(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合対象物に荷重と超音波振動を作用させながら被接合面に圧着する電子部品のボンディング装置であって、前記接合対象物に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記接合対象物を介して被接合面に対して押圧する押圧手段と、前記ボンディングツールに超音波振動を付与する振動子と、この振動子を駆動するための電力を供給する振動子駆動部と、この振動子駆動部に対して前記振動子の駆動周波数を指示するための駆動周波数信号を出力する駆動周波数信号出力部と、前記ボンディングツールが無荷重状態で振動子を駆動する空中発振時における共振周波数を示す基本周波数および前記ボンディングツールに前記押圧手段による押圧荷重が負荷された負荷状態で振動子を駆動する負荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との関係を記憶する記憶手段と、ボンディング動作における前記振動子の駆動開始時に前記駆動周波数信号出力部から出力される駆動周波数信号の周波数を、前記基本周波数と当該ボンディング動作における前記押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定する駆動開始時周波数設定手段とを備えたことを特徴とする超音波ボンディング装置。
【請求項２】
接合対象物に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記接合対象物を介して被接合面に対して押圧する押圧手段と、前記ボンディングツールに超音波振動を付与する振動子と、この振動子を駆動するための電力を供給する振動子駆動部と、この振動子駆動部に対して前記振動子の駆動周波数を指示するための駆動周波数信号を出力する駆動周波数信号出力部とを備えた超音波ボンディング装置による超音波ボンディング方法であって、前記ボンディングツールが無荷重状態で振動子を駆動する空中発振時における共振周波数を示す基本周波数および前記ボンディングツールに前記押圧手段による押圧荷重が負荷された負荷状態で振動子を駆動する負荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との関係を記憶手段に記憶させておき、ボンディング動作における前記振動子の駆動開始時に前記駆動周波数信号出力部から出力される駆動周波数信号の周波数を、前記基本周波数と当該ボンディング動作における前記押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定することを特徴とする超音波ボンディング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子部品や電極接合用ワイヤなどのボンディング対象物に超音波振動を作用させて被接合面にボンディングする超音波ボンディング装置及び超音波ボンディング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品を基板の電極などの被接合面にボンディングする方法として、超音波ボンディングを用いる方法が知られている。この方法は、電子部品を被接合面に対して押圧しながら電子部品に超音波振動を与え、接合面を微小に振動させて摩擦を生じさせることにより接合面を密着させるものである。この超音波ボンディングでは、振動付与手段である振動子を備えたボンディングツールによって電子部品に荷重と超音波振動を作用させる。
【０００３】
超音波ボンディングにおいて品質の安定したボンディングを効率よく行うためには、振動子の駆動周波数をボンディングツールの振動系の固有振動周波数と一致させて機械共振させることにより、強力な振動を発生させることが望ましい。この機械共振を発生する共振周波数はボンディングツール毎に異なるため、各個体毎に共振周波数を求める必要がある。この共振周波数検出は一般にボンディングツールが空中にある無負荷状態において振動子を駆動することにより検出される。そしてボンディング動作が開始される際には、この共振周波数が振動子の自走周波数として設定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、振動子とボンディングツールにより構成される振動系の共振周波数はボンディング時の荷重負荷によって大きく変動する場合があり、実際のボンディング過程においてボンディングツールに押圧荷重が負荷された負荷状態における共振周波数が上述の無負荷状態の共振周波数と大きく異なって周波数追従可能範囲から外れたり、所望の振動モード以外の周波数に誤って追従することがあった。
【０００５】
