JP2001156103A - ワイヤボンディング装置 - Google Patents

ワイヤボンディング装置

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torch
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義光 寺門
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Abstract

(57)【要約】 【課題】静粛性に優れ、またトーチ電極の可動範囲の自
由度が高くて作業性に優れ、更に高速化が可能であると
共に、トーチ電極の振動を最小限に抑えることができ
る。 【解決手段】トーチ電極４をパルスモータ９の出力軸９
ａに直結し、パルスモータ９を高分解角度制御回路１６
で駆動するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はワイヤボンディング
装置に係り、特に可動型トーチ電極を備えたワイヤボン
ディング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】可動型トーチ電極方式は、トーチ電極が
水平可動に設けられており、キャピラリの先端より延在
したワイヤの先端の下方にトーチ電極を位置させ、放電
させてボールを形成し、ボール形成後はキャピラリの下
方から退避させる。なお、この種の可動型トーチ電極を
備えたワイヤボンディング装置として、例えば特公平１
−５８８６１号公報、特開平９−２０５１１０号公報が
あげられる。
【０００３】可動型トーチ電極方式は、前記特開平９−
２０５１１０号公報に開示されているように、トーチ電
極が取付けられて水平可動に設けられた横動作アーム
と、この横動作アームをキャピラリの下方向に引っ張る
バネと、前記横動作アームをキャピラリの下方に位置決
めさせるストッパと、トーチ電極をキャピラリの下方よ
り退避させるように前記横動作アームを駆動するソレノ
イドよりなるアクチュエータとを備えている。
【０００４】そこで、ソレノイドをオンにすると、横動
作アームがソレノイドの磁気力により引っ張られてキャ
ピラリの下方より退避する。ソレノイドをオフにする
と、バネの付勢力でキャピラリの下方に移動し、ストッ
パに当たって停止する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、トー
チ電極をストッパに当てて停止させるので、騒音や磨耗
による塵埃が発生する。またトーチ電極の可動範囲は、
ソレノイドとストッパによって限定されるので、トーチ
電極の位置に自由度が無く、トーチ電極が障害物とな
り、ワイヤ通しやキャピラリ交換等の作業性が悪い。ま
たバネ及びソレノイドによる駆動であるので、高速化が
図れない。
【０００６】そこで本願出願人は、トーチ電極をパルス
モータの出力軸に直結したワイヤボンディング装置を特
願平１１−３５２８３号として出願中である。この構成
により、静粛性に優れ、またトーチ電極の可動範囲の自
由度が高くて作業性に優れ、更に高速化が可能なワイヤ
ボンディング装置が得られた。
【０００７】しかし、従来のパルスモータの制御方法で
は、パルス毎にトーチ電極の振動が発生し、特に停止時
の残留振動が激しいことが判明した。
【０００８】本発明の課題は、前記出願中のものが有す
る効果の他に、トーチ電極の振動を最小限に抑えること
ができるワイヤボンディング装置を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の第１の手段は、ワイヤを挿通するキャピラリ
と、このキャピラリの下方に位置するように略水平可動
に設けられたトーチ電極と、このトーチ電極を駆動させ
るトーチ電極駆動手段とを備えたワイヤボンディング装
置において、前記トーチ電極をパルスモータの出力軸に
直結し、このパルスモータを高分解角度制御回路で駆動
するように構成したことを特徴とする。
【００１０】上記課題を解決するための本発明の第２の
手段は、前記第１の手段において、前記高分解角度制御
回路による前記パルスモータの分解能は、１回転当たり
３万分割以上であることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】まず、出願中のワイヤボンディン
グ装置の一実施の形態を図１及び図２により説明する。
ワイヤ１は、クランパ２を通ってキャピラリ３に挿通さ
れている。トーチ電極４は、絶縁材５を介してトーチ電
極保持部材６に固定ねじ７により固定されている。トー
チ電極保持部材６は垂直に配設されたパルスモータ（ス
テッピングモータとも言う）９の出力軸９ａに固定さ
れ、パルスモータ９はモータ支持部材１０を介して図示
しないボンディングヘッドに固定されている。またトー
チ電極４には、高電圧出力線８を介して図示しない高圧
電源に接続されている。
【００１２】次に作用について説明する。図２に示すト
ーチ電極４において、実線はボンディング中の放電位
置、１点鎖線で示す４ａはボンディング中の退避位置、
２点鎖線で示す４ｂは装置停止位置を示す。ボール形成
時にはパルスモータ９が回転し、トーチ電極４は出力軸
９ａを中心として回動し、１点鎖線の退避位置４ａより
実線で示すように、キャピラリ３の先端より延在したテ
ール１ａの下方に位置する。そして、トーチ電極４によ
りテール１ａの先端に放電が行われ、ボール１ｂが形成
される。その後、パルスモータ９は逆回転し、トーチ電
極４は１点鎖線で示す退避位置４ａに戻る。
【００１３】このように、トーチ電極４の停止位置を自
在に制御することができるので、従来のようなストッパ
が不要となり、静粛性が向上する。また、トーチ電極４
