(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支点を中心に上下方向に回動自在なホルダと、このホルダに取り付けられた超音波ホーンと、この超音波ホーンに取り付けられたキャピラリーと、前記ホルダと一体化され前記キャピラリーの上方に位置するクランパーと、前記ホルダを前記支点を中心に回動自在な状態で保持するブラケットと、このブラケットに取り付けられ、前記ホルダを駆動するリニアモータとを備え、前記超音波ホーンおよび前記クランパーの取り付け位置がホルダの支点より上方であり、前記リニアモータの取り付け位置が前記ホルダの支点より下方であって、ワイヤボンディングヘッドを前記超音波ホーンの長手方向に移動する際に、前記支点を中心としたモーメントを釣り合わせるために用いるバランサーに代えて前記モーメントが自重だけで釣り合うように前記ワイヤボンディングヘッドの各要素を配置したことを特徴とするワイヤボンディング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体と、基板およびリードフレーム等に設けられた電極とを導電線にて結線するワイヤボンディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のワイヤボンディング装置を用いたワイヤボンディング方法は、図５に示すように、ヒートブロック６上に基板２を載置固定し、基板２を介してボンディング領域を加熱するとともに、超音波ホーン10に超音波を印加してボンディングを行っていた。５はヒートブロック６に埋設されたヒータ、14はＩＣ部品、15は基板２の電極部、３はＩＣ部品14の電極部14aと電極部15を接続するワイヤである。
【０００３】
図３は従来のワイヤボンディング装置の構成を示したもので、11は超音波ホーン10を回動自在な状態で保持するホルダ、13は超音波ホーン10を上下方向に動かすリニアモータであり、超音波ホーン10はホルダ11を支点にして上下動し、キャピラリー４を上下動させる。
【０００４】
超音波ホーン10の内部には、キャピラリー４と逆側(図の左側)にピエゾ素子などの発振子を備えており、これを超音波ホーン10自体で増幅し、キャピラリー４に伝える構造になっている。
【０００５】
上記のようなワイヤボンディング方法では、１日あたり数十万ワイヤのボンディングを行うが、生産性向上のためには、ボンディングタクトの短縮が要求される。例えば１ワイヤあたり0.01秒短縮すると、現状では８％程度の生産性が向上する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のボンディング装置では、各要素の自重により、支点８まわりのモーメントが釣り合わず、超音波ホーンの長手方向に移動する際にバランスがとれず、支点８の下部にモーメントを釣り合わせるためにバランサー７と呼ばれるおもりを必要とし、ヘッド全体の自重を約３割も上昇させてしまい、ヘッド全体の慣性を増加させ、ボンディングするためのヘッド移動速度を下げ、ボンディングタクトを落とし、生産能力を落とすという問題があった。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するもので、ボンディングタクトが短く、高生産性を実現するワイヤボンディング装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のワイヤボンディング装置は、支点を中心に上下方向に回動自在なホルダと、このホルダに取り付けられた超音波ホーンと、この超音波ホーンに取り付けられたキャピラリーと、前記ホルダと一体化され前記キャピラリーの上方に位置するクランパーと、前記ホルダを前記支点を中心に回動自在な状態で保持するブラケットと、このブラケットに取り付けられ、前記ホルダを駆動させるリニアモータとを備え、前記超音波ホーンおよび前記クランパーの取り付け位置がホルダの支点より上方であり、前記リニアモータの取り付け位置が前記ホルダの支点より下方であって、ワイヤボンディングヘッドを前記超音波ホーンの長手方向に移動する際に、前記支点を中心としたモーメントを釣り合わせるために用いるバランサーに代えてモーメントが自重だけで釣り合うように前記ワイヤボンディングヘッドの各要素を配置した構成とするものである。
【０００９】
【作用】
この構成により、ワイヤボンディング装置自体が軽量化され、慣性が小さくなり、ヘッド移動速度が速くなってボンディングタクトが短縮され、生産性が大幅に向上される。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の一実施例のワイヤボンディング装置について、図面を参照しながら説明する。