このため、ボンディング動作開始後に変動する共振周波数に振動子の駆動周波数を追従させることができず、ボンディングが行えなかったり、所望の振動モード以外の周波数に誤って追従した結果、ボンディング不良が発生するという問題点があった。
【０００６】
そこで本発明は、荷重負荷によって振動子の共振周波数が大きく変化した場合にあっても、所望の振動モードの共振周波数に確実に追従し、安定したボンディングを行うことができる超音波ボンディング装置及び超音波ボンディング方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の超音波ボンディング装置は、接合対象物に荷重と超音波振動を作用させながら被接合面に圧着する電子部品のボンディング装置であって、前記接合対象物に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記接合対象物を介して被接合面に対して押圧する押圧手段と、前記ボンディングツールに超音波振動を付与する振動子と、この振動子を駆動するための電力を供給する振動子駆動部と、この振動子駆動部に対して前記振動子の駆動周波数を指示するための駆動周波数信号を出力する駆動周波数信号出力部と、前記ボンディングツールが無荷重状態で振動子を駆動する空中発振時における共振周波数を示す基本周波数および前記ボンディングツールに前記押圧手段による押圧荷重が負荷された負荷状態で振動子を駆動する負荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との関係を記憶する記憶手段と、ボンディング動作における前記振動子の駆動開始時に前記駆動周波数信号出力部から出力される駆動周波数信号の周波数を、前記基本周波数と当該ボンディング動作における前記押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定する駆動開始時周波数設定手段とを備えた。
【０００８】
請求項２記載の超音波ボンディング方法は、接合対象物に当接するボンディングツールと、このボンディングツールを前記接合対象物を介して被接合面に対して押圧する押圧手段と、前記ボンディングツールに超音波振動を付与する振動子と、この振動子を駆動するための電力を供給する振動子駆動部と、この振動子駆動部に対して前記振動子の駆動周波数を指示するための駆動周波数信号を出力する駆動周波数信号出力部とを備えた超音波ボンディング装置による超音波ボンディング方法であって、前記ボンディングツールが無荷重状態で振動子を駆動する空中発振時における共振周波数を示す基本周波数および前記ボンディングツールに前記押圧手段による押圧荷重が負荷された負荷状態で振動子を駆動する負荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との関係を記憶手段に記憶させておき、ボンディング動作における前記振動子の駆動開始時に前記駆動周波数信号出力部から出力される駆動周波数信号の周波数を、前記基本周波数と当該ボンディング動作における前記押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定する。
【０００９】
本発明によれば、無荷重状態での共振周波数を示す基本周波数および負荷状態での負荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との関係を記憶手段に記憶させておき、ボンディング動作における振動子の駆動開始時に駆動周波数信号出力部から出力される駆動周波数信号の周波数を、基本周波数と当該ボンディング動作における押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定することにより、荷重負荷によって振動子の共振周波数が大きく変化した場合にあっても、所望の振動モードの共振周波数に確実に追従し、安定したボンディングを行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装置の駆動周波数信号出力処理のフローチャート、図３は本発明の一実施の形態のボンディング装置の周波数オフセットデータの説明図、図４は本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装置によるボンディング動作時振動子駆動処理のフローチャート、図５は本発明の一実施の形態の超音波ボンディング方法における振動子駆動タイミングを示すチャート図、図６は本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装置の駆動周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフである。
【００１１】
