JPS60189233A - 超音波駆動装置 - Google Patents

超音波駆動装置

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JPS60189233A
JPS60189233A JP59043992A JP4399284A JPS60189233A JP S60189233 A JPS60189233 A JP S60189233A JP 59043992 A JP59043992 A JP 59043992A JP 4399284 A JP4399284 A JP 4399284A JP S60189233 A JPS60189233 A JP S60189233A
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JP
Japan
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horn
piezoelectric bimorph
capillary
electrode
tip
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Pending
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JP59043992A
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English (en)
Inventor
Takeo Imaizumi
今泉　武男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は超音波熱圧着ボンディング作業に使用する超音
波駆動装置に関するものである。
〔従来技術〕
超音波熱圧着ポンディング作業は、超音波振動を対象物
に印加することによりボンディング作業をを行なうもの
であり、第１図は超音波熱圧着ボンディング作業に使用
する従来の超音波駆動装置を示す側面図である。図にお
いて（１）は超音波を伝搬（し振幅を拡大するため先端
が細くなっている、ステンレス等からなるホーン、（２
）は熱圧着する金線を通すためホーン（１）の先端に取
付けたキャピラリ、（３）はランジュバン型の超音波振
動子（４）を両側からはさんで固定する金属ブロック、
（５）は超音波振動子（４）の電極端子である。
上記のように構成した従来の超音波駆動装置の動作を説
明する。電極端子（５）に超音波振動子（４）の共振周
波数に合った交流電圧を印加すると、超音波振動子（４
）は厚み方向に振動し、この振動がホーン（１）を伝搬
する。ホーン（１）は先端にいく程細くなっており、超
音波の縦振動が伝搬するに従って振幅は増大し、その結
果ホーン（１）の先端に取付けたキャピラ１月２）はホ
ーン（１）の長軸方向すなわち第１図におけるＹ方向に
往復運動を行なう。この往復運動により金線を対象物に
ボンディングする。
第２図は上記した超音波駆動装置を用いて実際ＩＣにワ
イヤーボンディングを行なったときの配型図を示す。図
において（６）はＩＣのチップ、（力はＩＣチップ（６
）上のバット電極、（８）はワイヤーボンディングを行
なった金線、（９１はリード電極であり、（１）はホー
ン、（２）はキャピラリである。
ワイヤーボンディングを行なうときは、ＩＣチップ（６
）上のバット電極（７）部とリード電極（９）部でホー
ン（１）の先端に取付けたキャピラリ（２）をＹ方向に
往復運動させながら順次移動して金線（８）をこすりつ
けて作業を行なう。
しかし、第２図に示すようにホーン（１）の方向が固定
されている場合はキャピラリ（２）の往復運動の方向は
図のＹ方向に固定され、また仮りにホーン（１）の方向
を自由に変えられるとしてもキャピラリ（２）の往復運
動は一次元の方向の動きしかできなしｂしかし各金線（
８）は金線（８）毎にその方向が異なっている。このた
めアルミ電極上の酸化膜をはがしながら短時間で金線（
８）とバット電極（７）あるいはリード電極（９）を結
合させるボンディング作業は速度的な制約を受け、また
各金線（８）毎に均質なボンディング結果を得ることは
困難となる欠点がある。
〔発明の概要〕
本発明は上記した欠点を改善する目的でなされたもので
あり、ホーンの長軸方向に圧電バイモルフを設けること
により、ホーンの先端に取付けたえキャピラリにホーン
の長軸方向の振動と共に長軸と直角な方向にも振動を与
えて均質でかつ高速なボンディング結果を得ることがで
きる超音波駆動装置を提案するものである。
以下本発明の詳細な説明する前に圧電バイモルフの動作
について説明する。第６図は圧電バイモルフの構造を示
した断面図であり、図に示すように各々矢印Ｚ方向に分
極処理した２枚の圧電バイモルフ素子（ｌ０Ａ）　（１
０Ｂ）を電極（１１Ａ）介して貼り合せ、さらに外側に
各々電極（１１Ｂ）を設けたものである。ａ２は内部電
極（１１Ａ）と外部電極（１１Ｂ）に電圧を印加するた
めの端子である。
端子（＋２１に電圧を印加すると第４図に示すように分
極方向と同一方向に電圧が印加される圧電パイ−１−ル
フ素子（１０Ｂ）側は縮み、逆方向に電圧が印加される
圧電バイモルフ素子（１ＯＮ側は伸びを生じる。
