[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP2007180334A - Horn, horn unit, and bonding apparatus using the same - Google Patents

Horn, horn unit, and bonding apparatus using the same Download PDF

Info

Publication number
JP2007180334A
JP2007180334A JP2005378101A JP2005378101A JP2007180334A JP 2007180334 A JP2007180334 A JP 2007180334A JP 2005378101 A JP2005378101 A JP 2005378101A JP 2005378101 A JP2005378101 A JP 2005378101A JP 2007180334 A JP2007180334 A JP 2007180334A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
horn
vibration
unit
vibrator
nozzle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005378101A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4213713B2 (en
Inventor
Norihiko Kawada
則彦 河田
Yuji Saito
雄次 斎藤
Shoichi Nakayama
正一 中山
Toru Mizuno
亨 水野
Toshinobu Miyakoshi
敏暢 宮腰
Junichi Kamata
淳一 鎌田
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.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP2005378101A priority Critical patent/JP4213713B2/en
Priority to US11/640,378 priority patent/US7508115B2/en
Publication of JP2007180334A publication Critical patent/JP2007180334A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4213713B2 publication Critical patent/JP4213713B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a horn capable of restraining vibration components, in directions other than the horizontal direction in a crimping surface, and to provide a horn unit and a bonding apparatus that uses the horn unit. <P>SOLUTION: The horn unit 40 comprises the horn 50 vibrated by a vibrator 42; and a nozzle 56 that has a crimping surface 56b and is mounted to the horn 50 so that the crimping surface 56b is arranged at a position Q, offset from a position P3 corresponding to the antinode of standing waves of vibration excited by the horn 50, thus restraining the vibration components in Y and Z directions on the crimping surface 56b, as compared with the case of using the horn unit, where the crimping surface 56b of the nozzle 56 is arranged at the position P3 corresponding to the antinode. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、ホーン、ホーンユニット及びそれを用いたボンディング装置に関するものである。   The present invention relates to a horn, a horn unit, and a bonding apparatus using the horn.

従来、この技術の分野におけるホーンは、例えば、下記特許文献1に開示されている。この公報に記載されているホーンは、フリップチップなどのバンプ付き電子部品を保持した状態でこの電子部品に振動を付与して、電子部品を基板上に超音波圧接するためのものである。このホーンは、ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置に、電子部品を基板に圧着する面(圧着面)が設けられている。
特許第3374856号公報
Conventionally, a horn in the field of this technology is disclosed in, for example, Patent Document 1 below. The horn described in this publication is for applying vibration to the electronic component while holding the bumped electronic component such as a flip chip and ultrasonically contacting the electronic component on the substrate. This horn is provided with a surface (crimp surface) for crimping the electronic component to the substrate at a position corresponding to the antinode of the standing wave of vibration excited by the horn.
Japanese Patent No. 3374856

ホーンを電子部品の超音波圧接に利用する際は、ホーンが保持する電子部品を水平一方向に振動させるのが好適である。しかしながら、上述した従来のホーンでは、その圧着面において、水平一方向以外の振動成分を十分に抑えた振動を励起させることができていなかった。   When the horn is used for ultrasonic pressure welding of an electronic component, it is preferable to vibrate the electronic component held by the horn in one horizontal direction. However, the above-described conventional horn cannot excite vibrations that sufficiently suppress vibration components other than one horizontal direction on the crimping surface.

そこで、本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、圧着面における水平一方向以外の振動成分を抑えることができるホーン、ホーンユニット及びそれを用いたボンディング装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a horn, a horn unit, and a bonding apparatus using the horn that can suppress vibration components other than one horizontal direction on the crimping surface. Objective.

本発明に係るホーンは、振動子によって振動が付与されるホーンであって、ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置からオフセットした位置に圧着面が配置されたことを特徴とする。   A horn according to the present invention is a horn to which vibration is imparted by a vibrator, wherein a crimping surface is disposed at a position offset from a position corresponding to an antinode of a standing wave of vibration excited by the horn. And

発明者らは、ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置からオフセットした位置に圧着面が配置されたホーンを用いた場合には、腹に相当する位置に圧着面が配置されたホーンを用いた場合に比べて、その圧着面における水平一方向以外の振動成分を有意に抑えることができることを新たに見出した。   When the inventors used a horn having a crimping surface disposed at a position offset from the position corresponding to the antinode of the standing wave of vibration excited by the horn, the crimping surface is disposed at a position corresponding to the antinode. It was newly found that vibration components other than one horizontal direction on the crimping surface can be significantly suppressed as compared with the case where the horn is used.

また、オフセットした位置が、振動子によるホーンの振動方向に交差する第1の方向の振動成分が最小となる位置であることが好ましい。このホーンを用いることで、第1の方向の振動成分が抑えられる。   The offset position is preferably a position where the vibration component in the first direction intersecting the vibration direction of the horn by the vibrator is minimized. By using this horn, the vibration component in the first direction can be suppressed.

本発明に係るホーンユニットは、振動子によって振動が付与されるホーンと、圧着面を有し、ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置からオフセットした位置に圧着面が配置されるように、ホーンに取り付けられる圧着ノズルとを備えることを特徴とする。   The horn unit according to the present invention has a horn to which vibration is applied by a vibrator and a crimping surface, and the crimping surface is arranged at a position offset from a position corresponding to an antinode of a standing wave of vibration excited by the horn. The pressure-bonding nozzle attached to the horn is provided.

発明者らは、ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置からオフセットした位置に圧着ノズルの圧着面が配置されるように、圧着ノズルをホーンに取り付けたホーンユニットを用いた場合には、腹に相当する位置に圧着ノズルの圧着面が配置されたホーンユニットを用いた場合に比べて、その圧着面における水平一方向以外の振動成分を有意に抑えることができることを新たに見出した。   Inventors used the horn unit which attached the crimping nozzle to the horn so that the crimping surface of the crimping nozzle was arranged at a position offset from the position corresponding to the antinode of the standing wave of vibration excited by the horn. In this case, it is possible to significantly suppress vibration components other than one horizontal direction on the crimping surface compared to the case of using the horn unit in which the crimping surface of the crimping nozzle is arranged at the position corresponding to the belly. I found it.

また、オフセットした位置が、振動子によるホーンの振動方向に交差する第1の方向の振動が最小となる位置であることが好ましい。このホーンユニットを用いることで、第1の方向の振動成分が抑えられる。   The offset position is preferably a position where the vibration in the first direction intersecting the vibration direction of the horn by the vibrator is minimized. By using this horn unit, the vibration component in the first direction can be suppressed.

本発明に係るボンディング装置は、ホーンに振動を付与する振動子と、振動子によって振動が付与されるホーンであって、ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置からオフセットした位置に圧着面が配置されたホーンと、ホーンの圧着方向への加圧制御をおこなう加圧手段とを備えることを特徴とする。このボンディング装置は、上記ホーンを含むため、水平一方向以外の振動成分を抑えることができる。   The bonding apparatus according to the present invention includes a vibrator that applies vibration to the horn and a horn that is provided with vibration by the vibrator, and is offset from a position corresponding to an antinode of a standing wave of vibration excited by the horn. A horn having a pressure-bonding surface disposed at a position, and a pressurizing unit that performs pressure control in the pressure-bonding direction of the horn are provided. Since this bonding apparatus includes the horn, vibration components other than one horizontal direction can be suppressed.

