(57)【要約】【課題】モータの大きな吸引力が働く場合においても、板ばねに掛かる応力を一定以上にならないように規制することができ、高出力モータを大揺動で使用できる。【解決手段】キャピラリ２を一端に保持した超音波ホーン１と、超音波ホーン１を保持したホーンホルダ４と、キャピラリ２を上下駆動させる駆動モータ３０と、ホーンホルダ４をボンディングヘッド１０に揺動自在に支持する板ばね２１とを有する。ボンディングヘッド１０には、ホーンホルダ４の後方部の下方にリンク機構取付け部１２が設けられており、リンク機構取付け部１２の上面の後方側には円弧部１３が形成され、円弧部１３の上端部に板ばね２１の一端が固定され、板ばね２１の他端はホーンホルダ４に固定された支持部材２０に固定され、板ばね２１は円弧部１３に沿って変位する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャピラリを一端に保持した超音波ホーンと、この超音波ホーンを保持したホーンホルダと、前記キャピラリを上下駆動させる駆動モータと、前記ホーンホルダをボンディングヘッドに揺動自在に支持する板ばね機構を備えたホーンホルダ揺動型ボンディング装置において、
前記ボンディングヘッドには、前記ホーンホルダの後方部の下方にリンク機構取付け部が設けられており、このリンク機構取付け部の上面の後方側には、円弧部が形成され、この円弧部の上端部に板ばねの一端が固定され、板ばねの他端は前記ホーンホルダに固定され、前記板ばねは前記円弧部に沿って変位することを特徴とするホーンホルダ揺動型ボンディング装置。
【請求項２】
前記駆動モータは、可動子が前記ホーンホルダ又は該ホーンホルダと共に揺動する部材に固定され、固定子が前記ボンディングヘッドに固定され、可動子と固定子の対向面は、それぞれほぼ前記リンク機構取付け部の円弧部への固定部を中心とした円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１記載のホーンホルダ揺動型ボンディング装置。
【請求項３】
キャピラリを一端に保持した超音波ホーンと、この超音波ホーンを保持したホーンホルダと、前記キャピラリを上下駆動させる駆動モータと、前記ホーンホルダをボンディングヘッドに揺動自在に支持する板ばね機構を備えたホーンホルダ揺動型ボンディング装置において、
前記ボンディングヘッドには、前記ホーンホルダの後方部の下方にリンク機構取付け部が設けられており、前記ホーンホルダには、前記下方のリンク機構取付け部に対応した上方部に該前記下方のリンク機構取付け部より幅広の上方のリンク機構取付け部が形成されており、前記下方及び上方のリンク機構取付け部の前後には、それぞれ円弧部が形成され、前記板ばね機構は、前記下方のリンク機構取付け部の下面に固定され、前方側の上端が前記上方のリンク機構取付け部の前方の円弧部の上面部に固定された前方板ばね部と、前記下方のリンク機構取付け部の下面に固定され、後方側の上端が前記上方のリンク機構取付け部の後方の円弧部の上面部に固定された後方板ばね部とからなる板ばねによって構成され、前記下方のリンク機構取付け部の下方に前記ホーンホルダの仮想旋回点を持ち、前記板ばねは前記円弧部に沿って変位することを特徴とするホーンホルダ揺動型ボンディング装置。
【請求項４】
前記駆動モータは、可動子が前記ホーンホルダに固定され、固定子が前記ボンディングヘッドに固定され、可動子と固定子の対向面は、それぞれ前記仮想旋回点をほぼ中心とした円弧状に形成されていることを特徴とする請求項３記載のホーンホルダ揺動型ボンディング装置。
【請求項５】
前記仮想旋回点は、前記下方及び上方のリンク機構取付け部の前方側のそれぞれの円弧の中心を結んだ延長線と前記下方及び上方のリンク機構取付け部の後方側のそれぞれの円弧の中心を結んだ延長線の交点よりなり、ボンディング面に位置していることを特徴とする請求項３記載のホーンホルダ揺動型ボンディング装置。
【請求項６】
前記駆動モータは、可動子と固定子間に吸引力を持つモータであることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のホーンホルダ揺動型ボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホーンホルダ揺動型ボンディング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホーンホルダ揺動型ボンディング装置は、ホーンホルダの回転支点に板ばね機構を採用することにより、ホーンホルダの回転運動は板ばねの弾性変形により受けることになり、その部位には摩擦は発生しないので、ダストレス化が図れる。またベアリングのように隙間を必要としない構造でガタが無いので、ノーバックラッシュ化が図れる。このようなホーンホルダ揺動型ボンディング装置として、例えば特許文献１及び２等が挙げられる。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２９３４３号（特許第２９６９４１１号）公報
