンク機構を支えるための、一体的な細長
部材を形成している。フロントリンク１５はトランスデ
ューサ支持ブロック３１を支持している。Ｈ型リンク３
０及びフロントリンク１５は協働して実質上の回動中心
を形成しているため、トランスデューサ支持ブロック３
１が作業位置探索高さから接合作業をすべきワークまで
回動しながら降下する際に、ボンディングツール２０の
先端がほぼ鉛直方向に移動することが可能となる。実質
上の回動中心は、Ｈ型リンク３０、フロントリンク１
５、及びトランスデューサ支持ブロック３１を互いに結
合する、軸１０８、１１０及び軸１１４、１１６からの
延長部分として形成される。軸支部１０８及び１１０に
より、Ｈ型リンク３０は軸１０８を中心とした弧を描い
て前後に動くことが可能である。Ｈ型リンク３０は軸１
０８の回りを前後に動くため、軸１１４、１１６で支持
されながらトランスデューサ支持部材又は保持ブロック
３１は揺動することになる。
【００２１】要するに、実質上の回動中心は、軸１１
４、及び１１６を通る線と軸１０８及び１１０を通る線
との交点として定義される点である。実質上の回動中心
はこのように上記軸から延びた２つの線の延長として定
義される交点として、図５の下方に表すことができる。
４、及び１１６を通る線と軸１０８及び１１０を通る線
との交点として定義される点である。実質上の回動中心
はこのように上記軸から延びた２つの線の延長として定
義される交点として、図５の下方に表すことができる。
【００２２】フロントリンク１５はピボット１１４を軸
として揺動する。ボンディングツール２０を動かすのに
適した動作が行われるように、この振動により、トラン
スデューサ支持部材３１は実質上の回動中心に基づいて
揺動する。理論的には、軸支部１０８及び１１０を通る
線が、軸支部１１４及び１１６を通る線と交差する際
に、ボンディングツール先端の回動中心と近い点で該両
線は交差する。このため、トランスデューサ支持ブロッ
ク３１は、実質上の回動中心が中心となるように弧を通
って揺動する。
として揺動する。ボンディングツール２０を動かすのに
適した動作が行われるように、この振動により、トラン
スデューサ支持部材３１は実質上の回動中心に基づいて
揺動する。理論的には、軸支部１０８及び１１０を通る
線が、軸支部１１４及び１１６を通る線と交差する際
に、ボンディングツール先端の回動中心と近い点で該両
線は交差する。このため、トランスデューサ支持ブロッ
ク３１は、実質上の回動中心が中心となるように弧を通
って揺動する。
【００２３】軸１０８、１１０、１１４、及び１１６
は、これらを軸として回転するのに適した種々の形式で
ある軸受面等の支持部とすることができる。Ｈ型リンク
又はブロック３０に関する構造については、図２の正面
図でより詳細に示されている。図２には、軸受面及び軸
１１０でトランスデューサ支持ブロック３１を支持して
いるＨ型ブロックの輪郭及びその近傍を示している。
は、これらを軸として回転するのに適した種々の形式で
ある軸受面等の支持部とすることができる。Ｈ型リンク
又はブロック３０に関する構造については、図２の正面
図でより詳細に示されている。図２には、軸受面及び軸
１１０でトランスデューサ支持ブロック３１を支持して
いるＨ型ブロックの輪郭及びその近傍を示している。
【００２４】図１に示す取付ブロック又はカバー１２４
が軸１１０と、後述するトランスデューサの詳細を覆っ
ている。取付カバー１２４はネジ、ボルトまたは他の手
段で固定されている。これらの固定手段は、後述する図
４で詳細に記述されているように動きを制御するステッ
ピングモータを支持して、覆う取付ブロック又はカバー
１２４を固定するのに役立つ。
が軸１１０と、後述するトランスデューサの詳細を覆っ
ている。取付カバー１２４はネジ、ボルトまたは他の手
段で固定されている。これらの固定手段は、後述する図
４で詳細に記述されているように動きを制御するステッ
ピングモータを支持して、覆う取付ブロック又はカバー
１２４を固定するのに役立つ。
【００２５】トランスデューサ３２は、トランスデュー
サ支持ブロック３１に装着されている。該トランスデュ
ーサ３２は、加振又は超音波ボンディングのエネルギー
の提供のために、電流源と接続される。該加振は、図１
に示されたＹ軸方向になされる。この加振は、ホーン３
３として概略的に示されている超音波ホーンを通って波
を伝搬させる。該超音波ホーン３３は、技術的によく知
られており、米国特許第４９７６３９２号明細書に記載
の、超音波ボンディングのために使用されている３つの
構成部分を備えている。ツール２０は止めネジ３９によ
りホーン３３に装着されている。
サ支持ブロック３１に装着されている。該トランスデュ
ーサ３２は、加振又は超音波ボンディングのエネルギー
の提供のために、電流源と接続される。該加振は、図１
に示されたＹ軸方向になされる。この加振は、ホーン３
３として概略的に示されている超音波ホーンを通って波
を伝搬させる。該超音波ホーン３３は、技術的によく知
られており、米国特許第４９７６３９２号明細書に記載
の、超音波ボンディングのために使用されている３つの
構成部分を備えている。ツール２０は止めネジ３９によ
りホーン３３に装着されている。
【００２６】ボンディングエネルギーを提供する超音波
振動は、パルスを提供するべきトランスデューサに伝え
られた電気エネルギーと、そこに装着されたホーン３３
の超音波的な駆動によって形成される。該超音波はトラ
ンスデューサ支持ブロック３１内にある節（node）に到
達するようにＹ軸方向に伝搬する。該支持ブロック３１
の中で超音波が伝搬し節に到達するように、該支持ブロ
ック３１は基本的に節支点（nodal support）を形成す
る。ホーン３３から下への超音波の伝搬は、ワイヤーが
超音波的に接合されるのとほぼ平行な面に沿って、ツー
ルの先端が動くように、ボンディングツール２０を振動
させる。
振動は、パルスを提供するべきトランスデューサに伝え
られた電気エネルギーと、そこに装着されたホーン３３
の超音波的な駆動によって形成される。該超音波はトラ
ンスデューサ支持ブロック３１内にある節（node）に到
達するようにＹ軸方向に伝搬する。該支持ブロック３１
の中で超音波が伝搬し節に到達するように、該支持ブロ
