DE10357822A1 - cutter - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung für eine Bondmaschine mit einem Schneidmesser zum Durchtrennen eines Bonddrahtes, wobei das Schneidmesser direkt oder indirekt an einer Hauptbewegungseinrichtung einer Bondmaschine in vertikaler Vorschubrichtung beweglich befestigt ist, wobei das Schneidmesser beim Aufsetzen auf einen zumindest teilweise zu schneidenden Draht durch Bewegung der Hauptbewegungseinrichtung mittels eines Federelementes mit einer auf den Draht auszuübenden Schneidkraft beaufschlagbar ist. The invention relates to a cutting apparatus for a bonding machine with a cutting blade for cutting through a bonding wire, wherein the cutting blade is attached directly or indirectly movably mounted on a prime mover of a bonding machine in a vertical feeding direction, wherein the cutting blade when placed on an at least partially intersecting wire by moving the prime mover is acted upon by a spring element with a force exerted on the wire cutter. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung des Schneidvorganges. The invention further relates to a method for controlling the cutting process.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung für eine Bondmaschine mit einem Schneidmesser zum Durchtrennen eines Bonddrahtes wobei das Schneidmesser direkt oder indirekt an einer Hauptbewegungseinrichtung einer Bondmaschine in vertikaler Vorschubrichtung beweglich befestigt ist. The invention relates to a cutting apparatus for a bonding machine with a cutting blade for cutting through a bonding wire wherein the cutting blade is attached directly or indirectly movably mounted on a prime mover of a bonding machine in a vertical feed direction. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung der Schnittbewegung eines Schneidmessers in Bondmaschinen zum wenigstens teilweisen Schneiden eines Bonddrahtes. The invention further relates to a method for controlling the cutting movement of a cutting knife in bonding machines for at least partially cutting a bond wire.
  • Schneidvorrichtung bei Bondmaschinen sind bekannt und dienen zum zumindest teilweisen Durchtrennen eines Bonddrahtes. Cutting device for bonding machines are known and are used for at least partially cutting through a bonding wire. Hierbei ist es bekannt, Schneidmesser mit separaten Antrieben zu versehen, um unabhängig von einer Hauptbewegungseinrichtung ein Schneidmesser bewegen zu können oder das Schneidmesser direkt mit einer Hauptbewegungseinrichtung zu bewegen. Here, it is known to provide cutting blades with separate drives to move independent of a prime mover, a cutting blade, or move the cutting blade directly to a prime mover.
  • Beide Methoden geben keine genaue Auskunft über die tatsächlich am Bonddraht wirkenden Kräfte und erlauben daher nur eine unzureichende Steuerung bzw. Regelung der Schneidkraft. Both methods give no exact information about the actually acting on the bonding wire forces and therefore allow only an inadequate control of the cutting force.
  • Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung und ein Verfahren bereit zu stellen, mit denen eine zuverlässige Steuerung/Regelung der Bondkraft erreicht wird und welche bevorzugt noch eine Auskunft geben über den Grad der Messerabnutzung, also über dessen aktuelle Schärfe. The object of the invention is to provide an apparatus and a method with which a reliable control / regulation of the bonding force is achieved, and which preferably also give information about the degree of blade wear, thus over the current field.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das Schneidmesser beim Aufsetzen auf einen zumindest teilweise zu schneidenden Draht durch Bewegung der Hauptbewegungseinrichtung mittels eines Federelementes mit einer auf den Draht auzuübenden Schneidkraft beaufschlagbar ist. This object is achieved in that the cutting blade when placed on an at least partially intersecting wire by moving the prime mover by means of a spring element can be acted upon with a auzuübenden to the wire cutting force.
  • Dadurch dass die Kraft nicht direkt durch die Hauptbewegungseinrichtung sondern über ein Federelement, zB eine Druckfeder, Blatttfeder oder dergleichen ausgeübt wird, ergibt sich die Schneidkraft im wesentlichen aus der statischen Kraftwirkung die mittels des Federelementes erzielt wird. Characterized that the force of a compression spring, Blatttfeder or the like is exerted directly by the prime mover but via a spring element, for example, the cutting force is essentially of the static force effect which is achieved by means of the spring element. Je nach Weite der Bewegung des Schneidmessers gegenüber der Hauptbewegungseinrichtung bzw. einer gegenüber der Hauptbewegungseinrichtung ortsfesten Nullpunktsposition und einer damit verbundenen mehr oder weniger starken Stauchung oder Streckung des Federelementes kann die wirkende Kraft geändert werden. Depending on the extent of movement of the cutting blade with respect to the prime mover and a relative to the main movement means fixed zero position and a more or less strong compression or stretching of the spring element associated with the force can be changed.
