JP2743394B2 - Wire clamp method and device - Google Patents

Wire clamp method and device

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JP2743394B2 JP63220954A JP22095488A JP2743394B2 JP 2743394 B2 JP2743394 B2 JP 2743394B2 JP 63220954 A JP63220954 A JP 63220954A JP 22095488 A JP22095488 A JP 22095488A JP 2743394 B2 JP2743394 B2 JP 2743394B2
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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、電子部品ワイヤーボンディング機のワイヤ
ークランプ方法に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a wire clamping method for an electronic component wire bonding machine.

従来の技術 ワイヤーボンディング装置には種々のタイプがある
が、その一例を第２図に示す。即ち、ペレット５をつけ
た基板６が位置決め台７上に送られて位置決めされる
と、XY駆動部８が駆動してボンディングヘッド９をXY方
向に移動させ、ボンディングアーム10に取付けられたボ
ンディングツール11がペレット５の上方に位置する。次
にボンディングアーム10が下降してボンディングツール
11によりワイヤ４をペレット５のパッドに押付けてボン
ディングし、その後ボンディングアーム10が上昇し、続
いてXY駆動部８によってボンディングヘッド９がXY方向
に移動してワイヤ４をワイヤスプール12より繰り出しな
がら基板６の上方に位置する。そして再びボンディング
アーム10が下降してボンディングツール11でワイヤ４を
基板６のポストにボンディングし、その後クランプ部上
下動アーム13に取付けられたワイヤークランプ部14が作
動してワイヤ４をクランプし、クランプ部上下動アーム
13が上昇してワイヤ４をボンディングツール11の根元よ
り切断する。以上がワイヤーボンディング装置の説明で
ある。この種のボンディングに使用するワイヤーは、直
径が十数μｍから数＋μｍのワイヤーであり、従来の技
術では、ワイヤーのクランプ部には第３図に代表される
メカニズムが用いられている。これは第３図においてソ
レノイド15の変位を16,17のレバーで受け、レバーに取
り付けられた板バネ18がクランプ可動部19をクランプ固
定部20の方に押す際に、ワイヤー４をクランプする仕組
みである。2. Description of the Related Art There are various types of wire bonding apparatuses, one example of which is shown in FIG. That is, when the substrate 6 on which the pellets 5 are attached is sent to and positioned on the positioning table 7, the XY driving unit 8 is driven to move the bonding head 9 in the XY direction, and the bonding tool attached to the bonding arm 10 is mounted. 11 is located above the pellet 5. Next, the bonding arm 10 descends and the bonding tool
Bonding is performed by pressing the wire 4 against the pad of the pellet 5 by 11, and then the bonding arm 10 is moved up. Subsequently, the bonding head 9 is moved in the XY direction by the XY driving unit 8 to draw out the wire 4 from the wire spool 12 and 6 above. Then, the bonding arm 10 is lowered again and the wire 4 is bonded to the post of the substrate 6 by the bonding tool 11, and then the wire clamp unit 14 attached to the clamp vertical arm 13 is actuated to clamp the wire 4, thereby clamping the wire 4. Vertical movement arm
13 rises and cuts the wire 4 from the base of the bonding tool 11. The above is the description of the wire bonding apparatus. The wire used for this kind of bonding is a wire having a diameter of more than tens of μm to several + μm. In the conventional technology, a mechanism typified by FIG. 3 is used for a clamp portion of the wire. This is a mechanism in which the displacement of the solenoid 15 is received by levers 16 and 17 in FIG. 3 and the wire 4 is clamped when the leaf spring 18 attached to the lever pushes the clamp movable portion 19 toward the clamp fixing portion 20. It is.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記のような機構では構成部品点数が
多いために、個々のメンテナンスや調整が複雑になる上
応答性も悪く、最大の欠点としてワイヤーの種類に応じ
たクランプ力の調整が構造上不可能であるという問題点
を有していた。本発明は、上記問題点に鑑み、部品点数
の消滅、メンテナンスの簡素化、高応答性を実現し、ワ
イヤークランプ強さの調整機能を付加したワイヤークラ
ンプ装置を提供するものである。Problems to be Solved by the Invention However, since the above-described mechanism has a large number of component parts, individual maintenance and adjustment become complicated and responsiveness is poor, and the biggest drawback is the clamping force according to the type of wire. There is a problem that the adjustment of is impossible from a structural point of view. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a wire clamp device that eliminates the number of components, simplifies maintenance, achieves high responsiveness, and has a function of adjusting a wire clamp strength.