【特許文献２】特開２００１−１６８１３５号（特許第３６８３８０１号）公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の板ばね機構は、板ばねの１点を支点としてホーンホルダが回転する。またホーンホルダを駆動するモータの吸引力は、板ばねを座屈させる方向に働く。このため、板ばねは大きな曲げ角には耐えられなく、耐久性に乏しい。この対策として、板ばね機構の強度アップのために複雑な構造が必要となり性能が低下する。
特許文献２においては、ボンディング装置はボンディング面の上方に配設され、ボンディング面にホーンホルダの仮想旋回点があるので、ボンディングエリアの広いワークもボンディングが可能であるという特徴を有する。そこで装置の小型化を図るためにキャピラリから仮想旋回点までの長さを短くするほど、キャピラリを一定高さ上下動させるためのホーンホルダ、即ち板ばねの揺動角は大きくなり、板ばねに掛かる負荷が増大する。
【０００５】
本発明の第１の課題は、モータの大きな吸引力が働く場合においても、板ばねに掛かる応力を一定以上にならないように規制することができ、高出力モータを大揺動で使用できるホーンホルダ揺動型ボンディング装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の第２の課題は、クロス板ばね機構に対してより単純機構で高剛性が図れるホーンホルダ揺動型ボンディング装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の第３の課題は、装置の小型化を図っても板ばねに掛かる負荷を低減することができるホーンホルダ揺動型ボンディング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の請求項１は、キャピラリを一端に保持した超音波ホーンと、この超音波ホーンを保持したホーンホルダと、前記キャピラリを上下駆動させる駆動モータと、前記ホーンホルダをボンディングヘッドに揺動自在に支持する板ばね機構を備えたホーンホルダ揺動型ボンディング装置において、
前記ボンディングヘッドには、前記ホーンホルダの後方部の下方にリンク機構取付け部が設けられており、このリンク機構取付け部の上面の後方側には、円弧部が形成され、この円弧部の上端部に板ばねの一端が固定され、板ばねの他端は前記ホーンホルダに固定され、前記板ばねは前記円弧部に沿って変位することを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決するための本発明の請求項２は、上記請求項１において、前記駆動モータは、可動子が前記ホーンホルダ又は該ホーンホルダと共に揺動する部材に固定され、固定子が前記ボンディングヘッドに固定され、可動子と固定子の対向面は、それぞれほぼ前記リンク機構取付け部の円弧部への固定部を中心とした円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の請求項３は、キャピラリを一端に保持した超音波ホーンと、この超音波ホーンを保持したホーンホルダと、前記キャピラリを上下駆動させる駆動モータと、前記ホーンホルダをボンディングヘッドに揺動自在に支持する板ばね機構を備えたホーンホルダ揺動型ボンディング装置において、
前記ボンディングヘッドには、前記ホーンホルダの後方部の下方にリンク機構取付け部が設けられており、前記ホーンホルダには、前記下方のリンク機構取付け部に対応した上方部に該前記下方のリンク機構取付け部より幅広の上方のリンク機構取付け部が形成されており、前記下方及び上方のリンク機構取付け部の前後には、それぞれ円弧部が形成され、前記板ばね機構は、前記下方のリンク機構取付け部の下面に固定され、前方側の上端が前記上方のリンク機構取付け部の前方の円弧部の上面部に固定された前方板ばね部と、前記下方のリンク機構取付け部の下面に固定され、後方側の上端が前記上方のリンク機構取付け部の後方の円弧部の上面部に固定された後方板ばね部とからなる板ばねによって構成され、前記下方のリンク機構取付け部の下方に前記ホーンホルダの仮想旋回点を持ち、前記板ばねは前記円弧部に沿って変位することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するための本発明の請求項４は、上記請求項３において、前記駆動モータは、可動子が前記ホーンホルダに固定され、固定子が前記ボンディングヘッドに固定され、可動子と固定子の対向面は、それぞれ前記仮想旋回点をほぼ中心とした円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の請求項５は、上記請求項３において、前記仮想旋回点は、前記下方及び上方のリンク機構取付け部の前方側のそれぞれの円弧の中心を結んだ延長線と前記下方及び上方のリンク機構取付け部の後方側のそれぞれの円弧の中心を結んだ延長線の交点よりなり、ボンディング面に位置していることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の請求項６は、上記請求項１、２、３又は４において、前記駆動モータは、可動子と固定子間に吸引力を持つモータであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１又は３の構成によれば、板ばねはリンク機構取付け部の円弧部に巻き付き又は巻き戻すように変位する。即ち、板ばねは円弧部の曲線に沿って変位するので、一定以上の曲げ半径とはならない。これによって、駆動モータに大きな吸引力が働く場合においても板ばねに掛かる応力は一定以上にならないので、高出力モータを大揺動で使用できる。