図１に示す本実施例のワイヤボンディング装置は、支点８を中心に上下方向に回動自在なホルダ11と、このホルダ11に取り付けられた超音波ホーン10と、この超音波ホーン10に取り付けられたキャピラリー４と、前記ホルダ11と一体化され前記キャピラリー４の上方に位置するクランパー９と、前記ホルダ11を支点８を中心に回動自在な状態で保持するブラケット12と、このブラケット12に取り付けられ、前記ホルダ11を駆動させるリニアモータ13とを備え、各要素を適正に配置することにより、前記支点８を中心としたモーメントが自重だけで釣り合うように構成したものである。
【００１１】
なお、２はボンディングされる基板、３は基板２上の電極間を結線するためのワイヤ、４はワイヤ３を基板２上に結線するためのキャピラリー、５はヒータ、６は基板２を支えながらヒータ５の熱を基板２に伝え、かつＸＹ方向に移動可能なヒートブロックである。
【００１２】
以上のように構成されたワイヤボンディング装置について、以下図１，図５を用いてその動作を説明する。
ワイヤボンディングを行うには、ヒートブロック６上に基板２を載置して固定し、Ｘ−Ｙテーブル１にてＩＣ部品14のボンディングすべき電極部14aをキャピラリー４の下方位置に位置決めする。このときＩＣ部品14はヒートブロック６により加熱されている。そしてボンディングヘッドを下降させ、ワイヤ３の一端をこの電極部14aに押圧し、キャピラリー４を直接振動させてボンディングする。その後ボンディングヘッドを適当距離上昇させ、さらにＸＹ方向に動作させてＩＣ部品14の電極部14aと接続すべき基板２上の配線パターンの電極部15をキャピラリー４の下方位置に位置決めし、ボンディングヘッドを下降させてボンディングし、その後ワイヤ３を切断してボンディングヘッドを上昇させる。以下、同様にＩＣ部品14の各電極部14aと基板２の対応する電極部15を順次ワイヤボンディングして電気的に接続する。
【００１３】
支点８を中心としたモーメントが、自重だけで釣り合うためには、図１のようにリニアモータ13を、支点８から見て図の左斜め下に位置させると最も効率よく実現できる。ブラケット12の形状が多少複雑になり、リニアモータ13のメンテナンスが行いにくくなるために、従来は図３のように配置されていたが、バランサー７により調整する方法が採られていたため、ボンディングタクト面から見れば著しく不利であった。この従来のモーメントバランスの模式図を図４に示す。バランサー７がないと著しくバランスを崩すことになる。また本実施例のモーメントバランスがとれた状態の模式図を図２に示す。各図とも斜線部は各要素の集中荷重である。
【００１４】
図１では、被ボンディング側に基板を載置しているが、一般のリードフレームを載置してもよい。
【００１５】
以上のように本実施れによれば、ヘッド自体の軽量化が図れ、ヘッド移動速度が速くなり、ボンディングタクトが短縮され、生産性を大幅に向上させることができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の実施例の説明により明らかなように、本発明のワイヤボンディング装置によれば、支点を中心に上下方向に回動自在なホルダと、このホルダに取り付けられた超音波ホーンと、この超音波ホーンに取り付けられたキャピラリーと、前記ホルダと一体化され前記キャピラリーの上方に位置するクランパーと、前記ホルダを支点を中心に回動自在な状態で保持するブラケットと、このブラケットに取り付けられ、前記ホルダを駆動するリニアモータとを備え、前記超音波ホーンおよび前記クランパーの取り付け位置がホルダの支点より上方であり、前記リニアモータの取り付け位置が前記ホルダの支点より下方であって、ワイヤボンディングヘッドを前記超音波ホーンの長手方向に移動する際に、前記支点を中心としたモーメントを釣り合わせるために用いるバランサーに代えてモーメントが自重だけで釣り合うように前記ワイヤボンディングヘッドの各要素を適正に配置して構成したことにより、ワイヤボンディングヘッド自体が軽量化され、ヘッド移動速度が速くなり、ボンディングタクトが短縮され、大幅な生産性向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のワイヤボンディング装置の要部の概略構成図である。
【図２】同実施例のモーメントバランスを示す模式図である。
【図３】従来のワイヤボンディング装置の要部の概略構成図である。
【図４】従来のワイヤボンディング装置のモーメントバランスを示す模式図である。
【図５】ワイヤボンディング工程を説明する斜視図である。
【符号の説明】
１…Ｘ−Ｙテーブル、  ２…基板、  ３…ワイヤ、  ４…キャピラリー、  ５…ヒータ、  ６…ヒートブロック、  ７…バランサー、  ８…支点、  ９…クランパー、10…超音波ホーン、  11…ホルダ、  12…ブラケット、  13…リニアモータ、  14…ＩＣ部品、  15…電極部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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