本発明に係るボンディング装置は、ホーンに振動を付与する振動子と、振動子によって振動が付与されるホーンと、圧着面を有し、ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置からオフセットした位置に圧着面が配置されるように、ホーンに取り付けられる圧着ノズルとを含むホーンユニットと、ホーンユニットの圧着ノズルの圧着方向への加圧制御をおこなう加圧手段とを備えることを特徴とする。このボンディング装置は、上記ホーンユニットを含むため、水平一方向以外の振動成分を抑えることができる。   The bonding apparatus according to the present invention has a vibrator for applying vibration to the horn, a horn to which vibration is applied by the vibrator, and a crimping surface, and corresponds to an antinode of a standing wave of vibration excited by the horn. A horn unit including a crimping nozzle attached to the horn so that the crimping surface is disposed at a position offset from the position, and a pressurizing unit that performs pressurization control in the crimping direction of the crimping nozzle of the horn unit. It is characterized by. Since this bonding apparatus includes the horn unit, vibration components other than one horizontal direction can be suppressed.

本発明によれば、圧着面における水平一方向以外の振動成分を抑えることができるホーン、ホーンユニット及びそれを用いたボンディング装置が提供される。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the horn which can suppress vibration components other than the horizontal one direction in a crimping | compression-bonding surface, a horn unit, and a bonding apparatus using the same are provided.

以下、添付図面を参照して本発明を実施するにあたり最良と思われる形態について詳細に説明する。なお、同一又は同等の要素については同一の符号を付し、説明が重複する場合にはその説明を省略する。
(ボンディング装置)
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments that are considered to be the best in carrying out the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same or equivalent element, and the description is abbreviate | omitted when description overlaps.
(Bonding equipment)

図1に、本発明の実施形態に係るボンディング装置1を示す。このボンディング装置1は、超音波圧接によって電子部品を実装基板上に実装するための装置であり、架台フレーム2上に搭載されたYテーブル4と、Yテーブル4によって水平方向に駆動されるZ軸サーボモータ6(上下駆動部20A)と、Z軸サーボモータ6によって上下動されるボンディングユニット8とを有している。   FIG. 1 shows a bonding apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The bonding apparatus 1 is an apparatus for mounting electronic components on a mounting substrate by ultrasonic pressure welding, and a Y table 4 mounted on a gantry frame 2 and a Z axis driven in the horizontal direction by the Y table 4. The servomotor 6 (vertical drive unit 20A) and the bonding unit 8 that is vertically moved by the Z-axis servomotor 6 are provided.

そして、ボンディングユニット8は、上下動ブロック10と、上下動ブロック10に上下動自在に保持されたボンディングヘッド12と、ボンディングヘッド12が電子部品22を実装基板24の被圧着面24aに圧着させる荷重を制御するボイスコイルモータ14(VCM駆動部20B)と、上下動ブロック10に対するボンディングヘッド12の上下動を規制するロック用ソレノイド16(ソレノイド駆動部20C)と、ボンディングヘッド12のZ軸方向の位置を検出するリニアスケール18(位置検出部20D)とを有している。なお、ボンディングヘッド12は、電子部品22を保持すると共に電子部品22を実装基板24の被圧着面24aに圧着させた状態で振動させるものであり、後述する振動子42(超音波振動駆動部20E)を含んでいる。   The bonding unit 8 includes a vertical movement block 10, a bonding head 12 held by the vertical movement block 10 so as to freely move up and down, and a load by which the bonding head 12 presses the electronic component 22 onto the pressure-bonded surface 24 a of the mounting substrate 24. A voice coil motor 14 (VCM driving unit 20B) for controlling the movement, a locking solenoid 16 (solenoid driving unit 20C) for regulating the vertical movement of the bonding head 12 with respect to the vertical movement block 10, and the position of the bonding head 12 in the Z-axis direction. And a linear scale 18 (position detector 20D). The bonding head 12 holds the electronic component 22 and vibrates the electronic component 22 in a state in which the electronic component 22 is pressed against the surface to be bonded 24a of the mounting substrate 24, and a vibrator 42 (ultrasonic vibration driving unit 20E) to be described later. ) Is included.

そして、上下駆動部20A、VCM駆動部20B、ソレノイド駆動部20C、位置検出部20D及び超音波振動駆動部20Eは、制御部20によって制御されている。この制御部20は、CPU、ROM、RAM、A/D変換器、各種I/F等を含んで構成されており、位置検出部20Dなどからの入力信号、及び、例えば他の入力信号や記憶値などの各種の情報に基づいて所定のプログラムに基づいて各種演算処理をおこない、上下駆動部20A、VCM駆動部20B及びソレノイド駆動部20C等に対して駆動信号を送りその駆動を制御すると共に、超音波振動駆動部20Eに対して駆動信号を送り振動子42の駆動を制御する。   The vertical drive unit 20A, the VCM drive unit 20B, the solenoid drive unit 20C, the position detection unit 20D, and the ultrasonic vibration drive unit 20E are controlled by the control unit 20. The control unit 20 includes a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, various I / Fs, and the like. An input signal from the position detection unit 20D and the like, for example, other input signals and storage Based on various information such as values, perform various arithmetic processes based on a predetermined program, send drive signals to the vertical drive unit 20A, VCM drive unit 20B, solenoid drive unit 20C, etc., and control their drive, A drive signal is sent to the ultrasonic vibration drive unit 20E to control the drive of the vibrator 42.

なお、ボンディング装置1には、図示は省略しているが、各構成要素の位置検出をおこなうカメラが随所に設けられている。   Although not shown in the drawing, the bonding apparatus 1 is provided with a camera for detecting the position of each component.

