JPS60154485A - ボンディング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、接合ヘッドと、構成部材用の一定周期のコ
ンベアと、クランプ部材を有し接合ヘッドと整合する構
成部材の保持手段とを有する接合機に関する。

ミクロ回路におりては、チップ又は基板に設置された各
回路と外部端子との間に電気的な接続を行う必要がある
。このため、通常、約２５乃至５００μｍ直径を有する
金又はアルミニウムのワイヤが、同様に金又はアルミニ
ウムの層からなる各接点又は接点面に溶着されて対応す
る回路と外部端子とが電気的に接続される。接着による
ワイヤの取付けを、以下［接合（ｂｏｎｄｉｎｇ）Ｊと
いう。この接合は圧力下で行われ、更、に超音波及び／
又は直接的な熱エネルギーの形態で工　１ネルギーを供
給することＫよｈ行われる。

この発明は、第１に、薄いアルミニウムのワイヤが圧力
及び超音波の作用下で電気的又は電子的構造部材、特に
半導体部材の接点に接合される連結機又は接合機に関す
る。アルミニウムのワイヤがワイヤ供給手段及びウェッ
ジといわれる超音波励起のプレスダイを有する接合ヘラ
Ｐ　ＩＦよ妙Ｐ−給される。　・ 接合されるべき構成部材は一定周期のコンペ・アよシマ
ガジンから接合ヘッドへ供給される。

それらはリテーナ又は保持手段によシ接合へ。

ドに位置せしめられる。そこで、構成部材は接合され、
次いで他のマがジンへ移送される。接合においては、特
に長尺の構成部材又は曲がシやすく複数の接合すべき接
点を有する構成部材の接合において、換言すれば、構成
部材の担持体又は所謂鉛のフレームにおいては、これら
と接合ヘッドに対して正確に位置づけ又は整合させるこ
とが問題となる。例えば、フレーム及び／又ハ支持面の
下側、又はフレームのべ−ＸＯ汚染、及び／又はフレー
ムの゛表面の凹凸及び／又はパンチ不正確（ぎざぎざ）
があると、クランパ等によシ固定された場合にフレーム
を支持面はペースに平坦に又は極めて平滑に設置するこ
とができなくなる。この結果、フレームが不確定な振動
を起こし、ウェッジの超音波振動に影響を与え、これＫ
よル、溶着が不完全なものになる。１乃至２　ａｍ以下
の粒子の汚染でそのような弊害が生ずる。上述の欠陥に
よシ生ずる廃棄物の発生はかなシ高い。

この発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであっ□て
、上記の欠点を解消し、廃棄物のｉ生がない接合を可能
にする、構成部材の保持手段を有する接合機を提供する
ことを目的とする。　。

この発明によれば、構成部材の一保持手段ば、接合され
るべき構成部材の、柔軟に変形し、又は弾性のある支持
面を有する◎この支持面はクランプ部材と整合する。

クランシバ−に関連すると共に構成部材を支持子る弾□
性支持面は、表面に凹凸がある場合又は構成部材及び支
持面との間に汚染がある場合においても、構成部材を引
張力をもたせることなく平坦に保持することを確実にす
る。引張力かないことにより、接合されるべき構成部材
の振動モードが変化することがない。替シに、一定の且
つ良質の接合が確保される・ この発明によれば、接合されるべき構成部材（２０乃至
２５ｃｍの長さを有する案内フレーム）の略々全長に亘
って有効なりランプつめ又はクランプス）　ＩＪッデ若
しくはバーの使用が可能になる。そのようなりランデパ
ーは接合ヘッドが直接作用する領域においてのみ動作す
る個別的なりランパに比べて、製造、技術上多大の利点
をもたらす。

通常、接合ヘッド又は接合されるべき接点の直接的な領
域におりてのみ有効な個別的なりう・９嘔接合−，ドと
整合する。接合の間、このクランプやは構成部材を剛体
又は硬いベース又は支持面に対して押圧し、これを接合
位置に保持する。供給方向に互いに離隔した複数個の接
触面を有する鉛のフレームのような長尺の構成部材を静
止した接合ヘッドを使用して接合する場合には、各接合
処理の後、クランパを解除し、鉛のフレームを次の接点
面に送シ、クランプバーもう一度締めつける。各クラン
プ処理の後、接合ヘラＰが光学的ファインダによシ最適
の接合位置に位置せしめられる。段取シ（クランパをゆ
るめ、また締めつけ、更にクレームを移送する）及び検
索（光学的ファインダ手段によシ接合ヘッドを整合させ
る）に、かなシの時間が失なわれてしまうことが明らか
である。それは、約３００ミリ秒にも達する。