ック３１は基本的に節支点（nodal support）を形成す
る。ホーン３３から下への超音波の伝搬は、ワイヤーが
超音波的に接合されるのとほぼ平行な面に沿って、ツー
ルの先端が動くように、ボンディングツール２０を振動
させる。
【００２７】トランスデューサ支持ブロック３１は、バ
ネ３４によって、調整可能な停止部４４に対して上方に
バネ付勢されている。該バネ３４によって、１００ｇの
上方への力が加えられている。バネに張力をかけるため
に調整ネジが用いられている。
ネ３４によって、調整可能な停止部４４に対して上方に
バネ付勢されている。該バネ３４によって、１００ｇの
上方への力が加えられている。バネに張力をかけるため
に調整ネジが用いられている。
【００２８】１対の磁性コイル４２及び４３により生じ
る磁場内に置かれた、１対の磁石７１および７２を保持
した１片の金属又はプラスチック製のマグネットホルダ
ー３５が、トランスデューサブロック３１に装着されて
いる。力の方向は、コイル４２及び４３中の電流の方向
に依存している。
る磁場内に置かれた、１対の磁石７１および７２を保持
した１片の金属又はプラスチック製のマグネットホルダ
ー３５が、トランスデューサブロック３１に装着されて
いる。力の方向は、コイル４２及び４３中の電流の方向
に依存している。
【００２９】コイル４２、４３及びマグネットホルダー
３５は協働して双方向のリニアモータ３７を形成する。
リニアモータ３７は、トランスデューサ支持ブロック３
１を双方向に動かすだけではなく、ツール２０の下で接
合されるべきワイヤー２４に付加する力を制御すること
が可能である。超音波エネルギーが適用されている様子
を図８から図１６に示す。リニアモータ３７に適用する
電流はホストコンピュータによりコンピュータ制御さ
れ、プログラム可能である。レンジは、±２５０ｇであ
り、ツール２０によりワイヤー２４に最大１５０ｇの力
（正味荷重、netforce）を付加することが可能である。
付加する力を変える分解能は、ホストコンピュータの入
力及び関係するプログラムに関して入力１ビットあたり
１ｇである。
３５は協働して双方向のリニアモータ３７を形成する。
リニアモータ３７は、トランスデューサ支持ブロック３
１を双方向に動かすだけではなく、ツール２０の下で接
合されるべきワイヤー２４に付加する力を制御すること
が可能である。超音波エネルギーが適用されている様子
を図８から図１６に示す。リニアモータ３７に適用する
電流はホストコンピュータによりコンピュータ制御さ
れ、プログラム可能である。レンジは、±２５０ｇであ
り、ツール２０によりワイヤー２４に最大１５０ｇの力
（正味荷重、netforce）を付加することが可能である。
付加する力を変える分解能は、ホストコンピュータの入
力及び関係するプログラムに関して入力１ビットあたり
１ｇである。
【００３０】マグネットホルダー３５はまた、図５に示
すリニア差動変圧器（ＬＶＤＴ）からなるポジションセ
ンサ３６であるコアとつながっている。該ＬＶＤＴは該
コアの構成要素であり、コアはコイルの内外方に動くこ
とによりインダクタンスを変化させる。該インダクタン
スは、動作を制御するための、デジタル化されるべきア
ナログ値である。該差動変圧器（ＬＶＤＴ）３６からの
信号は条件設定されており、デジタル化されている。数
字は、機械的基礎であると考えられる停止部に対するボ
ンドツール２０の位置を示す。この情報は、ワーク表面
を検知するのに、また、フィードバックしてトランスデ
ューサブロック３１の動きを制御するのに利用される。
これは、ツール２０が集積回路又は半導体回路のあるワ
ーク表面２５にスムーズに降下するために重要である。
すリニア差動変圧器（ＬＶＤＴ）からなるポジションセ
ンサ３６であるコアとつながっている。該ＬＶＤＴは該
コアの構成要素であり、コアはコイルの内外方に動くこ
とによりインダクタンスを変化させる。該インダクタン
スは、動作を制御するための、デジタル化されるべきア
ナログ値である。該差動変圧器（ＬＶＤＴ）３６からの
信号は条件設定されており、デジタル化されている。数
字は、機械的基礎であると考えられる停止部に対するボ
ンドツール２０の位置を示す。この情報は、ワーク表面
を検知するのに、また、フィードバックしてトランスデ
ューサブロック３１の動きを制御するのに利用される。
これは、ツール２０が集積回路又は半導体回路のあるワ
ーク表面２５にスムーズに降下するために重要である。
【００３１】ブラケット４０は、図５に示されたＬＶＤ
Ｔ用コイル４１、及びコイル４２、４３を保持するのに
役立つブロック１１に装着されている。さらに２つの機
械的停止部がトランスデューサブロック３１の上下動作
を制限するために提供されている。図２に示す下方停止
部４５はブラケット４０上に取付られており、調整可能
である。上方停止部４４は図５に示すようにマグネット
ホルダー３５に取付られており、これもまた調整可能で
ある。
Ｔ用コイル４１、及びコイル４２、４３を保持するのに
役立つブロック１１に装着されている。さらに２つの機
械的停止部がトランスデューサブロック３１の上下動作
を制限するために提供されている。図２に示す下方停止
部４５はブラケット４０上に取付られており、調整可能
である。上方停止部４４は図５に示すようにマグネット
ホルダー３５に取付られており、これもまた調整可能で
ある。
【００３２】図４に示すように、シャフト５１の回りを
回転するドッグレッグ（dog leg）型のクランプアーム
５０が、図１に示すようにトランスデューサブロック３
１に装着されている。該クランプアーム５０は、クラン
プ２１を形成する一対のバネ付勢されたクランプつめか
らなるワイヤークランプアセンブリを保持している。ク
ランプつめ２１は、第１の接合がなされる前にワイヤー
を供給するために、接合されるべきワイヤー２４を前方
に動かし、又は第２の接合がなされた後にワイヤーを切
断するために後方に動かす。該ワイヤー２４は、接合さ
れるべきワイヤーコイルに接続している供給筒２３を通
って供給される。以上の動作は図８から図１６にさらに
明示されている。
回転するドッグレッグ（dog leg）型のクランプアーム
５０が、図１に示すようにトランスデューサブロック３
