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. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung des Schneidvorganges.The invention relates to a cutting device for a bonding machine with a cutting blade for severing a bonding wire, wherein the cutting blade is mounted directly or indirectly on a main moving device of a bonding machine in the vertical feed direction, wherein the cutting blade when placed on an at least partially to be cut wire by movement of the main moving means can be acted upon by a spring element with a force to be exerted on the wire cutting force. 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. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Steuerung der Schnittbewegung eines Schneidmessers in Bondmaschinen zum wenigstens teilweisen Schneiden eines Bonddrahtes.The The invention relates to a cutting device for a bonding machine with a Cutting knife for cutting through a bonding wire wherein the cutting blade directly or indirectly on a main moving device of a bonding machine is movably mounted in the vertical feed direction. The invention further relates to a method for controlling the cutting movement a cutting blade in bonding machines for at least partial Cutting a bonding wire.

Schneidvorrichtung bei Bondmaschinen sind bekannt und dienen zum zumindest teilweisen Durchtrennen eines Bonddrahtes. 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.cutter in bonding machines are known and are used for at least partial severing a bonding wire. Here it is known, cutting knives with separate Drives to provide independent to move a cutting blade from a main mover or the cutting blade directly with a main mover to move.

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 do not give accurate information about the actual am Bond wire acting forces and therefore allow only insufficient control 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.task The invention is an apparatus and a method ready to provide a reliable Control / regulation of the bonding force is achieved and which preferred to give an information about the degree of knife wear, ie about its current sharpness.

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.These Task is solved by that the cutting blade when placed on one at least partially wire to be cut by movement of the main mover by means of a spring element with a cutting force to be applied to the wire can be acted upon.

Dadurch dass die Kraft nicht direkt durch die Hauptbewegungseinrichtung sondern über ein Federelement, z.B. eine Druckfeder, Blatttfeder oder dergleichen ausgeübt wird, ergibt sich die Schneidkraft im wesentlichen aus der statischen Kraftwirkung die mittels des Federelementes erzielt wird. 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.Thereby that the force is not directly through the main mover but about a spring element, e.g. a compression spring, leaf spring or the like exercised is, the cutting force results essentially from the static Force effect which is achieved by means of the spring element. Depending on the width the movement of the cutting blade relative to the main moving means or one opposite the main mover fixed zero position and an associated more or less severe compression or Extension of the spring element, the acting 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.Around To achieve this, is preferably the spring element between a Cutting blade holder and an element of the main moving means arranged wherein the cutting knife holder on the main moving means is movably mounted, 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; insbesondere bezogen auf eine Nullpunktsposition, mittels eines Sensors ermittelbar sein. Ebenso kann die Geschwindigkeit des Messers bzgl. des Bonddrahtes bekannt sein oder ermittelbar sein.In Advantageous embodiment, the range of movement of the cutting blade relative to the main moving means; in particular based on a zero point position, be determined by means of a sensor. Likewise, the speed of the knife with respect to the bonding wire be known or be ascertainable.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann so die Schneidkraft aus der relativen Lage des Schneidmessers zu seiner Nullpunktsposition bestimmt werden. 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.through the device according to the invention can so the cutting force from the relative position of the cutting blade to its zero point position are determined. This can be done by the Cutting knife on the wire applied force can be determined from the position of the cutting blade relative to a zero position and a force characteristic of the by the movement of the cutting blade tensionable spring element, by means of which a force on the Cutting knife is exerted on 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 determining the force based on the position of the cutting blade can still the speed of the cutting knife with in the force control incorporated.

Anhand eines Vergleiches einer ermittelten Ist-Kraft gegenbüber einer Soll-Kraft oder einem Soll-Kraftintervall kann sodann die Ist-Kraft z.B. dadurch geregelt werden, dass die Position des Schneidmessers relativ zur Nullpunktsposition und/oder die Geschwindigkeit des Schneidmessers geändert wird. Hierdurch ändert sich die Auslenkung des Federelementes und in Abhängigkeit der Kraft-Kennlinie dieses Federelementes die aufgebrachte Kraft.Based a comparison of a determined actual force against a Target force or a desired force interval can then be the actual force e.g. be controlled by the position of the cutting blade relative to the zero position and / or the speed of the Chisel changed becomes. This changes the deflection of the spring element and in dependence the force characteristic of this spring element, the applied force.

Die Kraft ist ebenso eine Funktion der Geschwindigkeit mit der sich das Messer gegenüber dem Bonddraht bewegt. Diese Geschwindigkeit kann vor dem Aufsetzen auf den Bonddraht anhand der Bewegungsgeschwindigkeit der Hauptbewegungseinrichtung ermittelt werden. 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. Hierbei kann während des Schneidvorganges die Schnittkraft permanent überwacht werden. Sollte diese einen maximal erlaubten Wert überschreiten, so müssen die Bewegungsparameter der Hauptbewegungseinrichtung angepasst werden, insbesondere kann die Geschwindigkeit hierzu reduziert werden.The Power is also a function of speed with itself the knife opposite the Bond wire moves. This speed can before sitting on the bonding wire based on the movement speed of the main moving means be determined. After placing the wire cuts due to the acting spring force in the wire, wherein the main moving means Move to a set depth of cut in the Z direction becomes. This can be done during the Cutting process, the cutting force are permanently monitored. Should this exceed a maximum allowed value, so must the motion parameters of the main mover are adjusted in particular, the speed can be reduced for this purpose.

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 For example, the cutting operation and, in particular, a desired cutting force be very accurately controlled and / or readjusted within wide limits.

