JP2761930B2 - Position detection switch - Google Patents

Position detection switch

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JP2761930B2
JP2761930B2 JP1205757A JP20575789A JP2761930B2 JP 2761930 B2 JP2761930 B2 JP 2761930B2 JP 1205757 A JP1205757 A JP 1205757A JP 20575789 A JP20575789 A JP 20575789A JP 2761930 B2 JP2761930 B2 JP 2761930B2
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【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は位置検出スイッチに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <Industrial Application Field> The present invention relates to a position detection switch.

〈従来の技術〉 近年、ファクトリオートメーションに関わって種々の
位置検出スイッチが使用されるようになってきており、
かかる位置検出スイッチを用いた機器としては、例えば
半導体の製造に用いられるワイヤボンディング装置があ
る。
<Conventional technology> In recent years, various position detection switches have been used in connection with factory automation,
As an apparatus using such a position detection switch, there is, for example, a wire bonding apparatus used for manufacturing a semiconductor.

このワイヤボンディング装置の従来例を、第16図〜第
18図に示してある。前記第16図〜第18図は、ワイヤボン
ディング装置のヘッド先端部を示したものであり、図示
しない本体側に設けられた水平軸1回りにツールリフタ
ー2が揺動可能に支持されており、ツールリフター2は
図示しない揺動アチュエータによって水平軸1回りに所
定角度範囲で揺動を繰り返すようになっている。
FIGS. 16 to 16 show a conventional example of this wire bonding apparatus.
This is shown in FIG. FIGS. 16 to 18 show the head end of the wire bonding apparatus, and a tool lifter 2 is swingably supported around a horizontal axis 1 provided on a main body (not shown). The tool lifter 2 is repeatedly rotated around a horizontal axis 1 within a predetermined angle range by a not-shown swing actuator.

また、前記ツールリフター2に軸支された水平軸2a回
りにツールホルダー3が揺動可能に支持されている。ツ
ールホルダー3は、前記水平軸2aを挟んで両側にそれぞ
れ延設された腕部3a,3bを備え、一方の腕部3aには、超
音波ホーン4の先端に支持させたキャピラリー5と金細
線6をクランプするためのワイヤークランパー7とが設
けられ、他方の腕部3bには、ツールリフター2との近接
を検出する接触式の位置検出スイッチ8を構成する接点
8aが上面に設けられており、また、前記接点8aを囲むよ
うにしてツールリフター2とツールホルダー3とを吸着
させるための磁性板9が設けられている。
A tool holder 3 is swingably supported around a horizontal axis 2a pivotally supported by the tool lifter 2. The tool holder 3 has arms 3a and 3b extending on both sides of the horizontal shaft 2a, and one arm 3a has a capillary 5 supported by the tip of an ultrasonic horn 4 and a gold wire. And a wire clamper 7 for clamping the tool lifter 6, and a contact forming a contact type position detection switch 8 for detecting the proximity of the tool lifter 2 to the other arm 3 b.
8a is provided on the upper surface, and a magnetic plate 9 for attracting the tool lifter 2 and the tool holder 3 to surround the contact 8a is provided.

ツールリフター2には、前記接点8aと接触することに
よってツールリフター2とツールホルダー3との密着を
検出する位置検出スイッチ8を構成する磁性材からなる
ロッド8bが前記接点8aと位置合わせして設けられてお
り、更に、前記ロッド8bを囲むようにしてツールリフタ
ー2とツールホルダー3を吸着させるのに用いる保持用
電磁石10が設けられている。
The tool lifter 2 is provided with a rod 8b made of a magnetic material constituting a position detection switch 8 for detecting the close contact between the tool lifter 2 and the tool holder 3 by contacting the contact 8a in alignment with the contact 8a. Further, a holding electromagnet 10 used to attract the tool lifter 2 and the tool holder 3 around the rod 8b is provided.

これにより、保持用電磁石10に電流が供給されると、
保持用電磁石10にツールホルダー3の磁性板9が吸着さ
れて、ツールリフター2とツールホルダー3とが吸着さ
れて一体になるようになっており、また、かかる保持用
電磁石10による吸着状態でツールリフター2とツールホ
ルダー3とが一体化されている状態では、前記ロッド8b
と接点8aとの接触することによってロッド8bと接点8aと
の間が導通し、ツールホルダー3の腕部3bがツールリフ
ター2に密着した状態であることが検出される。
Thus, when a current is supplied to the holding electromagnet 10,
The magnetic plate 9 of the tool holder 3 is attracted to the holding electromagnet 10 so that the tool lifter 2 and the tool holder 3 are attracted and integrated with each other. When the lifter 2 and the tool holder 3 are integrated, the rod 8b
The contact between the rod 8b and the contact 8a is established by the contact between the rod 8b and the contact 8a, and it is detected that the arm 3b of the tool holder 3 is in close contact with the tool lifter 2.

また、ツールホルダー3の腕部3bの先端部とツールリ
フター2との間には引っ張りバネ11が張設されており、
腕部3bをツールリフター2に近づける方向に付勢してい
る。
A tension spring 11 is stretched between the tip of the arm 3b of the tool holder 3 and the tool lifter 2.
The arm 3b is urged in a direction to approach the tool lifter 2.

かかるワイヤボンディング装置におけるワイヤーボン
ディング動作では、金細線6を溶融させて形成したキャ
ピラリー5先端の金ボール12をボンディングパット13に
ボンディングするときに、以下のような制御を行う。
In the wire bonding operation in such a wire bonding apparatus, the following control is performed when the gold ball 12 at the tip of the capillary 5 formed by melting the gold wire 6 is bonded to the bonding pad 13.