このボンディング装置1を用いて超音波圧接をおこなう際は、以下に示す手順によっておこなわれる。
(1)まず、上下動ブロック10に一体的に取り付けられているロック用ソレノイド16を駆動してボンディングヘッド12の上下動を規制した状態で、Yテーブル4でZ軸サーボモータ6及びボンディングユニット8を一体的に移動させて、基板ステージ26上の基板24に対する電子部品22の水平方向の位置合わせをおこなう。
(2)次に、Z軸サーボモータ6を駆動してボンディングユニット8を下降させて、ボンディングヘッド12が保持する電子部品22を接触検出開始位置まで下降させる。そして、電子部品22が基板24に接触したときの荷重が設定値となるように、ボイスコイルモータ14へ供給する電流を設定し、ロック用ソレノイド16を開放する。
より詳細には、ボンディングヘッド12が保持する電子部品22に作用する荷重が、基板24との接触時において設定値(例えば、10〜100g程度)となるように、ボイスコイルモータ14へ供給する電流値(すなわち、ボイスコイルモータ14の発生トルク)を設定する。つまり、
「設定値」=「ボンディングヘッド重量」+「ボイスコイルモータトルク」
なお、ボンディングヘッド12が設定値以上の場合には、ボイスコイルモータ14は、図1において上方に向かうトルク(引き上げ方向のトルク)を発生させることになる。つまり、例えば、以下のように設定されることになる。
「設定値(すなわち、電子部品と基板との接触時に許容される荷重)」=50g
「ボンディングヘッド重量」=1000g
とすると、
「ボイスコイルモータトルク」=−950g(図1において上方へ作用する引き上げ方向トルク)
に設定されることになる。すなわち、ボイスコイルモータ(加圧手段)14によって、後述するホーン50の圧着方向(Z方向)への加圧制御がおこなわれる。
(3)さらにZ軸サーボモータ6を駆動して、ボンディングヘッド12によって保持される電子部品22が基板24に接触するまで上下動ブロック10を下降させる。そして、電子部品22が基板24の被圧着面24aに接触すると、上下動ブロック10の下降動作に連動していたボンディングヘッド12はその位置で停止して、上下動ブロック10のみが下降を続ける。それにより、ボンディングヘッド12が、それまで連動していた上下動ブロック10から離れてフローティングすることとなり、リニアスケール18がその変化(すなわち、電子部品と基板との接触開始)を検出する。
このように、リニアスケール18を用いてボンディングヘッド12が保持する電子部品22と基板ステージ26上の基板24との接触の開始を検出することで、モータの駆動電流の検出値やロードセルの検出値に基づいて電子部品22と基板24との接触開始を検出する場合に比べて、高い検出安定性を保持しつつ接触開始を高精度に検出することができる。
(4)電子部品22と基板24とが接触した後に上下動ブロック10を下降させると、上下動ブロック10のみが下降動作を継続するが、上下動ブロック10の下降動作を、所定押し込み量(例えば、300μm程度)分だけ継続する。
(5)振動子42を駆動させることにより電子部品22を振動させて、電子部品22を基板24に超音波圧接する。なお、超音波圧接をおこなっている間、リニアスケール18の出力値をモニタしつつ、ボイスコイルモータ14の駆動力を調整することで、電子部品22と基板24との間の接触圧を所定の目標値に制御することなどができる。
(6)超音波圧接が完了した後は、Z軸サーボモータ6を駆動して、ボンディングヘッド12を接触検出開始位置まで上昇させる。
(7)ロック用ソレノイドを駆動して、ボンディングヘッド12の遊動を規制する。
(8)さらにZ軸サーボモータ6を駆動して、上下動ブロック10を所定の待機位置まで上昇させて、実装処理を終了する。
(ボンディングヘッド)
When performing ultrasonic pressure welding using this bonding apparatus 1, it is performed by the procedure shown below.
(1) First, the Z-axis servo motor 6 and the bonding unit 8 are driven by the Y table 4 in a state where the locking solenoid 16 integrally attached to the vertical movement block 10 is driven to restrict the vertical movement of the bonding head 12. Are integrally moved to align the electronic component 22 with the substrate 24 on the substrate stage 26 in the horizontal direction.
(2) Next, the Z-axis servomotor 6 is driven to lower the bonding unit 8 and lower the electronic component 22 held by the bonding head 12 to the contact detection start position. Then, the current supplied to the voice coil motor 14 is set so that the load when the electronic component 22 contacts the substrate 24 becomes a set value, and the locking solenoid 16 is opened.
More specifically, the current supplied to the voice coil motor 14 so that the load acting on the electronic component 22 held by the bonding head 12 becomes a set value (for example, about 10 to 100 g) when in contact with the substrate 24. A value (that is, a torque generated by the voice coil motor 14) is set. That means
“Set value” = “Bonding head weight” + “Voice coil motor torque”
When the bonding head 12 is equal to or larger than the set value, the voice coil motor 14 generates a torque upward (torque in the pulling direction) in FIG. That is, for example, it is set as follows.
“Set value (ie, allowable load at the time of contact between electronic component and substrate)” = 50 g
“Bonding head weight” = 1000 g
Then,
“Voice coil motor torque” = − 950 g (pull-up direction torque acting upward in FIG. 1)
Will be set to. That is, the voice coil motor (pressurizing means) 14 performs pressurization control in the pressing direction (Z direction) of the horn 50 described later.
(3) The Z-axis servo motor 6 is further driven to lower the vertical movement block 10 until the electronic component 22 held by the bonding head 12 contacts the substrate 24. When the electronic component 22 comes into contact with the pressure-bonded surface 24a of the substrate 24, the bonding head 12 interlocked with the downward movement of the vertical movement block 10 stops at that position, and only the vertical movement block 10 continues to lower. As a result, the bonding head 12 floats away from the vertically moving block 10 that has been interlocked so far, and the linear scale 18 detects the change (that is, the start of contact between the electronic component and the substrate).
In this way, by detecting the start of contact between the electronic component 22 held by the bonding head 12 using the linear scale 18 and the substrate 24 on the substrate stage 26, the detection value of the motor drive current or the detection value of the load cell is detected. As compared with the case where the start of contact between the electronic component 22 and the substrate 24 is detected based on the above, the start of contact can be detected with high accuracy while maintaining high detection stability.
(4) When the vertical movement block 10 is lowered after the electronic component 22 and the substrate 24 come into contact with each other, only the vertical movement block 10 continues the downward movement. However, the downward movement of the vertical movement block 10 is limited to a predetermined pushing amount (for example, , About 300 μm).
(5) The electronic component 22 is vibrated by driving the vibrator 42 to ultrasonically press the electronic component 22 to the substrate 24. While the ultrasonic pressure welding is performed, the output value of the linear scale 18 is monitored and the driving force of the voice coil motor 14 is adjusted so that the contact pressure between the electronic component 22 and the substrate 24 is set to a predetermined value. It can be controlled to the target value.
(6) After the ultrasonic pressure welding is completed, the Z-axis servo motor 6 is driven to raise the bonding head 12 to the contact detection start position.
(7) The locking solenoid is driven to restrict the movement of the bonding head 12.
(8) Further, the Z-axis servo motor 6 is driven to raise the vertical movement block 10 to a predetermined standby position, and the mounting process is completed.
(Bonding head)

続いて、上述したボンディングヘッド12について、より詳しく説明する。   Next, the above-described bonding head 12 will be described in more detail.

ボンディングヘッド12は、その下部に、ホーンユニット40と、ホーンユニット40に取り付けられた振動子42とを有している。そして、このホーンユニット40によって電子部品22が保持されると共に、振動子42によってホーンユニット40を介して電子部品22に振動が付与される。このホーンユニット40は、図2及び図3に示すように、長尺状のSUS製ホーン50と、このホーン50を保持するSUS製ホーンホルダ60とが一体的に形成されたものである。
(ホーン)
The bonding head 12 has a horn unit 40 and a vibrator 42 attached to the horn unit 40 at a lower portion thereof. The electronic component 22 is held by the horn unit 40, and vibration is applied to the electronic component 22 through the horn unit 40 by the vibrator 42. As shown in FIGS. 2 and 3, the horn unit 40 is formed by integrally forming a long SUS horn 50 and a SUS horn holder 60 that holds the horn 50.
(Horn)

ホーン50に励起される定在波は、その波長(λ)が、ホーン50の長手方向の全長(L)(例えば、80mm)と一致している。そして、ホーン50の先端面50a及び後端面50bの位置が、その定在波の腹の位置に相当している。そのため、先端面50aの位置をP1とし、P1から長手方向に沿ってλ/4ずつ離間した位置を順にP2、P3、P4及びP5とすると、P1、P3及びP5が定在波の腹に相当する位置となり、P2及びP4が定在波の節に相当する位置となる。つまり、理論上、P1、P3及びP5の位置では定在波の振幅が最大となり、P2及びP4の位置では定在波の振幅がゼロとなる。上述したホーン50の全長(L)は
L=λ
となっているが、適宜
L=λ+mλ/2(m:自然数)
の一般式で与えられるLに変更してもよい。
The standing wave excited by the horn 50 has a wavelength (λ) that matches the full length (L) of the horn 50 in the longitudinal direction (for example, 80 mm). The positions of the front end surface 50a and the rear end surface 50b of the horn 50 correspond to the antinode positions of the standing wave. Therefore, if the position of the tip surface 50a is P1, and the positions spaced apart from P1 by λ / 4 along the longitudinal direction are P2, P3, P4 and P5 in order, P1, P3 and P5 correspond to antinodes of standing waves. P2 and P4 are positions corresponding to nodes of standing waves. That is, theoretically, the amplitude of the standing wave is maximum at the positions P1, P3, and P5, and the amplitude of the standing wave is zero at the positions P2 and P4. The total length (L) of the horn 50 described above is
L = λ
As appropriate,
L = λ + mλ / 2 (m: natural number)
You may change to L given by the general formula.