は、パルスモータ９の出力軸９ａによる直結駆動である
ので高速化が図れる。またトーチ電極４の可動範囲の自
由度が高いので、キャピラリ３へのワイヤ通しやキャピ
ラリ交換等の作業時には、パルスモータ９を駆動して２
点鎖線で示すようにキャピラリ３より離れた位置４ｃに
位置させることができ、トーチ電極４が邪魔にならず、
ワイヤ通しやキャピラリ交換等の作業性に優れている。
【００１４】前記したように、トーチ電極４には高電圧
が印加されるので、パルスモータ９をトーチ電極４に直
結するには、パルスモータ９の出力軸９ａとトーチ電極
４間に絶縁材を設ける必要がある。そこで、前記実施の
形態は、出力軸９ａにトーチ電極保持部材６を固定し、
このトーチ電極保持部材６に絶縁材５を介してトーチ電
極４を直結した。即ち、トーチ電極４は絶縁材５を介し
てトーチ電極保持部材６に固定され、トーチ電極４とト
ーチ電極保持部材６は一体的となっているので、トーチ
電極４はパルスモータ９に直結された構成となる。
【００１５】図３及び図４は、パルスモータ９をトーチ
電極４に直結する他の実施の形態を示す。なお、前記実
施の形態と同じ又は相当部材には同一符号を付して説明
する。本実施の形態は、パルスモータ９の出力軸９ａに
割溝５ａを設けたリング状の絶縁材５を設け、この絶縁
材５を介してトーチ電極４を出力軸９ａに固定ねじ７で
固定した。即ち、トーチ電極４に割溝４ａを形成し、こ
の割溝４ａを締め付けるための固定ねじ７が螺合するね
じ部４ｂを設けた。そこで、高電圧出力線８が取付けら
れたリング状の端子１１を固定ねじ７に挿通し、固定ね
じ７をねじ部４ｂに締め付ける。これにより、トーチ電
極４は絶縁材５を介してパルスモータ９の出力軸９ａに
固定される。このように構成しても、前記実施の形態と
同様の効果が得られる。
【００１６】前記トーチ電極４の先端部を１点鎖線の退
避位置４ａより実線で示す放電位置に、例えば約２ｍｍ
（約２．９度の角度）移動させる場合、パルスモータ９
を従来の制御方法で制御すると、パルスモータ９の１回
転当たり１，０００分割であり、約８パルス必要であ
る。この制御方法は、図７に示すように１パルス毎に振
動が発生し、特にトーチ電極４の停止時には残留振動が
激しかった。
【００１７】本実施の形態においては、図５に示すよう
に、パルスモータ９に入力する移動パルス１５を高分解
角度制御回路１６に入力し、この高分解角度制御回路１
６の出力をドライバ１７を介してパルスモータ９に入力
した。ここで、パルスモータ９はオリエンタルモーター
株式会社製の型式：ＰＭＭ３３Ｂ２（５相パルスモー
タ）、高分解角度制御回路１６は同社製の型式：ＥＩＣ
４０５１、ドライバ１７は同社製の型式：ＥＩＣ４０２
１又はＥＩＣ４０１１を用いた。
【００１８】前記と同様に、トーチ電極４の先端部を約
２ｍｍ（約２．９度の角度）移動させる場合、高分解角
度制御回路１６でパルスモータ９の分解能をパルスモー
タ９の１回転当たり４万分割と高く分割させる。これに
より、従来の制御方法の３７．５倍の約３００パルスで
駆動させることができる。
【００１９】従って、図５に示すように非常に細分化し
た制御が可能となり、加減速動作等の複雑な制御も可能
となり、トーチ電極４の先端部の振動を最小限に抑える
ことができた。なお、パルスモータ９の分解能は、パル
スモータ９の１回転当たり４万分割に限定されるもので
はなく、１回転当たり３万分割以上であれば非常に効果
的である。
【００２０】
【発明の効果】本発明は、トーチ電極をパルスモータの
出力軸に直結し、このパルスモータを高分解角度制御回
路で駆動するように構成したので、静粛性に優れ、また
トーチ電極の可動範囲の自由度が高くて作業性に優れ、
更に高速化が可能であると共に、トーチ電極の振動を最
小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のワイヤボンディング装置の一実施の形
態を示す正面図である。
【図２】図１の平面面図である。
【図３】本発明のワイヤボンディング装置の他の実施の
形態を示す一部断面正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明のワイヤボンディング装置に用いるパル
スモータの制御のブロック図である。
【図６】図５の制御によるトーチ電極先端部分の振動波
形図である。
【図７】従来の制御によるトーチ電極先端部分の振動波
形図である。
【符号の説明】
１ ワイヤ １ｂ ボール ３ キャピラリ ４ トーチ電極 ５ 絶縁材 ６ トーチ電極保持部材 ９ パルスモータ １５ 移動パルス １６ 高分解角度制御回路 １７ ドライバ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１１年１２月２日（１９９９．１２．
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ワイヤを挿通するキャピラリと、このキ
    ャピラリの下方に位置するように略水平可動に設けられ
    たトーチ電極と、このトーチ電極を駆動させるトーチ電
    極駆動手段とを備えたワイヤボンディング装置におい
    て、前記トーチ電極をパルスモータの出力軸に直結し、
    このパルスモータを高分解角度制御回路で駆動するよう
    に構成したことを特徴とするワイヤボンディング装置。
  2. 【請求項２】 前記高分解角度制御回路による前記パル
    スモータの分解能は、１回転当たり３万分割以上である
    ことを特徴とする請求項１記載のワイヤボンディング装
    置。
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