TWI290745B - Bonding apparatus - Google Patents

Description

1290745 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關接合裝置，尤有關適於對接合面積大的 工件進行接合的接合裝置。 【先前技術】 、進行突塊（bump)形成或引線連接等之打線裝置一般分 為以下兩型。 弟1是垂直驅動型，係於具有垂直導引部的線性導件 上將滑件設置成能上下移動，將保持有毛細管的超音波放 大器安裝於放大器保持具，固定放大器夾持器於前述滑件 。而且’此種垂直驅動型舉例來說有日本特許f 3220483 號公報。 ―弟2是支點搖動型，係將保持有毛細管的超音波放大 :女裝於放大器保持具，以支持放大器保持具的十字板彈

貫的支點為中心搖動，或因令W vA ^固疋於以旎旋轉的方式支承放大 裔夾持器的支軸，以支車由為中妓私 又孕*馮中〜搖動。而且，此種支點搖 動型舉例來說有日本特許篦A α 今竹开弟141 54公報、日本特許第 2 8 6 0 6 5 0號公報。 【發明内容】 第1之垂直驅動型，須使線性導件的長度達到毛細管 抵接工件的充份長度，且伸延至比工件接合面的水平面更 下方。因此’工件限定為不抵接線性導件的大小。又由於 1290745 上下驅動超音波放大器、放大it保持具、滑件等構成的重 物、亦即驅動部，故若高速驅動，則慣性很大，尤其是對 小球的接合變得很困難。 疋’ 々弟2之支點搖動型，由於在毛細管抵接工件狀態 下，毛細官須垂直於工件’故放大器保持具的旋轉中心、 亦即支點或支軸係與毛細管的前端同高。因此，放 或支轴位於工件接合面的水平面上，如同= ^垂直驅動型，工件大小受到限定。又由於毛細管以支 ^ 搖動，為了大致垂直地上下移動 則τ行前後方向（超音波放大器的轴心方向：。 下移在於提供可垂直m致垂直於接合面來上 的接合裝置。，"“面積大的工件亦可進行接合 解決上述問題之本發申 合裝置，其特徵在於，传且備申::專利哟1項之彳 沿水平方向移動，並且*/、備.放大11保持具，其一端1 第1連接部，另-心旋轉的以連接於接合心 被該放大器保持具所:持下^ 廢 甘 艾將毛細管保持於一媳·、击,θ 臂’其-端具有以能旋 W % ’連揭 第2連接部，另_端 "妾於該放大器保持具的 的第3連接部；以及驅動:：㈣的方式連接於該接合頭 平移動或使㈣3連接部_ H來㈣帛1連接部水 該第2連接部係設在連 部之線上，該第3連接部係設：：官前端與該第1連接 在弟】連接部之水平線上 1290745 ，若自该第2連接至該第 細管前端至該第2連接杳連接部之長度設為L1，自該毛 至該第2連接部之長声2長度設為…自該第1連接部 立。 # L3，則L1 = L2= L3的關係成 用以解決上述問題 合装置，其特徵在於，係且:明申請專利範圍第2項之接 沿水平方向移動，並具有二t:放大器保持具，其-端可 第1連接部，另_端 疋轉的方式連接於接合頭的 被該放大器保持具所：方面傾斜；超音波放大器，係 臂，其-端1有以Λ, Γ i將毛細f保持於-端；連桿 第2連接部，另—=轉有的方式連接於該放大器保持具的 的第3連接部;二 平移動或使該第3連接部旋轉； 4 !連接部水 忒第2連接部係設在連接該毛細管 部之線上，該第磕拉加γ -、Μ第1連接 4 3連接部係設在該第 ’若自該第2連接至該第3連接部之長度^水:線上 細管前端至該第2連接部之長度設為L2，：該第；連= 至該第2連接部之長度設為L 〆 ° 係成立。 