CN107124904B - 打线接合装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种打线接合装置，可不易受在线切断错误等时的第2接合点处的接合状态或瓷嘴、线等构件的影响，而使线自动地在瓷嘴前端突出。所述打线接合装置包括：瓷嘴(6)，具有供线(40)插通的贯通孔；握持部件，设置于瓷嘴(6)的上方，握持插通至该瓷嘴(6)的线(40)；以及施振部件，使瓷嘴(6)上下振动，并且在使线(40)被握持于握持部件的状态下，利用施振部件使瓷嘴(6)上下振动，由此使线(40)从瓷嘴前端突出。

Description

打线接合装置
技术领域
本发明是涉及一种使用线(wire)将被接合零件的电极与引线予以连接的打线接合装置，尤其是涉及一种能够使线自动地在瓷嘴的前端突出的打线接合装置。
背景技术
以往，一直使用如下打线接合装置，该打线接合装置使用包含金线、铜等的线将成为第1 接合点的集成电路(integrated circuit，IC)芯片上的电极(衬垫)与成为第2接合点的引线予以连接。
在利用线将作为第1接合点的IC芯片的衬垫与作为第2接合点的例如包含金属的引线框架的引线予以接合的打线接合装置中，存在第2接合点处的引线的表面与线的接合性欠佳的情况，由此，有时会产生无法接着或线脱落等。
因此，专利文献1、专利文献2中揭示有抑制线脱落或线弯曲的打线接合装置。根据专利文献1及专利文献2，具备：线切断部件，在利用瓷嘴将线接合后，在将第1夹持器(clamper) 闭合的状态下使瓷嘴与第1夹持器上升而将线切断；以及线伸出部件，在使瓷嘴上升后，将第1夹持器打开，将第2夹持器闭合，使瓷嘴与第1夹持器上升而使尾端线(tailwire)在瓷嘴前端伸出。
另外，专利文献3中揭示有在瓷嘴的清洁工序后具有将线送出的工序的接合装置。根据专利文献3，具备：线引入部件，将第2夹持器闭合，将1夹持器打开，并使瓷嘴下降，从而将线的前端从瓷嘴前端以既定的长度引入至瓷嘴的线插通孔中；清洁部件，将瓷嘴前端按压于清洗片而去除瓷嘴前端的污垢；线弯曲校正部件，在将第2夹持器闭合、将第1夹持器打开的状态下，对瓷嘴进行超声波施振而校正线前端的弯曲；以及线送出部件，与瓷嘴的上下方向的动作协作而使第1夹持器与第2夹持器进行开闭动作，从而在瓷嘴前端将线送出。
另外，专利文献4中揭示有打线接合器的瓷嘴的清洁方法。根据专利文献4，判断接合次数是否已成为规定次数以上，在成为规定次数以上的情况下，在第2接合后将线切断，利用空气张力器将线引入至瓷嘴内侧。
继而将夹持器闭合并使Z轴下降，在清洗胶带上对瓷嘴的下表面加以清洁。清洁时进行基于超声波的施振与XY载台的往返动作的振动(双轴的水平移动)。
当在清洁后抽出线时，将空气张力器的空气朝下喷出而送出线。此时，对瓷嘴施加超声波振动而使线容易送出。
通过火花放电在从瓷嘴抽出的线的前端形成球，在另行设置的基片(substrate)上实施虚拟接合，本领域技术人员确认是否存在异常而进行通常的接合动作。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4467631号
专利文献2：日本专利特开2010-161377号公报
专利文献3：日本专利特开2011-66278号公报
专利文献4：韩国注册专利第10-1312148号公报
发明内容
发明所要解决的问题
然而，专利文献1及专利文献2中，因第2接合点处的接合状态，而导致例如经切断的线贴附于瓷嘴前端的内部，或瓷嘴内部的边缘处的对线的咬入变强，由此有时无法进行用以形成尾端的线的突出(送出)。尤其，在瓷嘴前端的内径小的情况下，该现象明显。
另外，为了形成线的尾端而使瓷嘴上升，但因从第2夹持器起位于下方的线发生屈曲，而有时无法使线突出。尤其在线径细的情况下，该现象明显。
另一方面，专利文献3中所揭示的瓷嘴的线的送出是一边对瓷嘴施加超声波振动，一边单纯地使瓷嘴上升，但由于瓷嘴与第2夹持器之间的距离长，因此线容易发生屈曲，而有时无法使线从瓷嘴突出。
另外，关于专利文献4中所揭示的利用空气的瓷嘴中的线的送出，有时位于空气张力器的下部侧的线发生屈曲，因此，有时难以利用空气的风压将线从瓷嘴抽出。进而，在利用空气的线的突出动作中，因空气的配管等而导致空气张力器的响应时间变得迟缓，至动作开始为止需要时间，因此有无法高速运作之虞。
另外，关于线的屈曲，可通过用以减轻线与瓷嘴的摩擦的超声波施振，或者对瓷嘴、夹持器及线施加XY方向的往返动作来加以校正。
然而，在线贴附于瓷嘴前端的内部的情况下，超声波施振或XY方向的往返动作中，无法施加为了将线从瓷嘴剥离而所需的力，因此有时无法使线从瓷嘴突出。
因此，要求不受第2接合点处的接合状态或瓷嘴、线等构件影响而使线自动地在瓷嘴前端稳定突出。
另外，关于专利文献3、专利文献4中所揭示的瓷嘴清洗，在仅利用超声波施振的瓷嘴清洗中，瓷嘴的振幅小，因此有时无法充分获得剥去瓷嘴前端的堆积物的力。另外，通过XY 载台的往返动作，虽能够增大瓷嘴的振幅，但XY载台的往返动作是在同一部位的动作，因此清洁片的磨耗容易加剧，而有时无法获得充分的清洗效果。