即ち、ボンディングを開始する前には、前記保持用電
磁石10に電流を供給してツールリフター2とツールホル
ダー3とを吸着させて一体とする。かかる状態でツール
リフター2を第16図において水平軸1回りに反時計方向
に揺動させることにより、一体にツールホルダー3を降
下させる。ここでツールホルダー3が所定の高さ位置
(サーチハイト)まで降下すると、保持用電磁石10に対
する電流供給を停止しツールホルダー3のツールリフタ
ー2への拘束を解き、更に、僅かにツールホルダー3を
下降させることによりキャピラリー5先端の金ボール12
をボンディングパット13に接触させる(第17図参照)。
この状態で、ツールホルダー3の腕部3a側は金ボール12
とボンディングパット13との接触によって位置規制され
るため、ツールリフター2の揺動に伴ってツールホルダ
ー3の腕部3bはツールリフター2と離間することによ
り、かかる離間がロッド8bと接点8aとの非接触として位
置検出スイッチ8で検出される。
That is, before starting the bonding, a current is supplied to the holding electromagnet 10 so that the tool lifter 2 and the tool holder 3 are attracted and integrated. In this state, the tool holder 3 is lowered integrally by swinging the tool lifter 2 counterclockwise around the horizontal axis 1 in FIG. Here, when the tool holder 3 descends to a predetermined height position (search height), the current supply to the holding electromagnet 10 is stopped, the constraint of the tool holder 3 on the tool lifter 2 is released, and the tool holder 3 is further slightly moved. By lowering the gold ball 12 at the tip of the capillary 5
Is brought into contact with the bonding pad 13 (see FIG. 17).
In this state, the arm 3a side of the tool holder 3 is
The arm 3b of the tool holder 3 separates from the tool lifter 2 with the swing of the tool lifter 2 because the position is regulated by the contact between the rod 8b and the contact 8a. Non-contact is detected by the position detection switch 8.

第17図に示すような状態では、引っ張りバネ11の弾性
復帰力によってツールホルダー3を水平軸2a回りに反時
計方向に揺動させようとする力が加わり、この付勢力が
金ボール12とボンディングパット13との接触部に加わっ
て、金ボール12はボンディングパット13に押圧される。
かかる押圧動作に伴ってツールホルダー3は水平軸2a回
りに時計方向に揺動し、ツールホルダー3の腕部3bがツ
ールリフター2と離間したことが接点の非接触によって
位置検出スイッチ8で検出され、かつ、引っ張りバネ11
の付勢力で必要なボンド圧を得る分だけ水平軸2aが数十
μm下がると、ボールボンディング動作が終了したと見
做し、水平軸2aが上昇を開始する。その過程で位置検出
スイッチ8の接点が接触し、保持用電磁石10に対する電
流供給を行ってツールホルダー3をツールリフター2に
吸着した状態で、ツールリフター2を水平軸1回りに図
で時計方向に揺動させて、ボンディングヘッドを上昇さ
せ、次のボンディング動作に移行する。
In the state shown in FIG. 17, a force for swinging the tool holder 3 counterclockwise around the horizontal axis 2a is applied by the elastic return force of the tension spring 11, and this urging force is bonded to the gold ball 12. The gold ball 12 is pressed by the bonding pad 13 in addition to the contact portion with the pad 13.
With the pressing operation, the tool holder 3 swings clockwise around the horizontal axis 2a, and the separation of the arm 3b of the tool holder 3 from the tool lifter 2 is detected by the position detection switch 8 by contactless contact. , And tension spring 11
When the horizontal axis 2a is lowered by several tens of μm by an amount corresponding to the required bonding pressure with the urging force, the ball bonding operation is considered to be completed, and the horizontal axis 2a starts to rise. In the process, the contact of the position detection switch 8 contacts, the current is supplied to the holding electromagnet 10, and the tool holder 3 is attracted to the tool lifter 2, and the tool lifter 2 is rotated clockwise around the horizontal axis 1 in the figure. By swinging, the bonding head is raised, and the process proceeds to the next bonding operation.

即ち、位置検出スイッチ8によってツールホルダー3
がツールリフター2に対して離れたことが検出される
と、ボンディング動作が開始されたと見做してボンディ
ングヘッドが金ボールを必要な押圧で圧着させ、それが
完了すると、上昇動作に移行するようになっている。
That is, the tool holder 3 is controlled by the position detection switch 8.
Is detected to be separated from the tool lifter 2, the bonding operation is deemed to have been started, and the bonding head presses the gold ball with the required pressure. It has become.

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、上記のようなワイヤボンディング装置で
は、上記のようにツールホルダー3の微小な位置変化を
検出して、ボンディング動作が制御されるようになって
いるために位置検出スイッチ8には高精度が要求される
ことになるが、ツールリフター2を往復揺動させるため
のモータ等を備えているため稼働時に微振動が発生し、
位置検出スイッチ8の接点が前記振動の影響を受けて位
置を誤検出することがあった。
<Problems to be Solved by the Invention> By the way, in the above-described wire bonding apparatus, since the minute position change of the tool holder 3 is detected as described above, the bonding operation is controlled. Although the position detection switch 8 is required to have high accuracy, a minute vibration is generated at the time of operation because a motor or the like for reciprocating the tool lifter 2 is provided.
In some cases, the position of the contact of the position detection switch 8 is erroneously detected due to the influence of the vibration.

即ち、保持用電磁石10による吸着を解くと、ツールホ
ルダー3がツールリフター2に対して揺動できる状態と
なるが、正規には、ボンディングの開始動作で揺動して
接点が離れるようにしてあるが、ボンディングの開始動
作でツールホルダー3が揺動しボールボンディングを開
始する前に、振動影響で接点が離れると、これが正規動
作に伴う検出であるか否かの判別ができないので、ボン
ディング開始と見做して充分なボールボンディング動作
に移行しないうちに押圧に必要なストローク分だけ数十
μm下降してすぐに上昇動作になってしまい、ボンディ
ング不良が発生する惧れがあったものである。
That is, when the holding by the holding electromagnet 10 is released, the tool holder 3 can be swung with respect to the tool lifter 2, but normally, the contact is separated by swinging at the start of bonding. However, if the contact is separated due to the vibration before the tool holder 3 swings and the ball bonding is started by the bonding start operation, it cannot be determined whether or not this is a detection accompanying the normal operation. Assuming that the ball operation does not shift to a sufficient ball bonding operation, the operation is lowered by several tens of μm by the stroke required for pressing, and the operation immediately proceeds to the ascending operation, which may cause a bonding failure.