L1.L3=L3: L2之關 用^解決上述問題之本發明申請專利範圍 如申請專利範圍第！或第2項之接合裝置 、、 位置設定機構，俾可自由設定該 …、°又置初始 、 勒馬建所驅動的該第1 連接部或该第3連接部的初始位置。 用以解決上述問題之本發明中請專利範圍帛4項，係 1290745 如申明專利範圍第3項之接合裝置，其中，該初始位置設 定機構，係具備：設在與該帛i連接部或該第3連接部一 起被驅動的構件的初始位置檢測用構件、以及對應於該初 始位置檢測用構件而固定於接合頭的感測器。 【實施方式】 絲藉圖1至圖3說明本發明第1實施形態。於圖1中 曰3 10的上面係固定在沿XY軸方向驅動的未圖示之 μ 口上ΧΥσ®定在接合裝置的未圖示之架台頂部上面。 =二、接口頭10作成懸吊構造。水平配設的導軸11兩端 =於接口碩1 〇，線性軸襯i 2滑動自如地嵌插於導軸11 。橫導轴承構成的支軸13固定在線性純12上，向斜前 方伸延的放大器保持具14以能旋轉的方式支承於支軸13 超音波放大器20後側之振動節部係固定於放大器保 邻’、U的下端部。毛細f 21固定於超音波放大器20的端 ;，捲繞於未圖示之捲線筒的引線插通毛細管2卜連桿臂 端透過支轴22,以能旋轉的方式支承於位在連接毛 u:21前端A與支軸13的中心B的線上的放大器保持且 亦：支承於位在支軸13的水平線上的接合頭ι〇的側面。 連接支軸1 3的中心b虚支車4 2 4沾rb η 在水平線上。 m24的中心c的線段Bc 水平驅動線性軸襯12的驅動馬達3〇固定於接合頭 1290745 。如眾所周知’驅動馬達30由線圈31及磁鐵32構成，線 圈31固定於接合頭10，磁鐵32餘隙嵌合於導轴11，且固 疋於線性軸襯12。而且，於線圈31在内、磁鐵32在外的 構造所構成的驅動馬達30中，當然亦可將線圈31固定於 線性軸襯1 2 ’將磁鐵32固定於接合頭10。 如圖1及圖2所示，就用來設定驅動馬達3 0所驅動支 軸1 3的初始位置的初始位置設定機構而言，初始設定用 肖4 0 口疋於線性軸襯12，用來檢測初始設定用銷$ 〇的光 學斷續裔等所構成的感測器41固定於接合頭1〇。又，圖J 中虛線所示之感測H 41，係表示改變安裝於接合頭1〇的 —首先叹疋支軸13的初始位置。如圖3所示，初始設 :用=1二=^ 41，㈣感測器㈣出輸出信號 ^ 。之邊緣化號42a為初始位置。在調 Ϊ放it3的，動的初始位置情形下，須改變超音 音波放大哭保持具14的固定角度，使保持於超 曰仅现大斋20的毛細管21 〜 與放大器保持* 14的連:此’超音波放大器20 14^ " 與毛細管21前端a的上、即驅動馬達30的移動量 動馬達的初妒位置I 的關係’亦即增益可藉驅 N仰始位置而改轡， 定。 把進行最適當的增益設 由於初始位置的檢測 的寬 例如 度等而存左^、册& 去㈢因初始設定用南 反予而存在遲滯性，故如 Θ 3所不，須朝一定$ 1290745 使初始設定用銷4〇 υ相對於感測器41自右側進入，設定感 ’則器41的輸出作％ j "戒42的邊緣信號42a為初始位置。在感 測器41的信號為 勺卜降仏號的情形，亦設定信號的邊緣信 遽為初始位置 ^ S 1中虛線所示，藉由改變感測器41固 疋於接合頭1 〇 ^ 4置’來改變主軸丨3的初始位置。 於前述構成Φ，i +