１に装着されている。該クランプアーム５０は、クラン
プ２１を形成する一対のバネ付勢されたクランプつめか
らなるワイヤークランプアセンブリを保持している。ク
ランプつめ２１は、第１の接合がなされる前にワイヤー
を供給するために、接合されるべきワイヤー２４を前方
に動かし、又は第２の接合がなされた後にワイヤーを切
断するために後方に動かす。該ワイヤー２４は、接合さ
れるべきワイヤーコイルに接続している供給筒２３を通
って供給される。以上の動作は図８から図１６にさらに
明示されている。
【００３３】クランプアーム５０は、小さなステッピン
グモータ５３上に搭載された回転型送りカム５４に対し
てバネ付勢されている。該ステッピングモータ５３は、
ネジ１３４及び１３６によってブロック１３に装着され
たブラケット上に取付られている。一対のセンサ５５と
１６４は送りカム５４の原点位置を確認し、該送りカム
がワイヤーの供給又はワイヤーの切断のいずれを行う方
向にあるかに関し、該送りカムの方向を確認する。図３
に、２つのアーム２６及び２７を備えたクランプ２１を
示す。回動部２８は、アーム２６及び２７により形成さ
れるつめ２１が開閉するように、アーム２６が接触して
いる支持により形成されている。
グモータ５３上に搭載された回転型送りカム５４に対し
てバネ付勢されている。該ステッピングモータ５３は、
ネジ１３４及び１３６によってブロック１３に装着され
たブラケット上に取付られている。一対のセンサ５５と
１６４は送りカム５４の原点位置を確認し、該送りカム
がワイヤーの供給又はワイヤーの切断のいずれを行う方
向にあるかに関し、該送りカムの方向を確認する。図３
に、２つのアーム２６及び２７を備えたクランプ２１を
示す。回動部２８は、アーム２６及び２７により形成さ
れるつめ２１が開閉するように、アーム２６が接触して
いる支持により形成されている。
【００３４】ステッピングモータ５３は、送りカム５４
が装着されているシャフト１６０を有する。該送りカム
５４は光学式センサ５５及び１６４を開閉するために、
シャッター１６２をも有する。２つの光学式センサ５５
と１６４の各々は、つめ２１を持つワイヤークランプア
センブリ１６６を通じたワイヤーの供給及びワイヤーの
切断に関する方向を検知する。該光学式センサ５５と１
６４は保持位置を検知し、内蔵コンピュータにフィード
バックする。該内蔵コンピュータはマイクロプロセッシ
ングユニット（ＭＰＵ）を備え、供給方向及び切断方向
を確認する。
が装着されているシャフト１６０を有する。該送りカム
５４は光学式センサ５５及び１６４を開閉するために、
シャッター１６２をも有する。２つの光学式センサ５５
と１６４の各々は、つめ２１を持つワイヤークランプア
センブリ１６６を通じたワイヤーの供給及びワイヤーの
切断に関する方向を検知する。該光学式センサ５５と１
６４は保持位置を検知し、内蔵コンピュータにフィード
バックする。該内蔵コンピュータはマイクロプロセッシ
ングユニット（ＭＰＵ）を備え、供給方向及び切断方向
を確認する。
【００３５】シャッター１６２は、一対の切り欠き端部
１６８及び１７０で区切られた切り欠きを有する。該切
り欠き端部１６８及び１７０は、シャッター１６２を位
置決めするために、前記センサ１６４及び５５からの光
の透過及び遮蔽を該シャッター１６２及びその切り欠き
によって行い得る位置に設けられている。ステッピング
モータのシャフト１６０上に取付られたカム５４は、カ
ム面を回転可能なカムフォロア１７８に接触させてい
る。該カムフォロア１７８はブラケット１８０に装着さ
れ、該ブラケットはドッグレッグ型クランプアーム５０
に装着されている。端部の軸支部５１の回りに回転可能
なドッグレッグ型クランプアーム５０は、前記カム５４
のカム表面にカムフォロア１７８を押し付けるために、
他端側においてブラケット１８６に接続されたバネ１８
４によって付勢されている。ピン１９０がストッパを形
成するためにカム表面に装着され、カムが異常な位置ま
で押されてステッピングモータ及びシャッター１６２に
対してはずれたり、方向がずれたりしないようにされて
いる。
１６８及び１７０で区切られた切り欠きを有する。該切
り欠き端部１６８及び１７０は、シャッター１６２を位
置決めするために、前記センサ１６４及び５５からの光
の透過及び遮蔽を該シャッター１６２及びその切り欠き
によって行い得る位置に設けられている。ステッピング
モータのシャフト１６０上に取付られたカム５４は、カ
ム面を回転可能なカムフォロア１７８に接触させてい
る。該カムフォロア１７８はブラケット１８０に装着さ
れ、該ブラケットはドッグレッグ型クランプアーム５０
に装着されている。端部の軸支部５１の回りに回転可能
なドッグレッグ型クランプアーム５０は、前記カム５４
のカム表面にカムフォロア１７８を押し付けるために、
他端側においてブラケット１８６に接続されたバネ１８
４によって付勢されている。ピン１９０がストッパを形
成するためにカム表面に装着され、カムが異常な位置ま
で押されてステッピングモータ及びシャッター１６２に
対してはずれたり、方向がずれたりしないようにされて
いる。
【００３６】このように、つめ２１はステッピングモー
タ５３により駆動され上下に動く。これによってつめ２
１は図４に示すように上下に動く。矢印方向の動作は、
ワイヤーを供給し、切断する動きを示している。
タ５３により駆動され上下に動く。これによってつめ２
１は図４に示すように上下に動く。矢印方向の動作は、
ワイヤーを供給し、切断する動きを示している。
【００３７】２つのアルミニウム製のアーム２６、２７
を備え、バネ付勢されたつめ２１は、ケーブルによって
支軸回りに駆動されて回動する。つまり、該アーム２６
は回転軸（flexーpivot）又は支持２８の回りを回転し、
該アームを引っ張っているケーブル６１によって、アー
ム６０に装着されている。
を備え、バネ付勢されたつめ２１は、ケーブルによって
支軸回りに駆動されて回動する。つまり、該アーム２６
は回転軸（flexーpivot）又は支持２８の回りを回転し、
該アームを引っ張っているケーブル６１によって、アー
ム６０に装着されている。
【００３８】前記アーム６０は、ステッピングモータ６
３のシャフトに取り付けられたクランプ開くためのカム