  • Um dies zu erreichen, ist bevorzugt das Federelement zwischen einer Schneidmesserhalterung und einem Element der Hauptbewegungseinrichtung angeordnet, wobei die Schneidmesserhalterung an der Hauptbewegungseinrichtung beweglich gelagert ist, insbesondere mittels eines Drehgelenkes, einer Linearführung oder Festkörpergelenken. To achieve this, the spring element between a cutting blade holder and a element of the prime mover is preferably arranged, wherein the cutting blade holder is movably mounted on the main movement means, in particular by means of a rotary joint, a linear guide or solid-state joints.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung kann die Bewegungsweite des Schneidmessers relativ zur Hauptbewegungseinrichtung; In an advantageous embodiment the motion width of the cutting blade can relative to the prime mover; insbesondere bezogen auf eine Nullpunktsposition, mittels eines Sensors ermittelbar sein. in particular with respect to a zero position, to be determined by means of a sensor. Ebenso kann die Geschwindigkeit des Messers bzgl. des Bonddrahtes bekannt sein oder ermittelbar sein. Likewise, the bonding wire, the speed of the blade can respect. Be known or determined.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann so die Schneidkraft aus der relativen Lage des Schneidmessers zu seiner Nullpunktsposition bestimmt werden. By means of the device according to the invention can thus be determined from the relative position of the cutting blade to its zero position, the cutting force. Hierzu kann die von dem Schneidmesser auf den Draht aufgebrachte Kraft ermittelt werden aus der Position des Schneidmessers gegenüber einer Nullpunktsposition und einer Kraftkennlinie des durch die Bewegung des Schneidmessers spannbaren Federelementes, mittels dem eine Kraft über das Schneidmesser auf den Draht ausgeübt wird. For this purpose, the force applied by the cutting knife on the wire strength can be determined from the position of the cutting blade with respect to a zero position and a force characteristic of the tension by the movement of the cutting blade spring element by means of which a force is exerted on the cutting blade to the wire.
  • Ergänzend zu der Ermittlung der Kraft anhand der Position des Schneidmessers kann noch die Geschwindigkeit des Schneidmessers mit in die Kraftregelung einfließen. In addition to the determination of the force based on the position of the cutting knife, the speed of the cutting knife may still be included with in the force control.
  • Anhand eines Vergleiches einer ermittelten Ist-Kraft gegenbüber einer Soll-Kraft oder einem Soll-Kraftintervall kann sodann die Ist-Kraft zB dadurch geregelt werden, dass die Position des Schneidmessers relativ zur Nullpunktsposition und/oder die Geschwindigkeit des Schneidmessers geändert wird. Based on a comparison of a determined actual force gegenbüber a desired force or a desired force interval, the actual force can for example be controlled by then, that the position of the cutting blade is changed relative to the zero position and / or the speed of the cutting blade. Hierdurch ändert sich die Auslenkung des Federelementes und in Abhängigkeit der Kraft-Kennlinie dieses Federelementes die aufgebrachte Kraft. Thereby, the deflection of the spring element and as a function of the force characteristic of this spring element changes the force applied.
  • Die Kraft ist ebenso eine Funktion der Geschwindigkeit mit der sich das Messer gegenüber dem Bonddraht bewegt. The force is also a function of the speed at which the knife against the bonding wire moves. Diese Geschwindigkeit kann vor dem Aufsetzen auf den Bonddraht anhand der Bewegungsgeschwindigkeit der Hauptbewegungseinrichtung ermittelt werden. This speed can be determined on the bonding wire based on the movement speed of the prime mover before touchdown. Nach dem Aufsetzen schneidet der Draht aufgrund der wirkenden Federkraft in den Draht ein, wobei die Hauptbewegungseinrichtung bis zu einer eingestellten Schnitttiefe in Z-Richtung verfahren wird. After placing the wire due to the spring force acting cuts into the wire, wherein the prime mover is set to a cutting depth in the Z-direction methods. Hierbei kann während des Schneidvorganges die Schnittkraft permanent überwacht werden. Here, the cutting force can be continuously monitored during the cutting process. Sollte diese einen maximal erlaubten Wert überschreiten, so müssen die Bewegungsparameter der Hauptbewegungseinrichtung angepasst werden, insbesondere kann die Geschwindigkeit hierzu reduziert werden. If they exceed a maximum allowable value, the motion parameters of the prime mover must be adapted, in particular the speed can be reduced to this.
  • Gemäß der Erfindung kann der Schneidvorgang und insbesondere eine gewünschte Schneidkraft in weiten Grenzen sehr genau gesteuert und/oder nachgeregelt werden. According to the invention, the cutting operation and in particular a desired cutting force can be very precisely controlled within wide limits and / or adjusted.