中右自支軸24的中心C至支軸22的中 心D的長度設為L

λα ρ 自毛細官刖端A至支軸22的中心D 的長度設為L2，自i亂1 q认士 又轴13的中心B至主軸22的中心D的 長度設為L3，Π、T9 τ。 2、L3即以成LI : L3=L3 : L2的關係 的長度及配置結合。费 更且方；本實施形態中，LI : L3= L3 •L2=1:1。亦即，U = L2=U。 如前述，線段Be為氽承妗u 丄

在尺千線上，又，中心D在線段AB 上’進而，Ll=Ii? — T Q mi > 。因此’於本實施形態中，中心c 在毛細官前端A的垂直線上，= 直角的直角：角妒田p —角形胤成為以中心C為 ABC的々Λ 此，即使中心以平移動，三角形 、 匣為直角，毛細管前端a經常垂直移動。 方若線性軸襯12藉驅動馬達3G沿導軸u往左右 矛夕動，支轴即向下

垂直6下η Γ门下及向上移動，毛細管21的前端A Ϊ直向下及向上移動而不沿 軸c早田力Π (起音波放大器20的 孕由〜方向）移動。 、連桿臂23…中’放大器保持具14 音波放大器20上方^， 達30等配設在超 ，… 在毛細管21前端Α的水平面上 哭？η沾姐从 …又持及驅動超音波放大 』的構件等存在，故接合面積大的工件亦可接合。 10 1290745 兹藉圖4說明本發明之第2實施形態。而且，與前述 第1實施形態相同或相當之構件標以相同符號，省略其詳 細說明。前述第i實施形態藉驅動馬達30水平移動線性軸 襯12。本實施形態將支軸24固^於連桿臂23，藉固定於 接合頭10的驅動馬達35轉動該支轴24。又，初始固定用 銷40固定於連桿臂23,感測器41對應於連桿臂23，固定 在接合頭10上。其他構造與前述第i實施形態相同。 由於-驅動馬達35轉動連桿臂23，線性軸襯12即沿 導軸11水平移動’故不用說明料細，具有與前述第u 施形態相同的效果。 鉍藉圖5及圖6說明本發明之第3及帛4實施形態。 而且’與前述各實施形態相同或相當之構件標以相同符號 ’省略其詳細說明。圖5表示如同前述第1實施形態（圖 1)，藉驅動馬達3G驅動線性軸襯12之實施形態，圖6表 示如同前述第2實施形態（圖4)，藉驅動馬達35驅動支 軸24之實施形態。前述各實施形態以u : l3=l3: u的 關係’進而以L"L3=L3:L2=1:1的長度及配置結合 U、L2、L3。本實施形態僅以u : L卜u: u的關係條件 的長度及配置結合，其他構造則與前述各實施形態相同。 因此，於圖7所示：备：^ , 吓丁-㈣CBD巾’若中心C的角度為 ’中心B的角度為0 ’並以中心c為原點，以超音波放 大器別軸心方向的水平方向為γ轴，以高度方向為2轴， 毛細官前端A的Y軸方向的座標z軸方向的座標仏 P以〔數1〕表示。若以連桿臂23的角度Θ函數表示此座 1290745 標 Ya 及 Za，即如次。由於 Ll*sin0=L3.sin0 = (LI /L3) sin(9。因此，角度0以〔數2〕表示。若將〔數2 〕代入〔數1〕，Ya及Za即如〔數3〕。 〔數1〕

