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CN116034457A - 接合装置及位置对准方法 - Google Patents

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CN116034457A
CN116034457A CN202180006403.5A CN202180006403A CN116034457A CN 116034457 A CN116034457 A CN 116034457A CN 202180006403 A CN202180006403 A CN 202180006403A CN 116034457 A CN116034457 A CN 116034457A
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CN
China
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hole
wire
bonding
bonding tool
wire clamp
Prior art date
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Application number
CN202180006403.5A
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English (en)
Inventor
前田彻
角谷修
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.)
Shinkawa Ltd
Original Assignee
Shinkawa Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Shinkawa Ltd filed Critical Shinkawa Ltd
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Abstract

提供一种使接合装置的焊头与线夹的位置对准的位置对准方法。接合装置(1)包括：线夹(17)，能够将导线(2)夹于一对臂之间(17L，17R)；焊头(16)，除了形成有能够保持焊针(15)的第一贯通孔(41)以外，还形成有与所述第一贯通孔邻接且沿着上下方向(Z)贯通所述焊头的第二贯通孔；及接合载台(20)，能够载置工件。使接合装置的焊头与线夹的位置对准的位置对准方法包括：以平行于接合载台的方式配置镜面(200)；在通过第二贯通孔观察镜面时，使映于所述镜面的第二贯通孔的镜像(420)位置对准第二贯通孔的中央；以及基于镜像及焊头的位置进行线夹的位置对准。

Description

接合装置及位置对准方法
技术领域
本发明涉及一种使接合装置的焊头与线夹的位置对准的位置对准方法。
背景技术
接合装置在半导体制造的后续工序中使用，利用金属导线将集成电路(integrated circuit，IC)芯片及引线框架的电极彼此相连。接合装置包括：焊针，并用超声波将导线进行热压接；焊头，对焊针施加超声波；及线夹，把持供给至焊针的导线(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2002-064118号公报
发明内容
发明所要解决的问题
线夹以在焊针的轴线上把持导线的方式配置。接合所使用的金线等导线较软，因此容易受到损伤。若线夹的中心从焊针的轴线上偏离，则线夹或焊针擦伤导线，而有损伤导线的表面之虞。焊针由焊头所保持，因此重要的是使线夹与焊头准确地进行位置对准。然而，由于准确的位置对准花费时间，故而作业者的负担大。另外，由于取决于作业者的熟练度，故而有位置精度产生不均之虞。