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ワイ
ヤボンディング装置のツールホルダー位置検出のような
高精度要求に対応でき、然も、微振動環境での使用にお
ける誤検出を回避できる位置検出スイッチを提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and is capable of responding to high-precision requests such as detecting the position of a tool holder in a wire bonding apparatus, and of course, avoiding erroneous detection in use in a microvibration environment. The purpose is to provide.

〈課題を解決するための手段〉 そのため本発明では、コイルが巻回された固定側磁心
と、この固定側磁心と共に磁気回路を形成する可動側磁
心とを設け、可動側磁心の固定側磁心に対する変位に応
じた両磁心間の間隙変化によって磁気抵抗を変化させ、
この磁気抵抗変化に基づくコイルのインピーダンス変化
を測定することによって可動側磁心の固定側磁心に対す
る所定変位位置をオン・オフ的に検出する位置検出スイ
ッチであって、矩形波発生回路と、この矩形波発生器か
ら発振された矩形波の高周波成分を除去して正弦波を得
るローパスフィルターと、を備え、ローパスフィルター
で得た正弦波でコイルを駆動するよう構成する一方、矩
形波に同期してコイルの端子電圧から直流成分のみを取
り出す同期整流回路と、この同期整流回路を介して得た
直流電圧と基準電圧とを比較することによってオン・オ
フ信号を発生する比較器と、を備えて位置検出スイッチ
を構成した。
<Means for Solving the Problems> Therefore, in the present invention, a fixed-side core around which a coil is wound, and a movable-side core that forms a magnetic circuit together with the fixed-side core are provided, and the movable-side core with respect to the fixed-side core. By changing the magnetic resistance by changing the gap between the two cores according to the displacement,
A position detection switch for detecting a predetermined displacement position of a movable magnetic core with respect to a fixed magnetic core in an on / off manner by measuring an impedance change of a coil based on the magnetic resistance change, comprising: a rectangular wave generating circuit; A low-pass filter that removes the high-frequency component of the square wave oscillated from the generator to obtain a sine wave, and drives the coil with the sine wave obtained by the low-pass filter, while the coil is synchronized with the square wave A synchronous rectifier circuit that extracts only a DC component from the terminal voltage of the terminal, and a comparator that generates an on / off signal by comparing the DC voltage obtained through the synchronous rectifier circuit with a reference voltage. Configured the switch.

〈作用〉 かかる構成の位置検出スイッチによると、磁心間の間
隙変化による磁気抵抗の変化を、コイルのインピーダン
ス変化として捉え、可動側磁心の固定側磁心に対する変
位が所定値となったときに検出信号がオン・オフ反転し
て、前記所定値に対応する位置をオン・オフ的に検出す
るものである。即ち、両磁心の所定間隙を境として、間
隙の拡大又は縮小によってオン・オフ信号が反転出力さ
れるものであり、これにより、間隙が前記所定間隙未満
で変化しているときには、信号が反転することがなく、
機器の振動による誤検出を回避し得る。
<Operation> According to the position detection switch having such a configuration, a change in the magnetic resistance due to a change in the gap between the magnetic cores is regarded as a change in the impedance of the coil. Are turned on and off, and a position corresponding to the predetermined value is detected on and off. That is, the ON / OFF signal is inverted and output by the expansion or contraction of the gap at the predetermined gap between the two magnetic cores, whereby the signal is inverted when the gap changes less than the predetermined gap. Without
Erroneous detection due to vibration of the device can be avoided.

特に、本発明では、コイルのインピーダンス変化を測
定するに当たって、矩形波発生器から発振された矩形波
の高周波成分をローパスフィルターで除去して正弦波を
得て、この正弦波でコイルを駆動する一方、同期整流回
路は、前記矩形波に同期してコイルの端子電圧から直流
成分のみを取り出し、比較器はこの同期整流回路を介し
て得た直流電圧と基準電圧とを比較することによってオ
ン・オフ信号を発生する構成としてある。
Particularly, in the present invention, when measuring the impedance change of the coil, a high-frequency component of the rectangular wave oscillated from the rectangular wave generator is removed by a low-pass filter to obtain a sine wave, and the sine wave drives the coil. The synchronous rectifier circuit extracts only the DC component from the terminal voltage of the coil in synchronization with the rectangular wave, and the comparator compares the DC voltage obtained through the synchronous rectifier circuit with the reference voltage to turn on / off. It is configured to generate a signal.

〈実施例〉 以下に本発明の実施例を説明する。<Examples> Examples of the present invention will be described below.

第1図及び第2図は本発明にかかる位置検出スイッチ
の一実施例を示してある。ここで、断面四角形でU字状
に形成された固定側磁心51にコイル52が巻回されてお
り、また、該固定側磁心51のU字開放端面に対峙させて
板状の可動側磁心53を設けてあり、前記固定側磁心51と
可動側磁心53とによって磁気回路が構成されている。こ
こで、可動磁心53を固定側磁心51に対して変位させて、
両者のギャップ(間隙)lAを変化させると、下式に従っ
て磁気回路の磁気抵抗Rが変化する。
1 and 2 show an embodiment of the position detecting switch according to the present invention. Here, a coil 52 is wound around a fixed-side magnetic core 51 formed in a U-shape with a rectangular cross section, and a plate-shaped movable-side magnetic core 53 is arranged so as to face the U-shaped open end face of the fixed-side magnetic core 51. The fixed-side magnetic core 51 and the movable-side magnetic core 53 constitute a magnetic circuit. Here, the movable core 53 is displaced with respect to the fixed side core 51,
Varying both the gap (gap) l A, the magnetic resistance R of the magnetic circuit changes according to the following equation.