まず図１を参照して超音波ボンディング装置の構成を説明する。図１においてボンディングステージ１上には基板２が載置されている。被接合面である基板２上面には、接合対象物である電子部品３が超音波ボンディングにより実装される。ボンディングステージ１の上方にはボンディング機構４が配設されている。ボンディング機構４は、ヘッド駆動部１２に駆動される昇降機構部９によって昇降する昇降ブロック８に、ボンディングツール７を保持させた構造となっている。
【００１２】
ボンディングツール７は横方向に細長形状のホーン５の端部に振動子６を装着して構成されており、振動子６を駆動することによりボンディングツール７には超音波振動が付与される。ホーン５の中央部下面には、下方に突出した接合作用部５ａが設けられており、電子部品３の上面に接合作用部５ａを当接させて吸着孔（図示省略）から真空吸引することにより、接合作用部５ａに電子部品３を保持する。
【００１３】
振動子６を駆動することにより、ホーン５には超音波の縦振動が付与され、接合作用部５ａを介して、電子部品３に超音波振動が伝達される。ホーン５は、振動子６によって生じる定在波振動の節に相当する位置を、保持部材８ａによって両持ち支持されており、ホーン５に誘起された振動が昇降ブロック８に伝達されることによるロスを極力防止するようになっている。
【００１４】
接合作用部５ａに電子部品３を吸着保持させた状態で、昇降機構部９を駆動することによりボンディングツール７は下降し、電子部品３は基板２に対して所定荷重で押圧される。そしてこの状態で振動子６を駆動することにより、電子部品３は荷重と超音波振動の作用によって被接合面である基板２に圧着される。昇降機構部９は、ボンディングツール７を電子部品３を介して基板２に押圧する押圧手段となっている。
【００１５】
次に振動子６を駆動する駆動回路および駆動回路を制御する制御系について説明する。本実施の形態に示す超音波ボンディング装置は、位相同期ループ型の周波数追従機能を備えており、振動子６の電圧と電流の位相差が所定の大きさになるように振動子６の駆動周波数を制御することにより、振動子６の発生する超音波振動の振動数をボンディングツール７の共振周波数に追従させることができるようになっている。
【００１６】
上記のように周波数追従機能を備えている場合にあっても、駆動開始時にはボンディングツールごとに駆動周波数を指示する必要があるため、振動子６の駆動を開始する際の駆動周波数（自走周波数）が予め設定される。この自走周波数としては、一般にボンディングツールに荷重負荷が作用していない空中発振時の共振周波数が用いられる。この無負荷状態の共振周波数は、各個別のボンディングツールに固有の基本周波数としての性格を有するものであり、各品種・各固体毎にデータとして登録される。
【００１７】
本実施の形態の超音波ボンディング装置では、上述の基本周波数のデータとともに、ボンディングツールに押圧荷重が負荷された負荷状態で振動子を駆動する負荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との関係を示すデータを併せて記憶手段に記憶させておき、振動子の駆動開始時に駆動周波数信号出力部から出力される駆動周波数（自走周波数）を、基本周波数と当該ボンディング動作における押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定するようにしている。
【００１８】
まず、振動子６の駆動回路について説明する。振動子駆動部１０は振動子６に超音波振動を発生させるドライバであり、駆動電圧Ｖおよび駆動周波数ｆが指令されることにより、これらの指令に応じて振動子６を駆動するための電力を供給する。ここで駆動電圧Ｖ、駆動周波数ｆは、振動子６から出力される超音波振動のパワー、周波数をそれぞれ決定する指令パラメータである。駆動電圧Ｖは、制御部１６の駆動電圧指示部１６ｆから指示され、駆動周波数ｆは、駆動周波数信号出力部１８から駆動周波数信号として振動子駆動部１０に対して指示される。
【００１９】
検出部１３は、振動子駆動部１０により駆動された振動子６の２つの接続端子間の電圧を検出することにより振動子６の駆動電圧（ＵＳＶ）を検出するとともに、抵抗の両端間の電圧を検出することにより振動子６の駆動電流（ＵＳＩ）を検出する。位相比較部１５は、検出部１３で検出された電圧と電流の位相を比較する。この比較結果は駆動周波数信号出力部１８に対して出力される。
【００２０】
そして駆動周波数信号出力部１８が振動子駆動部１０に対して駆動周波数信号を指令する際には、指令周波数信号出力部１７から出力される指令周波数に、上述の比較結果（電圧と電流の位相差）に応じた補正分（補正周波数）を加味した駆動周波数の信号を指令する。ここではアナログ回路によって位相差に略比例した補正周波数を出力させ、この補正周波数を指令周波数に加味するようにしている。この位相同期ループ回路により、振動子駆動部１０はボンディングツール７の共振周波数に追従した駆動周波数の電力を振動子６に対して供給する。