この動作が接合部で拘束されるために、機械的コンプラ
イアンスの大きな屈曲動作となる。
このような圧電バイモルフの応用としては圧電ブザ、圧
電型マイクロホン、スピーカ、圧電ピックアップカート
リッジ等が知られており、またＶＴＲの可変ヘッドへの
応用もある。
〔発明の実施例〕
第５図及び第６図は本発明の一実施例を示し、第５図は
側面図、第６図は平面図である。図において（２）〜（
５）は第１図に示した従来の装置と同一部分を示す。叫
はホーン（１）の先端部分に設けられた圧電バイモルフ
であり、２枚の圧電バイモルフ素子（１４Ａ）、（１４
Ｂ）をホーン（１）の垂直方向に中間電極（１５Ａ）を
介して貼り合せ、外側に外部電極（１５Ｂ＞を各々設け
て構成している。αｅは圧電バイモルフの電極端子であ
る。
上記のように構成した超音波駆動装置の圧電バイモルフ
（１３）の電極端子αｅに交流電圧を印加するとホー　
ン（１）の先端に取付けたキャピラリ（２）は圧ｓ　バ
イモルフ（Ｉ■の作用により第６図のＸ方向に振動する
。また圧ｉ１Ｅバイモルフ（１３１は直流レベルから圧
電バイモルフ素子（１０Ａ）、（１０Ｂ）の共振点付近
の高い周波数まで、振動の周波数を応い範囲にわたって
制御することが容易にできる。
従ッて圧ｉ１！バイモルフ０３）によるＸ方向の振動と
、従来の縦振動効果を用いたランジュバン型超音波振動
子（４）によるＹ方向の振動を加え合わせることにより
、キャピラリ（２）はＸ−Ｙ平面内を二次元的“に振動
することになり、第２図に示したバット電極（７）上の
アルミ酸化膜をはがしながら金線（８）を結合するボン
ディング作用を一層効果的にすることができ、さらに金
線（８）、バット電極（７）及びリード電極（９）の位
置関係や方向性によらない均質なボンディングを行なう
ことが可能である。
なお、上記実施例ではホーン（１）の先端部分に圧電バ
イモルフ（１３）を設けたが、ホーン（１）全体を圧電
バイモルフにしても良く、また圧電バイモルフ素子の形
状、数、分極方向及び電圧の印加方向等は上記実施例に
限定するものではなく、キャピラリが効率的に振動でき
れば良い。
〔発明の効果〕
本発明は以上説明したように超音波駆動装置のホーン部
に圧電バイモルフを設けることにより、ホーン先端に取
付けたキャーｒ°ラリに二次元の振動を与えることがで
き、アルミ電極上の酸化膜を効率的にはがしてボンディ
ング作業を行なうことができ、ボンディング作業時間の
短縮を図ることができる効果を有する。さらに各電極の
方向性や位置関係に関係なく均質なボンディングが可能
となる効果も有する。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来の超音波駆動装置を示す側面図、第２図は
第１図に示した超音波駆動装置によりＩＣにワイヤーボ
ンディングを行なったときのホーンとＩＣの配置図、第
６図は圧電バイモルフの構造を示した断面図、第４図は
第６図に示した圧電バイモルフの動作説明図、第５図、
第６図は本発明の実施例を示し、第５図は側面図、第６
図は平面図である。 （１）・・・ホーン、（２）・・・キャピラリ、（３）
・・・超音波振動子、（４）・・・金属プルツク、［５
）、　Ｑ６）・・・電極端子、Ｑ３１・・・圧電バイモ
ルフ、（１４Ａ）ψ（１４Ｂ）・・・圧電バイモルフ素
子。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　木　村　三　朗

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 超音波の振動を伝搬するホーンと該ホーンの先端に取付
    けたキャピラリを備えて超音波熱圧着ボンディング作業
    に使用する超音波駆動装置において上記ホーンの長軸方
    向に圧電バイモルフを設けて、前記ホーン先端に取付け
    たキャピラリにホーンの長軸方向の振動と共に長軸と直
    角な方向にも振動を与えるようにしたことを特徴とする
    超音波駆動装置。
JP59043992A 1984-03-09 1984-03-09 超音波駆動装置 Pending JPS60189233A (ja)

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JP59043992A JPS60189233A (ja) 1984-03-09 1984-03-09 超音波駆動装置

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59043992A JPS60189233A (ja) 1984-03-09 1984-03-09 超音波駆動装置

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JPS60189233A true JPS60189233A (ja) 1985-09-26

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JP59043992A Pending JPS60189233A (ja) 1984-03-09 1984-03-09 超音波駆動装置

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