因此，本发明的目的在于提供如下的打线接合装置，该打线接合装置可不易受在线切断错误等时的第2接合点处的接合状态或瓷嘴、线等构件的影响，而使线自动地在瓷嘴前端突出，进而，能够确实地进行接合中的瓷嘴的清洗及瓷嘴清洗后的线的突出，从而可大幅提高运作效率。
解决问题的技术手段
为了达成所述目标，本发明的打线接合装置的特征在于包括：瓷嘴，具有供线插通的贯通孔；握持部件，设置于该瓷嘴的上方，握持插通至该瓷嘴的线；以及施振部件，使所述瓷嘴上下振动，其中在使所述线被握持于所述握持部件的状态下，利用所述施振部件使所述瓷嘴上下振动，由此使所述线从所述瓷嘴前端突出。
另外，本发明的所述施振部件的特征在于，使接合臂以包含该接合臂的固有振动频率的频率上下振动，所述接合臂在前端经由超声波变幅杆(ultrasonic horn)而安装有所述瓷嘴。
另外，本发明的打线接合装置的特征在于，设置有使所述瓷嘴沿上下方向移动的瓷嘴移动部件，在使所述瓷嘴以既定距离接近所述握持部件后，使所述瓷嘴上下振动。
另外，本发明的打线接合装置的特征在于，一边通过所述瓷嘴移动部件使所述瓷嘴上升以接近所述握持部件，一边使所述瓷嘴上下振动。
另外，本发明的打线接合装置的特征在于，设置有对所述瓷嘴施加超声波振动的超声波施加部件，在使所述瓷嘴上下振动时将超声波振动叠加于所述瓷嘴。
另外，本发明的打线接合装置的特征在于，设置有对所述线的从所述瓷嘴前端的突出量进行测定的线突出量测定部件，基于该线突出量测定部件的测定结果使所述瓷嘴上下振动。
另外，本发明的所述线突出量测定部件的特征在于包括：瓷嘴高度检测部，对瓷嘴高度进行检测；测定体，包含具有导电性的材质；以及接触检测部，对于所述测定体与所述瓷嘴的前端或从该瓷嘴的前端突出的线的前端的接触，根据两者的导通状态进行检测，根据所述线未从前端突出的状态的瓷嘴的前端与所述测定体接触时的瓷嘴高度、和从所述瓷嘴的前端突出的所述线的前端与所述测定体接触时的瓷嘴高度的差，计算线的突出量。
另外，本发明的打线接合装置的特征在于，设置有线突出状态检测部件，所述线突出状态检测部件具有：瓷嘴高度检测部，对瓷嘴高度进行检测；以及通电状态检测部，对所述线与接合有该线的接合点的通电状态进行检测，所述线突出状态检测部件基于在将所述线接合于所述接合点的所述瓷嘴上升期间产生所述通电状态的变化的瓷嘴高度，对所述线从所述瓷嘴的前端的突出状态进行检测，并基于所述线的突出状态使所述瓷嘴上下振动。
另外，本发明的打线接合装置的特征在于，还包括具有粘着性的清洗片，利用所述施振部件使所述瓷嘴上下振动，而使所述瓷嘴的前端重复抵接于所述清洗片的表面，由此进行将附着于该瓷嘴的前端的污垢去除的清洗。
另外，本发明的所述清洗片的特征在于，在具有突起的缓冲层上形成有包含研磨剂的研磨层。
另外，本发明的打线接合装置的特征在于，在使用所述清洗片进行清洗后使所述瓷嘴上下振动。
发明的效果
以往，当在线切断错误等第2接合后出现错误时，打线接合装置停止，而需要由操作员再次使线通过瓷嘴等作业。本发明的打线接合装置具有使瓷嘴上下振动的施振部件，并在第2 接合后的瓷嘴的上升中，判断线在瓷嘴的前端是否突出，在判断为线并未在瓷嘴的前端突出时，通过施振部件使线在瓷嘴的前端突出。
由此，即便为接合中线贴附于瓷嘴的前端，或线挂在瓷嘴内部的状态，也可不停止打线接合装置地使线自动地在瓷嘴前端突出。因此，可提高打线接合装置的运作效率。
另外，根据本发明，能够在线的突出前或线的突出后，自动检测在瓷嘴前端是否突出有既定长度的线，因此无需操作员对线突出的确认作业。
另外，以往在启动装置时或产生线切断错误时，在将线通过瓷嘴后，需要使来自瓷嘴前端的线成为球形成所需的长度。此时，在接合工件上进行一次或两次瓷嘴刻痕的形成，而将线切断，从而确保必要的线的尾端量。因此，必须将残留于工件上的线去除。
本发明的打线接合装置可在使线通过瓷嘴并由瓷嘴前端将线切断后，使线自动地在瓷嘴前端突出，因此不会在接合工件上形成不必要的刻痕，而可使线容易地突出。另外，能够以必要最低限度的线消耗量使打线接合装置运作。
另外，打线接合装置在接合中堆积物会附着于瓷嘴的前端，而导致线难以突出，因此必须进行瓷嘴的清洗。本发明的打线接合装置使瓷嘴的前端以重复抵接于具有粘着性的清洗片的表面的方式上下高速移动，而进行瓷嘴的清洗，由此可将瓷嘴前端的堆积物或附着于瓷嘴内部的灰尘剥离。因此，在瓷嘴的清洗后能够使线流畅地突出。
进而，通过进行瓷嘴前端的清洗，可延长瓷嘴的使用期限。另外，由于可减少瓷嘴的交换次数，因此可削减交换瓷嘴所需的时间，从而可实现打线接合装置的运作效率的提高、接合零件的成本下降。
另外，本发明通过自动进行瓷嘴清洗与瓷嘴的前端的线的突出(线的尾端形成)动作，而能够使打线接合装置不停止地运作，因此期待连续运作时间的大幅提高。
附图说明
图1是表示本发明的打线接合装置的构成的图。
图2是表示本发明的打线接合装置的打线接合动作的流程图。
图3(a)～图3(e)是表示图2所示的打线接合的动作中的第2接合以后的瓷嘴、第1夹持器及第2夹持器的动作的图。
图4是表示接合中的第2接合后的线突出状态检测动作的流程图。
图5(a)～图5(f)是表示图4所示的线突出状态检测动作中的瓷嘴、第1夹持器及第2夹持器的动作的图。
图6是表示打线接合中的错误产生后的线突出动作的流程图。