因此，本发明的目的在于提供一种能够使线夹的位置与接合装置的焊头准确地对准的位置对准方法。
解决问题的技术手段
本发明的一实施方式的位置对准方法为使接合装置的焊头与线夹的位置对准的位置对准方法。接合装置包括：线夹，能够将导线夹于一对臂之间；焊头，除了形成有能够保持接合工具的第一贯通孔以外，还形成有与所述第一贯通孔邻接且沿着上下方向贯通所述焊头的第二贯通孔；及接合载台，能够载置工件。所述位置对准方法包括：以平行于接合载台的方式配置镜面；在通过第二贯通孔观察镜面时，使映于所述镜面的第二贯通孔的镜像位置对准第二贯通孔的中央；以及基于镜像及焊头的位置进行线夹的位置对准。
本发明的另一实施方式的接合装置包括：线夹，能够将导线夹于一对臂之间；焊头，除了形成有能够保持接合工具的第一贯通孔以外，还形成有与所述第一贯通孔邻接且沿着上下方向贯通所述焊头的第二贯通孔；接合载台，能够载置工件；及控制部，执行焊头与线夹的位置对准。所述控制部在通过第二贯通孔观察以平行于接合载台的方式配置的镜面时，使映于所述镜面的第二贯通孔的镜像位置对准第二贯通孔的中央，并基于镜像及焊头的位置进行线夹的位置对准。
根据这些实施方式，在垂直于接合载台的方向上，在使映于镜面的第二贯通孔的镜像位置对准第二贯通孔的中央的状态下使线夹移动，因此能够使焊头与线夹准确地进行位置对准。
在所述实施方式中，进行镜像的位置对准可包括使视点移动至第二贯通孔的中央中可见所述镜像的位置。进行线夹的位置对准可包括以在从视点观察时，使与一对臂各自的距离相等的线夹的对称面与将第一贯通孔及第二贯通孔二等分的焊头的对称面重叠的方式，使线夹移动。
根据所述实施方式，在垂直于接合载台的方向上，映于镜面的第二贯通孔的镜像、第二贯通孔、及观察这些的视点这三者排成一列。由于在维持所述位置关系的状态下，以与焊头的对称面重叠的方式使线夹的对称面移动，因此能够使焊头与线夹准确地进行位置对准。
在所述实施方式中，第二贯通孔的开口为包括曲率极大的顶点的泪滴形状，进行线夹的位置对准可包括以在从视点观察时线夹的对称面与顶点重叠的方式使线夹移动。
根据所述实施方式，由于存在曲率极大且尖突的形状的顶点，故而与第二贯通孔的开口为圆形且无顶点的情形时相比，容易看到焊头的对称面处于何处。而能够以顶点为标记，将焊头与线夹更准确地进行位置对准。
发明的效果
根据本发明，可提供一种能够使线夹的位置与接合装置的焊头准确地对准的位置对准方法。
附图说明
[图1]图1是概略性地表示接合装置的结构的侧视图。
[图2]图2是表示图1所示的焊头及线夹的一例的侧视图。
[图3]图3是从竖直方向下侧观察图2所示的焊头的前端部的底视图。
[图4]图4是表示本发明的位置对准方法的一例的流程图。
[图5]图5是从竖直方向上侧观察图2所示的线夹的俯视图。
[图6]图6是从前端侧观察图2所示的焊头及线夹的前视图。
具体实施方式
参照附图，对本发明的适宜的实施方式进行说明。此外，各图中标注同一符号者包括同一或同样的结构。以下，参照附图对本发明进行详细说明。
本发明的一实施方式是将接合装置1的焊头16与线夹17的位置对准的位置对准方法。图1为概略性地表示接合装置1的结构的侧视图。在图示的例子中，接合装置1包括基台11、XY平台12、接合头13、割炬电极14、焊针15、焊头16、线夹17、紧线器18、旋转线轴19、接合载台20、加热器21、控制部10等。
在以下的实施方式中，将与成为接合对象的半导体元件或引线框架等平行的平面设为XY平面，将与XY平面垂直的方向设为Z轴方向。Z轴方向为上下方向。此外，上下方向并不限定于严格的竖直方向，也可以从竖直方向稍微倾斜。焊针15的前端位置可通过以X坐标、Y坐标、Z坐标表示的空间坐标(X，Y，Z)特定出。
基台11以能够滑动的方式载置XY平台12而构成。XY平台12是基于来自控制部10的驱动信号而能够使焊针15在XY平面内移动至规定的位置的移动装置。接合头13是基于来自控制部10的驱动信号而以能够沿着Z轴方向移动以使安装于焊头16的前端部的焊针15的前端与基板等工件的表面接触分离的方式保持的移动装置。