課題を解決するための手段 後端が固定され、その先端でワイヤをクランプする一
対の固定側アームと可動側アームとを有し、前記可動側
アームを圧電素子の駆動により、ワイヤをクランプ可能
に固定側アーム側にたわませるよう構成したワイヤクラ
ンプ装置において、前記圧電素子を、その変位方向が可
動側アームの長手方向となる向きに前記可動アーム後端
近傍かつ上面に配置し、前記圧電素子の可動側アーム先
端側を前記可動側アームの一部に当接するとともに、前
記圧電素子への印加電圧を変化させることによりワイヤ
のクランプ力を制御する制御部を有する。また、一対の
アームの内、一方のアームを圧電素子によりたわませ
て、両アーム間に狭持力を発生させて、ワイヤをクラン
プするワイヤクランプ方法、及び圧電素子への印加電圧
を制御し、これによってワイヤのクランプ力を変化させ
るワイヤクランプ方法、さらに入力されたワイヤ径に関
する情報により、予めクランプするワイヤ径に対応して
設定された電圧値を選択し、圧電素子に印加することを
特徴とするワイヤクランプ方法を手段として備えたもの
である。Means for Solving the Problems A rear end is fixed, and has a pair of fixed-side arms and a movable-side arm that clamps a wire at its distal end, and the movable-side arm can be clamped by driving a piezoelectric element. In a wire clamp device configured to bend to a fixed arm side, the piezoelectric element is disposed on the upper surface near the rear end of the movable arm in a direction in which the displacement direction is the longitudinal direction of the movable arm, and the piezoelectric element And a control unit that controls the clamping force of the wire by changing the voltage applied to the piezoelectric element while abutting the distal end of the movable arm on a part of the movable arm. In addition, a wire clamping method of clamping a wire by bending one of the arms by a piezoelectric element to generate a holding force between the two arms, and controlling a voltage applied to the piezoelectric element. According to this, a wire clamping method for changing the clamping force of the wire thereby, and a voltage value set in advance corresponding to the wire diameter to be clamped is selected based on the input information on the wire diameter and applied to the piezoelectric element. As a means.

作用 上記のクランプ手段により、ワイヤーのクランプ可動
部とクランプ固定部を一体化して構造を簡単にすると同
時に圧電素子をクランプのアクチュエーターに使用する
ことにより、任意の情報信号によってワイヤーのクラン
プ力を調整することができる。Function By the above-mentioned clamping means, the clamp movable portion and the clamp fixing portion of the wire are integrated to simplify the structure, and at the same time, the clamping force of the wire is adjusted by an arbitrary information signal by using the piezoelectric element for the actuator of the clamp. be able to.

実 施 例 以下、本発明の一実施例を第１図、第４図及び第５図
を用いて説明する。１は圧電素子であり、板バネ状の支
点21により支持されたクランプ可動部２とで可動側アー
ムで構成している。３は固定側アームであり、両アーム
2,3の先端の挾持面2a,3aによりワイヤー４が挾持される
もので、圧電素子１へ電圧を印加し、クランプ可動部２
を固定側アーム３へ相対移動させてワイヤクランプ動作
が行なわれる。次に上記で示した板バネ支点21を有する
一体型クランパーの動作原理を第４図以下で説明する。
第４図（ａ）のF1は圧電素子１による押し付け力でM2は
F1により生じるねじりモーメント、ψ１はM2により生じ
るたわみ角δ１はたわみ変位量であり、カスティリアノ
の定理により導出した理論式を次に示す。Ｅはヤング
率、Izは断面二次モーメントである。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1, 4 and 5. FIG. Reference numeral 1 denotes a piezoelectric element, which comprises a movable arm with a clamp movable section 2 supported by a leaf spring-shaped fulcrum 21. 3 is a fixed side arm,
The wire 4 is clamped between the clamping surfaces 2a and 3a at the ends of a few parts.
Is relatively moved to the fixed side arm 3 to perform the wire clamping operation. Next, the operation principle of the integrated clamper having the leaf spring fulcrum 21 described above will be described with reference to FIG.
F1 in FIG. 4 (a) is a pressing force by the piezoelectric element 1, and M2 is
The torsional moment caused by F1 and ψ1 is the deflection angle δ1 caused by M2 is the amount of deflection displacement, and a theoretical formula derived by Castigliano's theorem is shown below. E is Young's modulus and Iz is the second moment of area.

第４図（ｂ）のF2は、クランプ可動部２の先端でのワ
イヤークランプ力であり、M2はF2により生じるねじりモ
ーメント、ψ２はたわみ角、δ２はたわみ変位量であ
る。 In FIG. 4 (b), F2 is the wire clamping force at the tip of the clamp movable part 2, M2 is the torsional moment generated by F2, ψ2 is the deflection angle, and δ2 is the deflection displacement.