图7(a)～图7(f)是表示图6所示的线突出动作中的瓷嘴、第1夹持器及第2夹持器的动作的图。
图8是对工件搬送部表面处的瓷嘴前端的线突出量测定中所使用的基准值进行测定的动作的流程图。
图9是进行线在瓷嘴的前端是否突出既定长度的测定的线突出量测定动作的流程图。
图10是表示瓷嘴的清洁动作的流程图。
图11(a)～图11( c )是表示瓷嘴的清洁动作中的瓷嘴、第1夹持器及第2夹持器的动作的图。
附图标记的说明
1：打线接合装置
3：接合头
4：接合臂
5：超声波变幅杆
6：接合工具(瓷嘴)
7：第1夹持器
8：第2夹持器(握持部件)
9：支轴
10：线性马达
11：编码器
12：线供给机构
13：线卷轴
14：进给用马达
15：线引导件
17：放电电极
18：XY载台
20：接合台(工件搬送部)
30：控制单元
31：微计算机
32：存储器
34：外部输入装置
35：脉冲产生电路
36：Z轴位置计数器
37：位置控制电路
39：驱动单元
40：线
41：球
44：基板(引线框架)
45：半导体(IC)芯片
47：引线
50：清洗片
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的打线接合装置的实施方式进行说明。再者，本发明可不受第2 接合点处的接合状态或瓷嘴、线等构件的影响，而使线自动地在瓷嘴前端突出，进而，能够确实地进行将接合中的瓷嘴的污垢去除的清洗及瓷嘴的清洗后的线的突出，由此大幅提高打线接合装置的运作效率。
[打线接合装置的构成]
图1是表示本发明的打线接合装置的构成的图。如图1所示，打线接合装置1包括：接合头3；作为定位部件的XY载台18，搭载接合头3并沿X方向和/或Y方向二维移动而进行定位；接合台20，搭载装配有IC芯片45等的引线框架44并利用接合工具6进行接合作业；控制单元30，包含微计算机31；以及驱动单元39，根据来自位置控制电路37的指令信号，对接合头3及XY载台18的各马达发出驱动信号。
接合头3具有：超声波变幅杆5，具备超声波振动子(未图示)，且具有安装于前端的作为接合工具6的瓷嘴6；接合臂4，在一前端具备超声波变幅杆5，另一端与支轴9结合；作为位置检测部件的编码器11，对安装于接合臂4的前端的瓷嘴6的位置进行检测；以及线性马达10，将接合臂4以支轴9为中心上下驱动。再者，对接合臂4进行驱动的马达并不限定于线性马达10，也可为其他种类的马达。
另外，如图1所示，接合头3具备第1夹持器7，该第1夹持器7通过开闭机构进行线40的握持，固定于接合臂4并与瓷嘴6联动而进行上下移动。另外，具有第2夹持器8(握持部件)，该第2夹持器8将经由瓷嘴6与第1夹持器7而朝垂直方向延伸的线40加以保持，且位于第1夹持器7之上。第2夹持器8与第1夹持器7不同，并不与瓷嘴6联动，而是固定于接合头3。进行线40的握持的第1夹持器7及第2夹持器8的开闭机构是由控制单元30 经由驱动单元39来加以控制。
另外，接合头3中设置有进行线的供给的线供给机构。如图1所示，线供给机构12具备：线卷轴13，卷绕有线；进给用马达14，使线卷轴13旋转而将线送出；以及线引导件15，将送出的线引导至第2夹持器8。线供给机构12中设置有对线引导件15间的线的松弛状态进行检测的线供给传感器(未图示)，根据线供给传感器的信号来进行线供给的控制。在从线卷轴13送出线时，利用驱动单元39使进给用马达14旋转。
另外，接合头3中设置有用以在瓷嘴6的前端的线40形成球41的放电电极17。在放电电极17与握持线的第1夹持器7之间连接有产生高电压的高电压产生装置(未图示)。高电压产生装置以既定的时序产生高电压，从而在瓷嘴6的前端形成球41。
另外，打线接合装置1具备工件搬送部(未图示)，该工件搬送部将引线框架等工件搬送至接合台20并进行定位。再者，在以后的说明中，将工件搬送部设为包括接合台20。
另外，打线接合装置1具有通电状态确认电路(未图示)，该通电状态确认电路在线卷轴13中的线的末端与引线框架44的引线之间进行通电而对通电状态进行确认。通电状态确认电路在线的末端与搭载有引线框架44的工件搬送部之间经由电阻而施加直流电压，从而根据施加直流电压时的电阻中产生的电压值，来确认线的末端与引线之间的导通状态。再者，以引线框架44的引线与工件搬送部为导通状态的方式构成。通电状态确认电路是在后述线突出状态检测动作及线突出量测定动作时使用。
如图1所示，控制单元30内置有微计算机31，该微计算机31具有：未图示的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、存储器32、未图示的输入/输出部等，微计算机31的CPU执行存储于存储器32中的程序，而进行打线接合装置1的控制。再者，微计算机31的存储器32除了进行程序的存储以外，也能够进行数据等的存储。
另外，微计算机31连接有键盘等外部输入装置34，并将经由外部输入装置34而输入的瓷嘴6的上下移动量、次数等数据等存储于存储器32中。
接合中的瓷嘴6的位置以从瓷嘴6的原点位置起Z轴(垂直)方向的距离来表示。再者，所谓瓷嘴6的原点位置是指由编码器11检测出原点时的瓷嘴6的位置。例如，位于瓷嘴6的前端的球41抵接于接合点时的瓷嘴6的位置相当于抵接时的瓷嘴6的从原点位置起垂直方向的距离。再者，预先设定瓷嘴6的原点位置。
