JP2593712B2 - ツールの平行出し方法及び装置 - Google Patents

ツールの平行出し方法及び装置

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JP2593712B2 JP16525389A JP16525389A JP2593712B2 JP 2593712 B2 JP2593712 B2 JP 2593712B2 JP 16525389 A JP16525389 A JP 16525389A JP 16525389 A JP16525389 A JP 16525389A JP 2593712 B2 JP2593712 B2 JP 2593712B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はインナーリードボンダ、アウターリードボン
ダ、バンプ転写ボンダ、ペレットボンダ等におけるツー
ルの平行出し方法及び装置に関する。
[従来の技術] ボンダ用ツール保持機構は、ツールが固定されたツー
ルホルダと、このツールホルダが取付けられボンダのツ
ール保持部に固定される取付体とを備えている。
ところで、ボンダにおいては、ツールの下面全体が試
料のボンデイング面に均一に当ることが好ましい。
そこで従来は、ツールホルダを取付体に対して取付け
位置をずらして調整する調整機構を有するもの(以下、
公知例1という)と、例えば特開昭63−169730号公報及
び特開昭63−169731号公報のように自動倣い手段を設け
たもの(以下、公知例2という)が知られている。
公知例1は、ツールホルダを水平なX方向及びこのX
方向に直交した水平なY方向にそれぞれ調整するX方向
調整ねじ及びY方向調整ねじを取付体に設け、また固定
ねじでツールホルダを取付体に固定するようになってい
る。
そこで、ボンドステージ上にテープを載置し、ツール
を下降させてテープに圧痕を付け、ツールの4辺の当り
の強さを目視にて確認し、前記固定ねじを緩めた状態で
前記X方向調整ねじ及びY方向調整ねじでツールの下面
の平行出しを行い、その後に固定ねじでツールホルダを
取付体に固定している。
公知例2は、ツールホルダと取付体とをスプリングを
介して結合している。
従って、試料にツールを圧接させた場合、スプリング
がたわんで試料のボンデイング面にツールの下面が倣
う。
[発明が解決しようとする課題] 公知例1は、調整ねじの微妙な動きによってツールの
平行出しを行うので、ツールの平行出しが難しく、多大
の調整時間及び熟練度を要するという問題があった。
公知例2は、非常に構造が複雑でコスト高になる。ま
た弾性を有する試料のリードに、ツールをスプリングを
介して圧着するので、圧着時にスベリが発生することが
あり、ボンデイング精度及びボンダビリテイが悪くなる
という問題があった。
本発明の目的は、自動的に平行出しが行えるツールの
平行出し方法及び装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的は、ツールの平行出し方法として、ツールを
ステージへ接触させた時の上下位置をX方向の2点とこ
のX方向の2点の内の1点を通るY方向の1点の少なく
とも3点を検出し、これらの上下位置よりツール下面の
ステージ面に対する傾き角を算出し、この傾き角を補正
するようにツールをXY方向に回動させることにより達成
される。
またツールの平行出し装置として、ツールを上下動さ
せるツール上下駆動手段と、ツールを保持したツールホ
ルダをXY方向に回動させるツール調整手段と、ツールを
Y方向に駆動させるXYテーブルと、半導体を位置決め保
持するステージと、ツールがステージに接触した上下位
置を検出する検出手段と、ツールをステージに接触させ
た時の上下位置をX方向の2点とこのX方向の2点の内
の1点を通るY方向の1点の少なくとも3点を検出した
結果によってツールの傾き角を演算して前記ツール調整
手段を移動させる信号を出力する演算装置とを備えた構
成により達成される。
[作用] ツール平行出し方法によれば、ツールをステージに接
触させてX方向の2点におけるツールの上下位置を検出
する。これによりステージ面に対するツールの傾き角が
算出される。そこで、この傾き角に相当する量だけツー
ルを回動させることにより、ツールのX方向の下面はス
テージと平行になる。Y方向の調整についても同様であ
る。
ツール平行出し装置によれば、ツールをステージに接
触させた時のツールの上下位置は検出手段によって検出
される。そこで、X方向の2点におけるツールの上下位
置を検出すると、演算装置によってステージに対するツ
ールのX方向の傾き角が算出される。この算出された傾
き角だけツール調整手段によってツールが回動させられ
る。これにより、X方向の平行出しが調整される。Y方
向の調整についても同様である。
[実施例] 以下、本発明の一実施例を図により説明する。第1図
に示すように、平面上のXY方向に駆動される周知構造の
XYテーブル1上には、ヘッド2が搭載されており、ヘッ