第４図（Ｃ）は、クランプ可動部２の先端での位置関
係を示しており、d0はクランプ可動部２とクランプ固定
部３の間の初期隙量、d1はワイヤー直径であり、これら
諸量の間には次に示す関係が成立する。 FIG. 4 (C) shows the positional relationship at the tip of the clamp moving part 2, d 0 is the initial gap amount between the clamping movable portion 2 and the clamp fixing unit 3, d 1 is the wire diameter, The following relationship is established between these quantities.

また、第４図（ｄ）は、クランプ可動部２の先端形状
であり、クランプ可動部２の先端2aをクランプ固定部３
に対してψ１−ψ２の傾斜角を持つ様に初期設定する
と、ワイヤークランプ時にクランプ可動部２と固定側ア
ーム３の挾持面3aが平行となり、クランプ部相互間の平
行度を確保できることを示している。即ち、ワイヤーを
クランプする際に必要とされるクランプ可動部２と固定
側アーム３の平行度は、ワイヤー径をd,クランプ部の長
さをＬとすると、d/L以下であることが必要である。今
仮にワイヤー径が13〜30μｍまで変化したとしても、本
発明では、ワイヤークランプ時の平行度をd/L以下に保
持可能であることが理論的にも証明される。なお、本発
明のアクチュエータである圧電素子１に対して、ワイヤ
ー径等の情報に応じた印加電圧をコンピューター制御の
もとに加えることにより、F1の調節が可能となり、その
結果としてワイヤー４のクランプ強さの調節が可能とな
る。 FIG. 4D shows the shape of the distal end of the clamp movable part 2, and the distal end 2 a of the clamp movable part 2 is
When the angle is initially set to have an inclination angle of ψ1-ψ2, the clamp movable portion 2 and the holding surface 3a of the fixed arm 3 become parallel at the time of wire clamping, and the parallelism between the clamp portions can be secured. I have. That is, the parallelism between the clamp movable portion 2 and the fixed arm 3 required for clamping the wire needs to be d / L or less, where d is the wire diameter and L is the length of the clamp portion. It is. Even if the wire diameter changes from 13 to 30 μm, the present invention theoretically proves that the parallelism at the time of wire clamping can be maintained at d / L or less. By applying an applied voltage according to information such as the wire diameter to the piezoelectric element 1 which is the actuator of the present invention under computer control, F1 can be adjusted, and as a result, the clamp of the wire 4 can be performed. The strength can be adjusted.

第５図は、このような本発明一実施例のシステム構成
図である。すなわち、第５図においては、圧電素子１へ
の印加電圧をワイヤー径等の任意情報信号の入力により
CPCを介して、あらかじめ設定したワイヤー径と印加電
圧のテーブルを検索して最適印加電圧を決定し、これに
より印加電圧を変化させワイヤークランプ力を変化させ
る制御手段を持つ事を特徴とするワイヤークランプ方法
を示すものである。FIG. 5 is a system configuration diagram of such an embodiment of the present invention. That is, in FIG. 5, the applied voltage to the piezoelectric element 1 is changed by inputting an arbitrary information signal such as a wire diameter.
A wire clamp characterized by having a control means for retrieving a preset wire diameter and applied voltage table via a CPC to determine an optimum applied voltage, and thereby changing the applied voltage to change a wire clamping force. It shows the method.

発明の効果 本発明によるクランプ装置は、従来のメカニズム式に
比べて以下に示す優位性を有する。Advantageous Effects of the Invention The clamping device according to the present invention has the following advantages as compared with the conventional mechanism type.

・構成部品点数が従来方式に比べ大幅に消滅可能であ
る。・ The number of components can be largely eliminated compared to the conventional method.

・可動クランパー先端部分に傾斜を設定してある為、ワ
イヤーの平行クランプが容易に行える。・ Since the tip of the movable clamper is inclined, parallel clamping of the wire can be performed easily.

・クランプ部の一体化に加えて圧電素子の物理変化が高
速であるため、高応答性を特徴とするクランプ機構が実
現できる。-Since the physical change of the piezoelectric element is fast in addition to the integration of the clamp portion, a clamp mechanism characterized by high responsiveness can be realized.

・クランプ部分を板バネ機構を有する一体物とすること
により、安定した再現性と、重量の軽減が可能となる。-By making the clamp part an integral body having a leaf spring mechanism, stable reproducibility and weight reduction can be achieved.