焊头16为从末端至前端包括末端部、凸缘部、焊头部、前端部各部的棒状构件。末端部配置有根据来自控制部10的驱动信号振动的超声波振荡器22。凸缘部在成为超声波振动的波节的位置处以能够与接合头13共振的方式安装。焊头部为比末端部的直径更长地延伸的臂，包括将超声波振荡器22的振动的振幅放大传导至前端部的结构。前端部构成为以能够更换的方式保持焊针15的安装部。下文参照图2至图6对焊头16的前端部进行详细说明。
焊头16包括整体与超声波振荡器22的振动共振的共振结构，构成为如超声波振荡器22及凸缘部位于共振时的振动的波节、焊针15位于振动的波腹的结构。通过这些结构，焊头16作为将电性驱动信号转换为机械振动的转换器发挥功能。
焊针15为接合所使用的接合工具的一例。焊针15以筒状形成，插通有接合所使用的导线2。焊针15以能够更换的方式安装于焊头16的前端部。线夹17包括基于来自控制部10的信号而开合的一对臂17L、臂17R，能够在任意时间点把持或释放导线2。
紧线器18供导线2插通，基于控制部10的控制信号自由变更对导线2的张力，由此能够对接合中的导线2赋予适度的张力。旋转线轴19以能够更换的方式保持卷绕有导线2的卷线器，以根据从紧线器18赋予的张力卷出导线2的方式构成。此外，导线2的材料根据加工的容易性及电阻的高低来选择。通常使用金(Au)、银(Ag)、铝(Al)或铜(Cu)等。
割炬电极14经由放电稳定化电阻连接于未图示的高电压电源，基于来自控制部10的控制信号产生火花(放电)，通过火花的热，而能够在从焊针15的前端卷出的导线2的下垂端形成无空气焊球。接合载台20为能够载置成为接合对象的半导体芯片或引线框架的加工台。在接合载台20的上表面埋设有加热器21，以能够将半导体芯片或引线框架加热至适于接合的温度的方式构成。接合载台20的上表面以平行于上文所述的XY平面的方式形成。
控制部10以能够输出基于规定的软件程序控制接合装置1的各种控制信号的方式构成。接合装置1的结构并不限定于图示的例子。例如，也可以将沿着X轴方向和/或Y轴方向移动的移动装置设置于接合载台20侧。或也可以在XY平台12侧及接合载台20侧这两侧设置移动装置。
图2是表示图1所示的焊头16及线夹17的一例的侧视图。如图2所示，焊头16以长度方向沿着水平方向的方式配置。
图3是从竖直方向下侧观察图2所示的焊头16的前端部的底视图。如图3所示，在焊头16的前端部形成有分别贯通所述焊头16的第一贯通孔41及第二贯通孔42。第一贯通孔41为焊针15的保持孔，形成为与焊针15的外形相仿的圆形。
第二贯通孔42邻接于第一贯通孔41。第二贯通孔42形成为包括曲率极大的顶点421的泪滴形状。第一贯通孔41与第二贯通孔42通过狭缝(窄路部)43连通。狭缝43位于顶点421的相反侧。焊头16以关于将第一贯通孔41及第二贯通孔42二等分的对称面160而镜像对称的方式形成。对称面160包括第一贯通孔41的中心与第二贯通孔42的顶点421。
同样地，线夹17以关于与一对臂17L、臂17R把持导线2的把持面的距离分别相等的线夹17的对称面170而镜像对称的方式形成。但线夹17并不限定于关于对称面170而镜像对称，在一对夹持臂17L、夹持臂17R之间，紧固螺丝等构件的配置可互不相同。
接着，参照图4至图6对本发明的位置对准方法进行说明。图4是表示本发明的位置对准方法的一例的流程图。图5是从竖直方向上侧观察图2所示的线夹17的俯视图。图6是从前端侧观察图2所示的焊头16及线夹17的前视图。在本发明的位置对准方法中，首先以平行于接合载台20的方式配置镜面20(步骤S1)。镜面200并不限定于图6所示的平面镜，也可以为加工于接合载台20的镀膜等。包括具有镜面功能的各者。