６２に対してバネ付勢されている。該ステッピングモー
タ６３は、ブロック１１に支持されたブラケット６４上
に取付られている。光学式センサの形態である原点位置
センサ６５は、１回転毎に原点位置を確認する。前記ス
テッピングモータ６３はコンピュータ制御され、クラン
プつめ２１を必要に応じて開くことがコンピュータを通
じてプログラム可能である。前記センサ６５はブラケッ
ト２１０の上にネジにより取付られている。
３のシャフトに取り付けられたクランプ開くためのカム
６２に対してバネ付勢されている。該ステッピングモー
タ６３は、ブロック１１に支持されたブラケット６４上
に取付られている。光学式センサの形態である原点位置
センサ６５は、１回転毎に原点位置を確認する。前記ス
テッピングモータ６３はコンピュータ制御され、クラン
プつめ２１を必要に応じて開くことがコンピュータを通
じてプログラム可能である。前記センサ６５はブラケッ
ト２１０の上にネジにより取付られている。
【００３９】原点センサによって確定される原点位置
は、シャッター２００の作用によって決められる。該シ
ャッター２００はステッピングモータ６３のシャフト２
０２に装着されている。したがって、該シャッター２０
０は回転可能であり、シャッター２００の一部である２
つの切り欠き端部２０４及び２０６の位置でセンサへの
入力を行うことが可能である。要するに、ステッピング
モータで回転するシャッター２００とホスト又は内蔵コ
ンピュータへ入力される順序付けされた機能とによっ
て、ステッピングモータの動作は制御可能である。この
順序付けされた機能については後述する。
は、シャッター２００の作用によって決められる。該シ
ャッター２００はステッピングモータ６３のシャフト２
０２に装着されている。したがって、該シャッター２０
０は回転可能であり、シャッター２００の一部である２
つの切り欠き端部２０４及び２０６の位置でセンサへの
入力を行うことが可能である。要するに、ステッピング
モータで回転するシャッター２００とホスト又は内蔵コ
ンピュータへ入力される順序付けされた機能とによっ
て、ステッピングモータの動作は制御可能である。この
順序付けされた機能については後述する。
【００４０】カム６２に対してバネで付勢された位置に
アーム６０を維持するために、支点２２８の回りを回転
するアーム６０に作用するバネ２１２が備えられてい
る。該バネ２１２により、アーム６０はカムフォロア２
２４によりカム６２に接する。該カムフォロア２２４
は、カムに接し、支点２２８の回りにアーム６０を旋回
させる当接部２２６に接続されている。該支点２２８は
もちろん、図示したように矢印の方向に前後するアーム
６０の回動を可能としている。これは、回動による開閉
動作でつめ２１を開くようにケーブル６１を引っ張る動
作を伴う。これによりクランプアームブラケット５０に
接続されたつめ２１の開閉が行われ、後述する図８から
図１６に示すように、ワイヤーの保持及び操作がなされ
る。
アーム６０を維持するために、支点２２８の回りを回転
するアーム６０に作用するバネ２１２が備えられてい
る。該バネ２１２により、アーム６０はカムフォロア２
２４によりカム６２に接する。該カムフォロア２２４
は、カムに接し、支点２２８の回りにアーム６０を旋回
させる当接部２２６に接続されている。該支点２２８は
もちろん、図示したように矢印の方向に前後するアーム
６０の回動を可能としている。これは、回動による開閉
動作でつめ２１を開くようにケーブル６１を引っ張る動
作を伴う。これによりクランプアームブラケット５０に
接続されたつめ２１の開閉が行われ、後述する図８から
図１６に示すように、ワイヤーの保持及び操作がなされ
る。
【００４１】ケーブル６１は、ケーブルにつながったボ
ルト２４２及びナット２４０によってアーム６０に取り
付けられている。しかしながら、直接的に駆動するため
に、つめ２１を回動する他の適宜の手段を用いることが
できる。つめ２１は、バネ２４６によって閉じた位置に
保持される。該バネ２４６は、つめ特にアーム２６及び
２７をその先端で閉じた位置に保持するために、バネの
ような他の付勢手段に代えることが可能である。図７に
は、より詳細に、ホストコンピュータがマイクロコント
ローラ又はマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）
と接続されている状態を示している。該ＭＰＵはボンデ
ィングヘッドに取付られており、図１に、内部にマイク
ロプロセッサー１２を有するＭＰＵボード３００として
示されている。ボード３００は、前記のように、デジタ
ル化及びステッピングモータ駆動のために、調整回路
と、モータドライバーを含む他の電子回路とを組み込ま
れている。この例では、ＭＰＵ１２はマイクロプロセッ
サ６８ＨＣ７１１Ｄ３とされ、ボード上のモータドライ
バーのさまざまな制御機能や、ワイヤー２４のクランプ
及び、該ワイヤーの供給や切断をおこなう動作を提供す
る。前記ＭＰＵ１２は、前記のようにセンサから信号を
受信する。特に、センサ６５は図７にクランプセンサと
して示されている。該クランプセンサ６５はクランプと
つめ２１の制御のためにＭＰＵに接続されている。
ルト２４２及びナット２４０によってアーム６０に取り
付けられている。しかしながら、直接的に駆動するため
に、つめ２１を回動する他の適宜の手段を用いることが
できる。つめ２１は、バネ２４６によって閉じた位置に
保持される。該バネ２４６は、つめ特にアーム２６及び
２７をその先端で閉じた位置に保持するために、バネの
ような他の付勢手段に代えることが可能である。図７に
は、より詳細に、ホストコンピュータがマイクロコント
ローラ又はマイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ）
と接続されている状態を示している。該ＭＰＵはボンデ
ィングヘッドに取付られており、図１に、内部にマイク
ロプロセッサー１２を有するＭＰＵボード３００として
示されている。ボード３００は、前記のように、デジタ
ル化及びステッピングモータ駆動のために、調整回路
と、モータドライバーを含む他の電子回路とを組み込ま
れている。この例では、ＭＰＵ１２はマイクロプロセッ
サ６８ＨＣ７１１Ｄ３とされ、ボード上のモータドライ
