JP3264184B2 - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤにより電子
部品の電極の接続などを行うワイヤボンディング装置に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子部品と基板の電気的接続や電子部品
の電極上にバンプ形成などを行うワイヤボンディング装
置は、ホーンの先端部に保持されたキャピラリツールに
ワイヤを挿通し、ホーンを上下方向へ揺動させながら、
所定の作業を行うようになっている。
【0003】図7は、従来のワイヤボンディング装置の
側面図である。ホーン1の先端部にはキャピラリツール
2が保持されており、キャピラリツール2にはワイヤ3
が挿通されている。ホーン1の基端部はブロック4に保
持されており、ブロック4は軸受部5にピン6を中心に
回転自在に軸着されている。ブロック5の背面にはコイ
ル部7が装着されている。コイル部7はマグネット8に
装入されている。コイル部7とマグネット8はボイスコ
イルモータ9を構成している。
【0004】10はクランパユニットであって、保持部
材11と、保持部材11に取り付けられた左右一対のカ
ットクランパ12と、カットクランパ12に開閉動作を
行わせるボイスコイルモータ13から成っている。カッ
トクランパ12の先端内面にはワイヤ3をクランプする
ためのパッド14が装着されている。15はボイスコイ
ルモータ13への給電用コードであって、電源(図外)
に接続されている。クランパユニット10は、ビス16
によりブロック4の上面に着脱自在に装着されている。
軸受部5やマグネット8が設けられた台板17は可動テ
ーブル18上に設置されており、可動テーブル18が駆
動することにより、台板17上の諸要素はX方向やY方
向へ水平移動する。Sはワイヤボンディングの対象とな
るリードフレームなどの基板、Pは基板Sに搭載された
チップである。
【0005】次に動作を説明する。可動テーブル18が
駆動することによりキャピラリツール2はX方向やY方
向へ移動し、またボイスコイルモータ9のコイル部7に
通電すると、コイル部7とマグネット8の間の磁気力に
よりブロック4はピン6を中心に往復回転し、これによ
りホーン1は上下方向Aへ揺動し、キャピラリツール2
に挿通されたワイヤ3によりチップPの電極と基板Sの
電極を接続する。なお図7において、ワイヤ3の下端部
に電気的スパークによりボールを形成するトーチなどは
省略している。
【0006】チップPと基板Sを接続したワイヤ3は、
カットクランパ12のパッド14でクランプされ、その
状態でカットクランパ12が上方へ揺動することによ
り、基板Sへのボンディング点から切断される。以上の
動作を高速度で繰り返すことにより、チップPの電極と
基板Sの電極は次々にワイヤで接続されていく。
【0007】パッド14は長時間使用する間に次第に摩
耗するので、時々パッド14の交換を行わねばならな
い。従来、このパッド14の交換は次にようにして行わ
れていた。すなわち、ビス16を取りはずしてクランパ
ユニット10をブロック4から分離し、カットクランパ
12の先端部のパッド14を交換する。交換が終了した
ならば、クランパユニット10をビス16で再度ブロッ
ク4に装着する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにクランパユニット10をブロック4から分離して
パッド14の交換を行う場合、クランパユニット10は
給電用コード15で電源に接続されているので、この給
電用コード15がクランパユニット10のブロック4に
対する着脱作業やパッド14の着脱作業の邪魔になり、
作業を甚だ行いにくいという問題点があった。
【0009】したがって本発明は、パッドの交換を簡単
に行え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。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、先端部にキャ
ピラリツールを保持するホーンと、このホーンを上下方
向に揺動自在に保持するホーン保持手段と、クランパユ
ニットとを備えたワイヤボンディング装置であって、こ
のクランパユニットが、前記キャピラリツールの上方に
位置して前記キャピラリツールに挿通されたワイヤをク
ランプするカットクランパと、このカットクランパに開
閉動作を行わせる駆動部と、前記カットクランパおよび
前記駆動部を保持しかつ前記保持手段上に着脱自在に装
着される保持部材とを有し、この保持部材を前記保持手
段上に装着した状態において互いに接触することにより
前記駆動部への給電路を閉成する端子を前記保持手段と
前記保持部材に設け、かつ前記保持手段の前記端子を給
電用コードを介して電源に接続するようにした。
【0011】
【発明の実施の形態】本発明によれば、給電用コードは
ホーン保持手段側に接続されているので、クランパユニ
ットをホーン保持手段から完全に分離したうえで、パッ
ドの交換を簡単に行うことができる。
【0012】次に、本発明の一実施の形態を図面を参照
しながら説明する。図1は、本発明の一実施の形態のワ