尚、上記演算式において、lは磁心間ギャップ磁気路
(=2×lA)、Lは磁心部磁気路(=lB+lC)、Sは固
定側磁心51の断面積(=2a×b)であり、μは真空透
磁率、μは磁心の比透磁率である。
In the above equation, l is the magnetic path between the magnetic cores (= 2 × l A ), L is the magnetic path of the magnetic core part (= l B + l C ), and S is the cross-sectional area of the fixed core 51 (= 2a × b). ), and, μ 0 is the vacuum permeability, is μ S is the relative permeability of the magnetic core.

ここで、lA=0、L=30mm、a=b=5mm、μ=104
(尚、コイル52の巻数は30程度とする)とすると、ギャ
ップ部を含まない磁気抵抗R0(第3図の等価回路でスイ
ッチをAにしたときの回路抵抗)は、 となり、また、ギャップlAを10μmとした場合のギャッ
プ部の磁気抵抗R1は、 となるため、ギャップlAを10μmとしたときの全磁気抵
抗Rは(第3図に示す等価回路でスイッチBにしたとき
の回路抵抗)、 R=R0+R1=0.95×105+0.63×106 =7.2×105AT/Wb となるから、ギャップlAがゼロのときと、ギャップlA
10μmのときとの磁気抵抗比αは、 となり、ギャップlAが10μmのときの全磁気抵抗Rは、
ギャップlAがゼロのときに対して約7.5倍大きくなる。
Here, l A = 0, L = 30 mm, a = b = 5 mm, μ S = 10 4
Assuming that the number of turns of the coil 52 is about 30, the magnetic resistance R 0 not including the gap (circuit resistance when the switch is set to A in the equivalent circuit of FIG. 3) is Further, when the gap l A is set to 10 μm, the magnetic resistance R 1 of the gap portion is Since the (circuit resistance when the switch B in the equivalent circuit shown in FIG. 3) is the total magnetic resistance R when the gap l A and 10μm, R = R 0 + R 1 = 0.95 × 10 5 +0. since the 63 × 10 6 = 7.2 × 10 5 AT / Wb, and when the gap l a is zero, the gap l a is
The magnetoresistance ratio α at 10 μm is And the total magnetic resistance R when the gap l A is 10 μm is
It is about 7.5 times larger than when the gap l A is zero.

このような、微小ギャップで大きな磁気抵抗比αが得
られることを利用して、本実施例では、可動磁心53を位
置検出する変位部材に固定する一方、固定側磁心51を基
準位置側に固定し、変位部材の位置を可動磁心53の固定
側磁心51に対する変位として捉えて、位置検出をオン・
オフ的に行うものである。
In the present embodiment, utilizing the fact that a large magnetoresistance ratio α is obtained with such a small gap, the movable magnetic core 53 is fixed to the displacement member for detecting the position, while the fixed magnetic core 51 is fixed to the reference position side. The position of the displacement member is regarded as the displacement of the movable core 53 with respect to the fixed side core 51, and the position detection is turned on.
It is done off.

オン・オフ的な位置検出のために、第4図に示すよう
に、コイル52に例えば50KHzの発振器61を接続して定電
流を流し、磁気抵抗変化に伴って変化するコイル端子電
圧を、同期検波器62とローパスフィルター(例えば6次
ベッセルローパスフィルター)63を通し、電圧比較器64
において例えばギャップlA=10μmのときに対応する基
準電圧Esと比較することによって、ON・OFF信号を出力
させる。従って、初期設定時に、ギャップlAが10μm以
上になったときにON又はOFF信号が出力されるようにギ
ャップ調整をしておけば、実際のギャップが10μm以上
となったときにONからOFF又はOFFからONに切り替わる位
置検出信号を出力させることができる。
For the purpose of ON / OFF position detection, as shown in FIG. 4, a 50 KHz oscillator 61, for example, is connected to the coil 52 to supply a constant current, and the coil terminal voltage that changes with the change in the magnetoresistance is synchronized. A voltage detector 64 passes through a detector 62 and a low-pass filter (for example, a 6th-order Bessel low-pass filter) 63.
For example, when the gap l A = 10 μm, the ON / OFF signal is output by comparing with the corresponding reference voltage Es. Thus, at initialization, if the gap adjustment so that the gap l A is output ON or OFF signal when it is more than 10 [mu] m, OFF from ON when the actual gap is not less than 10 [mu] m or A position detection signal that switches from OFF to ON can be output.

このため、例えば10μm未満でギャップが変化するよ
うな機械的振動が発生しても、このときに位置検出信号
が反転出力されることがなく、微小振動による誤検出が
回避される。また、第5図に示すように、ギャップlA
例えば10μm未満のような微小領域で、ギャップlA変化
に対するコイル52端子電圧の変化割合が大きくなるの
で、高い分解能によって高い精度な位置検出が可能であ
る。
For this reason, even if a mechanical vibration that changes the gap at less than 10 μm occurs, the position detection signal is not inverted and output at this time, and erroneous detection due to minute vibration is avoided. Further, as shown in FIG. 5, the change ratio of the terminal voltage of the coil 52 with respect to the change of the gap 1A becomes large in a minute area where the gap 1A is smaller than, for example, 10 μm. It is possible.

次に、第4図に示した位置検出回路の詳細例を第6図
に基づいて説明する。
Next, a detailed example of the position detection circuit shown in FIG. 4 will be described with reference to FIG.