【００２１】
ここで指令周波数とは駆動周波数を決定する際の基準データであり、前述の基本周波数ｆ０に基づいて予め設定されている。この指令周波数の設定においては、２種類の設定パターンを選択できるようになっている。すなわち、指令周波数として基本周波数ｆ０そのものを用いる場合と、基本周波数ｆ０に後述する周波数オフセットを加算した周波数を指令周波数として用いる場合とがあり、必要に応じて使い分けができるようになっている。本実施の形態では、指令周波数として基本周波数ｆ０に周波数オフセットを加算する設定パターンについて説明する。
【００２２】
この指令周波数の指示は、制御部１６の周波数指示部１６ｅが駆動パラメータ記憶部２３から基本周波数ｆ０や周波数オフセットなどのデータを読み取り、指令周波数信号出力部１７に対して指示することによって行われる。そして指令周波数信号出力部１７は、この周波数指示部１６ｅの指示に従って駆動周波数信号出力部１８に対して指令周波数信号を出力する。ここでは、指令周波数信号出力部１７は、前述のように指令周波数として基本周波数ｆ０に周波数オフセットを加算した周波数を駆動周波数信号出力部１８に対して出力する。
【００２３】
なお駆動周波数信号出力部１８が振動子駆動部１０に対して駆動周波数信号を出力する際には、異なる複数の出力モードの中から選択指示された出力モードに従って出力することができるようになっている。これらの出力モードには、上述の位相同期ループ回路を閉じた状態で周波数追従を行わせるための出力モード（第１モード）と、位相同期ループ回路を開放して周波数追従機能をオフ状態にする出力モード（第２モード）とが含まれる。これらの出力モードの指示は、制御部１６のモード指示部１６ｄによって行われる。
【００２４】
ここで、上記駆動周波数を指令する駆動周波数出力信号と、出力モードとの関連について図２を参照して説明する。図２は駆動周波数信号出力部１８によって駆動周波数信号を振動子駆動部１０に対して出力する際の駆動周波数信号出力処理を示している。
【００２５】
まず、指令周波数信号出力部１７から指令周波数信号を、およびモード指示部１６ｄから出力モードの指示を読み込む（ＳＴ１）。次いで出力モードを判別する（ＳＴ２）。ここで第１モードならば、指令周波数と同じ周波数の信号を駆動周波数信号として振動子駆動部１０に対して出力する（ＳＴ３）。
【００２６】
また、第２モードならば、次の処理を行う。まず、位相比較部１５の比較結果を読み込む（ＳＴ４）。そして比較結果に基づいて、補正周波数を求める（ＳＴ５）。すなわち、電圧と電流の位相差に対応した補正周波数を駆動周波数信号出力部１８に記憶された周波数追従用の補正データから求め、そして指令周波数にこの補正分を加えた補正後周波数の信号を駆動周波数信号として出力する（ＳＴ６）。このように出力モードの指定を行うことにより、周波数追従機能のオンオフを選択することができるようになっている。
【００２７】
次に制御系を説明する。制御部１６はボンディング動作を全体制御するボンディング制御手段であり、以下の各部で説明される処理機能を備えている。ヘッド駆動指示部１６ａは、昇降機構部９を駆動するヘッド駆動部１２を制御する。検出値書込処理部１６ｂは、検出部１３の検出データを検出値記憶部２４に書き込むための処理を行う。検出部１３によって検出された電圧および電流のアナログデータは、変換部１４によって実効値に変換され、さらにデジタルデータに変換される。検出値書込処理部１６ｂは、これらのデジタルデータをデータ処理することにより、所定のデータ形式でデータを検出値記憶部２４に書き込む。
【００２８】
演算部１６ｃは、検出値記憶部２４に記憶されたデータを処理するための演算などの各種演算処理を行う。モード指示部１６ｄは、プログラム記憶部２２に記憶されたボンディング動作プログラムに基づき、駆動周波数信号出力部１８に対して出力モードを指示する。周波数指示部１６ｅは、駆動パラメータ記憶部２３に記憶された各種パラメータの中から周波数パラメータを読み出して、指令周波数信号出力部１７に対して必要な周波数を指示する。駆動電圧指示部１６ｆは、振動子駆動部１０に対し駆動電圧Ｖを指示する。周波数計測部１６ｇは、振動子６の駆動電圧ＵＳＶの周波数をカウントすることにより、振動子駆動部１０により駆動された振動子６の基本周波数や負荷共振周波数を実測する。
【００２９】
操作・入力部２０はキーボードやマウスなどの入力手段であり、操作コマンド入力やデータ入力を行う。表示部２１はＣＲＴなどの表示パネルであり、データ入力時、操作時の案内画面を表示する。プログラム記憶部２２は、ボンディング動作や、基本周波数検出処理などの各種動作プログラム、処理プログラムを記憶する。
【００３０】