ド2には断面コ字状のフレーム3が上下動可能に設けら
れている。フレーム3にはツールホルダ4が固定ねじ5
により固定されている。ツールホルダ4にはツール6が
ツール受け板7で押付けられ、固定ねじ8で固定されて
いる。
前記ツールホルダ4の裏面にはピン10が固定されてお
り、このピン10はフレーム3に挿入されている。またツ
ールホルダ4には雌ねじピン11が回転自在に取付けられ
ており、この雌ねじピン11にはX方向に配設された雄ね
じ12が螺合されている。雄ねじ12はフレーム3の側面に
固定されたX方向調整用モータ13の出力軸13aに連結さ
れている。
従って、固定ねじ5を緩め、X方向調整用モータ13を
駆動させると、雄ねじ12によって雌ねじピン11がX方向
に移動させられ、ツールホルダ4はピン10を中心として
回動するので、ツール6の下面のX方向の平行度が調整
される。
前記ツールホルダ4にはY方向に対して垂直に割り溝
4aが形成され、ツール取付部4bにはY方向に雌ねじ4cが
形成されている。雌ねじ4cに対応したフレーム取付部4d
及びフレーム3には穴4e、3aが形成され、これらの穴4
e、3aを通して前記雌ねじ4cには雄ねじ14が螺合されて
いる。雄ねじ14はフレーム3の裏面に固定されたY方向
調整用モータ15の出力軸15aに連結されている。
従って、Y方向調整用モータ15を駆動させると、雄ね
じ14によってツール取付部4bが割り溝4aの下端部4fを中
心として回動させられるので、ツール6下面のY方向が
調整される。
前記フレーム3上には荷重の変化を電圧に変換して出
力する荷重変換器20が固定され、荷重変換器20上には上
端に水平部21aを有する上下動アーム21が固定されてい
る。一方、ヘッド2にはツール上下動用モータ22が固定
されており、ツール上下動用モータ22の出力軸22aには
回転板23が偏心して固定されている。回転板23には前記
上下動アーム21の水平部21aを上下より挟持する2個の
ベアリング24が取付けられている。
前記荷重変換器20の出力信号は、第2図に示すように
設定荷重に対する指令値を出力する荷重信号設定器30に
入力され、荷重信号設定器30より出力する指令値は、ツ
ール上下動用モータ22を制御するモータ制御部31に入力
される。またツール上下動用モータ22に取付けられたエ
ンコーダ32の出力、即ちツール6の上下移動量は、前記
モータ制御部31に入力される。なお、図示しないが、ツ
ール6には該ツール6を加熱するヒータが内蔵されてい
る。
従って、ツール上下動用モータ22を駆動させると、該
モータ22の出力軸22aの回転に伴って回転板23が回転し
て上下動アーム21が上下動するので、荷重変換器20を介
してツールホルダ4及びツール6が上下動する。
そこで、ツール上下動用モータ22を駆動させてツール
6を下降させ、ツール6をステージ40に接触させると、
荷重変換器20にストレスが加わり、電気信号が発生す
る。この位置は第2図に示すようにエンコーダ32による
位置入力33として得られ、演算装置34に記憶される。
次にステージ40の上面に対するツール6の平行出し方
法を説明する。
まず、予備調査として、ツール6の取付軸Z1をステー
ジ40の上面に対して直角になるように調整する。この調
整は装置を組立た後に1回だけ行えばよいものである。
以下、第3図及び第4図により説明する。θ1x、θ1yは
それぞれ水平基準面41に対するXYテーブル1のX軸及び
Y軸の傾斜角、θ2x、θ2yはそれぞれ水平基準面41に対
するステージ40のX方向及びY方向の傾斜角、θxはXY
テーブル1のX軸に対するステージ40のX方向の傾斜
角、θyはXYテーブル1のY軸に対するステージ40のY
方向の傾斜角とすると、θx=θ1x+θ2x、θy=θ1y
+θ2yとなる。またZ軸はフレーム3がヘッド2に案内
されて上下動する方向、即ちツール6の上下動方向であ
る。
そこで、ツール6の代りに先端が尖った測定ピン42を
ツールホルダ4に取付け、ステージ40のコーナのA、
B、C点の3点のZ方向の位置の測定を行う。即ち、A
点の位置の測定は、前記したようにツール上下動用モー
タ22を駆動させて測定ピン42を下降させ、測定ピン42が
A点と接触した時に荷重変換器20より電気信号が発生す
る時のエンコーダ32による位置入力33によって得られ
る。
次にツール上下動用モータ22を逆転させて測定ピン42
を上昇させ、XYテーブル1のX軸駆動モータを作動させ
て測定ピン42をX軸方向にH1xのB点へ移動させる。そ
して、前記A点の場合と同様に測定ピン42を下降させる
と、測定ピン42がステージ40面に接触したB点の位置が
測定される。即ち、XYテーブル1のX軸からの距離l1
l2が判る。
そこで、θx=tan-1{(l1−l2)/H1x}となる。θ
yについても同様に、B点より測定ピン42を上昇させて
XYテーブル1をY軸方向にH1yのC点へ移動させ、その
後測定ピン42を下降させてステージ40面との接触したC
点の位置を得ることにより、同様に求められる。