またボンディングヘッドとホーンホルダは板ばねで連結した構造よりなるので、クロス板ばね機構に対してより単純機構で高剛性が実現できる。また駆動モータの吸引力は板ばねの座屈方向ではなく引っ張り方向に常に働くため、高性能（高推力定数）なコア付きモータの利用を単純な構造で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明のホーンホルダ揺動型ボンディング装置の一実施の形態を図１により説明する。超音波ホーン１の端部にはキャピラリ２が固定されており、キャピラリ２には図示しないワイヤスプールに巻回されたワイヤ３が挿通されている。超音波ホーン１は、ホーンホルダ４に保持されており、ホーンホルダ４の上部には、ワイヤ３をクランプするクランパ５を有するクランパアーム６が固定されている。なお、７はボンディング面を示す。以上は、従来構造とほぼ同じ構造よりなっている。
【００１６】
ボンディングヘッド１０は、ＸＹ軸方向に駆動される図示しないＸＹテーブルに固定されている。ボンディングヘッド１０には、ホーンホルダ４の後端部が配設される空間部１１が形成されており、ホーンホルダ４の後方部の下方に上方に立ち上がったリンク機構取付け部１２が設けられている。リンク機構取付け部１２の上面の後方側には、円弧部１３が形成されている。
【００１７】
ホーンホルダ４の下面には、円弧部１３に対応した部分に支持部材２０が固定されている。円弧部１３の上端部には板ばね２１の一端が固定されており、板ばね２１に他端は支持部材２０に固定されている。ここで、キャピラリ２がボンディング面７に接触した時は、キャピラリ２の中心軸は垂直になるように、支持部材２０はリンク機構取付け部１２の円弧部１３に固定されている。なお、支持部材２０はホーンホルダ４と一体に形成してもよい。
【００１８】
支持部材２０の後方下方部には、板ばね２１の円弧部１３への固定部２２をほぼ中心とした円弧状の駆動モータ３０の可動子３１が固定されており、駆動モータ３０の固定子３２はボンディングヘッド１０に固定されている。ここで、駆動モータ３０は、可動子３１と固定子３２間に吸引力を持つモータであり、可動子３１と固定子３２の対向面は、それぞれほぼ固定部２２を回転中心とした円弧状に形成されている。
【００１９】
そこで、ボンディング装置の停止中（オフ時）には、可動子３１は駆動モータ３０の吸引力で固定子３２に常時吸引され、ホーンホルダ４は板ばね２１を介して保持される。
【００２０】
ボンディング装置の動作中（オン時）でキャピラリ２を図１（ａ）に示す状態より上昇させるように駆動モータ３０に電流が供給されると、可動子３１が固定された支持部材２０と共にホーンホルダ４が固定部２２を中心として矢印Ａ方向に回転し、キャピラリ２は上昇する。この場合、板ばね２１は、図１（ｂ）に示すように、リンク機構取付け部１２の円弧部１３に巻き付くように接点が点１３ａから点１３ｂに変位する。即ち、板ばね２１は円弧部１３の曲線に沿って変位するので、一定以上の曲げ半径とはならない。これによって、駆動モータ３０に大きな吸引力が働く場合においても板ばね２１に掛かる応力は一定以上にならないので、高出力モータを大揺動で使用できる。
【００２１】
またボンディングヘッド１０とホーンホルダ４は板ばね２１で連結した構造よりなるので、クロス板ばね機構に対してより単純機構で高剛性が実現できる。また駆動モータ３０の吸引力は板ばね２１の座屈方向ではなく引っ張り方向に常に働くため、高性能（高推力定数）なコア付きモータの利用を単純な構造で実現できる。
【００２２】
本発明のホーンホルダ揺動型ボンディング装置の他の実施の形態を図２により説明する。なお、前記実施の形態と同じ又は相当部材には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。即ち、部材１〜６は前記実施の形態と同じ又は相当部材である。従って、〔００１５〕項と同じ構成となっている。
【００２３】
ボンディングヘッド１０は、上面がＸＹ軸方向に駆動される図示しないＸＹテーブルに固定されており、ＸＹテーブルはボンディング装置の架台に固定されている。従って、特許文献２と同様に、ボンディングエリアの広いワークもボンディングが可能である。ボンディングヘッド１０には、ホーンホルダ４の後端部が配設される空間部１１が形成されており、ホーンホルダ４の後端部の下方にはリンク機構取付け部１２が設けられている。リンク機構取付け部１２の前後（図２（ａ）においては左右）には円弧部１４、１５が形成されている。