なお、本明細書中では、説明の便宜上、ホーン50の長手方向をX方向、ホーン50の圧接方向をZ方向、X方向及びZ方向に直交する方向をY方向と定義する。   In the present specification, for convenience of explanation, the longitudinal direction of the horn 50 is defined as the X direction, the pressure contact direction of the horn 50 is defined as the Z direction, and the direction orthogonal to the X direction and the Z direction is defined as the Y direction.

ホーン50は、図4及び図5に示すように、P1−P2間の部分であり断面形状の変化がない断面不変部52Aと、P2−P4間の部分であり断面形状の変化がある断面変化部54と、P4−P5間の部分であり断面形状の変化がない断面不変部52Bとからなっている。また、ホーン50は、P3の位置に関して実質的に対称形状となっている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the horn 50 is a portion between P1 and P2 and has no cross-sectional change 52A, and a portion between P2 and P4 that has a cross-sectional change. It consists of a portion 54 and a cross-section unchanged portion 52B that is a portion between P4-P5 and has no change in cross-sectional shape. The horn 50 has a substantially symmetrical shape with respect to the position of P3.

断面不変部52A,52Bは、その長さがいずれもλ/4であり、その断面はホーン50の長手方向(X方向)に関する位置がどの位置でも変わらない。具体的には、断面不変部52A,52Bの断面形状は、Y方向に関する長さ(幅)とZ方向に関する長さ(高さ)とが同じである正方形となっている。   The cross-section invariant portions 52A and 52B both have a length of λ / 4, and the cross-section does not change at any position in the longitudinal direction (X direction) of the horn 50. Specifically, the cross-sectional shapes of the cross-section invariant portions 52A and 52B are squares having the same length (width) in the Y direction and the same length (height) in the Z direction.

断面変化部54は、その長さがλ/2であり、その断面はX方向の位置によって図6に示すように変化している。この図6において、(A)は図4及び図5のA−A線断面図であり、(B)は図4及び図5のB−B線断面図であり、(C)は図4及び図5のC−C線断面図である。つまり、図6の(A)はP2における断面図であり、図6の(C)はP3における断面図であり、図6の(B)はP2とP3との間の位置における断面図である。   The cross section changing portion 54 has a length of λ / 2, and its cross section changes as shown in FIG. 6 depending on the position in the X direction. 6A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIGS. 4 and 5, FIG. 6B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIGS. 4 and 5, and FIG. It is CC sectional view taken on the line of FIG. 6A is a cross-sectional view at P2, FIG. 6C is a cross-sectional view at P3, and FIG. 6B is a cross-sectional view at a position between P2 and P3. .

ここで、断面変化部54の断面形状を説明するにあたり、断面変化部54の外形断面形状を、第1の領域A1と第2の領域A2とに分ける。第1の領域A1はZ方向に延びる方形領域である。第2の領域A2は、第1の領域A1をX方向に直交する方向(Y方向)から挟む一対の方形領域である。なお、第1の領域A1及び第2の領域A2の高さをそれぞれh、hとし、第1の領域A1及び第2の領域A2の幅をそれぞれw、wとし、第1の領域A1及び第2の領域A2の面積をそれぞれS(=h・w)、S(=h・w)とする。 Here, in describing the cross-sectional shape of the cross-section changing portion 54, the outer cross-sectional shape of the cross-section changing portion 54 is divided into a first region A1 and a second region A2. The first area A1 is a rectangular area extending in the Z direction. The second region A2 is a pair of rectangular regions that sandwich the first region A1 from a direction (Y direction) orthogonal to the X direction. The heights of the first region A1 and the second region A2 are h 1 and h 2 , respectively, the widths of the first region A1 and the second region A2 are w 1 and w 2 , respectively, The areas of the region A1 and the second region A2 are S 1 (= h 1 · w 1 ) and S 2 (= h 2 · w 2 ), respectively.

図6(A)に示すとおり、P2における断面変化部54の断面は、断面不変部52A,52Bの断面形状と同様に正方形となっている。すなわち、第1の領域A1の高さhと第2の領域A2の高さhとが同一となっている。 As shown in FIG. 6A, the cross section of the cross section changing portion 54 at P2 is a square, similar to the cross sectional shapes of the cross section unchanged portions 52A and 52B. That is, the height of the first region A1 h 1 and the height h 2 of the second area A2 are the same.

P2とP3との間における断面変化部54の断面では、図6(B)に示すとおり、第1の領域A1は、P2における第1の領域A1に比べてその幅wは変わらずその高さhが高くなっているため、P2における第1の領域A1に比べてその面積Sが増加している。一方、P2とP3との間における断面変化部54の断面では、第2の領域A2は、P2における第2の領域A2に比べてその幅wは変わらずその高さhが低くなっているため、P2における第2の領域A2に比べてその面積Sが減少している。 The cross section of the cross-section change portion 54 between the P2 and P3, as shown in FIG. 6 (B), the first region A1, the width w 1 in comparison with the first region A1 in P2 is unchanged the height because the higher is h 1 is, the area S 1 in comparison with the first region A1 in P2 is increasing. On the other hand, in the cross section of the cross-section change portion 54 between the P2 and P3, the second region A2, the width w 2 as compared to the second area A2 in P2 is unchanged its height h 2 is lowered because there, the area S 2 than the second region A2 of P2 is decreased.

P3における断面変化部54の断面では、図6(C)に示すとおり、第1の領域A1は、P2とP3との間における第1の領域A1に比べてさらにその高さhが高くなり、面積Sが最大となっている。一方、P3における断面変化部54の断面では、第2の領域A2は、P2とP3との間における第2の領域A2に比べてさらにその高さhが低くなり、面積Sが最小となっている。 The cross section of the cross-section change portion 54 in the P3, as shown in FIG. 6 (C), the first region A1 is further a height h 1 is higher than that in the first region A1 between the P2 and P3 , area S 1 is the largest. On the other hand, in the cross section of the cross-section change portion 54 in the P3, the second area A2, P2 and further a height h 2 is lower than the second area A2 between the P3, and the area S 2 is minimum It has become.

つまり、P2−P3間の断面変化部54の断面は、定在波の腹に相当するP3の位置から定在波の節に相当するP2の位置に向かうに従って、第1の領域A1の高さhが漸次減少して第1の領域A1の面積Sが漸次減少し、第2の領域A2の高さhが漸次増加して第2の領域A2の面積Sが漸次増加する。 In other words, the cross section of the cross-section changing portion 54 between P2 and P3 has a height of the first region A1 from the position P3 corresponding to the antinode of the standing wave to the position P2 corresponding to the node of the standing wave. h 1 is gradually decreased, the area S 1 of the first region A 1 is gradually decreased, the height h 2 of the second region A 2 is gradually increased, and the area S 2 of the second region A 2 is gradually increased.

断面変化部54はP3の位置に関して実質的に対称形状となっているため、P3−P4間の断面変化部54の断面も、定在波の腹に相当するP3の位置から定在波の節に相当するP4の位置に向かうに従って、第1の領域A1の面積Sが漸次減少し、第2の領域A2の面積Sが漸次増加する。 Since the cross-section changing portion 54 has a substantially symmetrical shape with respect to the position P3, the cross-section of the cross-section changing portion 54 between P3 and P4 is also a node of the standing wave from the position P3 corresponding to the antinode of the standing wave. The area S1 of the first region A1 gradually decreases and the area S2 of the second region A2 gradually increases as it goes to the position of P4 corresponding to.