イヤボンディング装置の側面図、図2は同ワイヤボンデ
ィング装置のホーンとホーン保持手段とクランパユニッ
トの分解斜視図、図3は同ワイヤボンディング装置のホ
ーン保持手段の断面図、図4は同ワイヤボンディング装
置のクランパユニットの平面図、図5は同ワイヤボンデ
ィング装置のクランパユニットの側面図、図6(a),
(b)は同ワイヤボンディング装置のホーン保持手段と
クランパユニットの接続部の断面図である。
【0013】まず、図1を参照してワイヤボンディング
装置の全体構造を説明する。ホーン21の先端部にはキ
ャピラリツール22が保持されており、キャピラリツー
ル22にはワイヤ23が挿通されている。またホーン2
1の後端部にはホーン21を超音波振動させるための振
動器24が装着されている。ホーン21の基端部はホー
ン保持手段25に保持されている。
【0014】図2において、ホーン保持手段25は、上
ブロック26と下ブロック27から成っている。上ブロ
ック26の下面には、半円状のアーム28が設けられて
いる(図3)。このアーム28は片持ち構造であって、
上下方向に若干の弾性を有している。アーム28の先端
の自由端部にはつば部29が形成されている。また下ブ
ロック27の上面は、アーム28が嵌合する凹入部30
が形成されている。
【0015】上ブロック26の両側部にはビス孔31が
形成されており、また下ブロック27の両側部にもビス
孔32が形成されている。ホーン21の基端部には膨大
部33が形成されている。この膨大部33をアーム28
の内部に挿入し、上ブロック26と下ブロック27を重
ねてビス34をビス孔31,32に装着することによ
り、上ブロック26と下ブロック27は着脱自在に結合
される。また上ブロック26の一側部にはビス孔35が
形成されており、またアーム28のつば部29にはこの
ビス孔35に対応するビス孔36が形成されている。ビ
ス37をビス孔35,36に挿着することにより(図
3)、ホーン21の膨大部33はアーム28にしっかり
保持される。
【0016】下ブロック27の側面からはピン38が突
出している。図1において、このピン38は軸受部39
に回転自在に軸着される。下ブロック27の背面にはコ
イル部41が装着されている。コイル部41はマグネッ
ト42に装入されており、コイル部41とマグネット4
2はボイスコイルモータ43を構成している。44は台
板であり、軸受部39やマグネット42が設置されてい
る。台板44は可動テーブル40上に設置されており、
可動テーブル40が駆動すると、台板44上の揺動部4
5(後述)はX方向やY方向へ水平移動する。
【0017】図2において、クランパユニット50は、
板状の保持部材51を主体にしている。保持部材51に
は左右一対の第1のカットクランパ52と第2のカット
クランパ53が保持されている。54は第1のカットク
ランパ52を保持部材51に装着するビスである。保持
部材51の後端部の左右からは突片55,56が突出し
ている。一方の突片55の内面にはボイスコイルモータ
57が装着されている。第2のカットクランパ53は、
保持部材51の先端部下面に回転軸58により回転自在
に軸着されている(図4も参照)。第1のカットクラン
パ52と第2のカットクランパ53の先端部内面には、
ワイヤ23をクランプするパッド61,62が装着され
ている。ボイスコイルモータ57に通電すると、第2の
カットクランパ53は回転軸58を中心に回転し、第1
のカットクランパ52と第2のカットクランパ53は開
閉する。この開閉動作により、パッド61,62はワイ
ヤ23をクランプし、またクランプを解除する。すなわ
ちボイスコイルモータ57は、第1のカットクランパ5
2と第2のカットクランパ53に開閉動作を行わせる駆
動部となっている。
【0018】図2において、一方の突片56にはピン状
の端子63が2本立設されている。また上ブロック26
から前方へ左右の突片64,65が延出しており、一方
の突片64にはピン状の端子66が2本下方へ突設され
ている。突片55,56および突片64,65にはそれ
ぞれビス孔67,68が形成されており、ビス孔67,
68にビス69を挿着することにより、クランパユニッ
ト50は上ブロック26上に着脱自在に装着される(図
5)。
【0019】図6(a),(b)は端子63と端子66
の接続構造を示している。端子63はスプリング70に
より上下動自在に弾発されて突片56に立設されてい
る。また端子66の上端部には座金71が設けられてい
る。図6(a)は、ビス69(図1,図2)で保持部材
51を上ブロック26上に装着した状態を示している。
この状態で、端子63の下端部は座金71上に接地す
る。この場合、端子63はスプリング70のばね力によ
り座金71にしっかり接地する。図6(b)に示すよう
に、ビス69を取りはずして保持部材51を上ブロック
26から分離すると、端子63は端子66から離れる。
端子63はリード線72によりボイスコイルモータ57
に接続されている。また端子66は給電用コード73に
より電源(図示せず)に接続されている。したがって図
6(a)に示すように端子63と端子66が接触する
と、ボイスコイルモータ57への給電路は閉成される。