バーのさまざまな制御機能や、ワイヤー２４のクランプ
及び、該ワイヤーの供給や切断をおこなう動作を提供す
る。前記ＭＰＵ１２は、前記のようにセンサから信号を
受信する。特に、センサ６５は図７にクランプセンサと
して示されている。該クランプセンサ６５はクランプと
つめ２１の制御のためにＭＰＵに接続されている。
【００４２】光学式センサである供給センサ１６４と切
断センサ５５は、ワイヤーの切断及び供給の後、モータ
５３の位置を検知する。これは、後述する図８から図１
６までに示されるワイヤー２４の供給と切断の位置決め
及び制御を維持するのに役立つ。
断センサ５５は、ワイヤーの切断及び供給の後、モータ
５３の位置を検知する。これは、後述する図８から図１
６までに示されるワイヤー２４の供給と切断の位置決め
及び制御を維持するのに役立つ。
【００４３】モータドライバーは、それぞれボード３０
０上又は他の箇所に取付られ、ワイヤークランプの開放
とワイヤーの供給、切断機能を有する。特に、モータド
ライバー３０６は、ワイヤーを供給し、切断するステッ
ピングモータ５３を駆動するものとして示されている。
モータドライバー３０８は特につめ２１を操作するクラ
ンプ用モータ又はステッピングモータ６３に使用され
る。ＬＶＤＴ又はポジションセンサ３６により、接合位
置又はボンダー２０及びクランプ２１を有するボンディ
ングヘッドの位置は、ホストコンピュータを使用して解
析され決定される。結果として、ＬＶＤＴ３６又はＬＶ
ＤＴ形式の高さ位置センサ３６に対する昇降は、適当な
圧力がボンディングツールに適用されるよう機能する。
これは、軸支部１０８、１１０、１１４及び１１６によ
り形成される実質上の回動中心を通じて機能するもので
あり、該実質上の回動中心は、バネ３４のバネ力に抗す
る力に基づいて適切な位置決め及び圧力を得るため、ト
ランスデューサブロック３１を上下に駆動するのに寄与
するからである。最終的に、ＬＶＤＴを使用したセンサ
３６によってボンドヘッドの位置を確定し、それから該
位置を維持し、そして、ワイヤーボンドの供給及び切断
と、ワイヤー２４のクランプとを各々行うステッピング
モータ５３及び６３の操作に基づいて、後述するような
方法で接合することである。
０上又は他の箇所に取付られ、ワイヤークランプの開放
とワイヤーの供給、切断機能を有する。特に、モータド
ライバー３０６は、ワイヤーを供給し、切断するステッ
ピングモータ５３を駆動するものとして示されている。
モータドライバー３０８は特につめ２１を操作するクラ
ンプ用モータ又はステッピングモータ６３に使用され
る。ＬＶＤＴ又はポジションセンサ３６により、接合位
置又はボンダー２０及びクランプ２１を有するボンディ
ングヘッドの位置は、ホストコンピュータを使用して解
析され決定される。結果として、ＬＶＤＴ３６又はＬＶ
ＤＴ形式の高さ位置センサ３６に対する昇降は、適当な
圧力がボンディングツールに適用されるよう機能する。
これは、軸支部１０８、１１０、１１４及び１１６によ
り形成される実質上の回動中心を通じて機能するもので
あり、該実質上の回動中心は、バネ３４のバネ力に抗す
る力に基づいて適切な位置決め及び圧力を得るため、ト
ランスデューサブロック３１を上下に駆動するのに寄与
するからである。最終的に、ＬＶＤＴを使用したセンサ
３６によってボンドヘッドの位置を確定し、それから該
位置を維持し、そして、ワイヤーボンドの供給及び切断
と、ワイヤー２４のクランプとを各々行うステッピング
モータ５３及び６３の操作に基づいて、後述するような
方法で接合することである。
【００４４】図６に示されているように、ボンディング
ヘッドの位置決めがなされた後、ステッピングモータ５
３及び６３が各々のホストコマンドを受ける。ホストコ
マンドに応じた、ＭＰＵ１２による動作チェックのため
の各々のフィードバック機構を伴って、モータ５３及び
６３の速度制御、供給、切断、クランプが機能すること
が示されている。
ヘッドの位置決めがなされた後、ステッピングモータ５
３及び６３が各々のホストコマンドを受ける。ホストコ
マンドに応じた、ＭＰＵ１２による動作チェックのため
の各々のフィードバック機構を伴って、モータ５３及び
６３の速度制御、供給、切断、クランプが機能すること
が示されている。
【００４５】以下、図８から図１６までに示された動作
について説明する。図８から図１６には、ボンディング
機能と構成に関する一連の動作が示されている。
について説明する。図８から図１６には、ボンディング
機能と構成に関する一連の動作が示されている。
【００４６】図８は、原点位置での、ツール２０とクラ
ンプ２１を有するボンダーを示す。ワイヤー２４は、コ
イルから供給筒２３を通して供給されている。
ンプ２１を有するボンダーを示す。ワイヤー２４は、コ
イルから供給筒２３を通して供給されている。
【００４７】図９では、ボンディングヘッドが、探索高
さと称する高さへ降下している。ワイヤー２４はワイヤ
ークランプつめ２１により供給される。探索高さはワー
ク２５から一定の高さに設定される。ワーク高さはオペ
レータによる教育モードの間に自動的に教育される。教
育モードでは、ある一つのアプリケーションに対して一
つのファイルが作成される。探索高さは通常ワーク２５
高さから０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）である。
さと称する高さへ降下している。ワイヤー２４はワイヤ
ークランプつめ２１により供給される。探索高さはワー
ク２５から一定の高さに設定される。ワーク高さはオペ
レータによる教育モードの間に自動的に教育される。教
育モードでは、ある一つのアプリケーションに対して一
つのファイルが作成される。探索高さは通常ワーク２５
高さから０．０２５インチ（０．６３５ｍｍ）である。
【００４８】図１０では、ボンディング用ツール２０が
ワーク２５に触れるまで、トランスデューサ支持ブロッ
ク３１が降下している。該降下は、コイル４２及び４
３、磁石７１及び７２から成るリニアモータ３７によっ
て発生する。これはコンピュータ制御され、接触圧に関
しビットあたり１ｇの分解能を有する。ワーク２５の表
面は、ＬＶＤＴを備えたモニタリングポジションセンサ