接合されるべき構成部材の全長に亘って有効に延長する
クランプバーを使用すれば、時間を大幅に短縮すること
ができる。上記時間に相等する時間は接合されるべき一
単体当ｊ０９０乃至１００マイクロ秒以下である。この
時間の節約はクランプバーが各接合処理において開きま
た閉じる必要がな′いために可能となる。替シに、クラ
ンプバーは全ての接点又は接点面が接合されるま　Ｉで
開かな−。更に、最適の位置は、従前の接触面の接合が
進行中であるときに凍原の接点面のために光学的に決め
ることができる。

接合されるべき構成部材の全長に亘って有効なりランデ
パーを使用することは、構成部材の支持面が弾性的にた
わみ、又はクランプ距離に亘って弾性的であるように構
成する場合に限シ、何らの間−も生じさせないことは勿
論である。

上述の如く、これは構成部材が平坦な接触状態で固定さ
れ、その全長に沿って引張力を生じさせないことを確実
にする。

弾性支持面は構成部材の搬送路の一部分であシ、剛体の
ペースに配設された弾性的にたわみ又は弾力のある層に
より形成する仁とが好ましい。弾性層は薄厚のゴム又は
弾性ゴム等のストリップであることが好ましい。弾性層
の厚さは、接合されるべき構成部材の曲げ剛性に依存す
るが、約０．３乃至１．５罪の範囲にある。

クランプバーがクランプ方向に弾性的であるように構成
することが実益があることが実証されている。これを達
成するために、クランプバーは少なくとも２個、好まし
くは１０個以下のクランプフィンガを有するものであシ
、このクランプフィンガは側方に相互に僅かに離隔して
配設された板ばねである。この構造は接合されるべき構
成部材、特、Ｋ曲がシやすい鉛のフレームを引張力がか
からないように固定することにも！献する。仁の実施態
様においては、接合されるべき各接点又は接点面にクラ
ンプフィンがを設けることが好ましい。

クランプバーの弾性特性はプラスチ、り、ゴム等の弾性
層をクランプ側に配設することによって得られる。この
層はクランプバーの全長に沿って延長するゴムビーｒと
して具体化するのが好ましい。更に、とのコ９ムビード
はクランプバーの周りに引き伸ばされたコ０ムパンｒの
一部として具体化することもできる。

接合されるべき構成部材は、弾性支持面がクランプバー
に向けて移動可能である状態でクランパによシ固定する
ことができる。クランプバーをクランプ位置と解除位置
との間で往復移動できるようにすることも考えられる。

いずれの場合においても、移動は制御カム又はカムデイ
スフによシ、例えば弾性スプリングの力に抗してなされ
る。

以下１添付の図面を参照して、この発明の実施例につい
て説明する。第１図及び第２図に示す接合枠は、第１図
中破線にて示す接合ヘッド１１と、直線状の搬送路１５
を有する一定周期のコンベア１０と、構造体用の保持手
段１２とを有する。この保持手段はクランプバー１３を
有する接合ヘッド１１と整合する。クランシバ−１３は
、板バネ状の１０個のクランプフィンガ１９（第２図参
照）全有する。クランプフィンガ１９は側方に相互に僅
かに離陥して配設されている。板バネ状のクランプフィ
ンガ１９は、第１図に示すように下方に曲げられてその
固定されていない自由端に膝部を形成してｂる。接合さ
れるべき構成部材１８（第３図に模式的に示す）用の弾
性支持面１４はクランプフィンガ１９と整合する。この
弾性支持面１４は剛体のペース１７上に設置された薄ｂ
ゴムのストリ。

プ１６によ多構成されている。第１図及び第２図に示す
実施例においては剛体のペース１７（金敷）は矢印２２
で示す方向に上下動可能にフレーム２３に支持されてい
る。このようＫして接合されるべき構成部材は供給位置
と、クランプ及び梓合位置との間を往復移動することが
できる。固定ストリップ２４はクランシバ−２図に示す
固定位置に固定することができる。

フィンガ１９は交互にフレーム、２３に固定される。

カムディスク２５は回転駆動され、揺れ腕２６を介して
剛体のペース１７に作用するようにフレーム２３に支持
されておシ、カムディスク２５は弾性支持面１４の下方
で剛体のペース１２を矢印２２の方向に上下動させる。

