本发明专利技术提供一种能够谋求压电元件驱动的负荷的轻量小型化，另外，能够减轻来自工件的热量对压电元件的影响的接合装置。该接合装置具有：具有与接合工具(8)的中心轴相对的承受部(6c)的接合臂(5)；与接合工具(8)接触的一对毛细管保持部(9、10)；与毛细管保持部(9、10)接触并产生超声波振动的一对压电元件(11、12)；与接合臂的承受部相对配置的加压体(18)；以及由使加压体朝着接合臂的承受部移动的移动机构构成的加压机构，在使一对压电元件、一对毛细管保持部以及接合工具位于接合臂的承受部与加压体之间的状态下，移动加压体，由此将一对毛细管保持部以及接合工具保持于接合臂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】接合装置
本专利技术涉及一种接合装置(bondingdevice)，特别是涉及一种可以自由地设定驱动接合线(wire)的接合工具(bondingtool)的振动频率的接合装置。
技术介绍
一直以来，已知有用线(wire)将半导体芯片的电极与形成于基板上的配线用的引线(lead)接合的引线接合装置。引线接合装置是将形成于线的前端部的球(ball)随着超声波振动进行按压并接合于半导体芯片的电极并且将线随着超声波振动按压于引线而将半导体芯片的电极与基板上的引线接合的装置。在引线接合装置，在能够在二维方向上移动的XY工作台上载置固定有接合头。形成接合头的接合臂成为能够以支撑轴为中心旋转的结构，具有在接合臂的一方的前端安装有作为接合工具的毛细管的超声波喇叭、以及在另一方经由超声波喇叭而对毛细管施加超声波振动的作为超声波施加机构的超声波振子。但是，现有的接合臂中的超声波喇叭需要以λ(音波长)/2为基本的长度，另外，在作为接合臂安装于接合头时，由于固定λ/4的节的位置，因此，其长度以及支撑方法等受到制约。因此，为了消除这些制约，在专利文献1中公开了在接合臂的毛细管安装附近，在毛细管组装了通过电致伸缩或者磁致伸缩效应而传递振动的压电元件的引线接合装置。另外，在专利文献2中公开了在毛细管组装了振动产生机构的低质量振子。另外，在专利文献3中公开了设置相互邻接配置于毛细管周围的周向多个位置的多个压电元件，对各压电元件供给具有规定的相位偏移的电压的引线接合装置。专利文献专利文献1：日本特开平5－275502号公报专利文献2：美国专利第5890643号专利文献3：日本特开平6－204302号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1中所公开的引线接合装置成为在接合臂的毛细管安装附近，在毛细管组装了传递振动的压电元件的结构。专利文献1中的接合臂，压电元件的振动经由框状的振动传递部而被传播到毛细管。但是，作为压电元件驱动的负荷的振动传递部的质量大，另外，振动传递部本身具有固有振动频率，难以进行150kHz等的高频下的驱动。另外，为了驱动重的负荷，需要使压电元件为大型。另外，压电元件被固定于设置于接合臂的框状的孔，经由框而对压电元件加压，因此，存在框的弹簧性妨碍压电元件的伸长而不能够有效地传递振动的问题。另外，在专利文献2中，为了将使用了压电元件的振动产生机构组装到毛细管，需要专用的毛细管，难以在通常所使用的毛细管设置振动产生机构。再有，由于在作为消耗品的毛细管组装振动产生机构，因而导致价格昂贵。另外，在专利文献1、2、3中，压电元件均有可能受到来自被加热的工件(被接合部件)的热的影响。特别是在专利文献2、3中，压电元件被组装于毛细管的外周，因此，在接合时接近工件，由此，毛细管上的振动产生机构变成高温状态。再有，在以高频率使用压电元件的情况下，由于压电元件的自身发热，振动产生机构变成更高温状态，存在压电元件热破损或者压电元件的性能降低的担忧。因此，谋求接合臂的压电元件驱动的振动传递部等的负荷的轻量小型化，另外，要求将稳定的振动传递到毛细管。再有，要求减少来自被加热的工件的热对压电元件的影响。因此，本专利技术的目的在于，提供一种接合装置，其能够谋求压电元件驱动的负荷的轻量小型化，能够将稳定的振动传递到毛细管，另外，能够自由选择频率以及/或者振动振幅的大小，再有，能够减少来自工件的热对压电元件的影响。解决课题的技术手段为了达到上述目标，本专利技术的接合装置，其特征在于，具有：在与接合工具的中心轴交叉的方向上延伸，并且具有与该接合工具的中心轴相对的承受部的接合臂；夹着所述接合工具的中心轴而对称地配置，与所述接合工具接触的一对毛细管保持部；夹着所述接合工具的中心轴而对称地配置，与所述毛细管保持部接触并产生超声波振动的一对压电元件；驱动所述压电元件的振荡器；由夹着所述接合工具的中心轴而与所述接合臂的承受部相对配置的加压体、以及使该加压体朝着所述接合臂的承受部移动的移动机构构成的加压机构，在使所述一对压电元件、所述一对毛细管保持部以及所述接合工具位于所述接合臂的承受部与所述加压体之间的状态下，移动该加压体，由此将所述一对毛细管保持部以及所述接合工具保持于所述接合臂。另外，其特征在于，所述毛细管保持部由热传导率低的材质构成。