３６によって検知される。ワーク２５の面上に到達する
と、リニアモータ３７は、Ｚ軸方向の下方への力で接合
するのに必要な、プログラミングされた力に出力を急上
昇する。
ワーク２５に触れるまで、トランスデューサ支持ブロッ
ク３１が降下している。該降下は、コイル４２及び４
３、磁石７１及び７２から成るリニアモータ３７によっ
て発生する。これはコンピュータ制御され、接触圧に関
しビットあたり１ｇの分解能を有する。ワーク２５の表
面は、ＬＶＤＴを備えたモニタリングポジションセンサ
３６によって検知される。ワーク２５の面上に到達する
と、リニアモータ３７は、Ｚ軸方向の下方への力で接合
するのに必要な、プログラミングされた力に出力を急上
昇する。
【００４９】図１１は、ワーク２５の表面へ接合した後
の動作を示す。この点でリニアモータ３７は、図５に示
す上方停止部４４に当接させるようにトランスデューサ
支持ブロック３１を上方へと後退させるように持ち上げ
る。
の動作を示す。この点でリニアモータ３７は、図５に示
す上方停止部４４に当接させるようにトランスデューサ
支持ブロック３１を上方へと後退させるように持ち上げ
る。
【００５０】図１２では、ボンディングヘッドが、Ｘ、
Ｙ及びＺ軸上でワイヤー２４で形成されるべきループの
先端へと上昇することが示されている。該上昇高さは、
与えられたワイヤー２４の２つの接合箇所の間のプログ
ラミングされた後退ステップ距離、及び値にプログラミ
ングされたワイヤーループ高さに依存するものである。
Ｙ及びＺ軸上でワイヤー２４で形成されるべきループの
先端へと上昇することが示されている。該上昇高さは、
与えられたワイヤー２４の２つの接合箇所の間のプログ
ラミングされた後退ステップ距離、及び値にプログラミ
ングされたワイヤーループ高さに依存するものである。
【００５１】図９に似た図１３は、ボンダーが第２の接
合探索高さへと降下していることを示す。
合探索高さへと降下していることを示す。
【００５２】図１４は第２の接合に対するものであり、
図１０と同様の動作を示している。
図１０と同様の動作を示している。
【００５３】図１５は、送りモータ５３が、ワイヤーを
切断するために、クランプつめ２１を伴うワイヤークラ
ンプアセンブリ１６６を後方に動かした直後の状態を示
している。これは、クランプつめ２１がまだワイヤー２
４を保持し、切断している状態として示されている。該
動作はプログラミング可能である。
切断するために、クランプつめ２１を伴うワイヤークラ
ンプアセンブリ１６６を後方に動かした直後の状態を示
している。これは、クランプつめ２１がまだワイヤー２
４を保持し、切断している状態として示されている。該
動作はプログラミング可能である。
【００５４】図１７は図１５に示された切断されたワイ
ヤーの詳細を示す。
ヤーの詳細を示す。
【００５５】図１６は、全てのボンドヘッドが、他の接
合を開始するため又は他のＺ軸又はＹ軸方向の位置へと
移動するために、原点位置まで上方へ後退移動した後、
トランスデューサ支持ブロック３１が再び持ち上げられ
ることを示す。
合を開始するため又は他のＺ軸又はＹ軸方向の位置へと
移動するために、原点位置まで上方へ後退移動した後、
トランスデューサ支持ブロック３１が再び持ち上げられ
ることを示す。
【図１】図１は本発明に係るボンディングヘッドの一例
の側面図である。
の側面図である。
【図２】図２は図１のボンディングヘッドの正面図であ
る。
る。
【図３】図３は図２の内部が見えるように部品の一部を
取り除いた正面図である。
取り除いた正面図である。
【図４】図４は図２の３−３線の方向から見た断面につ
いて、ブラケットを取り除き部品を露出させた断面図で
ある。
いて、ブラケットを取り除き部品を露出させた断面図で
ある。
【図５】図５は図１と同様の図で内部が見えるように部
品の一部を取り除いた側面図である。
品の一部を取り除いた側面図である。
【図６】図６はワイヤーボンディングを行うための機能
的動作及びコマンドの一例のブロック図である。
的動作及びコマンドの一例のブロック図である。
【図７】図７はホストコンピュータとワイヤーボンダー
に内蔵されたコンピュータの接続状態の一例のブロック
図である。
に内蔵されたコンピュータの接続状態の一例のブロック
図である。
【図８】図８は原点位置でのボンダーのボンディングヘ
ッドを示す。
ッドを示す。
【図９】図９は探索高さへ降下しているボンディングヘ
ッドを示す。
ッドを示す。
【図１０】図１０は接合の準備がなされたワークに触れ
ているボンディングツールを示す。
ているボンディングツールを示す。
【図１１】図１１はワイヤーボンディングツールがワー
ク表面を離れ、ワイヤーが表面に接合されている状態を
示す。
ク表面を離れ、ワイヤーが表面に接合されている状態を
示す。
【図１２】図１２はワイヤーを支持しそこからワイヤー
のループをつくるために上昇しているボンダーを示す。
のループをつくるために上昇しているボンダーを示す。
【図１３】図１３は第２の接合探索高さへ降下している
ボンダーを示す。
ボンダーを示す。
【図１４】図１４は第２の接合を行っている状態を示
す。
す。
【図１５】図１５は接合された後のワイヤーの切断状態
を示す。
を示す。
【図１６】図１６は他の接合を準備するため上昇してい
るボンディングヘッドを示す。
るボンディングヘッドを示す。
【図１７】図１７は図１５のワイヤーの切断箇所を拡大
した図である。
した図である。
１２ マイクロプロセッシングユニット（ＭＰＵ） ２０ ボンディングツール ２１ クランプ ２４ ワイヤー ２５ ワーク表面 ２６ アーム ２７ アーム ３０ Ｈ型リンク ３１ トランスデューサ支持ブロック ３２ トランスデューサ ３６ ポジションセンサ ３７ リニアモータ ５３ ステッピングモータ ５４ 回転型送りカム ５５ 光学式センサ ６１ ケーブル ６２ 送りカム ６３ ステッピングモータ ６５ 原点位置センサ １６２ シャッター １６４ 光学式センサ ２００ シャッター ３００ ＭＰＵボード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596095529 2300 Ｍａｉｎ Ｓｔｒｅｅｔ，Ｓｅｃｔ ｉｏｎ Ｂ Ｉｒｖｉｎｅ，Ｃａｌｉｆｏ ｒｎｉａ 92714−6223 Ｕ．Ｓ．Ａ.