駆動パラメータ記憶部２３は、ボンディングツールを空中で発振させたときの共振周波数を示す基本周波数ｆ０、後述する周波数オフセットデータ、駆動電圧Ｖ、振動子駆動時間ｔなど、振動子６を駆動してボンディング動作や各種処理を実行する上で使用される各種の駆動パラメータを記憶する。駆動パラメータ記憶部２３は、基本周波数ｆ０および負荷共振周波数と押圧荷重との関係を記憶する記憶手段となっている。検査値記憶部２４は、検出部１３によって検出された電流、電圧の検出データを記憶する。
【００３１】
次に図３を参照して、周波数オフセットデータについて説明する。周波数オフセットデータは、負荷共振周波数と押圧荷重との関係に基づいて定められるデータであり、実測または経験値を用いた近似計算により求められる。実測は、周知の周波数カウンタ等を接続することにより行ってもよいが、周波数計測部１６ｇを用いて行うと、より簡便で望ましい。この周波数オフセットデータが与えられることにより、各種のボンディング条件における共振周波数を予め推定して、この推定された共振周波数を自走周波数として用いることができるようになっている。本実施の形態では、周波数オフセットデータは２種類のデータ形式で記憶される。
【００３２】
すなわち、図３（ａ）に示すように、ボンディング荷重（Ｌ１，Ｌ２・・）ごとに実測の負荷共振周波数（ｆ１，ｆ２・・）および基本共振周波数との差（周波数オフセットα１，α２，・・）を予め記憶させたデータテーブルとして記憶する方式を用いてもよく、また図３（ｂ）に示すように、所定の荷重範囲内（Ｌ（ａ）〜Ｌ（ｂ））においてボンディング荷重Ｌと負荷共振周波数ｆとの関係を経験値に基づいて直線近似する近似式（ｆ＝Ｆ（ｆ０，ｋＬ）、ｆ０：基本周波数、ｋ：直線の傾き）の型式で記憶させる方式とを併用している。
【００３３】
データテーブル方式では、ボンディング荷重が指定されれば対応する周波数オフセット値が直ちに求められるという利点がある。また、近似式を用いる方式では、あるボンディング荷重範囲内であれば、共振周波数を実測することなく、自走周波数を設定できるという利点がある。
【００３４】
次に図４、図５を参照して、ボンディング動作時の振動子駆動処理について説明する。まず、振動子駆動パラメータを、パラメータ記憶部２３から読み取る（ＳＴ２１）。これにより、基本周波数ｆ０、周波数オフセットデータ、駆動電圧Ｖおよび振動子駆動時間ｔが読み取られる。次いで振動子６の駆動開始に際し、駆動周波数信号の出力モードとして第１モードを指示する（ＳＴ２２）。これにより、駆動周波数信号出力部１８が振動子駆動部１０に対して駆動周波数信号を出力する際には、第１モードにしたがって、指令周波数信号出力部１７から出力された指令周波数と同じ周波数の信号が出力される。
【００３５】
すなわち、駆動周波数信号出力部１８から振動子駆動部１０に対して基本周波数ｆ０に周波数オフセットαを加算した駆動周波数ｆが出力され、この駆動周波数ｆおよび駆動電圧Ｖにて振動子６が駆動される（ＳＴ２３）。図５（ａ）は、駆動開始のタイミングを示しており、押圧荷重が上昇して所定ボンディング荷重Ｌで安定したタイミングｔ０にて、このボンディング荷重Ｌに対応した周波数オフセットα（図３参照）を基本周波数ｆ０に加算した駆動周波数ｆにて駆動が開始される。ここで、指令周波数信号出力部１７は、ボンディング動作における振動子６の駆動開始時に駆動周波数信号出力部１８から出力される駆動周波数信号の周波数を、基本周波数ｆ０と当該ボンディング動作における押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定する駆動開始時周波数設定手段となっている。
【００３６】
そしてこの駆動状態において、検出部１３により電流Ｉを検出し（ＳＴ２４）、予めしきい値電流として設定された所定電流値以上の電流が検出されたか否かを判定する（ＳＴ２５）。ここで、所定電流値に到達していなければ振動子６が安定した駆動状態にないと判断し、（ＳＴ２３）に戻って上述の駆動周波数ｆでの振動子６の駆動を継続し、また所定電流値に到達している場合には位相同期ループによる周波数追従機能が正常に作動する状態にあると判断して、モード指示部１６ｄによって駆動周波数信号の出力モードとして第２モードを指示する（ＳＴ２６）。
【００３７】
これにより、駆動周波数信号出力部１８が振動子駆動部１０に対して駆動周波数信号を出力する際には、第２モードにしたがって、指令周波数信号出力部１７から出力された指令周波数に位相比較部１５の比較結果に基づく補正分を加えた補正後周波数が駆動周波数信号として出力されるようになる。
【００３８】
すなわち、検出部１３によって検出された電流と電圧との間の位相差に応じた補正を加えた駆動周波数にて振動子６を駆動する（ＳＴ２７）。この後、振動子駆動時間ｔがタイムアップしたか否かを判定し（ＳＴ２８）、タイムアップを確認したならば振動子６の駆動を停止する（ＳＴ２９）。これにより、ボンディング動作が終了する。