瓷嘴6下降而抵接于接合点为止的距离等的检测是对从检测瓷嘴6的位置的编码器11输出的信号加以计算来进行。从编码器11输出的信号被输入至脉冲产生电路35。脉冲产生电路 35对编码器11的信号进行计算，而将瓷嘴6的上下的移动方向及移动量以脉冲的方式输出至 Z轴位置计数器(counter)36。
Z轴位置计数器36对来自脉冲产生电路35的脉冲进行计数而计算从原点起的瓷嘴6的移动量。微计算机31构成为能够读取Z轴位置计数器36的数据，通过读取Z轴位置计数器36 的数据，可获知瓷嘴6的从原点位置起Z轴(垂直)方向的位置、瓷嘴6的移动量。再者，对瓷嘴6的位置进行检测的位置检测部件包含：编码器11、脉冲产生电路35及Z轴位置计数器36。
关于瓷嘴6的位置，在以后的说明中，所谓火花放电高度是利用放电电极17对瓷嘴6前端的线40放电时的瓷嘴6的位置，所谓进给高度是指用以使线40在瓷嘴6前端突出必要量的瓷嘴6的位置。另外，所谓瓷嘴高度是瓷嘴6的目前位置，且是指从原点起的距离。
另外，本发明的打线接合装置1具有使瓷嘴6上下振动的施振部件。施振部件对接合头3 的线性马达10施加数KHz左右的频率的电流而加以驱动，从而使瓷嘴6沿上下方向以数十微米(μm)的移动量振动。
再者，通过超声波振动子使安装于超声波变幅杆5的前端的瓷嘴6振动的超声波振动是使瓷嘴6沿水平方向振动者，另一方面，施振部件是使瓷嘴6沿上下方向振动者。
[打线接合的动作]
以下，使用图1、图2及图3(a)～图3(e)对本发明的打线接合装置的打线接合动作进行说明。图2是表示本发明的打线接合装置的打线接合动作的流程图，图3(a)～图3(e)是表示图2所示的打线接合动作中的第2接合以后的瓷嘴、第1夹持器及第2夹持器的动作的图。再者，将第1接合点处的球与衬垫的接合称为第1接合，将第2接合点处的线与引线的接合称为第2接合。
在利用打线接合装置将IC芯片45上的衬垫与引线打线接合时，首先，通过XY载台18 的动作将插通有线40且在前端形成有球41的瓷嘴6移动至衬垫的正上方(图2中所示的步骤S1)。其后，使接合臂4朝下方摇动，使瓷嘴6下降而在IC芯片45上的衬垫处将球41 压扁来进行第1接合(步骤S2)。此时，也进行通过超声波变幅杆5使瓷嘴6激振的操作。
在第1接合后，接合臂4上升，从瓷嘴6前端抽出线40并依据既定的回路控制(loopcontrol) 而移动至引线47侧(步骤S3)，使瓷嘴6下降而进行第2接合(步骤S4)。
如图3(a)所示，在第2接合开始时，将第2夹持器8闭合(步骤S5)。在第2接合结束后，如图3(b)所示，使瓷嘴6上升至进给高度。此时第1夹持器7为打开状态(步骤S6)。
如图3(c)所示，在瓷嘴6到达进给高度时，将第1夹持器7闭合，将第2夹持器8打开(步骤S7)。
接着，控制单元30的微计算机31对预先设定于存储器32中的线突出状态检查动作的模式是否为“ON”进行检查(步骤S8)。即，确认是否执行线突出状态检测动作，该线突出状态检测动作是检查在瓷嘴6的前端是否形成有既定的线突出量。在线突出状态检测动作的模式为“ON”时(步骤S8中为“是(Yes)”)，进行线突出状态检测动作(步骤S9)。再者，与线突出状态检测动作相关的详情将后述。
在线突出状态检测动作的模式为“OFF”时(步骤S8中为“否(No)”)，如图3(d)所示，使瓷嘴6上升至火花放电高度(步骤S10)。再者，在线突出状态检测动作的模式为“OFF”时(步骤S8中为“否”)，不进行从第2接合后起至即将放电为止期间的线突出状态检测动作，且不产生错误。
在瓷嘴6上升至火花放电高度后，在放电电极17与线之间进行放电(步骤S11)，如图 3(e)所示，在瓷嘴6前端形成球41。
接着，检查是否因放电等而产生火花放电失误错误等(步骤S12)。即，打线接合装置在线突出状态检测动作的模式为“ON”时，在接合动作中的第2接合后起至放电为止期间，检查在瓷嘴6的前端是否形成有既定的线突出量。当在瓷嘴6的前端未形成既定的线突出量时，产生线切断错误等。
另外，在放电电极17与线40前端之间的放电异常时，产生火花放电失误错误等。在步骤S12中检查是否产生线切断错误、火花放电失误错误等错误。
在产生火花放电失误错误等错误的情况下(步骤S12中为“是”)，进行作为使线在瓷嘴6 前端突出的动作的线突出动作(步骤S13)，其后，进行测定线在瓷嘴的前端是否突出既定长度的线突出量测定动作(步骤S14)。在使线在瓷嘴6前端突出后，在放电电极17与线之间进行放电(步骤S15)，从而在瓷嘴6前端形成球，转移至步骤S16而继续进行接合。再者，与线突出动作及线突出量测定动作相关的详情将后述。
另一方面，在判断为线在瓷嘴6前端正常突出时(步骤S12中为“是”)，继续进行接合 (步骤S16)。
如此，在通常的接合中，在第2接合后，瓷嘴6上升至进给高度，在将线40在瓷嘴6的前端抽出既定的进给量的状态下将第1夹持器7闭合。在该状态下使瓷嘴6进一步上升至火花放电高度的过程中，线40被切断。其后，在火花放电高度使用放电电极17通过放电而在线40前端形成球41。在形成球41后将第1夹持器7设为打开状态，将第2夹持器8设为闭合状态。通过如上所述的一系列工序来进行打线接合。