すなわち、断面変化部54の断面は、定在波の腹に相当するP3の位置において、第1の領域A1の面積Sが最大となっており、第2の領域A2の面積Sが最小となっている。さらに、定在波の腹に相当するP3の位置から定在波の節に相当するP2、P4の位置に向かうに従って、第1の領域A1の面積Sが減少しており、第2の領域A2の面積Sが増加している。 That is, the cross section of the cross section changing portion 54 has the maximum area S1 of the first region A1 and the minimum area S2 of the second region A2 at the position P3 corresponding to the antinode of the standing wave. It has become. Furthermore, the area S1 of the first area A1 decreases from the position P3 corresponding to the antinode of the standing wave toward the positions P2 and P4 corresponding to the nodes of the standing wave, and the second area area S 2 of A2 is increasing.

また、ホーン50は、その幅の点から見てみると、幅が(w+2・w)の本体部53と、幅がwの突出部55とで構成されている。ここで、本体部53は、上述した断面不変部52A,52Bと、幅方向に第1の領域A1及び第2の領域A2を含む部分の断面変化部54とで構成されており、突出部55は、幅方向に第1の領域A1のみを含む部分の断面変化部54で構成されている。すなわち、突出部55は、本体部53よりも肉薄であると共に、本体部53の厚さ方向に本体部53から突出している。
(ホーンホルダ)
The horn 50 includes a main body 53 having a width (w 1 + 2 · w 2 ) and a protruding portion 55 having a width w 1 when viewed from the viewpoint of the width. Here, the main body 53 includes the above-described cross-section invariant portions 52A and 52B and the cross-section changing portion 54 of the portion including the first region A1 and the second region A2 in the width direction. Is constituted by a cross-section changing portion 54 of a portion including only the first region A1 in the width direction. That is, the protrusion 55 is thinner than the main body 53 and protrudes from the main body 53 in the thickness direction of the main body 53.
(Horn holder)

ホーンホルダ60は、ホーン50のY方向に直交する両側面50c,50dにおけるP2及びP4の4箇所の位置において、ホーン50に固定されている。このように、定在波の振幅が理論上ゼロとなる位置P2及びP4においてホーンホルダ60がホーン50を保持するため、ホーン50に励起された定在波がホーンホルダ60に伝搬する事態が効果的に抑えられる。その結果、ホーン50がホーンホルダ60によって確実に保持されると共に、ホーン50からホーンホルダ60へ伝搬した振動がホーン50の振動モードに影響を及ぼす事態が抑えられる。
(振動子)
The horn holder 60 is fixed to the horn 50 at four positions P2 and P4 on both side surfaces 50c, 50d orthogonal to the Y direction of the horn 50. Thus, since the horn holder 60 holds the horn 50 at the positions P2 and P4 where the amplitude of the standing wave is theoretically zero, the situation where the standing wave excited by the horn 50 propagates to the horn holder 60 is effective. Can be suppressed. As a result, the horn 50 is securely held by the horn holder 60, and the situation where the vibration propagated from the horn 50 to the horn holder 60 affects the vibration mode of the horn 50 is suppressed.
(Vibrator)

振動子42は、図示しない電源により電圧が印加されることにより60kHzで振動する圧電振動子であり、ホーン50の後端面50bに取り付けられている。この振動子42は、ホーン50の後端面50b側からホーン50にX方向の振動を付与して、ホーン50に上記定在波を励起させる。なお、振動子42のホーン50への取り付けは、例えば、振動子42に雄ネジ部を設けると共に、ホーン50の後端面50b側に雌ネジ部を設けて、これら雄ネジ部及び雌ネジ部を螺合させることによりおこなわれる。
(ノズル)
The vibrator 42 is a piezoelectric vibrator that vibrates at 60 kHz when a voltage is applied from a power source (not shown), and is attached to the rear end surface 50 b of the horn 50. The vibrator 42 applies vibration in the X direction to the horn 50 from the rear end face 50 b side of the horn 50, thereby exciting the standing wave in the horn 50. The vibrator 42 is attached to the horn 50 by, for example, providing a male screw portion on the vibrator 42 and providing a female screw portion on the rear end face 50b side of the horn 50, and connecting the male screw portion and the female screw portion. This is done by screwing.
(nozzle)

図5に示すように、ホーン50の突出部55(つまり、断面変化部54の中央部付近)にはX方向に沿うスリット54aが設けられており、このスリット54aはZ方向にホーン50を貫通している。そして、スリット54aが設けられた位置であって、断面変化部54の中央の位置(すなわち、P3の位置)から微小長さΔL(オフセット長さ)だけP2の位置側にズレた位置には、ノズル装着用の貫通孔(ノズル収容穴)54bがZ方向に沿って貫設されている。そのため、この貫通孔54bは、スリット54aと交差している。   As shown in FIG. 5, the protrusion 55 of the horn 50 (that is, near the center of the cross-section changing portion 54) is provided with a slit 54a along the X direction. The slit 54a penetrates the horn 50 in the Z direction. is doing. Then, at the position where the slit 54a is provided and shifted to the position of P2 by a minute length ΔL (offset length) from the center position of the cross-section changing portion 54 (that is, the position of P3), A nozzle mounting through-hole (nozzle accommodation hole) 54b is provided along the Z direction. Therefore, the through hole 54b intersects with the slit 54a.

そして、貫通孔54bには、超合金製(例えば、WC−Co合金製)又はSUS製であるノズル56が挿通されて収容されている。貫通孔54bに沿って延在するこのノズル(圧着ノズル)56には、その長手方向(すなわち、Z方向)に沿って真空吸引孔56aが貫設されている。この真空吸引孔56aはボンディング装置1の図示しない真空装置に連通されており、ノズル56は、真空吸引孔56aが露出するノズル56の下端面56bにおいて、電子部品22を真空保持することが可能となっている。このノズル56の下端面56bが、実際に電子部品22を基板24に圧着する面(圧着面)となっている。そして、この圧着面56bの中心位置は、貫通孔54bがオフセット長さΔLだけP3の位置からズレていることに伴い、やはりP3の位置からオフセット長さΔL(例えば、1mm)だけズレている。
(調整ネジ)
And the nozzle 56 made from a superalloy (for example, WC-Co alloy) or SUS is inserted and accommodated in the through-hole 54b. The nozzle (crimp nozzle) 56 extending along the through hole 54b is provided with a vacuum suction hole 56a along the longitudinal direction (that is, the Z direction). The vacuum suction hole 56a communicates with a vacuum device (not shown) of the bonding apparatus 1, and the nozzle 56 can hold the electronic component 22 in vacuum at the lower end surface 56b of the nozzle 56 where the vacuum suction hole 56a is exposed. It has become. The lower end surface 56 b of the nozzle 56 is a surface (crimp surface) for actually crimping the electronic component 22 to the substrate 24. The center position of the crimping surface 56b is also shifted from the position P3 by the offset length ΔL (for example, 1 mm) as the through hole 54b is shifted from the position P3 by the offset length ΔL.
(Adjustment screw)

図3に示すように、ホーン50の突出部55におけるスリット54aの形成領域には、突出部55をY方向に貫く解放用ネジ穴57A及び締結用ネジ穴57Bからなるネジ穴対(締結孔)が上下に2対設けられている。そして、各解放用ネジ穴57Aには解放用ネジ58Aが螺合されており、各締結用ネジ穴57Bには締結用ネジ(固定手段)58Bが螺合されている。これらネジ穴57A,57B及びネジ58A,58Bは、スリット54aを広げたり狭めたりするものであり、ネジ58A,58Bを調整することで断面変化部54のスリット54aの幅が調整可能となっている。   As shown in FIG. 3, in the formation region of the slit 54 a in the protrusion 55 of the horn 50, a screw hole pair (fastening hole) including a release screw hole 57 </ b> A and a fastening screw hole 57 </ b> B that penetrates the protrusion 55 in the Y direction. Are provided in two pairs vertically. A release screw 58A is screwed into each release screw hole 57A, and a fastening screw (fixing means) 58B is screwed into each fastening screw hole 57B. These screw holes 57A and 57B and screws 58A and 58B are used to widen or narrow the slit 54a, and the width of the slit 54a of the cross-section changing portion 54 can be adjusted by adjusting the screws 58A and 58B. .