【００２４】
ホーンホルダ４のリンク機構取付け部１２に対応した上方部分には、該リンク機構取付け部１２より幅広のリンク機構取付け部４０が形成されており、リンク機構取付け部４０の前後（図２（ａ）においては左右）に円弧部４１、４２が形成されている。リンク機構取付け部１２の下面には板ばね５０のほぼ中央部が固定されており、板ばね５０は、前方の前方板ばね部５１が円弧部４１の上面に固定され、後方の後方板ばね部５２が円弧部４２の上面に固定されている。ここで、下方及び上方のリンク機構取付け部１２、４０の前方側のそれぞれの円弧部１４、４１の中心を結んだ延長線と下方及び上方のリンク機構取付け部１２、４０の後方側のそれぞれの円弧部１５、４２の中心を結んだ延長線の交点は、仮想旋回点５３となっている。この仮想旋回点５３は、ボンディング面７に位置するようになっており、キャピラリ２がボンディング面７に接触した時は、キャピラリ２の中心軸は垂直になるようになっている。
【００２５】
ホーンホルダ４の上端部には、仮想旋回点５３をほぼ中心とした円弧状の駆動モータ３０の可動子３１が固定されており、駆動モータ３０の固定子３２はボンディングヘッド１０に固定されている。ここで、駆動モータ３０は、前記実施の形態と同様に、可動子３１と固定子３２間に吸引力を持つモータである。可動子３１と固定子３２の対向面は、それぞれほぼ仮想旋回点５３を中心とした円弧状に形成されている。
【００２６】
そこで、ボンディング装置の停止中（オフ時）には、可動子３１は駆動モータ３０の吸引力で固定子３２に常時吸引され、ホーンホルダ４は板ばね５０を介して保持される。
【００２７】
ボンディング装置の動作中（オン時）でキャピラリ２を図２（ａ）に示す状態より上昇させるように駆動モータ３０に電流が供給されると、ホーンホルダ４は板ばね５０を介して仮想旋回点５３を中心として矢印Ｂ方向に回転し、キャピラリ２は上昇する。この場合、板ばね５０の前方板ばね部５１は、図３に示すように、リンク機構取付け部１２の円弧部１４に対しては巻き付くように接点が点１４ａから点１４ｂに変位し、リンク機構取付け部４０の円弧部４１に対しては巻き戻すように、接点が点４１ａから点４１ｂに変位する。即ち、前方板ばね部５１は円弧部１４、４１の曲線に沿って変位するので、一定以上の曲げ半径とはならない。これによって、駆動モータ３０に大きな吸引力が働く場合においても前方板ばね部５１に掛かる応力は一定以上にならないので、高出力モータを大揺動で使用できる。この場合、後方板ばね部５２においては前記と逆にリンク機構取付け部１２の円弧部１５に対しては巻き戻すように変位し、リンク機構取付け部４０の円弧部４２に対しては巻き付くように変位するので、前記と同様の作用効果が得られる。
【００２８】
また前記実施の形態と同様に、ボンディングヘッド１０とホーンホルダ４は板ばね５０で連結した構造よりなるので、クロス板ばね機構に対してより単純機構で高剛性が実現できる。また駆動モータ３０の吸引力は板ばね５０の座屈方向ではなく引っ張り方向に常に働くため、高性能（高推力定数）なコア付きモータの利用を単純な構造で実現できる。
【００２９】
本実施の形態においては、前方板ばね部５１と後方板ばね部５２を１個の板ばね５０で形成したが、それぞれ別個の板ばねで形成してもよいことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のホーンホルダ揺動型ボンディング装置の一実施の形態を示し、（ａ）はキャピラリがボンディング面に接地した状態における側面図、（ｂ）は要部拡大側面図である。
【図２】本発明のホーンホルダ揺動型ボンディング装置の他の実施の形態を示し、（ａ）は（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図で、キャピラリがボンディング面に接地した状態における一部断面側面図、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。
【図３】図２の板ばねの変位状態を示す拡大説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    超音波ホーン
２    キャピラリ
３    ワイヤ
４    ホーンホルダ
５    クランパ
１０    ボンディングヘッド
１２    リンク機構取付け部
１３、１４、１５    円弧部
２１    板ばね
２２    固定部
３０    駆動モータ
３１    可動子
３２    固定子
４０    リンク機構取付け部
４１、４２    円弧部
５０    板ばね
５１    前方板ばね部
５２    後方板ばね部
５３    仮想旋回点
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007281177.tif 000005