以后，对设置于IC芯片45的多个衬垫以及对应于这些衬垫而配设的各引线47重复进行所述一系列动作，从而完成与IC芯片45相关的接合。
再者，在以往的打线接合装置中，在产生线切断错误、火花放电失误错误等的情况下，停止接合动作。在停止接合动作后发出警报来通知操作员，操作员进行错误等的处理，从而再次开始接合动作。
因此，由于在产生线切断错误、火花放电失误错误等的情况下停止接合动作，故而打线接合装置的运作效率下降。
因此，本发明的打线接合装置设为如下打线接合装置：即便在产生线切断错误、火花放电失误错误等的情况下，也可使线自动地在瓷嘴6前端突出，从而不停止接合动作地继续进行接合。
以下，对图2所示的线突出状态检测动作、线突出动作及线突出量测定动作进行详述。
[线突出状态检测动作]
首先，使用图4及图5(a)～图5(f)所示的流程图，对图2所示的接合中的第2接合后的线突出状态检测动作进行说明。图4是表示接合中的第2接合后的线突出状态检测动作的流程图，图5(a)～图5(f)是表示图4所示的线突出状态检测动作中的瓷嘴、第1夹持器及第2夹持器的动作的图。
再者，线突出状态检测动作为如下动作：在线末端与引线47之间进行通电，并确认线与引线之间的导通状态，从而检测在瓷嘴6的前端是否突出有既定长度的线。
在以下关于线突出状态检测动作的说明中，对打线接合中的第2接合以后的动作进行说明。控制单元30的微计算机31在第2接合开始时，如图5(a)所示，将第2夹持器8闭合(与图2所示的S5相同)。在将第2夹持器8闭合后，如图5(b)所示，使瓷嘴6上升至进给高度。此时第1夹持器7为打开的状态(与图2所示的S6相同)。
如图5(c)所示，在瓷嘴6到达进给高度时，将第1夹持器7闭合，将第2夹持器8打开(与图2所示的S7相同)。其后，在图2所示的步骤S8中线突出状态检测动作的模式为“ON”时，进行线突出状态检测动作(图4所示的步骤S20)。
线突出状态检测动作为如下动作：通过通电状态确认电路在线末端(称为线的末端)与引线47之间进行通电(步骤S21)，从而确认线与引线之间的导通状态(步骤S22)。此时，在正常的接合状态下，线末端与引线47之间经由线40而成为导通状态(步骤S22中为“是”)。图5(c)表示线末端与引线47之间经由线40而为导通状态。
然而，如图5(d)所示，在瓷嘴6到达进给高度前，线40从引线47被切断时，线末端与引线47之间成为非导通状态(步骤S22中为“否”)，线并未从瓷嘴6前端突出，因此进行作为线切断错误的错误的设定。另外，如图5(e)所示，使瓷嘴6上升至火花放电高度(步骤S23)。其后，转移至图2所示的步骤S12。
在线末端与引线47之间为导通状态时(步骤S22中为“是”)，如图5(f)所示，使瓷嘴6上升至火花放电高度(步骤S24)。在进给高度时，第1夹持器7闭合，将第2夹持器8打开，瓷嘴6上升，由此如图5(f)所示，第2接合中的与引线47接合的线40被扯断。
在瓷嘴6从进给高度朝火花放电高度上升中，引线47上的线40被扯断，线末端与引线 47之间从导通状态变化为非导通状态。
自Z轴位置计数器36读取从导通状态变化为非导通状态时的瓷嘴高度，并存储于存储器 32中(步骤S25)。
接着，在瓷嘴6到达火花放电高度时，在步骤S25中读取存储器32中所存储的瓷嘴高度，并确认所读取的瓷嘴高度是否为预先设定的容许值内(步骤S26)。在存储器32中所存储的瓷嘴高度为容许值外时(步骤S26中为“否”)，进行作为线突出错误的错误的设定(步骤S27)，其后，转移至图2所示的步骤S12。
另外，在存储器32中所存储的瓷嘴高度为容许值内时(步骤S26中为“是”)，在瓷嘴6 到达火花放电高度时，在放电电极17与线40之间进行放电(步骤S28)。放电后转移至图2所示的步骤S12。
如此，线突出状态检测动作为如下动作：在第2接合结束后，在线末端与引线47之间进行通电，并确认线与引线之间的导通状态，从而检测在瓷嘴6的前端是否突出有既定长度的线。
另外，在步骤S25中读取存储器32中所存储的瓷嘴高度，并确认所读取的瓷嘴高度是否为预先设定的容许值内。另外，在放电电极17与线40之间的放电中，若瓷嘴6前端的线的突出量不均，则无法以既定的放电电压值、放电电流值来进行放电，故而无法形成球，因此产生火花放电失误错误等。通过在图2的步骤S12中对这些错误进行确认，可检查线是否在瓷嘴6前端正常突出。由此，可检测出放电电极17与线之间的放电动作的前后所产生的错误。
接着，在图2所示的步骤S12中产生线切断错误、线突出错误或火花放电失误错误等时，进行以下所示的线突出动作。
[线突出动作]
以下，使用图6及图7(a)～图7(f)对图2的步骤S13中所示的线突出动作进行说明。图6是表示打线接合中的线突出动作的流程图，图7(a)～图7(f)是表示线突出动作中的瓷嘴、第1夹持器7及第2夹持器8的动作的图。
所谓线突出动作为如下动作：在接合动作中产生线切断错误、火花放电失误错误等而线并未在瓷嘴6前端正常突出的状态下，通过施振部件使线在瓷嘴6前端突出。由此，可不停止打线接合装置地使线自动地在瓷嘴6前端突出，从而继续进行接合。