其特征在于，所述振荡器以彼此相差180度相位的波形来驱动一对所述压电元件。另外，其特征在于，所述毛细管保持部以如下方式被安装：一个面以与所述接合工具的外周的不到半圆的面接触的方式形成弯曲形状而保持接合工具，另一个面与所述压电元件的振动面(位移面)接触。另外，其特征在于，所述压电元件是层叠由陶瓷构成的压电元件而成的层叠压电元件。另外，其特征在于，所述振荡器以在每个接合点使所述压电元件的驱动频率可变的方式设定所述压电元件的驱动频率。另外，其特征在于，所述接合臂还具有形成了用于插入所述接合工具的孔的板状的框(frame)，所述一对压电元件以及所述一对毛细管保持部被配置于所述框的上表面，所述接合工具以前端位于所述框的下表面侧的方式被插入于形成于所述框的孔。另外，其特征在于，在所述框的所述上表面，设置有距离一定的相对的壁面，所述一对压电元件、所述一对毛细管保持部以及所述接合工具被配置于所述框上表面的壁面的一方与所述加压机构的加压体之间，所述加压机构经由所述移动机构而改变所述加压体到所述框上表面的壁面的一方为止的距离，由此改变加压的大小。专利技术的效果根据本专利技术，由于谋求到压电元件驱动的负荷的轻量化，因此，毛细管的响应性变得良好并能够根据接合条件进行第1接合点、第2接合点中的频率切换，并且能够在各接合点选择最佳的频率。另外，由于压电元件驱动的负荷的轻量化，毛细管的响应性变得良好并且能够改变接合中的毛细管的振动振幅的大小。例如，首先，为了除去表面的氧化膜，进行驱动以增大毛细管的振动振幅，接着，可以缩小毛细管的振动振幅而进行接合。另外，由于压电元件驱动的负荷的轻量化，毛细管的响应性变得良好并且焊垫(pad)与焊球(ball)的接合时间缩短，能够增加半导体部件的每单位时间的生产数。另外，一对压电元件相对于毛细管对称地配置，各个压电元件以彼此相差180度相位的驱动波形进行驱动，因此，在一方的压电元件伸长时，另一方的压电元件以收缩的方式位移，因此，不会具有弹簧性的特性，而是能够经由毛细管保持部而对毛细管作用均匀的外力，能够使毛细管整体均匀地振动(位移)。另外，根据本专利技术，经由毛细管保持部将来自压电元件的振动向毛细管(接合工具)传递，因此，能够减轻因升温的毛细管引起的对压电元件的热影响。另外，由热传导率低的材质构成毛细管保持部，由此，能够减少热影响。另外，压电元件被收纳于接合臂的框内，由接合臂的框而不会使压电元件直接接触于来自工件的热，因此，能够减轻热的影响。另外，由于不是如现有那样不利用振子的共振，因此，能够选择最适合于所使用的毛细管的频率，以所选择的频率驱动压电元件。附图说明图1是表示接合臂的结构的图，(a)是接合臂的侧面图，(b)是接合臂的下面图。图2是图1(a)所示的A－A线的截面图，并且是表示接合臂的结构的平面图。图3是表示驱动层叠压电元件的振荡器的结构的方块图。图4是表示施加于层叠压电元件的电压波形的图。图5是说明接合臂的毛细管的振动的图，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种接合装置，其特征在于：具有：接合臂，在与接合工具的中心轴交叉的方向上延伸，并且具有与该接合工具的中心轴相对的承受部；一对毛细管保持部，夹着所述接合工具的中心轴而对称地配置，与所述接合工具接触；一对压电元件，夹着所述接合工具的中心轴而对称地配置，与所述毛细管保持部接触并产生超声波振动；振荡器，驱动所述压电元件；以及加压机构，由夹着所述接合工具的中心轴而与所述接合臂的承受部相对配置的加压体、以及使该加压体朝着所述接合臂的承受部移动的移动机构构成，在使所述一对压电元件、所述一对毛细管保持部以及所述接合工具位于所述接合臂的承受部与所述加压体之间的状态下移动该加压体，由此将所述一对毛细管保持部以及所述接合工具保持于所述接合臂。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.03 JP 2012-1727951.一种接合装置，其特征在于：具有：接合臂，在与接合工具的中心轴交叉的方向上延伸，并且具有与该接合工具的中心轴相对的承受部；一对毛细管保持部，夹着所述接合工具的中心轴而对称地配置，与所述接合工具接触；一对压电元件，夹着所述接合工具的中心轴而对称地配置，与所述毛细管保持部接触并产生超声波振动；振荡器，驱动所述压电元件；以及加压机构，由夹着所述接合工具的中心轴而与所述接合臂的承受部相对配置的加压体、以及使该加压体朝着所述接合臂的承受部移动的移动机构构成，在使所述一对压电元件、所述一对毛细管保持部以及所述接合工具位于所述接合臂的承受部与所述加压体之间的状态下移动该加压体，由此将所述一对毛细管保持部以及所述接合工具保持于所述接合臂，所述毛细管保持部以如下方式被安装：一个面以与所述接合...
【专利技术属性】
技术研发人员：高波修一，
申请(专利权)人：株式会社华祥，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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