剛体のペース１７が構成部材を締め付ける位置へ移動ｔ
６゜１００．。□ヵへ□オ、。ゆ、）一方が剛体のペー
ス１７に固定され他方が７レーム２３に固定された弾性
バネ２７０力によシなされる。剛体のペース１７と揺れ
腕２６との間の相対的な位置はねじによシ調整可能であ
シ、これによシ、剛体のペース１７の上昇距離の大きさ
は種々の厚さの構成部材に適用可能である。

独立した固定ねじ２８が剛体ペース１７と揺れ腕２６と
の間の相対的な位置を固定することができる揺れ腕２６
はカムディスク２５から一定の距離でフレーム２３に配
設された旋回ベアリング３０内で旋回動可能に支持され
ている。旋回ベアリング３０によ多形成される旋回軸は
カムディスク２５の回転軸に平行に延長する。

剛体のペース１７の上方及び下方の移動が構成部材の保
持手段１２の締め付は範囲でのみ生ずることは勿論であ
る縦ってこの範囲内で、搬送路１５は上下動可能の区域
を有する。

第２図に示すように、構成部材用の保持手段はクランプ
バー１３（又は板ばね状の、クランプフィンガ１９）に
対して設置された連続的なりランプパー３１を有する。

これらの２個のクランプつめ又はクランプバー１３．３
１は案内フレームが供給方向に千灯に延長する長手軸に
沿ってクランプによシ保持されることを可能にする。明
確にするために、第１図に示す状態ではクランシバ−３
１は左側にある。クランプつめ又はクランプバー１３と
同様にクランプバー３１もフレーム２３に静止可能にま
た交換可能に固定されている。剛体のペース１７の上昇
移動はクランプバー３１の領域及び板ばね状のクランプ
フィン、ｆ１９の領域で締め付けを行う。

案内フレームが接合された場合には、一定周期のコンベ
ア１０により搬送路１５に沿って締め付けが行われる保
持手段１２の領域内に搬送され、この状態、でステップ
状に動いて接合ヘッド１ノを超える。ステップの長さは
接合されるべき接点、間又は接点面の間隔によシ決まる
。全ての接点面が接合された後、案内フレームは再び保
持手段にから解除され移動する。クランプバーはその初
期３位置に戻シ、他の案内フレームを締め付、けてこれ
をウェッジを超えてステップ状に搬送する・ 第３図に示す実施例においては、剛体のペースＩ７だけ
でなくクランシバ−１３もプラスチック、ゴム等の弾性
層でフランジ側に配設されている。クランプバー１３に
おりては、弾性層はクランプバーの全長に亘って延長す
るゴムビード２０として具体化される。このゴムビード
２０はクランシバ−１３の周シに引き伸ばされたゴムバ
ンド２ノの一部分である。孕ムパンド２１は相対的に大
きな摩耗にさらされるので容易に交換できることは利点
である。ゴムバンド２ノはクランプバー１３に形成され
た長手方向の溝３２内に保持されている。第３図に示す
実施例では、構成部材１８（カギ状の案内フレーム）を
締めつけて固定し、またそれを解除することは、剛体の
ペース１７ではなくこのペース１２の上方に配設された
クランプバー１３である。クランプバー１３は接合機の
７レーム（図示せず）内に支持されて矢印３３方向に上
下動することができる。しかしながら１ペース（金敷）
のみが上下動して締め付けることができるように構成す
る方が、第１及び第２図に示す実施例と同様に好ましい
。また、ペース及びクランプバーの双方が締め付けのた
めに相互に向けて移動できることが好ましい＠ クランプバー１３に対向して配設された案内フレーム１
８の長手方向の端部３４が第２図のクラン７’／４−３
１に対応する剛体のクランプバー３５によシ締め付けら
れるようになっている。

この場合に、剛体のペース３６及びクランプバー３５の
いずれにも弾性層は配設されて込シい。

クランプバー３５は接合機のフレーム内に矢印３７の方
向に上下動可能に支持されてオレ、その締め付は位置に
出入可能に移動するようになっている。剛体のペース１
２と同様に、ペース３６も上下方向に移動できるようＫ
ｍ成することができる口その場合に、共通の駆動手段が
ペース１７及び３６を同期させて移動させること・　が
好ましい。

ペース３６及びクランプバー３５の締め付は面にも接合
されるべき案内フレーム１８又はその曲げ感度拠応じて
薄い弾性層を配設することが可能である。弾性層は第２
図のクランプバー３１の支持面に適用されている。