  • Durch Vergleich der ermittelten Schneidkräfte und Schneidgeschwindigkeiten mit vorgegebenen maximalen und minimalen Schneidkräften bzw. Schneidgeschwindigkeiten kann ein Grad der Schneidmesserabnutzung gewonnen werden. By comparing the measured cutting forces and cutter speeds with predetermined maximum and minimum cutting forces or cutting speeds, a degree of wear of the cutting blade can be obtained. Insbesondere bei Überschreiten einer vorgegebenen maximalen Schneidkraft bei oder unter einer vorgegebenen minimalen Schneidgeschwindigkeit ist davon auszugehen, dass das Messer keine ausreichende Schärfe mehr aufweist und aufgrund der Abnutzung ausgetauscht werden muss. In particular, when a predetermined maximum cutting force at or below a predetermined minimum cutting speed is assumed that the blade does not have sufficient sharpness more and needs to be replaced due to wear.
  • Gegenüber bisherigen Verfahren, wo Messer lediglich nach einer bestimmten Anzahl von Schneidvorgängen ausgetauscht wurden bietet dieses Verfahren neben der Kraftsteuerung/-regelung den Vorteil, dass ein Messer bedarfsgerecht ausgetauscht werden kann. Compared to conventional approaches where knives were merely replaced after a certain number of cutting operations, this method in addition to the power control / regulation has the advantage that a knife can be exchanged as needed.
  • Dir to you 1 1 und and 2 2 verdeutlichen Verfahren und Vorrichtung. illustrate the process and apparatus.
  • 1 1 zeigt zumindest einen Teil der Hauptbewegungseinrichtung shows at least a portion of the prime mover 1 1 einer Bondmaschine. a bonding machine. An dieses ist (hier nichtdargestellt) der Transducer At this one is (not shown) of the transducer 2 2 mit einem Ultraschallwerkzeug with an ultrasonic tool 3 3 befestigt. attached.
  • Über ein Drehgelenk Via a rotary joint 4 4 ist eine Schneidmesserhalterung a cutting knife holder 5 5 mit der Hauptbewegungseinrichtung with the prime mover 1 1 verbunden, so dass sich diese relativ zueinander bewegen können. connected so that they can move relative to each other. An der Schneidmesserhalterung ist ein senkrecht nach unten auf eine Bondstelle weisendes Schneidmesser On the cutting blade holder is a vertically downwardly oriented at a bonding site cutting blade 6 6 befestigt, dessen untere Messerspitze hier gekröpft ist. attached, the lower blade tip is bent here.
  • Wird die Hauptbewegungseinrichtung nach unten in Z-Richtung bewegt, so setzt das Schneidmesser When the main moving means moves down in Z-direction, constitutes the cutting blade 6 6 auf den nicht dargestellten Bonddraht auf. on the not shown bonding wire. Die Initial-Kraft ergibt sich im wesentlichen durch einen Überhub der Hauptbewegungseinrichtung The initial force results in substantially by an overstroke of the prime mover 1 1 über diese Nullpunktsposition hinaus. this zero point position also. Hierdurch wird die zwischen Schneidmesserhalterung This will between blade mounting 5 5 und Hauptbewegungseinrichtung and prime mover 1 1 befindliche Feder spring located 7 7 gestaucht, so dass eine Kraft, die der Federkraft entspricht über das Messer compressed, so that a force corresponding to the spring force on the knife 6 6 auf den Draht einwirkt und diesen schneidet. acts on the wire and this cuts. Maßgeblich für die wirkende Kraft ist der Stauchungsgrad der Feder, welcher durch die Geschwindigkeit der Hauptbewegungseinrichtung sowie die Schärfe des Messers beeinflusst wird. Decisive for the acting force of the compression degree of the spring, which is affected by the speed of the prime mover as well as the sharpness of the knife.
  • Kraft bzw. Auslenkung können durch einen Positionssensor Force or deflection can by a position sensor 8 8th gemessen werden, der die Position des Messers are measured, the position of the knife 6 6 gegenüber der Nullpunktsposition bestimmt. determined relative to the zero point position. Anhand der Kraftkennlinie kann sodann die aktuelle Kraft bestimmt und zB bei Abweichung von einer gewünschten Kraft können für den nächsten Schneidvorgang die Einflußgrößen, wie zB die Schnittgeschwindigkeit, neu berechnet werden. Based on the force characteristic the current force can then determined and eg deviation from a desired force can influence factors, such as the cutting speed for the next cutting process, be recalculated.
  • Unterschreitet die Geschwindigkeit der Hauptbewegungseinrichtung eine Mindestgeschwindigkeit und überschreitet dabei die Kraft eine Maximalkraft, so ist dies insbesondere ein Zeichen für ein stumpfes Messer Falls below the speed of the prime mover, a minimum speed and then exceed the strength a maximum force, this is especially a sign of a dull knife 6 6 , welches sodann ausgewechselt werden sollte. Which should be subsequently replaced.