・圧電素子への印加電圧をワイヤー径等の任意情報に応
じた最適値になる様コンピューターで制御する事によ
り、ワイヤークランプ力の調節が容易に可能となる。The wire clamp force can be easily adjusted by controlling the voltage applied to the piezoelectric element to an optimum value according to arbitrary information such as the wire diameter.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本発明の一実施例を示すワイヤークランプ装置
の部分斜視図、第２図はワイヤーボンディング装置の一
例を示す斜視図、第３図は従来のワイヤークランプ部の
一例を示す平面図、第４図（ａ）〜（ｃ）は、本発明の
一実施例における力学的解析図、第４図（ｄ）はクラン
プ部先端部分の拡大図、第５図は本発明の一実施例のシ
ステム構成図である。 １……圧電素子、２……クランプ可動部、３……固定側
アーム、４……ワイヤー。FIG. 1 is a partial perspective view of a wire clamp apparatus showing one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an example of a wire bonding apparatus, FIG. 3 is a plan view showing an example of a conventional wire clamp section, 4 (a) to 4 (c) are mechanical analysis diagrams in one embodiment of the present invention, FIG. 4 (d) is an enlarged view of a tip portion of a clamp portion, and FIG. 5 is an embodiment of the present invention. It is a system configuration diagram. 1 ... piezoelectric element, 2 ... clamp movable part, 3 ... fixed arm, 4 ... wire.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 豊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−119932（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−111634（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−159034（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−245532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−23469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−111634（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−151338（ＪＰ，Ｕ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Yutaka Makino 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma City, Osaka Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-62-119932 (JP, A) 111634 (JP, A) JP-A-57-159034 (JP, A) JP-A-1-245532 (JP, A) JP-A-54-23469 (JP, A) JP-A-63-111634 (JP, A) Shokai Sho 61-151338 (JP, U)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】後端が固定され、その先端でワイヤをクラ
ンプする一対の固定側アームと可動側アームとを有し、
前記可動側アームを圧電素子の駆動により、ワイヤをク
ランプ可能に固定側アーム側にたわませるよう構成した
ワイヤクランプ装置において、前記圧電素子を、その変
位方向が可動側アームの長手方向となる向きに前記可動
アーム後端近傍かつ上面に配置し、前記圧電素子の可動
側アーム先端側を前記可動側アームの一部に当接すると
ともに、前記圧電素子への印加電圧を変化させることに
よりワイヤのクランプ力を制御する制御部を有したこと
を特徴とするワイヤクランプ装置。A first arm having a pair of fixed arms and a movable arm having a rear end fixed thereto and clamping a wire at the front end thereof;
In the wire clamp device, wherein the movable side arm is configured to bend toward a fixed side arm so that a wire can be clamped by driving a piezoelectric element, the piezoelectric element is oriented such that a displacement direction thereof is a longitudinal direction of the movable side arm. The rear end of the movable arm is disposed near and on the upper surface, and the distal end of the movable arm of the piezoelectric element abuts on a part of the movable arm, and the voltage applied to the piezoelectric element is changed to clamp the wire. A wire clamp device comprising a control unit for controlling a force. 【請求項２】後端が固定され、その先端でワイヤをクラ
ンプする一対の固定側アームと可動側アームとを有し、
前記可動側アームを圧電素子の駆動により、ワイヤをク
ランプ可能に固定側アーム側にたわませるよう構成した
ワイヤクランプ装置のワイヤクランプ方法において、前
記圧電素子を、その変位方向が可動側アームの長手方向
となる向きに前記可動アーム後端近傍に配置し、前記圧
電素子への印加電圧を制御することにより、ワイヤのク
ランプ力を変化させることを特徴とするワイヤクランプ
方法。And a pair of fixed-side arms and a movable-side arm having a rear end fixed and a wire clamped at the front end thereof.
In the wire clamping method of a wire clamping device, wherein the movable arm is bent toward the fixed arm so that the wire can be clamped by driving the piezoelectric element, the displacement direction of the piezoelectric element is the length of the movable arm. A wire clamping method comprising: disposing the movable arm in the vicinity of a rear end of the movable arm in a direction to control a voltage applied to the piezoelectric element to change a wire clamping force. 【請求項３】入力されたワイヤ径に関する情報により、
予めクランプするワイヤ径に対応して設定された電圧値
を選択し、圧電素子に印加することを特徴とする請求項
２記載のワイヤクランプ方法。3. The apparatus according to claim 3, wherein the information on the input wire diameter is
3. The wire clamping method according to claim 2, wherein a voltage value set according to a wire diameter to be clamped in advance is selected and applied to the piezoelectric element.
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