第6図に示す回路は、+5V電源A,矩形波発生回路B,ロ
ーパスフィルターC,出力増幅器D,デカップリング回路E,
定電流回路F,検出コイル(固定側磁心に巻回されたコイ
ル52)G,増幅器H,反転増幅器I,同期整流回路J,ローパス
フィルターK,コンパレーターL,出力表示部Mの各ブロッ
クから構成されている。
The circuit shown in FIG. 6 includes a + 5V power supply A, a rectangular wave generation circuit B, a low-pass filter C, an output amplifier D, a decoupling circuit E,
Consisting of constant current circuit F, detection coil (coil 52 wound around fixed core) G, amplifier H, inverting amplifier I, synchronous rectifier circuit J, low-pass filter K, comparator L, and output display unit M Have been.

次に、各ブロックA〜Mの機能をそれぞれ説明する
と、まず、+5V電源Aは、+15Vの電源からIC等の電源
となる+5Vを作り出す。
Next, the function of each of the blocks A to M will be described. First, the +5 V power supply A generates +5 V serving as a power supply for an IC or the like from the +15 V power supply.

矩形波発生回路Bは、検出コイルGを駆動するための
高周波振動を発生させるための回路であり、フリーラン
ニングマルチバイブレータであるIC2により100KHz周期
の矩形パルスを発生させ、フリップフロップ回路である
IC3で前記100KHz周期のパルスを50KHzに分周して出力す
る。尚、ここで出力される50KHzの矩形パルス信号は、
後述する同期整流回路Jへも分配出力され、該矩形パル
ス信号に同期して接点が開閉制御されるようになってい
る。
The rectangular wave generation circuit B is a circuit for generating high-frequency vibration for driving the detection coil G, generates a rectangular pulse having a period of 100 KHz by the free running multivibrator IC2, and is a flip-flop circuit.
The IC3 frequency-divides the pulse of 100 KHz into 50 KHz and outputs it. The 50KHz rectangular pulse signal output here is
It is also distributed and output to a synchronous rectifier circuit J described later, and the contacts are controlled to be opened and closed in synchronization with the rectangular pulse signal.

矩形波発生回路Bから50KHzの矩形パルス信号が入力
されるローパスフィルターCでは、検出コイルGへ正弦
波を供給するために、50KHzの矩形波の高周波成分を除
去する。
The low-pass filter C to which the rectangular pulse signal of 50 KHz is input from the rectangular wave generation circuit B removes the high-frequency component of the 50 KHz rectangular wave in order to supply a sine wave to the detection coil G.

即ち、A(sinωt+1/3sin3ωt+1/5sin5ωt)で
表される矩形波のうち、sinωtのみを通過させて、sin
3ωt及びsin5ωt等の通過を阻止することにより、正
弦波を作り出すものであり、ここでは、2dBリップルの
3次チェビシェフタイプのローパスフィルターを用いて
ある。
That is, among the rectangular waves represented by A (sinωt + 1/3 sin3ωt + 1 / 5sin5ωt), only sinωt is passed, and sin
A sine wave is created by blocking the passage of 3ωt and sin5ωt and the like. Here, a third-order Chebyshev type low-pass filter with 2 dB ripple is used.

出力増幅器Dは、前記ローパスフィルターCからの出
力を、20VPPの正弦波信号に増幅して出力するための増
幅器である。
The output amplifier D is an amplifier for amplifying the output from the low-pass filter C into a 20 VPP sine wave signal and outputting the signal.

デカップリング回路Eは、コンデンサC14によって直
流分を検出コイルGに流さないようにするものであり、
直流分を流さないことにより検出コイルGに磁気バイア
スを与えないようにする。
The decoupling circuit E prevents the DC component from flowing to the detection coil G by the capacitor C14.
By not passing a DC component, no magnetic bias is applied to the detection coil G.

定電流回路Fは、検出コイルGに直列に接続させた抵
抗R14から構成されるものである。検出コイルGの検出
電圧Eは、コイルGに流れる電流をI、コイルGのイン
ピーダンスをZとすると、E=I×Zとなるが、ここで
は、検出電圧EがインピーダンスZに比例して変化する
ように電流Iが一定となるようにする。
The constant current circuit F includes a resistor R14 connected in series to the detection coil G. The detection voltage E of the detection coil G is E = I × Z, where I is the current flowing through the coil G and Z is the impedance of the coil G. Here, the detection voltage E changes in proportion to the impedance Z. Thus, the current I is made constant.

出力増幅器Dの出力電圧をe0とすると、抵抗R14とコ
イルGとの直列接続回路において、I=e0/(R14+Z)
となり、ここでR14>>Zであれば、I≒e0/R14となっ
て、インピーダンスZの変化によらず電流Iは一定とな
る。このため、抵抗R14として10KΩ程度の抵抗値の大き
なものを使用すると、Z=r+jωL≒jωLとなり、
L=2mH(ギャップlA=0)とすれば、Z=2π×50×1
03×2×10-3=628Ωとなって、R14>>Zの条件を満た
し、検出コイルGに流れる電流Iは略定電流となる。
Assuming that the output voltage of the output amplifier D is e 0 , in a series connection circuit of the resistor R 14 and the coil G, I = e 0 / (R 14 + Z)
Here, if R14 >> Z, then I ≒ e 0 / R14, and the current I is constant regardless of the change in the impedance Z. Therefore, when a resistor having a large resistance value of about 10 KΩ is used as the resistor R14, Z = r + jωL ≒ jωL, and
If L = 2mH (gap l A = 0), Z = 2π × 50 × 1
0 3 × 2 × 10 -3 = 628Ω, which satisfies the condition of R14 >> Z, and the current I flowing through the detection coil G is substantially constant.

ここで、検出コイルGの端子電圧(検出電圧)ELは、 となる(ギャップlA=0)。Here, the terminal voltage of the detection coil G (detection voltage) E L is (Gap l A = 0).