Claims (33)
- 【請求項１】 ボンディングヘッドのＺ軸方向に動作す
る部材上を上下に動作するように支持されたワイヤーボ
ンディングヘッドであって、 ワイヤーボンディングツールと、 下方の表面にワイヤーを超音波的に接合するための前記
ワイヤーボンディングツールの超音波的駆動手段と、 接合されるべきワイヤーに対して前記ボンディングツー
ルを押しつける手段、 前記ボンディングツールへワイヤーを供給する手段と、 ワイヤーをクランプし保持する手段と、 前記ワイヤーをクランプし、ワイヤーを供給する手段を
制御するために前記ボンディングヘッドに取付られたプ
ロセッシングユニットと、を備えたことを特徴とする前
記ワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項２】 前記ワイヤーをクランプする手段がステ
ッピングモータを更に備えたことを特徴とする請求項１
に記載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項３】 前記ワイヤーを供給する手段がステッピ
ングモータを更に備えたことを特徴とする請求項１に記
載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項４】 接合がなされた後、ワイヤーを切断する
手段を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のワ
イヤーボンディングヘッド。 - 【請求項５】 前記ワイヤーを切断し、ワイヤーを供給
する手段が、ワイヤーを保持するためのつめを形成する
一対のアームを備えたことを特徴とする請求項４に記載
のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項６】 前記つめの前記１対のアームの一方と隣
り合う点の回りに回動可能に取付られた該つめを形成す
る少なくとも１つのアームを、前記つめが有することを
特徴とする請求項５に記載のワイヤーボンディングヘッ
ド。 - 【請求項７】 １つのステッピングモータと、 前記つめを開閉するために前記ボンディングヘッド上の
前記プロセッシングユニットに接続された前記ステッピ
ングモータの位置を決定する検知手段と、を更に備えた
請求項６に記載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項８】 前記検知手段が、 前記ステッピングモータに装着されたシャッターと、 前記プロセッシングユニットと接続された関係にある、
前記シャッターの動作に応答する光学式センサと、を備
えたことを特徴とする請求項７に記載のワイヤーボンデ
ィングヘッド。 - 【請求項９】 前記つめを開閉するために当該つめに接
続されたカムフォロアと接続された、前記ステッピング
モータに装着されたカムによって、該つめが開閉するこ
とを特徴とする請求項７に記載のワイヤーボンディング
ヘッド。 - 【請求項１０】 接続されたカム、及び前記ワイヤーを
供給し切断する動作手段のためのカムフォロアを有する
ステッピングモータを更に備えたことを特徴とする請求
項４に記載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項１１】 前記カムフォロアと、ワイヤーが接合
されるべきワークの上に該ワイヤーと共に前記つめを動
かすために該つめに接続された回転用ブラケットとを更
に備えたことを特徴とする請求項１０に記載のワイヤー
ボンディングヘッド。 - 【請求項１２】 接合動作を制御するために、ホストコ
ンピュータに接続された前記プロセッシングユニットに
接続された前記ステッピングモータの動作を決定するた
めの検知手段を更に備えたことを特徴とする請求項１１
に記載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項１３】 前記ステッピングモータに接続された
シャッターと、 前記プロセッシングユニットに接続された前記シャッタ
ーの動作を検知するための光学式センサと、を備えたこ
とを特徴とする請求項１２に記載のワイヤーボンディン
グヘッド。 - 【請求項１４】 下方の表面に対してＺ軸及び回転軸方
向での動作を得るために支持されたワイヤーボンディン
グヘッドにおいて、 下方の表面にワイヤーを接合するためのワイヤーボンデ
ィングツールと、 接合されるべきワイヤーと関係のある前記ワイヤーボン
ディングツールを保持する手段と、 前記ワイヤーボンディングツールにワイヤーを供給し、
接合がなされた後該ワイヤーを切断する手段と、 ワイヤーを供給し、ワイヤーを切断する前記手段に接続
されたステッピングモータと、を備えたことを特徴とす
る前記ワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項１５】 ワイヤーを供給し、ワイヤーを切断す
る前記手段が、前記ステッピングモータにより動作する
回転型リンクを備えたことを特徴とする請求項１４に記
載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項１６】 前記回転型リンクがカムフォロアに接
続され、当該カムフォロアが前記ステッピングモータに
接続されたカムにより動作することを特徴とする請求項
１５に記載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項１７】 前記ステッピングモータの動作を検知
する検知手段を更に備えたことを特徴とする請求項１６
に記載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項１８】 前記検知手段が前記ステッピングモー
タに接続されたシャッターと関係する光学式センサーを
備えたことを特徴とする請求項１７に記載のワイヤーボ
ンディングヘッド。 - 【請求項１９】 前記ステッピングモータを制御するた
めに前記ボンディングヘッドに装着されたプロセッシン
グユニットを更に備えたことを特徴とする請求項１４に
記載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項２０】 前記ステッピングモータに接続された