在线并未在瓷嘴6前端突出时，产生线切断错误、火花放电失误错误等而为线并未在瓷嘴6前端正常突出的状态，例如，线的前端进入瓷嘴6的贯通孔内部，挂在瓷嘴6的贯通孔内面而堵塞，或者贴附于瓷嘴6前端的状态等。若尾端长度(瓷嘴前端的线的突出量)并未成为必要量，则在初始球(initial ball)形成中引起异常，因此需要在瓷嘴6前端突出有既定长度的线。
在以下关于线突出动作的说明中，对打线接合中的第2接合结束后的动作进行说明。
如图7(a)所示，在产生火花放电失误错误等的情况下(图2所示的步骤S12中为“是”)，线并未在瓷嘴6前端突出。因此，进行线突出动作而使线在瓷嘴6前端突出。再者，瓷嘴6 上升至火花放电高度为止。
线突出动作如图7(b)所示，首先使瓷嘴6朝第2夹持器8侧以使瓷嘴6尽可能地接近线不易屈曲的位置的方式上升(图6所示的步骤S30)。瓷嘴6的上升量为相当于线突出量的量的数倍左右的大小。例如，在线突出量为500微米(μm)的情况下，瓷嘴6的上升量为4 毫米(mm)。
如图7(c)所示，在线突出动作中，继而将第2夹持器8闭合，将第1夹持器7打开(步骤S31)。
接着，如图7(d)所示，在线不易屈曲的瓷嘴6的高度，通过施振部件控制线性马达10，以将最大加速度赋予至接合臂4、超声波变幅杆5，重复进行瓷嘴6的上下移动，以获得剥离附着于瓷嘴6的线所需的力(步骤S32)。此时，利用接合头3的接合臂4所具有的固有振动频率而进行共振，由此使线的剥离所需的力增大，而进行线的突出。
此处，在步骤S30中，使瓷嘴6上升至线不易屈曲的位置是为了使线产生回复力而增大利用施振部件的瓷嘴6的上下振动中产生的线剥离所需的力。
另外，在步骤S32中，重复进行瓷嘴6的上下移动，此时，在瓷嘴6的上下移动的同时使瓷嘴6一点点地上升，以将线推出。将此时的瓷嘴6的驱动波形示于图7(d)。该操作是为了促进线剥离而确实地进行线的突出。
瓷嘴6的上下移动的频率例如为0.5KHz至1KHz，另外，接合头3的固有振动频率为1KHz至2KHz，瓷嘴6的上下移动量以越过瓷嘴6内的孔(贯通孔)的直线部而线的前端不位于瓷嘴前端侧的锥部的、例如100微米前后的动作量为标准。
如此，通过施振部件对接合臂4、超声波变幅杆5赋予装置运作时不使用的最大加速度，从而获得剥离附着于瓷嘴6的线40所需的力。
另外，如图7(d)所示，在瓷嘴6的上下的往返动作的同时，并用对瓷嘴6的超声波振动，沿箭头所示的水平方向进行施振，该操作在使线容易突出方面有效。
接着，检查瓷嘴6的上下移动是否完成了既定次数(步骤S33)。在瓷嘴6的上下移动未完成既定次数时(步骤S33中为“否”)，转移至步骤S32。在瓷嘴6的上下移动到达既定次数时(步骤S33中为“是”)，停止瓷嘴6的上下移动(步骤S34)。如图7(e)所示，通过施振部件使线在瓷嘴前端突出而形成尾端。
其后，如图7(f)所示，将第1夹持器7闭合，将第2夹持器8打开(步骤S35)。
如此，在接合中在判断为线并未在瓷嘴6前端突出时，能够不使打线接合装置停止地自动进行线突出动作。
再者，以往在因线切断错误或火花放电失误错误等异常状态而停止后，操作员使线从瓷嘴6突出，进行虚拟接合(刻痕)来确保球形成所需的线的长度，进行球形成而恢复正常状态，因此恢复需要时间。
[线突出量测定动作]
接着，使用图8及图9对线突出量测定动作进行说明，该线突出量测定动作测定通过图2 的步骤S14所示的线突出动作等线在瓷嘴的前端是否突出有既定的长度。
图8是对工件搬送部表面处的瓷嘴6前端的线突出量测定中所使用的基准值进行测定的动作的流程图，图9是进行线在瓷嘴的前端是否突出既定长度的测定的线突出量测定动作的流程图。
首先，对瓷嘴6前端的线突出量测定中所使用的工件搬送部表面处的基准值的测定进行叙述。再者，线突出量测定用的基准值的测定通常仅进行一次，以后，将所测定的值作为基准值而存储于存储器32中。但是，在交换瓷嘴6时、变更工件搬送部的表面的测定部位时，再次进行测定。
线突出量测定中所使用的工件搬送部的部位理想的是在不可动地固定的位置且不受加热器的热的影响的部位。
如图8所示，线突出量测定用的基准值的测定中使瓷嘴6上升至火花放电高度(步骤S40)。再者，预先设定火花放电高度的位置。
此时，确认在瓷嘴6前端不存在线。当线在瓷嘴6前端突出时，调整为在瓷嘴6前端不存在线的状态(步骤S41)。例如，使如图1所示的进行从线卷轴13的线的送出动作的进给用马达14反方向旋转1/4程度，将线卷绕而调整为在瓷嘴6前端不存在线的状态。另外，可将第1夹持器7打开，使瓷嘴6下降，从而将瓷嘴6的前端的线引入至瓷嘴的内部。
其后，将第1夹持器7闭合，将第2夹持器8打开(步骤S42)。使瓷嘴6下降而接触至工件搬送部表面的既定位置(步骤S43)。在瓷嘴6的前端接触至工件搬送部的表面后，停止瓷嘴6的下降(步骤S44)。
再者，瓷嘴6的下降停止是通过利用脉冲产生电路35、Z轴位置计数器36等对以一定的速度V1下降中的瓷嘴6接触至工件搬送部的表面而从速度V1变化为速度V2(速度0)的情况进行探测来进行。
在瓷嘴6与工件搬送部接触而停止的状态下，从Z轴位置计数器36读取数据，将所读取的数据作为基准值Hs而存储于存储器32中(步骤S45)。通过以上，测定线突出量测定用的基准值，并存储于存储器32中。