Ya= L1 · COS0 - L2 · COS0

Za= ( L2 + L3 ) sin ^ 〔數2〕 LI n Φ = sin-1 {(——)sin 0 L3

〔數3〕

Ya=Ll · cos0 - L2· cos〔sin 2a = (L2+L3) · ( — ) s i n 0 L3

另外，就一例子而言，在設定為Ll : L3 = L3 : L2 = 1 • 1 · 5的關係情形下’若舉l 1為例’假設l 1 = 3Onnn (毫米 )，則L2 = 6 7· 5mm，L3 = 45_。此情形的角度0與毛細管 21的水平方向移動量（偏移量）Ya的關係如圖8所示，Ya 與毛細管前端A高度Za的關係如圖9所示。如圖8所示， 若0在13度以内，毛細管21的Ya即約為5//m (微米） 又如圖9所示，若Za為〇至17_，Ya即為5以m，毛細 管21係大致近似垂直移動。 (發明效果） 本發明申請專利範圍第】及2項之構成，係具備：放 益保持具，其一端可沿水平方向移動，並具有以能旋轉 12 1290745 的方式連接於接合頭的第1連接部，另一端， ^ π下方前面傾 斜；超音波放大器，係被該放大器保持具所保持、、，_ 細管保持於一端；連桿臂，其一端具有以能旋轉的方 接於該放大器保持具的第2連接部，另一紗 , ’具有以能旋轉 的方式連接於該接合頭的第3連接部；以及，㊃動馬達 用來使該第1連接部水平移動或使該第3連接部= ’、 於放大器保持具、連桿臂、支軸及钯韌民、去泣°紅轉。由 波放…… 達等配設於超音 波放大荔上方，在毛細管前端的水平 叫丄 亦即工件技入 面並無支持及驅動超音波放大器之構件等存： 故對於接5面積大的工件亦可進行接合。 又’由於前述第2連接部設在連接°前述毛 前述第1連接部之線上，前述第二""而與 接部之水平線上，若自前述第2連接:二=第1連 ==為U，自前述毛細管前端至前述 = 度故為L2,自前述第1連接部至前述第2遠拉却長 為L3，則申請專利範圍第i項 。之長度設 ，故可相對於接合面而上下垂 1 = L2=L3之關係 利範圍第2項配置成u : L3=L 毛細管。由於申請專 接合面而大致垂直移動毛細管。· @關係’故可相對於 圖式簡單說明】 一）圖式部分 圖 1係表示本發明之接合裝置第1杂 施形態的側視圖 13 1290745 圖2係表示初始位置設定機構之〆實施形恶的立體說 明圖。 圖3係表示初始位置設定方法的説明圖。 圖4係表示本發明之接合袭置第2實施形態的側視圖 0 圖5係表示本發明之接合裝置第3實施形態的側視圖 〇 圖6係表示本發明之接合裝置第4實施形態的側視圖 〇 圖7係用來說明在圖5及圖6情形下毛細管前端的作 動原理的線圖。 圖8係表示連桿臂的驅動角與毛細管前端的水平位 關係圖。 圖9係表示毛細管前端水平偏移量與毛細管前端高度 (一）元件代表符號 10 接合頭 11 導軸 12 線性軸襯 13 支軸 14 放大器保持具 20 超音波放大器 21 毛細管 22 支轴 1290745 23 連桿臂 24 支軸 30、35 驅動馬達 40 初始設定用銷 41 感測器 A 毛細管前端 B 支軸13的中心 C 支軸24的中心 D 支軸22的中心

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Claims (1)

1290745 拾、申請專利範圍·· 1 種接合裝置，其特徵在於，係具備·· 放大器保持具，其一端可沿水平方 能旋轉的太爷、击〜拉人 移動，並具有以 前面傾斜； 運接4，另一端向下方 超音波放大器，係被該放大器 細管保持於—端； 益保持具所保持，並將毛 連桿臂，其一端具有以能旋轉的 保持具的第2連接部，另一端二二式連接於該放大器 該接合頭的U連接部；以及有〜旋轉的方式連接於 3連=轉1係用來使該第1連接部水平移動或使該第 該第2連接部係設在連接 部夕始u /毛、、，田s則端與該第1連接 Λ上，該第3連接部係 ，& °在μ第1連接部之水平線上 右自違第2連接至該第3連捲 , 乐ύ遷接邛之長度設為L1，自該毛 、、、田&則端至該第2連接部之县声< 炎ϊπ 至兮笛 長又β又為L2，自該第1連接部 立“ 2連接部之長度設為…則Li = l2=l3的關係成 種接合裝置’其特徵在於，係具備： 放大器保持具，盆一 4山邡、八^ 丁 心 八 而Τ〉口水平方向移動，旅具有以 月b疑轉的方式連接 前面傾斜； I頭的弟1連接部’另一端向下方 超音波放大器，係被該放大器保持具所保持，並將毛 細官保持於一端； 16 1290745 方式連接於該放大器 能旋轉的方式連接於 連桿臂，其-端具有以能旋轉的 保持具的第2連接部’另—端具有以 5亥接合頭的第3連接部；以及 驅動馬達’係用來使該第 3連接部旋轉； 1連接部水平移動或使該第 該第2連接部係設在連接 , 按°哀毛細官則端與該第1連接

線上’ ^ 3連接部似在㈣1連接部之水平線上 ::自该弟2連接至該第3連接部之長度設為u，自該毛 '管前端至該第2連接部之長度設為L2,自該第i連接部 至忒第2連接部之長度設為u 係成立。 U.L3—L3.L2之關 3 .如申請專利範圍第！或2項之接合裝置，盆係設 置初始位置設定機構，俾可自由設定該驅動馬達所驅動的 该第1連接部或該第3連接部的初始位置。

4 ·如申請專利範圍帛3項之接合裝置，纟中，該初 始位置設定機構，係具備：設在與該第丨連接部或該第3 連接部一起被驅動的構件的初始位置檢測用構件、以及對 應於該初始位置檢測用構件而固定於接合頭的感測器。 拾壹、圖式： 如次頁。 17