【0020】図1において、軸受部39にピン38で軸
支された諸要素(符号21,22,25,41,50を
付した諸要素、すなわち鎖線で囲まれた部分)は揺動部
45となっている。コイル部41に通電すると、マグネ
ット42との間に発生する磁気力により、ホーン21を
含む揺動部45はピン38を中心に上下方向へ揺動す
る。なお、トーチなどについては、説明を省略する。
【0021】このワイヤボンディング装置は上記のよう
な構成より成り、次に取り扱い動作の説明を行う。図1
において、可動テーブル40が駆動することによりキャ
ピラリツール22はX方向やY方向へ高速移動し、また
ボイスコイルモータ43が駆動することによりホーン2
1は上下方向へ揺動し、ワイヤ23により基板Sの電極
とチップPの電極を接続する。また第1のカットクラン
パ52と第2のカットクランパ53はボイスコイルモー
タ57に駆動されて開閉動作を行ってワイヤ23をクラ
ンプし、これを引き上げることにより基板Sへのボンデ
ィング点からワイヤ23を切断する。
【0022】長時間運転する間にパッド61,62は次
第に摩耗するので、パッド61,62は適宜交換され
る。この交換は次のようにして行う。すなわち、図1に
おいてビス69を取りはずし、クランパユニット50を
ホーン保持手段25の上ブロック26から分離する。そ
してクランパユニット50を作業場所へ持ち運び、そこ
でパッド61,62の交換作業を行う。そして交換が終
了したならば、再びビス69でクランパユニット50を
ホーン保持手段25の上ブロック26に装着する。この
場合、給電用コード73(図6)はホーン保持手段25
側にあるので、クランパユニット50はホーン保持手段
25から完全に分離されることとなり、したがってクラ
ンパユニット50の持ち運びやパッド61,62の交換
作業に給電用コード73が邪魔になることはまったくな
く、パッド61,62の交換を手軽に行うことができ
る。
【0023】本発明は上記実施の形態に限定されないの
であって、例えばボイスコイルモータに代えて圧電素子
などの駆動部を用い、カットクランパに開閉動作を行わ
せてもよく、あるいはホーン保持手段側の端子66をス
プリングにより上下動自在に弾発してもよい。
【0024】
【発明の効果】本発明によれば、給電用コードはホーン
保持手段側にあるので、クランパユニットをホーン保持
手段から完全に分離したうえで、パッドの交換を簡単に
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ワイヤボンディング装
置の側面図
【図2】本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置のホーンとホーン保持手段とクランパユニットの分解
斜視図
【図3】本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置のホーン保持手段の断面図
【図4】本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置のクランパユニットの平面図
【図5】本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装
置のクランパユニットの側面図
【図6】(a)本発明の一実施の形態のワイヤボンディ
ング装置のホーン保持手段とクランパユニットの接続部
の断面図 (b)本発明の一実施の形態のワイヤボンディング装置
のホーン保持手段とクランパユニットの接続部の断面図
【図7】従来のワイヤボンディング装置の側面図
【符号の説明】
21 ホーン 22 キャピラリツール 23 ワイヤ 25 ホーン保持手段 39 軸受部 43 ボイスコイルモータ 50 クランパユニット 51 保持部材 52 第1のカットクランパ 53 第2のカットクランパ 57 ボイスコイルモータ 61,62 パッド 63,66 端子 70 スプリング 73 給電用コード

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】先端部にキャピラリツールを保持するホー
    ンと、このホーンを上下方向に揺動自在に保持するホー
    ン保持手段と、クランパユニットとを備えたワイヤボン
    ディング装置であって、このクランパユニットが、前記
    キャピラリツールの上方に位置して前記キャピラリツー
    ルに挿通されたワイヤをクランプするカットクランパ
    と、このカットクランパに開閉動作を行わせる駆動部
    と、前記カットクランパおよび前記駆動部を保持しかつ
    前記保持手段上に着脱自在に装着される保持部材とを有
    し、この保持部材を前記保持手段上に装着した状態にお
    いて互いに接触することにより前記駆動部への給電路を
    閉成する端子を前記保持手段と前記保持部材に設け、か
    つ前記保持手段の前記端子を給電用コードを介して電源
    に接続するようにしたことを特徴とするワイヤボンディ
    ング装置。
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