接着，使用图9对线突出量测定动作进行说明，该线突出量测定动作进行利用线突出动作的瓷嘴6前端的线的突出是否正常的判断处理。再者，线突出量测定动作为图2的步骤S14 所示的动作。
如图9所示，首先，使瓷嘴6下降或上升以位于火花放电高度(步骤S50)。其后，将第1夹持器7闭合，将第2夹持器8打开(步骤S51)。
使瓷嘴6下降而使瓷嘴6前端的线接触至工件搬送部的表面的既定部位(位置)(步骤 S52)。在瓷嘴6前端的线接触至工件搬送部的表面后，停止瓷嘴6的下降(步骤S53)。此时，也可通过通电状态确认电路来检查线末端与工件搬送部表面是否由线导通。
在瓷嘴6与工件搬送部接触而停止的状态下，从Z轴位置计数器36读取数据，将所读取的数据作为瓷嘴高度ht而存储于存储器32中(步骤S54)。
此时，读取预先测定并存储的基准值Hs，计算瓷嘴高度变动h＝Hs-ht(步骤S55)。再者，瓷嘴高度变动h相当于在瓷嘴6前端突出的线的长度。
判定所计算的瓷嘴高度变动h是否为既定范围内(步骤S56)。
在所计算的瓷嘴高度变动h为既定范围内时(步骤S56中为“是”)，判断为线的突出正常(步骤S57)。其后，使瓷嘴6上升至火花放电高度(步骤S60)，转移至图2的步骤S15。
另一方面，在所计算的瓷嘴高度变动h为既定范围外时(步骤S56中为“否”)，判断为线的突出异常(步骤S58)。再次进行线突出动作(步骤S59)。其后，使瓷嘴6上升至火花放电高度(步骤S60)，转移至图2的步骤S15。
如此，本发明的打线接合装置可根据从瓷嘴6前端突出的线的长度来判断线在瓷嘴6前端是否正常突出。
如此，本发明的打线接合装置在接合中的第2接合后的通常动作内进行线末端与引线47 之间的通电检查、利用放电的检查、瓷嘴高度的检查的任一者，而在火花放电(放电电极与线之间的放电)前后确认线在瓷嘴6前端是否正常突出。因此，可不对接合动作造成影响地进行瓷嘴6前端的线突出的检测。
由此，仅当在瓷嘴6前端不存在既定长度的线(尾端)时进行线的进给动作，因此可将接合节拍的下降抑制为必要最低限度。
以上，对接合中的动作进行了叙述，但打线接合装置有时在接合中堆积物会附着于瓷嘴的前端的表面而使线难以突出。因此，在经过既定的接合次数后，需要对瓷嘴进行清洗。
[瓷嘴的清洁动作]
接着，使用图10及图11(a)～图11(c)对瓷嘴的清洁动作进行说明。图10是表示瓷嘴的清洁动作的流程图，图11(a)～图11(c)是表示瓷嘴的清洁动作中的瓷嘴、第1夹持器及第2夹持器的动作的图。
关于瓷嘴6的清洁，进行基于超声波变幅杆的高速移动的上下动作而将瓷嘴敲打于清洗片上，产生剥去瓷嘴6的表面的堆积物的力(冲击力)，由此进行瓷嘴6前端附近的外周及内部的污垢的去除。
首先，如图10所示，在第2接合开始时将第2夹持器8闭合(步骤S70)。其后，使瓷嘴6上升至进给高度(步骤S71)。在瓷嘴6到达进给高度时，将第1夹持器7闭合，将第2 夹持器8打开(步骤S72)。其后，使瓷嘴6上升至火花放电高度(步骤S73)。如图11(a) 所示，在瓷嘴6位于火花放电高度时，第1夹持器7为闭合状态，第2夹持器8为打开状态。
在通常的接合中，在瓷嘴到达火花放电高度后进行放电而在瓷嘴前端形成球，但在清洁动作中不进行放电而如图11(b)所示，将第2夹持器8闭合，将第1夹持器7打开(步骤S74)。其后，进行朝瓷嘴的线引入动作。
朝瓷嘴的线引入动作使瓷嘴6下降至进给高度，而将瓷嘴6的前端的线引入至瓷嘴的内部(步骤S75)。此时，在瓷嘴6前端为不存在线的状态。其后，利用XY载台18使接合头 3移动以使瓷嘴6位于清洗片50的正上方(步骤S76)。
如图11(c)所示，在朝瓷嘴的线引入动作后，将第1夹持器7闭合，将第2夹持器8打开(步骤S77)。
使瓷嘴6下降而接触至设置于工件搬送部上的清洗片50的表面，在瓷嘴6的前端接触至清洗片50的表面后，停止瓷嘴6的下降(步骤S78)。
清洗片50是在具有突起的缓冲层上形成有包含研磨剂的研磨层者。
在瓷嘴6的下降动作停止后，重复进行瓷嘴6的上下移动(步骤S79)。瓷嘴6的上下移动的频率例如为0.5KHz至1KHz，瓷嘴6的上下移动为数十微米。由此，使瓷嘴6上下高速移动，而使瓷嘴6的前端重复抵接(敲打)于清洗片50，由此产生冲击力。
通过如上所述那样清洗片50形成为突起状，从而能够利用瓷嘴60的上下动作使清洗片 50表面的研磨剂进入瓷嘴6内部。
检查瓷嘴6的上下移动是否完成了既定次数(步骤S80)。在瓷嘴6的上下移动未完成既定次数时(步骤S80中为“否”)，转移至步骤S79。在瓷嘴6的上下移动到达既定次数时(步骤S80中为“是”)，瓷嘴清洗结束，停止瓷嘴6的上下移动(步骤S81)。
接着，使瓷嘴6上升至火花放电高度(步骤S82)。其后，将第2夹持器8闭合，将第1夹持器7打开(步骤S83)。继而，进行图6所示的线突出动作，而使线在瓷嘴6前端突出(步骤S84)。在使线突出后，将第1夹持器7闭合，将第2夹持器8打开。
由此，可使瓷嘴6表面、内部的污垢附着于清洗片50的研磨层。清洗片50由于具有缓冲层，因此即便使瓷嘴6上下动作，也能够不对瓷嘴6造成损伤地、有效率地进行清洁。
以往的超声波的施加动作或XY载台移动之类的水平动作中，在清洁片的表面为柔软的材质的情况下，有时瓷嘴6与研磨材的摩擦少，而难以获得高清洗性。