増幅器Hは、検出コイルGの端子電圧を増幅するため
のものであり、増幅度はボリュームVR2により1.4〜4倍
まで可変でき、ここでは、増幅器Hの出力が5VPPとなる
ようにボリュームVR2を調整してある。
The amplifier H is for amplifying the terminal voltage of the detection coil G, and the amplification degree can be varied from 1.4 to 4 times by the volume VR2. Here, the volume VR2 is adjusted so that the output of the amplifier H becomes 5 VPP. I have.

反転増幅器Iは、後述する同期整流回路Jの効率を良
くするために設けられたものであり、前記増幅器Hから
出力される5VPPの正弦波を−1倍して反転させる(第7
図参照)。
The inverting amplifier I is provided for improving the efficiency of a synchronous rectifier circuit J described later, and inverts the 5VPP sine wave output from the amplifier H by -1 times (the seventh inversion).
See figure).

同期整流回路Jは、検出コイルGの検出電圧ELを直流
電圧に変換するための回路であり、前記矩形波発生器B
のフリップフロップ回路の出力信号に基づいて開閉され
る接点からなるゲート1,2によって、第7図に示すよう
に、前記増幅器Hの出力を半波整流すると共に、前記反
転増幅器Iで反転された信号を半波整流し、ゲート1と
ゲート2との出力を合成して検出コイルGの交流端子電
圧を直流電圧に変換する(第7図参照)。
Synchronous rectification circuit J is a circuit for converting the detected voltage E L of the detection coil G into a DC voltage, the rectangular wave generator B
As shown in FIG. 7, the output of the amplifier H is half-wave rectified and inverted by the inverting amplifier I by the gates 1 and 2, which are opened and closed based on the output signal of the flip-flop circuit. The signal is half-wave rectified, the output of the gate 1 and the output of the gate 2 are combined, and the AC terminal voltage of the detection coil G is converted into a DC voltage (see FIG. 7).

かかる同期整流回路Jでは、ゲート1とゲート2との
開閉によって負の電圧をカットする構成であるから、微
小入力電圧まで整流することができると共に、e=A
(1+2/3cos2ωt−2/15cos4ωt)における2/3cos2ω
t,2/15cos4ωt等の高周波成分が2倍,4倍と偶数倍次に
高周波となるので、後の平均化処理をするためのフィル
タ時定数を短くして、過渡応答性を向上させることがで
きる。
In such a synchronous rectifier circuit J, since the negative voltage is cut by opening and closing the gate 1 and the gate 2, it is possible to rectify even a minute input voltage and e = A
2 / 3cos2ω at (1 + 2 / 3cos2ωt−2 / 15cos4ωt)
Since the high-frequency components such as t, 2 / 15cos4ωt become the next and even-numbered high-frequency components twice and four times, the filter time constant for the subsequent averaging process can be shortened to improve the transient response. it can.

ローパスフィルターKは、前記同期整流回路Jの出力
を平均化することで、高周波分2/3cos2ωt,2/15cos4ω
t等を阻止して、出力電圧Edc=2A/πを得るものであ
り、ここでは、A=2.5Vであれば、出力電圧Edcは2×
2.5/π=1.59Vとなる。また、立ち上がり時間Trは、時
定数をτとするとTr=2.2×τとなり、この場合、周波
数fcが50KHzであるから、立ち上がり時間(過渡応答)T
rは、Tr=2.2/2πfc=7μsとなる。
The low-pass filter K averages the output of the synchronous rectifier circuit J to obtain a high frequency component of 2 / 3cos2ωt, 2 / 15cos4ω.
The output voltage Edc = 2A / π is obtained by blocking t and the like. Here, if A = 2.5V, the output voltage Edc is 2 ×
2.5 / π = 1.59V. The rise time Tr is Tr = 2.2 × τ where τ is a time constant. In this case, since the frequency fc is 50 KHz, the rise time (transient response) T
r is Tr = 2.2 / 2πfc = 7 μs.

尚、本実施例では、過渡応答特性を良くするためにロ
ーパスフィルターKとして6次のベッセルタイプのロー
パスフィルターを用いている。
In this embodiment, a 6th-order Bessel type low-pass filter is used as the low-pass filter K in order to improve the transient response characteristics.

コンパレーターLは、同期整流回路J及びローパスフ
ィルターKで得られたアナログ信号を、2値化(0又は
1)するための回路であり、2値化するときに用いるス
レッシュホールドレベル(検出位置に相当する電圧)
は、ボリュームVR3で設定できるようになっている。
The comparator L is a circuit for binarizing (0 or 1) the analog signal obtained by the synchronous rectifier circuit J and the low-pass filter K, and is a threshold level (in the detection position) used for binarization. Equivalent voltage)
Can be set with volume VR3.

表示部Mは、前記コンパレーターLで2値化された出
力(ON・OFF信号)を外部に出力するための回路であ
り、TTLレベル出力(第6図中のOUT PUT)と、LEDによ
る状態表示を行う。
The display unit M is a circuit for outputting the output (ON / OFF signal) binarized by the comparator L to the outside, and includes a TTL level output (OUT PUT in FIG. 6) and an LED state. Display.

かかる構成の回路により、前記ギャップlA変化により
磁心で構成される磁気回路の磁気抵抗Rが変化し、これ
によって検出コイルG(52)のインピーダンスZが変化
すると、検出コイルG(52)の端子電圧が変化し、かか
る端子電圧と所定の基準レベル電圧とを比較することに
よって、前記所定の基準レベル電圧に対応するギャップ
lAよりも近いか離れているかをオン・オフ的に検出でき
るものである。
With the circuit having such a configuration, the magnetic resistance R of the magnetic circuit composed of the magnetic core changes due to the change in the gap l A , thereby changing the impedance Z of the detection coil G (52). The voltage changes, and the terminal voltage is compared with a predetermined reference level voltage to thereby determine a gap corresponding to the predetermined reference level voltage.
l It can detect on / off whether it is closer or farther than A.