Durch Vergleich der ermittelten Schneidkräfte und Schneidgeschwindigkeiten mit vorgegebenen maximalen und minimalen Schneidkräften bzw. Schneidgeschwindigkeiten kann ein Grad der Schneidmesserabnutzung gewonnen werden. 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.By Comparison of the determined cutting forces and cutting speeds with predetermined maximum and minimum cutting forces or cutting speeds a degree of cutting knife wear can be gained. Especially when crossing a predetermined maximum cutting force at or below a predetermined minimum cutting speed is assumed that the Knife does not have sufficient sharpness has more and must 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 previous ones Procedure where knife only after a certain number of cutting operations This procedure offers besides the power control the advantage that a knife can be replaced as needed can.

Dir 1 und 2 verdeutlichen Verfahren und Vorrichtung.to you 1 and 2 clarify method and device.

1 zeigt zumindest einen Teil der Hauptbewegungseinrichtung 1 einer Bondmaschine. An dieses ist (hier nichtdargestellt) der Transducer 2 mit einem Ultraschallwerkzeug 3 befestigt. 1 shows at least a part of the main moving means 1 a bond machine. At this is (not shown here) the transducer 2 with an ultrasonic tool 3 attached.

Über ein Drehgelenk 4 ist eine Schneidmesserhalterung 5 mit der Hauptbewegungseinrichtung 1 verbunden, so dass sich diese relativ zueinander bewegen können. An der Schneidmesserhalterung ist ein senkrecht nach unten auf eine Bondstelle weisendes Schneidmesser 6 befestigt, dessen untere Messerspitze hier gekröpft ist.About a swivel 4 is a cutting knife holder 5 with the main moving device 1 connected so that they can move relative to each other. On the cutting blade holder is a vertically pointing down to a bonding point cutting knife 6 fastened, the lower knife tip is bent here.

Wird die Hauptbewegungseinrichtung nach unten in Z-Richtung bewegt, so setzt das Schneidmesser 6 auf den nicht dargestellten Bonddraht auf. Die Initial-Kraft ergibt sich im wesentlichen durch einen Überhub der Hauptbewegungseinrichtung 1 über diese Nullpunktsposition hinaus. Hierdurch wird die zwischen Schneidmesserhalterung 5 und Hauptbewegungseinrichtung 1 befindliche Feder 7 gestaucht, so dass eine Kraft, die der Federkraft entspricht über das Messer 6 auf den Draht einwirkt und diesen schneidet. Maßgeblich für die wirkende Kraft ist der Stauchungsgrad der Feder, welcher durch die Geschwindigkeit der Hauptbewegungseinrichtung sowie die Schärfe des Messers beeinflusst wird.When the main mover is moved down in the Z direction, the cutter blade will set 6 on the bonding wire, not shown. The initial force results essentially from an overstroke of the main mover 1 beyond this zero position. As a result, the between cutting knife holder 5 and main mover 1 located spring 7 compressed, giving a force equivalent to the spring force over the knife 6 acting on the wire and cutting it. Decisive for the acting force is the degree of compression of the spring, which is influenced by the speed of the main mover and the sharpness of the knife.

Kraft bzw. Auslenkung können durch einen Positionssensor 8 gemessen werden, der die Position des Messers 6 gegenüber der Nullpunktsposition bestimmt. Anhand der Kraftkennlinie kann sodann die aktuelle Kraft bestimmt und z.B. bei Abweichung von einer gewünschten Kraft können für den nächsten Schneidvorgang die Einflußgrößen, wie z.B. die Schnittgeschwindigkeit, neu berechnet werden.Force or deflection can be achieved by a position sensor 8th be measured, the position of the knife 6 determined relative to the zero position. Based on the force characteristic curve, the current force can then be determined and, for example, if there is a deviation from a desired force, the influencing variables, such as the cutting speed, can be recalculated for the next cutting process.

Unterschreitet die Geschwindigkeit der Hauptbewegungseinrichtung eine Mindestgeschwindigkeit und überschreitet dabei die Kraft eine Maximalkraft, so ist dies insbesondere ein Zeichen für ein stumpfes Messer 6, welches sodann ausgewechselt werden sollte.If the speed of the main moving device falls below a minimum speed and if the force exceeds a maximum force, this is particularly a sign of a blunt knife 6 which should then be replaced.

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. 2 shows in section the arrangement in an alternative construction from the front, where instead of a pivot connection, a spring steel connection was selected to flexibly couple knife holder and main mover together.

Claims (7)

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 knife for cutting a bonding wire, wherein the cutting blade is mounted directly or indirectly on a main moving means of a bonding machine in the vertical direction of feed, characterized in that the cutting blade when placed on an at least partially to be cut wire by moving the main moving means by means of a Spring element can be acted upon with an auzuzubenden on the wire cutting force. 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 that the spring element between a cutting blade holder and an element of the main moving means is arranged, wherein the cutting knife holder on the main mover movable is mounted, in particular by means of a rotary joint, a linear guide or Solid joints. 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 characterized in that the movement distance relative to the main moving means, in particular with respect to a zero position, by means of a Sensors can be determined. 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 characterized in that the cutting force can be determined from the relative Position of the cutting blade to its zero position. 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 partial cutting a bonding wire, in particular by means of a device according to one of previous claims, characterized in that the from the cutting blade to the wire applied force is determined from the position of the cutting blade across from a zero position and a force characteristic of a through the Movement of the cutting knife tensionable spring element, means the a force over the cutting blade is applied to the wire. 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 che, characterized in that based on a comparison of a determined actual force against a desired force or a desired force interval, the actual force for the next cutting process by redetermining the speed of the main mover is set so that is within the allowable force interval. 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 characterized in that from the determined cutting force, in particular when crossing a predetermined maximum cutting force at a given minimum cutting speed, one degree of cutting knife wear is obtained, in particular wherein by the bonding machine a blade change is requested.
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