关于本发明的打线接合装置，对于瓷嘴6的孔(贯通孔)内的异物而言，也能够通过利用瓷嘴6的上下动作，使清洗片上的凹凸变得容易进入瓷嘴6内部而增加与研磨材的摩擦，来去除瓷嘴6内部的异物。
如上所述，根据本发明，以往在线切断错误等第2接合后出现错误时，装置停止，而需要由操作员再次使线通过瓷嘴等作业。本发明的打线接合装置具有使瓷嘴上下振动的施振部件，在第2接合后的瓷嘴上升中，判断线在瓷嘴的前端是否突出，在判断为线并未在瓷嘴的前端突出时，通过施振部件使线在瓷嘴的前端突出。
由此，即便为在接合中线贴附于瓷嘴的前端、或线挂在瓷嘴内部的状态，也可不停止装置地使线自动地在瓷嘴前端突出。因此，可提高打线接合装置的运作效率。
另外，根据本发明，能够在线的突出前或线的突出后，自动检测在瓷嘴前端是否突出有既定长度的线，因此不需要操作员对线突出的确认作业。
另外，以往在启动装置时或产生线切断错误时，在使线通过瓷嘴后，需要使来自瓷嘴前端的线成为球形成所需的长度。此时，在接合工件上进行一次或两次瓷嘴刻痕的形成，而将线切断，从而确保必要的尾端量。因此，必须将残留于工件上的线去除。
在使线通过瓷嘴并由瓷嘴前端将线切断后，本发明的打线接合装置可使线自动地在瓷嘴前端突出，因此不会在接合工件上形成不必要的刻痕，而可使线容易地突出。另外，能够以必要最低限度的线消耗量使打线接合装置运作。
另外，打线接合装置在接合中堆积物会附着于瓷嘴的前端，而导致线难以突出，因此必须进行瓷嘴的清洗。本发明的打线接合装置使瓷嘴的前端以重复抵接于具有粘着性的清洗片的表面的方式上下高速移动，而进行瓷嘴的清洗，由此可将瓷嘴前端的堆积物或附着于瓷嘴内部的灰尘剥离。因此，在瓷嘴的清洗后能够使线顺畅地突出。
进而，通过进行瓷嘴前端的清洗，可延长瓷嘴的使用期限。另外，由于可减少瓷嘴的交换次数，因此可削减交换瓷嘴所需的时间，从而可实现打线接合装置的运作效率的提高、接合零件的成本下降。
另外，本发明通过自动进行瓷嘴清洗与瓷嘴的前端的线的突出(线的尾端形成)动作，而能够使打线接合装置不停止地运作，因此期待连续运作时间的大幅提高。
该发明可在不脱离其本质特性的前提下设为许多形式而加以具体化。由此，自不必说所述实施方式是专用于进行说明、而并非对本发明加以限制者。

Claims (10)

1.一种打线接合装置，其特征在于包括：
瓷嘴，具有供线插通的贯通孔；
超声波变幅杆，对所述瓷嘴施加超声波振动，使所述瓷嘴沿水平方向振动；
握持部件，设置于所述瓷嘴的上方，握持插通至所述瓷嘴的线；以及
施振部件，通过马达使所述瓷嘴上下振动，所述马达将前端经由所述超声波变幅杆而安装有所述瓷嘴的接合臂上下驱动；
其中在使所述线被握持于所述握持部件的状态下，所述施振部件通过马达使所述接合臂以包含所述接合臂的固有振动频率的频率上下共振，由此使所述线从所述瓷嘴前端突出。
2.根据权利要求1所述的打线接合装置，其特征在于，
设置有使所述瓷嘴沿上下方向移动的瓷嘴移动部件，在使所述瓷嘴以既定距离接近所述握持部件后，使所述瓷嘴上下振动。
3.根据权利要求1所述的打线接合装置，其特征在于，
一边通过所述瓷嘴移动部件使所述瓷嘴上升以接近所述握持部件，一边使所述瓷嘴上下振动。
4.根据权利要求1所述的打线接合装置，其特征在于，
设置有对所述瓷嘴施加超声波振动的所述超声波变幅杆，在使所述瓷嘴上下振动时将超声波振动叠加于所述瓷嘴。
5.根据权利要求1所述的打线接合装置，其特征在于，
设置有对所述线的从所述瓷嘴前端的突出量进行测定的线突出量测定部件，基于所述线突出量测定部件的测定结果使所述瓷嘴上下振动。
6.根据权利要求5所述的打线接合装置，其特征在于，
所述线突出量测定部件包括：
瓷嘴高度检测部，对瓷嘴高度进行检测；
测定体，包含具有导电性的材质；以及
接触检测部，对于所述测定体与所述瓷嘴的前端或从所述瓷嘴前端突出的线的前端的接触，根据两者的导通状态进行检测，
根据所述线未从前端突出的状态的瓷嘴的前端与所述测定体接触时的瓷嘴高度、和从所述瓷嘴的前端突出的所述线的前端与所述测定体接触时的瓷嘴高度的差，计算线的突出量。
7.根据权利要求1所述的打线接合装置，其特征在于，
设置有线突出状态检测部件，所述线突出状态检测部件具有：瓷嘴高度检测部，对瓷嘴高度进行检测；以及通电状态检测部，对所述线与接合有所述线的接合点的通电状态进行检测，
所述线突出状态检测部件基于在将所述线接合于所述接合点的所述瓷嘴上升期间产生所述通电状态变化的瓷嘴高度，对所述线从所述瓷嘴的前端的突出状态进行检测，
并基于所述线的突出状态使所述瓷嘴上下振动。
8.根据权利要求1所述的打线接合装置，其特征在于，
还包括具有粘着性的清洗片，
利用所述施振部件使所述瓷嘴上下振动，而使所述瓷嘴的前端重复抵接于所述清洗片的表面，由此进行将附着于所述瓷嘴的前端的污垢去除的清洗。
9.根据权利要求8所述的打线接合装置，其特征在于，
所述清洗片在具有突起的缓冲层上形成有包含研磨剂的研磨层。
10.根据权利要求8或9所述的打线接合装置，其特征在于，
在使用所述清洗片进行清洗后使所述瓷嘴上下振动。
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