従って、2値化のスレッシュホールドレベルである基
準レベル電圧を、検出したいギャップlA相当電圧に設定
すれば、検出したいギャップlAを境として検出信号をON
・OFF反転させることができる。
Accordingly, the reference level voltage is binarized threshold level, setting the gap l A corresponding voltage to be detected, ON detection signal as a boundary gap l A to be detected
・ OFF can be inverted.

また、上記回路構成において、交直変換回路に同期整
流回路Jを用い、検出コイルGの交流出力電圧と、これ
を反転した交流電圧とを、それぞれにゲート開閉によっ
て反波整流して直流分を得るようにしたので、整流回路
における入出力直線性が良く、然も、微小入力電圧まで
整流することができる。更に、前記ゲート開閉に用いる
ための矩形波と、検出コイルGを駆動する正弦波とを出
力させる必要があるため、矩形波発振を源発振として、
該矩形波によって前記ゲート開閉制御を行う一方、該矩
形波をローパスフィルターCを通過させることにより正
弦波を得るようにしたので、ゲート開閉用の発振源と検
出コイルG駆動用の発振源とが共用される。
In the above circuit configuration, a synchronous rectifier circuit J is used for the AC / DC converter, and the AC output voltage of the detection coil G and the AC voltage obtained by inverting the AC output voltage are subjected to anti-wave rectification by opening and closing the gate to obtain a DC component. As a result, the input / output linearity of the rectifier circuit is good, and it is possible to rectify even a minute input voltage. Further, since it is necessary to output a square wave for use in opening and closing the gate and a sine wave for driving the detection coil G, the square wave oscillation is used as a source oscillation.
While the gate opening / closing control is performed by the rectangular wave, a sine wave is obtained by passing the rectangular wave through the low-pass filter C. Therefore, the oscillation source for opening and closing the gate and the oscillation source for driving the detection coil G are provided. Shared.

尚、上記実施例では、一定のスレッシュホールドレベ
ルに基づいて検出電圧を2値化するようにしたが、第8
図に示すようなヒステリシス量を回路によって制御し
て、ONからOFFになるときのレベル(ギャップ)とOFFか
らONになるとのレベル(ギャップ)とが異なるようにす
ることも可能である。
In the above embodiment, the detection voltage is binarized based on a fixed threshold level.
The amount of hysteresis as shown in the figure can be controlled by a circuit so that the level (gap) when turning from ON to OFF and the level (gap) when turning from OFF to ON can be different.

次に上記のような位置検出スイッチが適用されるワイ
ヤボンディング装置について説明する。
Next, a wire bonding apparatus to which the position detection switch as described above is applied will be described.

第9図はワイヤボンディング装置101の外観を示す斜
視図であり、半導体等のチップ102が複数1列に配置さ
れたリードフレーム103を上下方向に複数段収納したマ
ガジン(図示省略)が、マガジンラック104中に上下に
複数段重ねられて収納され、マガジンラック104中の最
下位のマガジンから引き出されたリードフレーム103上
のチップ102が順に中央部のワイヤボンディングヘッド1
05でワイヤボンディングされ、1つのリードフレーム10
3上のチップ102が全てワイヤボンディングされると、予
め空のマガジンを複数収納したマガジンラック106にリ
ードフレーム103が挿入されるようになっている。
FIG. 9 is a perspective view showing the external appearance of a wire bonding apparatus 101. A magazine (not shown) in which a plurality of vertically arranged lead frames 103 in which a plurality of chips 102 such as semiconductors are arranged in a single row is a magazine rack. Chips 102 on a lead frame 103 which are stored in a plurality of layers vertically stacked in a magazine 104 and are pulled out from the lowest magazine in a magazine rack 104 are sequentially arranged in the center of the wire bonding head 1 at the center.
Wire bonding at 05, one lead frame 10
When all the upper chips 102 are wire-bonded, the lead frame 103 is inserted into a magazine rack 106 in which a plurality of empty magazines are stored in advance.

マガジンラック104側のマガジン中のリードフレーム1
03が全て引き出されてマガジンが空になると、マガジン
ラック104下端のストッパが開放されて本体107側に落下
収納され、一方、マガジンラック106側の最下位マガジ
ンに所定数のリードフレーム103が収納されると、その
マガジンはやはりマガジンラック106から本体107側に落
下収納される。
Lead frame 1 in the magazine on the magazine rack 104 side
When all of the magazines 03 are pulled out and the magazine is empty, the stopper at the lower end of the magazine rack 104 is opened and stored in the main body 107 side, while a predetermined number of lead frames 103 are stored in the lowest magazine on the magazine rack 106 side. Then, the magazine is also dropped and stored from the magazine rack 106 to the main body 107 side.

尚、第9図において、108はモニタであり、ワイヤボ
ンディングヘッド105に設けられたカメラ部によって撮
影されたボンディング状態を写し出したり、設定された
ボンディング条件等を表示する。
In FIG. 9, reference numeral 108 denotes a monitor, which displays a bonding state photographed by a camera unit provided in the wire bonding head 105, and displays set bonding conditions and the like.

第10図は前記ワイヤボンディングヘッド105の側面図
であり、ワイヤボンディングヘッド105はX−Yテーブ
ル109上に固定されており、図示しないX軸駆動モータ
及びY軸駆動モータによってX軸及びY軸方向の平面移
動が可能構成されている。
FIG. 10 is a side view of the wire bonding head 105. The wire bonding head 105 is fixed on an XY table 109, and is moved in the X-axis and Y-axis directions by an X-axis driving motor and a Y-axis driving motor (not shown). Can be moved in a plane.