プロセッシングユニットと、該ステッピングモータを制
御するための前記検知手段を更に備えたことを特徴とす
る請求項１７に記載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項２１】 電気的構成要素にワイヤーを接合する
ためのボンディングヘッドにおいて、 ボンディングツールと、 ワイヤーを前記構成要素に接合するための前記ボンディ
ングツールを音波で動作させる手段と、 前記ボンディングツールに近接したワイヤーをクランプ
する手段と、 前記クランプする手段を作動させるために該クランプす
る手段に接続されたステッピングモータと、を備えたこ
とを特徴とする前記ワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項２２】 前記ステッピングモータに接続された
カムを備えた前記クランプする手段を動作させる手段
と、 前記クランプする手段と接続された関係にあるカムフォ
ロアと、を更に備えたことを特徴とする請求項２１に記
載のワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項２３】 前記ステッピングモータの動作を検知
する手段と、 該ステッピングモータの動作を制御するための動作を検
知する前記手段に接続されたプロセッシングユニット
と、を更に備えたことを特徴とする請求項２２に記載の
ワイヤーボンディングヘッド。 - 【請求項２４】 前記動作を検知するための手段が、 前記ステッピングモータと接続されたシャッターと、 前記ステッピングモータの動作を検知するための前記シ
ャッターと関係する光学式センサーと、を備えたことを
特徴とする請求項２３に記載のワイヤーボンディングヘ
ッド。 - 【請求項２５】 前記ワイヤーをクランプする手段が、 つめを形成する２つのアームと、 前記アームの一つが前記つめを開閉するために回転する
ことを特徴とする請求項２４に記載のワイヤーボンディ
ングヘッド。 - 【請求項２６】 下方の表面に対してＺ軸方向に動作す
るボンディングヘッドを含む、超音波的にワイヤーを接
合する方法であって、 ワイヤーを接合するために超音波エネルギー源に接続さ
れたボンディングツールを提供し、 ワイヤーをクランプし、ワイヤーを供給し、接合された
ワイヤーを切断するための手段を提供し、 ボンディングヘッド上のプロセッシングユニットによっ
てワイヤーをクランプし、供給し、切断する該手段を制
御する、ことを特徴とする前記方法。 - 【請求項２７】 少なくとも１つのステッピングモータ
によりワイヤーをクランプし、供給し、切断する前記手
段を動作させることを更に含んだことを特徴とする請求
項２６に記載の方法。 - 【請求項２８】 一対のつめによってワイヤーをクラン
プし、 前記少なくとも１つのステッピングモータと接続された
カムと、前記つめと接続された関係にあるカムフォロア
とによって該つめを動作させる、ことを更に含んだこと
を特徴とする請求項２７に記載の方法。 - 【請求項２９】 前記少なくとも１つのステッピングモ
ータによる前記手段を回転させることによりワイヤーを
供給し、ワイヤーを切断する前記手段を動作させること
を更に含んだことを特徴とする請求項２６に記載の方
法。 - 【請求項３０】 前記ワイヤーを供給し、切断する前記
手段に接続されたプロセッシングユニットと、 前記プロセッシングユニットによりワイヤーを供給し、
切断する該手段を制御する、ことを更に含んだことを特
徴とする請求項２６に記載の方法。 - 【請求項３１】 ワイヤーを電気的構成要素に接合する
方法であって、 ワイヤーボンディングツールを用いたワイヤーボンディ
ングヘッドを提供し、 前記ワイヤーボンディングヘッドと接続されたつめを形
成する一対のアームを提供し、 前記つめにより保持されたワイヤーを供給し、 前記ワイヤーを下方の構成要素に超音波的に接合し、 前記つめに接続されたステッピングモータによって該つ
めを動作させ、 プロセッシングユニットによって前記つめに接続された
該ステッピングモータを制御すること、を特徴とする前
記方法。 - 【請求項３２】 前記ワイヤーボンディングツールで第
２の接合をおこない、 前記ステッピングモータに反応
して動作する前記つめによって前記ワイヤーを切断す
る、ことを更に含んだことを特徴とする請求項３１に記
載の方法。 - 【請求項３３】 前記つめを動作させ、プロセッシング
ユニットにより制御される少なくとも２つのステッピン
グモータにより該つめを開閉させることを更に含んだこ
とを特徴とする請求項３１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US70495P | 1995-06-29 | 1995-06-29 | |
| US60/000,704 | 1995-06-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0927508A true JPH0927508A (ja) | 1997-01-28 |
| JP3713672B2 JP3713672B2 (ja) | 2005-11-09 |
Family
ID=21692674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17148696A Expired - Lifetime JP3713672B2 (ja) | 1995-06-29 | 1996-07-01 | ワイヤーボンダー |
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| Country | Link |
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| US (1) | US5868300A (ja) |
| JP (1) | JP3713672B2 (ja) |
| CH (1) | CH691243A5 (ja) |
| DE (1) | DE19625638B4 (ja) |
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