また、スリット54aの位置に設けられた貫通孔54bの径は、ノズル56の径よりもわずかだけ大きくなるように設計されている。そのため、ネジ58A,58Bにより、ネジ穴対57A,57Bを介してスリット54aの幅を狭めることで、貫通孔54bに挿通されたノズル56をホーン50に締め付け固定(いわゆる、割り締め)することができる。つまり、ノズル56は、貫通孔54bの全長に亘ってホーン50にその側周面56c側から堅固に挟まれる。一方、ネジ58A,58Bにより、ネジ穴対57A,57Bを介してスリット54aの幅を広げることで、ノズル56をホーン50から取り外すこともできる。   The diameter of the through hole 54b provided at the position of the slit 54a is designed to be slightly larger than the diameter of the nozzle 56. Therefore, by narrowing the width of the slit 54a through the screw hole pair 57A, 57B with the screws 58A, 58B, the nozzle 56 inserted through the through hole 54b can be fastened and fixed to the horn 50 (so-called split tightening). it can. That is, the nozzle 56 is firmly sandwiched by the horn 50 from the side peripheral surface 56c side over the entire length of the through hole 54b. On the other hand, the nozzle 56 can be removed from the horn 50 by widening the slit 54a through the screw hole pairs 57A and 57B with the screws 58A and 58B.

つまり、ネジ58A,58Bにより、ネジ穴対57A,57Bを介してスリット54aの幅を調整して、ノズル56の締結力を変えることで、ホーン50に対するノズル56の脱着やノズル56の飛び出し長さの調整を容易におこなうことができる。なお、ノズル56の飛び出し長さが上述した定常波の半波長に達した場合には、ノズル56が大きく振動してしまってホーン50と一体的に振動しなくなるため、ノズル56の飛び出し長さは定常波の半波長よりも短い長さ(例えば、1mm)に設定する。
(ホーンの振動モード)
That is, by adjusting the width of the slit 54a through the screw hole pairs 57A and 57B by the screws 58A and 58B and changing the fastening force of the nozzle 56, the length of the nozzle 56 attached to and detached from the horn 50 and the protruding length of the nozzle 56 are shown. Can be easily adjusted. When the protruding length of the nozzle 56 reaches the above-mentioned half-wave of the standing wave, the nozzle 56 vibrates greatly and does not vibrate integrally with the horn 50. Therefore, the protruding length of the nozzle 56 is the standing wave. The length is shorter than the half wavelength (for example, 1 mm).
(Horn vibration mode)

次に、振動子42によってホーン50に定在波を励起させた場合におけるホーン50の振動モード(定常振動モード)について、図7を参照しつつ説明する。図7は、ホーン50の各位置P1〜P5における定在波のY方向成分及びZ方向成分の振幅を示したグラフである。   Next, the vibration mode (steady vibration mode) of the horn 50 when a standing wave is excited in the horn 50 by the vibrator 42 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a graph showing the amplitudes of the Y-direction component and the Z-direction component of the standing wave at the respective positions P1 to P5 of the horn 50.

この図7のグラフから明らかなように、Y方向の振幅及びZ方向の振幅はほぼP3の位置において極小となっている。つまり、P3の位置では、実質的に定在波のY方向成分及びZ方向成分の振動はなく、定在波のX方向成分のみの振動が生じている。   As is apparent from the graph of FIG. 7, the amplitude in the Y direction and the amplitude in the Z direction are minimal at the position of P3. That is, at the position P3, there is substantially no vibration in the Y-direction component and Z-direction component of the standing wave, and only the vibration in the X-direction component of the standing wave occurs.

なお、本実施形態では、ホーン50の後端面50bにはホーン50と異なるものである振動子42が密着して固定されているために、振動方向(X方向)と異なる方向(Y方向及びZ方向)の振動成分が、定在波の腹に相当する位置P3を中心とする対称的な分布にはなっていない。そこで、ノズル56の圧着面56bの中心位置をオフセット長さΔLだけP2側にズラすことで、圧着面56bの中心位置を定在波のY方向成分及びZ方向成分が極小となる位置Qに一致させている。ここで、電子部品22を基板24に圧接する際、Y方向成分の振動は電子部品22を基板24に対して回すように作用し、Z方向成分の振動は電子部品22を基板24に叩きつけるように作用してしまう。その結果、電子部品22が、例えば半導体チップ部品の場合、そのチップ自体や、基板に既に形成されている電極膜に対して損傷を与えてしまうこととなる。   In the present embodiment, the vibrator 42 that is different from the horn 50 is fixed in close contact with the rear end surface 50b of the horn 50, so that the direction (Y direction and Z direction) is different from the vibration direction (X direction). The vibration component of (direction) does not have a symmetric distribution around the position P3 corresponding to the antinode of the standing wave. Therefore, by shifting the center position of the crimping surface 56b of the nozzle 56 toward the P2 side by the offset length ΔL, the center position of the crimping surface 56b is set to a position Q where the Y direction component and the Z direction component of the standing wave are minimized. Match. Here, when the electronic component 22 is pressed against the substrate 24, the vibration in the Y direction component acts to rotate the electronic component 22 relative to the substrate 24, and the vibration in the Z direction component strikes the electronic component 22 against the substrate 24. Will act on. As a result, when the electronic component 22 is, for example, a semiconductor chip component, the chip itself or the electrode film already formed on the substrate is damaged.

このような定在波の振動モードはホーン50の形状に大きく依存するものであり、発明者らは、鋭意研究の末に、定在波のY方向成分の振幅及びZ方向成分の振幅がほぼP3の位置において極小となるホーン形状を見出した。すなわち、ホーン50が断面変化部54を有し、その断面変化部54が以下の2つの特徴を有する場合には、定在波のY方向成分の振幅及びZ方向成分の振幅がP3の位置においてゼロ(若しくは極めてゼロに近い振幅)となる。
(1)ホーン50に励起される振動の定在波の腹に相当する位置P3において、第1の領域A1の面積Sが最大となり、且つ、第2の領域A2の面積Sが最小となる。
(2)ホーン50に励起される振動の定在波の腹に相当する位置P3から節に相当する位置P2、P4に向かうに従って、第1の領域A1の面積Sが減少し、第2の領域A2の面積Sが増加する。
Such a vibration mode of the standing wave largely depends on the shape of the horn 50, and the inventors have studied the amplitude of the Y direction component and the amplitude of the Z direction component of the standing wave substantially after extensive research. A horn shape that is minimal at the position of P3 was found. That is, when the horn 50 has the cross-section changing portion 54 and the cross-section changing portion 54 has the following two features, the amplitude of the Y-direction component and the amplitude of the Z-direction component of the standing wave is at the position P3. It becomes zero (or an amplitude very close to zero).
(1) At the position P3 corresponding to the antinode of the standing wave of vibration excited by the horn 50, the area S1 of the first region A1 is maximized, and the area S2 of the second region A2 is minimized. Become.
(2) The area S1 of the first region A1 decreases from the position P3 corresponding to the antinode of the standing wave of vibration excited by the horn 50 toward the positions P2 and P4 corresponding to the nodes, and the second area S 2 of the region A2 is increased.