第３図の実施例では、案内フレーム１８は断面が２ＰＩ
Ｆ曲げられておシ、その長手方向に沿う端部は異なる高
さに位置している。従って、長手方向に沿う端部の２個
の締め付は手段は異なる高さに作用する。

締め付けられた構成部材又は案内フレームをステップ運
動で接合ヘッド１１を超えて動かす替シに、接合工程の
間ｔｒＩζ成部材用の保持手段を静止させておき、接合
へ、ドをステ、デ状に動かすことによっても、接合は可
能である。この発明の技術的範囲内で運動を変換するこ
とにょシ、割ル出し時間を最小にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は構成部材の支持手段を含む、この発明に係る接
合機の一部断面側面図、第２図は第１図に示す接合機の
保持手段の平面図、第３図は構成部材の保持手段の変形
例を示す一部断面図である。 １０・・・コンベア、１１・・・接合ヘッド、１２・・
・　−保持手段、１３・・・クランプバー、１４・・・
弾性支持面、１２・・・剛体ペース、１８・・・鉛のフ
レーム。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦ＦＩＧ、　３ 手続補正書（方式） １、事件の表示 特ＩＣ！Ｉｆ昭５９−０１８５０１号 ２、発明の名称 接　合　機 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 ドイブツエルーエルテツク・ｒ−エムペーハー４、代理
人 ５、補止命令の日付 昭和５９年４月２４日 ６、補正の対象

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）接合へ、　）’（１１）−と、構成部材用の一定
   周期のコンベア（１０）と、クランプ部材を含み接合へ
   ｙ”（１１，）と整合する構成部材の保持手段（１２）
   とを有する接合機はおいて、構成部材の保持手段（１２
   ）は接合されるべき構成部材の弾性支持面（１４）を有
   し、この支持面（１４’）はクランプ部材と整合するこ
   と番特徴とする接合機。
2. （２）支持面（１４）は構成部材の搬送路（，１５）の
   一部をなして込ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の接合機。
3. （３）弾性支持面（１４）は剛体ペース（１７〕上の弾
   性層であシ、この弾性層は薄厚の細長す弾性ゴム片であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項に
   記載の接合機。
4. （４）弾性層は約０．３乃至１−５１１１、好ましくは
   約１．０．ｗであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第３項のいずれかｌ１項に記載の一接合機。
5. （５）　クランプ部材は、その長さが接合されるぺ負構
   放部材の最大長に略々一致するクランプバー（１Ｆｊ、
   ３１．３５）であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項ないし第４項のいずれか１項に記載の接合機。
6. （６）　クランプバー（１３，３１，３，６）は締め付
   は方向に弾性力を有することを特徴とする特許請求の範
   囲第１項ないし第５項のいずれか１項に記載の接合機。
7. （７）クランプバー（１３）は少なくとも２個の、好ま
   しくは１０個以下のクランプフィンガ・（１９）を有し
   、このフランジフィンガ（１９）は板バネ状をなし、そ
   の側方に相互に僅かに離隔して配設されていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項々いし第７項のいずれか
   １項に記載の接合機。
8. （８）クランプバー（ｘｓ、３１．ｓｓ）はその締め付
   は側にプラスチ、り又はシムからなる弾性層が配設され
   ておシ、この弾性層はクランプバー（１ｓ、ｓｚ、ｓｓ
   ）の全長に亘シ延長するゴムビード（２０）の形状をな
   していることを特徴とする特許請求の範囲第６項記載の
   接合機。
9. （９）　ゴムビード（２０）はクランシバ−（７’Ｊ　
   、　３　Ｊ　、　ｓ　ｓ　）の周りに引き伸ばされたゴ
   ムバンド（２１）の一部であることを特徴とする特許請
   求の範囲第８項記載の接合機。 ０（）　弾性支持面（１４）はクランシバ−（ＪＪ、Ｊ
   Ｊ、ＪＪ）に対して接近離隔移動可能に設けられた搬送
   路の一区域であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項ないし第９項のいずれか１項に記載の接合機。 Ｏη　弾性支持面（１４）は接合機のフレーム（２３）
   内に静止して配設されておシ、クランシバ−（１３，３
   １，３５）は締め付けられていない解除位置と締め付は
   位置との間を往復移動可能であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項ないし第９項のいずれか１項に記載の
   接合機。