前記したθx、θyは第2図に示す演算装置34によっ
て演算され、θx、θyの量に従ってそれぞれX方向調
整用及びY方向調整用制御部35、36を介してX方向調整
用モータ13、Y方向調整用モータ15が駆動され、ツール
取付軸Z1がステージ40面と直角になるように調整され
る。
次の本調整の方法について説明する。実際に使用する
ツール6をツールホルダ4に取付ける。この状態を模式
図で表わすと第5図のようになる。そこで、第6図のよ
うに、ステージ40の3つのコーナにツール6のコーナを
接触させてD点、E点、F点の上下位置を求める。そこ
で、前記した予備調査と同様の算出方法によりステージ
40面に対するX方向のツール6の傾き角Δθxは、第7
図に示すようにΔθx=θx−tan-1{(l3−l4)/H
2x}として求められる。またステージ40面に対するY方
向のツール6の傾き角Δθyも同様にして求められる。
これらのΔθx、Δθyは第2図に示す演算装置34に
より算出され、前記したと同様にしてX方向調整用モー
タ13、Y方向調整用モータ15が駆動され、Δθx、Δθ
yの量に従ってツール取付軸Z1の傾きが調整される。以
後、ツール6を交換する時はこの本調整のみを行うだけ
でよい。
このように、傾き量が物理的な数値で得られるので、
X方向調整用モータ13、Y方向調整用モータ15を駆動さ
せてツール6をX方向、Y方向に回動させることがで
き、ツール6の平行出しを自動的に行うことができる。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ス
テージ面に対するツール下面の傾き角が算出されるの
で、ツールのX方向及びY方向の回動をモータ等のよう
に電気的に制御可能な駆動手段によって行うことによ
り、前記傾き角に相当する量だけツールを回動させるよ
うに前記駆動手段に入力することにより、ツール下面の
傾き角は自動的に調整される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示し、(a)は一部断面正
面図、(b)は一部断面側面図、第2図は第1図の制御
装置のブロック図、第3図は予備調整の説明図、第4図
は第3図のX方向の予備調整の説明図、第5図は予備調
整が完了した状態の説明図、第6図は本調整を示し、
(a)は3点測定の説明図、(b)はX方向の測定説明
図、(c)はY方向の測定説明図、第7図はX方向の測
定の説明図である。 1:XYテーブル、2:ヘッド、3:フレーム、4:ツールホル
ダ、4c:雌ねじ、6:ツール、11:雌ねじピン、12:雄ね
じ、13:X方向調整用モータ、14:雄ねじ、15:Y方向調整
用モータ、20:荷重変換器、21:上下動アーム、22:ツー
ル上下動用モータ、32:エンコーダ、33:位置入力、34:
演算装置、40:ステージ、Δθx:ステージ40面に対する
X方向のツール6の傾き角、Δθy:ステージ40面に対す
るY方向のツール6の傾き角。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 道夫 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 中西 正樹 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株式会社日立製作所武蔵工場内 (56)参考文献 特開 平3−32036(JP,A) 特開 平3−32037(JP,A) 特開 平3−32038(JP,A) 特開 昭63−200541(JP,A) 特開 昭63−196048(JP,A) 特開 昭63−177433(JP,A) 特開 平2−137241(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ツールをステージへ接触させた時の上下位
    置をX方向の2点とこのX方向の2点の内の1点を通る
    Y方向の1点の少なくとも3点を検出し、これらの上下
    位置よりツール下面のステージ面に対する傾き角を算出
    し、この傾き角を補正するようにツールをXY方向に回動
    させることを特徴とするツールの平行出し方法。
  2. 【請求項2】ツールを上下動させるツール上下駆動手段
    と、ツールを保持したツールホルダをXY方向に回動させ
    るツール調整手段と、ツールをY方向に駆動させるXYテ
    ーブルと、半導体を位置決め保持するステージと、ツー
    ルがステージに接触した上下位置を検出する検出手段
    と、ツールをステージに接触させた時の上下位置をX方
    向の2点とこのX方向の2点の内の1点を通るY方向の
    1点の少なくとも3点を検出した結果によってツールの
    傾き角を演算し前記てツール調整手段を移動させる信号
    を出力する演算装置とを備えたことを特徴とするツール
    の平行出し装置。
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