そして、電子部品22を保持するノズル56は、ホーン50のほぼP3の位置に取り付けられるため、電子部品22には水平一方向(すなわち、X方向)の振動成分以外の振動成分が付与されないこととなる。一方、従来形状のホーンでは、定在波の振動モードは、P3の位置における定在波のY方向成分及びZ方向成分が十分に抑えられていなかったため、P3の位置では、X方向のみならずY方向及びZ方向に大きな振動が生じていた。すなわち、ホーン50によれば、電子部品22には実質的に水平一方向の振動成分のみの振動を付与することができ、電子部品22の良好な超音波圧接を実現することができる。   And since the nozzle 56 holding the electronic component 22 is attached to the position of P3 of the horn 50, no vibration component other than the vibration component in one horizontal direction (that is, the X direction) is applied to the electronic component 22. Become. On the other hand, in the conventional horn, the standing wave vibration mode is not sufficiently suppressed in the Y direction component and the Z direction component of the standing wave at the position P3. Large vibrations occurred in the Y and Z directions. That is, according to the horn 50, the electronic component 22 can be given substantially only vibration in one horizontal direction, and good ultrasonic pressure welding of the electronic component 22 can be realized.

加えて、ホーン50においては、P3の位置における第2の領域A2の面積SよりP2側やP4側の位置の面積Sのほうが広くなっていることで、振動子42からの超音波振動の振幅が増幅されて、P3の位置には振動子42が発振する振幅以上の振動が伝わることとなり、振動の利用効率の向上が実現されている。さらに、P3の位置における第1の領域A1の高さhのほうがP2側やP4側の位置の高さhよりも大きくなっているため、P3の位置におけるホーン50の曲げ剛性が効果的に向上されており、超音波圧接時におけるホーン50の撓みが有意に抑えられている。 In addition, in the horn 50, by more of the area S 2 position than the area S 2 P2 side and P4 side of the second region A2 are wider at the position of P3, ultrasonic vibration from the vibrator 42 Is amplified, and a vibration having an amplitude larger than that of the vibration of the vibrator 42 is transmitted to the position P3, thereby improving the use efficiency of the vibration. Furthermore, since the more the height h 1 of the first area A1 in the position of P3 is larger than the height h 1 of the position of the P2 side and P4 side, effective bending stiffness of the horn 50 is at the position of P3 Thus, the bending of the horn 50 at the time of ultrasonic pressure welding is significantly suppressed.

以上で詳細に説明したように、上述したボンディング装置1及びホーンユニット40においては、ノズル56の貫通孔54bに収容された部分は、貫通孔54bとスリット54aと締結用ネジ58Bとの協働によって、ノズル56の圧接方向に直交する方向(Y方向)に側周面56c側から割り締めされている。そのため、ノズル56はホーン50によって堅固に挟まれ、安定的に固定されている。それにより、ノズル56とホーン50とが一体的に振動し、良好な圧着状態を実現することができる。加えて、圧着時にノズル56に荷重が負荷された際、その圧着方向(Z方向)とノズル56の締結方向(Y方向)とが同一方向でないため、圧着時の荷重に締結力がほとんど影響されないようになっている。   As described in detail above, in the bonding apparatus 1 and the horn unit 40 described above, the portion accommodated in the through hole 54b of the nozzle 56 is formed by the cooperation of the through hole 54b, the slit 54a, and the fastening screw 58B. Further, it is cleaved from the side peripheral surface 56c side in a direction (Y direction) orthogonal to the pressure contact direction of the nozzle 56. Therefore, the nozzle 56 is firmly sandwiched by the horn 50 and is stably fixed. Thereby, the nozzle 56 and the horn 50 vibrate integrally, and a good crimping state can be realized. In addition, when a load is applied to the nozzle 56 during crimping, the crimping direction (Z direction) and the fastening direction (Y direction) of the nozzle 56 are not the same direction, so the fastening force is hardly affected by the load during crimping. It is like that.

加えて、ノズル56がホーン50に対して割り締めにより脱着可能となっているため、別途部材を準備することなくノズル56をホーン50に固定することができると共に、圧着面56bが摩耗した際にノズル56を簡単に交換することができる。また、ノズル56がホーン50と一体でないため、ノズル56とホーン50とを異なる材料で形成したり、用途に応じて長さや形状、圧着面の形状/寸法の異なるノズルに変更したりすることができる。   In addition, since the nozzle 56 can be attached to and detached from the horn 50 by split fastening, the nozzle 56 can be fixed to the horn 50 without preparing a separate member, and when the crimping surface 56b is worn. The nozzle 56 can be easily replaced. Further, since the nozzle 56 is not integrated with the horn 50, the nozzle 56 and the horn 50 may be formed of different materials, or may be changed to nozzles having different lengths and shapes, and different shapes / dimensions of the crimping surface according to applications. it can.

また、ホーンユニット40においては、ノズル56の圧着面56bの中心位置が、ホーン50に励起される振動の定在波の腹に相当する位置P3からΔLだけオフセットした位置Qとなるように、圧着面56bが配置されている。そのため、ホーンユニット40は、腹に相当する位置(P3)に圧着面が配置された従来のホーンユニットに比べて、その圧着面56bにおけるY方向及びZ方向(本発明における第1の方向)の振動成分が抑えられており、良好な圧着状態を実現することができる。ここで、上記第1の方向は、振動子42によるホーン50の振動方向であるX方向と交差する方向であり、その振動成分はX方向以外の振動成分となっている。なお、上記第1の方向が、Y方向及びZ方向のいずれか一方である場合には、ノズル56の圧着面56bの中心位置を、定常波のY方向の振動成分及びZ方向の振動成分のいずれか一方の振動成分のみが最小となる位置にオフセットさせる。   Further, in the horn unit 40, the center position of the crimping surface 56b of the nozzle 56 is crimped so as to be a position Q offset by ΔL from the position P3 corresponding to the antinode of the standing wave of vibration excited by the horn 50. A surface 56b is disposed. Therefore, the horn unit 40 has a Y direction and a Z direction (first direction in the present invention) in the crimping surface 56b as compared with the conventional horn unit in which the crimping surface is disposed at the position corresponding to the belly (P3). The vibration component is suppressed, and a good crimped state can be realized. Here, the first direction is a direction that intersects the X direction that is the vibration direction of the horn 50 by the vibrator 42, and the vibration component is a vibration component other than the X direction. When the first direction is one of the Y direction and the Z direction, the center position of the pressure-bonding surface 56b of the nozzle 56 is set to either the vibration component in the Y direction or the vibration component in the Z direction of the standing wave. Only one of the vibration components is offset to a minimum position.

本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、ホーンユニットのホーンとホーンホルダを適宜別体としてもよい。また、第1の領域や第2の領域の形状は、長方形以外に、Z方向を長軸方向とする楕円形状、Z方向に細長く延びる多角形などであってもよい。さらに、ノズル収容穴はホーンを貫通していなくてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the horn of the horn unit and the horn holder may be appropriately separated. In addition to the rectangle, the shape of the first region or the second region may be an elliptical shape whose major axis is the Z direction, a polygon that is elongated in the Z direction, or the like. Furthermore, the nozzle accommodation hole does not need to penetrate the horn.

また、圧着面56bを有するノズル56を採用する代わりに、図8に示すように、下面に圧着面56bが形成された突起部56Aを有するホーンを採用した態様も可能である。
このホーンにおける圧着面56bも、定常波の腹に相当する位置P3からオフセットした位置Qに圧着面56bの中心位置が配置されているため、このホーンが採用された態様であっても上述した効果と同様の効果を得ることができる。
Further, instead of employing the nozzle 56 having the crimping surface 56b, an embodiment in which a horn having a protrusion 56A having a crimping surface 56b formed on the lower surface as shown in FIG. 8 is also possible.
Since the center position of the crimping surface 56b is also arranged at the position Q offset from the position P3 corresponding to the antinode of the standing wave, the crimping surface 56b of this horn has the above-described effects even if this horn is adopted. Similar effects can be obtained.