【００３９】
図６は、同一の振動子６を用いてボンディングを行った場合の、検出部１３によって検出された電圧と電流に基づいて求められたインピーダンスＺと駆動周波数ｆとの関係を示すグラフである。ここで、極小のインピーダンスＺを与える周波数は、共振周波数を示している。図６（ａ）は、押圧荷重を変動させた場合の共振周波数の変動を示している。
【００４０】
すなわち、無負荷状態におけるインピーダンスＺは破線に示すグラフで表され、このときの共振周波数は基本周波数ｆ０となる。この振動子６を、ボンディング荷重Ｌで使用した場合には、インピーダンスＺは実線に示すグラフで表され、このときの負荷共振周波数ｆ１は、基本周波数ｆ０に前述の周波数オフセットαを加算した値となっている。
【００４１】
このように振動子６の駆動開始に際して、ボンディング荷重Ｌに対応した周波数オフセットαを加算して負荷共振周波数に相当する自走周波数にて駆動を開始することにより、位相同期ループによる周波数追従可能範囲が限定されている場合にあっても、追従対象の共振周波数に駆動周波数を正しく追従させることができる。以上により、振動子６の駆動に要する電力の伝達損失を極小にすることができる。
【００４２】
すなわち、図６（ａ）に示すように、基本周波数ｆ０を自走周波数とした場合において、追従可能範囲［０］の範囲内に負荷共振周波数ｆ１が含まれず正常な発振ができないような場合にあっても、周波数オフセットαを加算することにより変更された追従可能範囲［１］には負荷共振周波数ｆ１が含まれるようになり、確実な周波数追従が実現される。
【００４３】
また、振動子６とボンディングツール７とで構成される振動系の特性によっては、図６（ｂ）に示すように、正しい追従対象の負荷共振周波数ｆ１以外にも副次の共振周波数ｆ’１が存在する場合がある。このような場合に前述のように基本周波数ｆ０を自走周波数とすると、追従可能範囲［０］に副次の共振周波数ｆ’１が含まれている場合には、本来追従対象としていない共振周波数に追従してしまい、正しい発振状態が得られない。このような場合にあっても、周波数オフセットαを加算することにより、共振周波数ｆ’を含まない追従可能範囲［１］に負荷共振周波数ｆ１が含まれるようになり、確実な周波数追従が実現される。
【００４４】
また、ボンディング動作開始直後において振動子６に正常に電流が流れない不整定時間においては、第１モードによって常に指令周波数通りの駆動周波数によって振動子６が駆動される。したがって、振動子６に電流が流れない不整定時間において位相同期ループが閉じていることによる不規則発振が発生せず、不規則発振に起因する動作エラーを排除して、正常なボンディング動作を実行することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、無荷重状態での共振周波数を示す基本周波数および負荷状態での負荷発振時における負荷共振周波数と押圧荷重との関係を記憶手段に記憶させておき、ボンディング動作における振動子の駆動開始時に駆動周波数信号出力部から出力される駆動周波数信号の周波数を、基本周波数と当該ボンディング動作における押圧荷重に対応した負荷共振周波数とに基づいて設定することにより、荷重負荷によって振動子の共振周波数が大きく変化した場合にあっても、所望の振動モードの共振周波数に確実に追従し、安定したボンディングを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装置の駆動周波数信号出力処理のフローチャート
【図３】本発明の一実施の形態のボンディング装置の周波数オフセットデータの説明図
【図４】本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装置によるボンディング動作時振動子駆動処理のフローチャート
【図５】本発明の一実施の形態の超音波ボンディング方法における振動子駆動タイミングを示すチャート図
【図６】本発明の一実施の形態の超音波ボンディング装置の駆動周波数とインピーダンスとの関係を示すグラフ
【符号の説明】
２  基板
３  電子部品
５  ホーン
６  振動子
７  ボンディングツール
１０  振動子駆動部
１３  検出部
１５  位相比較部
１６  制御部
１６ｄ  モード指示部
１７  指令周波数信号出力部
１８  駆動周波数信号出力部
２３  駆動パラメータ記憶部
２４  検出値記憶部
【図１】
0003791424.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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