其次，如图5所示，在通过第二贯通孔42观察镜面200时，将映于所述镜面200的第二贯通孔的镜像位置对准第二贯通孔的中央(步骤S2)。在进行镜像420的位置对准时，例如使视点400(示于图6)移动至在第二贯通孔42的中央可见镜像420的位置即可。此外，观察、可见并不限于目视，包括相机的拍摄范围捕捉到对象物。
然后，如图6所示，本发明的位置对准方法基于镜像420及焊头16的位置进行线夹17的位置对准(步骤S3)。在进行线夹17的位置对准时，例如在从视点400观察时，以线夹17的对称面170与焊头16的对称面160重叠的方式移动线夹即可。
目前所说明的位置对准方法的顺序可由控制部10自动执行，也可以由作业者手动执行。在控制部10执行上文所述的顺序的情形时，接合装置1可进而包括使线夹17移动的致动器。
根据本发明的各实施方式的位置对准方法，如图6所示，在垂直于接合载台20的方向上，映于镜面200的第二贯通孔42的镜像420、第二贯通孔42、及观察这些的视点400这三者排成一列。在维持所述位置关系的状态下，以与焊头16的对称面160重叠的方式使线夹17的对称面170移动，因此能够将焊头16与线夹17准确地进行位置对准。由于第二贯通孔42为泪滴形状，故而能够以顶点421为标记而将焊头16与线夹17更准确地进行位置对准。
以上所说明的实施方式用来容易地理解本发明，并不对本发明进行限定解释。实施方式所包括的各要素以及其配置、材料、条件、形状及尺寸等并不限定于所例示者，可适当变更。另外，可将不同的实施方式所表示的结构彼此部分置换或加以组合。
符号的说明
1：接合装置
2：导线
10：控制部
11：基台
12：XY平台
13：接合头
14：割炬电极
15：焊针(接合工具的一例)
16：焊头
17：线夹
17L、17R：臂
18：紧线器
19：旋转线轴
20：接合载台
21：加热器
22：超声波振荡器
41：第一贯通孔
42：第二贯通孔
43：狭缝
160：焊头的对称面
170：线夹的对称面
200：镜面
400：视点
420：镜像
421：顶点
X：左右方向
Y：前后方向
Z：上下方向

Claims (4)

1.一种位置对准方法，其使接合装置的焊头与线夹的位置对准，
所述接合装置包括：
所述线夹，能够将导线夹于一对臂之间；
所述焊头，除了形成有能够保持接合工具的第一贯通孔以外，还形成有与所述第一贯通孔邻接且沿着上下方向贯通所述焊头的第二贯通孔；以及
接合载台，能够载置工件，
所述位置对准方法包括：
以平行于所述接合载台的方式配置镜面；
在通过所述第二贯通孔观察所述镜面时，使映于所述镜面的所述第二贯通孔的镜像位置对准所述第二贯通孔的中央；以及
基于所述镜像及所述焊头的位置，进行所述线夹的位置对准。
2.根据权利要求1所述的位置对准方法，其中
进行所述镜像的位置对准包括使视点移动至在所述第二贯通孔的中央可见所述镜像的位置，
进行所述线夹的位置对准包括以在从所述视点观察时，使与所述一对臂各自的距离相等的所述线夹的对称面重叠于将所述第一贯通孔及所述第二贯通孔二等分的所述焊头的对称面的方式，使所述线夹移动。
3.根据权利要求2所述的位置对准方法，其中
所述第二贯通孔的开口为包括曲率极大的顶点的泪滴形状，
进行所述线夹的位置对准包括以在从所述视点观察时，所述线夹的对称面重叠于所述顶点的方式，使所述线夹移动。
4.一种接合装置，包括：
线夹，能够将导线夹于一对臂之间；
焊头，除了形成有能够保持接合工具的第一贯通孔以外，还形成有与所述第一贯通孔邻接且沿着上下方向贯通所述焊头的第二贯通孔；
接合载台，能够载置工件；以及
控制部，执行所述焊头与所述线夹的位置对准，
所述控制部在通过所述第二贯通孔观察以平行于所述接合载台的方式配置的镜面时，使映于所述镜面的所述第二贯通孔的镜像位置对准所述第二贯通孔的中央，
基于所述镜像及所述焊头的位置，进行所述线夹的位置对准。
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