本発明の実施形態に係るボンディング装置を示した概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram illustrating a bonding apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1のボンディング装置のホーンユニットを示した斜視図である。It is the perspective view which showed the horn unit of the bonding apparatus of FIG. 図2に示したホーンユニットの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the horn unit shown in FIG. 2. 図2に示したホーンユニットの側面図である。It is a side view of the horn unit shown in FIG. 図2に示したホーンユニットの底面図である。It is a bottom view of the horn unit shown in FIG. 図2のホーンユニットのホーンの断面図である。It is sectional drawing of the horn of the horn unit of FIG. 図2のホーンユニットの振動モードを示した図である。It is the figure which showed the vibration mode of the horn unit of FIG. 異なる態様のホーンを示した側面図である。It is the side view which showed the horn of a different aspect.

符号の説明Explanation of symbols

1…ボンディング装置、40…ホーンユニット、42…振動子、50…ホーン、53…本体部、54…断面変化部、54a…スリット、54b…貫通孔、55…突出部、56…ノズル、56A…突起部、56b…圧着面、57B…ネジ穴、58B…締結用ネジ、60…ホーンホルダ、A1…第1の領域、A2…第2の領域、S,S…面積。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Bonding apparatus, 40 ... Horn unit, 42 ... Vibrator, 50 ... Horn, 53 ... Main-body part, 54 ... Cross-section change part, 54a ... Slit, 54b ... Through-hole, 55 ... Projection part, 56 ... Nozzle, 56A ... projections, 56b ... crimping surface, 57B ... screw hole, 58B ... fastening screw, 60 ... horn holder, A1 ... first area, A2 ... second area, S 1, S 2 ... area.

Claims (6)

振動子によって振動が付与されるホーンであって、前記ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置からオフセットした位置に圧着面が配置された、ホーン。   A horn to which vibration is imparted by a vibrator, wherein a crimping surface is disposed at a position offset from a position corresponding to an antinode of a standing wave of vibration excited by the horn. 前記オフセットした位置が、前記振動子による前記ホーンの振動方向に交差する第1の方向の振動成分が最小となる位置である、請求項1に記載のホーン。   The horn according to claim 1, wherein the offset position is a position where a vibration component in a first direction intersecting a vibration direction of the horn by the vibrator is minimized. 振動子によって振動が付与されるホーンと、
圧着面を有し、前記ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置からオフセットした位置に前記圧着面が配置されるように、前記ホーンに取り付けられる圧着ノズルと
を備える、ホーンユニット。
A horn that is vibrated by a vibrator;
A horn comprising a crimping surface and a crimping nozzle attached to the horn so that the crimping surface is disposed at a position offset from a position corresponding to an antinode of a standing wave of vibration excited by the horn. unit.
前記オフセットした位置が、前記振動子による前記ホーンの振動方向に交差する第1の方向の振動成分が最小となる位置である、請求項3に記載のホーンユニット。   The horn unit according to claim 3, wherein the offset position is a position where a vibration component in a first direction intersecting a vibration direction of the horn by the vibrator is minimized. ホーンに振動を付与する振動子と、
前記振動子によって振動が付与される前記ホーンであって、前記ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置からオフセットした位置に圧着面が配置されたホーンと、
前記ホーンの圧着方向への加圧制御をおこなう加圧手段と
を備える、ボンディング装置。
A vibrator for applying vibration to the horn;
The horn to which vibration is applied by the vibrator, the horn having a crimping surface disposed at a position offset from a position corresponding to an antinode of a standing wave of vibration excited by the horn,
A bonding apparatus comprising: a pressure unit that performs pressure control in a pressing direction of the horn.
ホーンに振動を付与する振動子と、
前記振動子によって振動が付与される前記ホーンと、圧着面を有し、前記ホーンに励起される振動の定在波の腹に相当する位置からオフセットした位置に前記圧着面が配置されるように、前記ホーンに取り付けられる圧着ノズルとを含むホーンユニットと、
前記ホーンユニットの前記圧着ノズルの圧着方向への加圧制御をおこなう加圧手段と
を備える、ボンディング装置。
A vibrator for applying vibration to the horn;
The horn to which vibration is applied by the vibrator, and a pressure bonding surface, and the pressure bonding surface is disposed at a position offset from a position corresponding to an antinode of a standing wave of vibration excited by the horn. A horn unit including a crimp nozzle attached to the horn;
A bonding apparatus comprising pressure means for performing pressure control in the pressure bonding direction of the pressure bonding nozzle of the horn unit.
JP2005378101A 2005-12-28 2005-12-28 Method of using horn, method of using horn unit, and bonding apparatus Active JP4213713B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005378101A JP4213713B2 (en) 2005-12-28 2005-12-28 Method of using horn, method of using horn unit, and bonding apparatus
US11/640,378 US7508115B2 (en) 2005-12-28 2006-12-18 Horn, horn unit, and bonding apparatus using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005378101A JP4213713B2 (en) 2005-12-28 2005-12-28 Method of using horn, method of using horn unit, and bonding apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007180334A true JP2007180334A (en) 2007-07-12
JP4213713B2 JP4213713B2 (en) 2009-01-21

Family

ID=38305220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005378101A Active JP4213713B2 (en) 2005-12-28 2005-12-28 Method of using horn, method of using horn unit, and bonding apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4213713B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008117994A (en) * 2006-11-07 2008-05-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Component joining device, and ultrasonic horn
US7508115B2 (en) 2005-12-28 2009-03-24 Tdk Corporation Horn, horn unit, and bonding apparatus using same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7508115B2 (en) 2005-12-28 2009-03-24 Tdk Corporation Horn, horn unit, and bonding apparatus using same
JP2008117994A (en) * 2006-11-07 2008-05-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Component joining device, and ultrasonic horn

Also Published As

Publication number Publication date
JP4213713B2 (en) 2009-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100571306B1 (en) Ultrasonic transducer assembly
JP5583179B2 (en) Bonding equipment
US7757926B2 (en) Transducer assembly for a bonding apparatus
KR101475541B1 (en) Ultrasonic transducer comprising a long horn
KR101489706B1 (en) Apparatus for mounting a transducer in a wire bonder
JP2003318230A (en) Ultrasonic horn and ultrasonic welding apparatus
WO2011145266A1 (en) Bonding tool, apparatus for mounting electronic component, and method for manufacturing bonding tool
JPWO2008139668A1 (en) Electronic component mounting apparatus and electronic component mounting method
JP2004327590A (en) Bonding equipment and bonding tool
US7508115B2 (en) Horn, horn unit, and bonding apparatus using same
US20060022016A1 (en) Integrated flexure mount scheme for dynamic isolation of ultrasonic transducers
JP4213711B2 (en) Horn, horn unit, and bonding apparatus using the same
JP4213712B2 (en) Horn unit and bonding apparatus using the same
JP4213713B2 (en) Method of using horn, method of using horn unit, and bonding apparatus
US7150388B2 (en) Method of bonding and bonding apparatus for a semiconductor chip
JP3745927B2 (en) Mounting device
JP3932286B2 (en) Bonding head and bonding apparatus having the same
JP6774812B2 (en) Ultrasonic bonding device
JP7219495B2 (en) Ultrasonic bonding equipment
JP2006174549A (en) Oscillatory wave drive unit
JP5675213B2 (en) Electronic component mounting equipment
JP2004167435A (en) Ultrasonic horn for bonding and bonding device provided with the same
JP2020116641A (en) Ultrasonic joining device
JP2003059972A (en) Bonding head and bonding apparatus having the same
JP2006239749A (en) Ultrasonic joining method and apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080122

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080324

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080603

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080729

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080819

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081003

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20081028

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081030

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111107

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4213713

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121107

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131107

Year of fee payment: 5