  • 2 2 zeigt im Schnitt die Anordnung in alternativer Bauweise von vorne, wo statt einer Drehgelenkverbindung eine Federstahlverbindung gewählt wurde, um Messerhalterung und Hauptbewegungseinrichtung miteinander flexibel zu koppeln. shows in section the arrangement in an alternative design of the front, where a spring steel compound elected instead of a hinge connection, to couple the blade holder and main moving means flexibly together.

Claims (7)

  1. Schneidvorrichtung für eine Bondmaschine mit einem Schneidmesser zum Durchtrennen eines Bonddrahtes wobei das Schneidmesser direkt oder indirekt an einer Hauptbewegungseinrichtung einer Bondmaschine in vertikaler Vorschubrichtung beweglich befestigt ist, dadurch gekennzeichnet , dass das Schneidmesser beim Aufsetzen auf einen zumindest teilweise zu schneidenden Draht durch Bewegung der Hauptbewegungseinrichtung mittels eines Federelementes mit einer auf den Draht auzuübenden Schneidkraft beaufschlagbar ist. Cutting device for a bonding machine with a cutting blade for cutting through a bonding wire wherein the cutting blade is attached directly or indirectly movably mounted on a prime mover of a bonding machine in a vertical feeding direction, characterized in that the cutting blade when placed on an at least partially intersecting wire by moving the prime mover by means of a the spring element with a auzuübenden to the wire cutting force is acted upon.
  2. Schneidvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement zwischen einer Schneidmesserhalterung und einem Element der Hauptbewegungseinrichtung angeordnet ist, wobei die Schneidmesserhalterung an der Hauptbewegungseinrichtung beweglich gelagert ist, insbesondere mittels eines Drehgelenkes, einer Linearführung oder Festkörpergelenken. Cutting device according to claim 1, characterized in that the spring element between a cutting blade holder and a element of the prime mover is disposed, wherein the cutting blade holder is movably mounted on the main movement means, in particular by means of a rotary joint, a linear guide or solid-state joints.
  3. Schneidvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsweite relativ zur Hauptbewegungseinrichtung, insbesondere bezogen auf eine Nullpunktsposition, mittels eines Sensors ermittelbar ist. Cutting device according to one of the preceding claims, characterized in that the range of motion is relative to the main movement means, in particular based on a determined zero point position by means of a sensor.
  4. Schneidvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkraft ermittelbar ist aus der relativen Lage des Schneidmessers zu seiner Nullpunktsposition. Cutting device according to one of the preceding claims, characterized in that the cutting force can be determined from the relative position of the cutting blade to its zero position.
  5. Verfahren zur Steuerung der Schnittbewegung eines Schneidmessers in Bondmaschinen zum wenigstens teilweisen Schneiden eines Bonddrahtes, insbesondere mittels einer Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Schneidmesser auf den Draht aufgebrachte Kraft ermittelt wird aus der Position des Schneidmessers gegenüber einer Nullpunktsposition und einer Kraftkennlinie eines durch die Bewegung des Schneidmessers spannbaren Federelementes, mittel dem eine Kraft über das Schneidmesser auf den Draht ausgeübt wird. Method for controlling the cutting movement of a cutting knife in bonding machines for at least partially cutting a bond wire, in particular by means of a device according to one of the preceding claims, characterized in that the force applied by the cutting knife on the wire strength is determined from the position of the cutting blade with respect to a zero position and a force characteristic of a tensionable by the movement of the cutting blade spring element, medium which a force is exerted on the cutting blade to the wire.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand eines Vergleiches einer ermittelten Ist-Kraft gegenüber einer Soll-Kraft oder einem Soll-Kraftintervall die Ist-Kraft für den nächsten Schneidvorgang durch Neufestlegung der Geschwindigkeit der Hauptbewegungseinrichtung so eingestellt wird, dass sich sich im erlaubten Kraftintervall befindet. Method according to one of the preceding claims, characterized in that based on a comparison of a determined actual force against a target power or a target power interval, the actual force for the next cutting operation by redefinition of the speed of the prime mover is adjusted so that is is in the allowable force interval.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der ermittelten Schneidkraft, insbesondere bei Überschreiten einer vorgegebenen maximalen Schneidkraft bei einer vorgegebenen minimalen Schneidgeschwindigkeit, ein Grad der Schneidmesserabnutzung gewonnen wird, insbesondere wobei durch die Bondmaschine ein Messerwechsel angefordert wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that is obtained from the determined cutting force, in particular on exceeding a predetermined maximum cutting force at a preset minimum cutting speed, a degree of the cutting blades wear, in particular wherein requested by the bonding machine a knife change.
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