また、ワイヤボンディングヘッド105は、本体部110,
カメラ部111,ツール部112に分かれており、本体部110に
は、ツール部112をZ軸方向に移動されるためのZ軸駆
動モータ113と、このZ軸駆動モータ113の駆動力をツー
ル部112に伝達するクランク機構114等を備えており、Z
軸駆動モータ113の所定角度の往復回転運動により、本
体部110に対して揺動可能に支持されるツール部112をZ
軸方向に所定角度範囲で往復揺動運動させる。
The wire bonding head 105 includes a main body 110,
A camera unit 111 and a tool unit 112 are provided. The main unit 110 includes a Z-axis drive motor 113 for moving the tool unit 112 in the Z-axis direction, and a driving force of the Z-axis drive motor 113. And a crank mechanism 114 for transmitting to the
The tool portion 112 supported to be swingable with respect to the main body portion 110 by the
A reciprocating swing motion is performed in a predetermined angle range in the axial direction.

カメラ部111は、ツール部112先端のボンディング実行
部に向けて下向きに撮影レンズ115を配置し、この撮影
レンズ115による光画像信号を図示しないミラーによっ
て屈曲させて本体部110の基端側に設けられたCCDカメラ
116に導いて光画像信号を電気画像信号に変換して撮影
するものであり、このCCDカメラ116で撮影された映像が
前記モニタ108に写し出されるようになっている。
The camera unit 111 arranges the photographing lens 115 downward toward the bonding execution unit at the tip of the tool unit 112, and bends the optical image signal by the photographing lens 115 by a mirror (not shown) to be provided on the base end side of the main body unit 110. CCD camera
The optical image signal is converted into an electric image signal to guide the image to an electrical image signal, and the image is captured. The image captured by the CCD camera 116 is displayed on the monitor 108.

更に、ツール部112は、第11図〜第13図に示すよう
に、本体部110側に設けられた水平軸117回りにツールリ
フター118が揺動可能に支持されており、ツールリフタ
ー118は前記Z軸駆動モータ113によって水平軸117回り
に所定角度範囲で揺動を繰り返すようになっている。
Further, as shown in FIGS. 11 to 13, the tool part 112 supports a tool lifter 118 swingably around a horizontal axis 117 provided on the main body part 110 side. The Z-axis drive motor 113 repeatedly swings around the horizontal axis 117 within a predetermined angle range.

また、前記ツールリフター118に軸支された水平軸119
回りにツールホルダー120が揺動可能に支持されてい
る。ツールホルダー120は、前記軸119を挟んで両側にそ
れぞれ延設された腕部120a,120bを備え、一方の腕部120
aには、超音波ホーン121の先端に支持させたキャピラリ
ー122と金細線123をクランプするためのワイヤークラン
パー124とが設けられ、他方の腕部120bには、ツールリ
フター118に対する変位位置をオン・オフ的に検出する
上記に説明した構成の位置検出スイッチ125を構成する
可動側磁心53(第1図及び第2図参照)が上面に設けら
れており、また、前記可動側磁心53に対峙するようにツ
ールリフター118側に固定側磁心51を設けてある。これ
により、ツールホルダー120のツールリフター118に対す
る間隔位置によって位置検出スイッチ125がON・OFF信号
を出力するようにしてある。
Also, a horizontal shaft 119 supported by the tool lifter 118 is provided.
A tool holder 120 is supported so as to swing around. The tool holder 120 includes arms 120a and 120b extending on both sides with the shaft 119 interposed therebetween.
In a, a capillary 122 supported on the tip of an ultrasonic horn 121 and a wire clamper 124 for clamping the gold wire 123 are provided.On the other arm 120b, the displacement position with respect to the tool lifter 118 is turned on. The movable core 53 (see FIGS. 1 and 2) constituting the position detection switch 125 having the above-described configuration for detecting the off state is provided on the upper surface, and faces the movable core 53. As described above, the fixed side magnetic core 51 is provided on the tool lifter 118 side. Thus, the position detection switch 125 outputs an ON / OFF signal depending on the interval between the tool holder 120 and the tool lifter 118.

尚、ここでは、ツールホルダー120(可動側磁心53)
のツールリフター118(固定側磁心51)に対するギャッ
プが、ツールホルダー120とツールリフター118とを後述
する保持用電磁石126で吸着して一体化させているとき
に略ゼロとなるようにしてあり、前記保持用電磁石126
による吸着が解かれて然も両者間のギャップが10μmを
越えると、位置検出スイッチ125がON信号からOFF信号を
発するように設定してある。
The tool holder 120 (movable magnetic core 53) is used here.
The gap between the tool lifter 118 (fixed magnetic core 51) and the tool holder 120 and the tool lifter 118 is substantially zero when the tool holder 120 and the tool lifter 118 are attracted and integrated by a holding electromagnet 126 described later. Electromagnet for holding 126
The position detection switch 125 is set so as to generate an OFF signal from an ON signal when the gap between the two exceeds 10 μm even after the suction by the above is released.

また、ツールホルダー120とツールリフター118とを吸
着させて一体化するための保持用電磁石126がツールリ
フター118側に設けられ、一方ツールホルダー120の腕部
120bには、前記保持用電磁石126に吸着される磁性板127
を設けてあり、前記保持用電磁石126に通電すると、保
持用電磁石126に磁性板127が吸着されて、ツールホルダ
ー120とツールリフター118とが一体に動くようにしてあ
る。
A holding electromagnet 126 for adsorbing and integrating the tool holder 120 and the tool lifter 118 is provided on the tool lifter 118 side.
120b has a magnetic plate 127 attracted to the holding electromagnet 126
When the holding electromagnet 126 is energized, the magnetic plate 127 is attracted to the holding electromagnet 126 so that the tool holder 120 and the tool lifter 118 move integrally.

また、ツールホルダー120の腕部120bの先端部とツー
ルリフター118との間には引っ張りバネ128が張設されて
おり、腕部120bをツールリフター118に近づける方向に
付勢する。
Further, a tension spring 128 is stretched between the tip of the arm portion 120b of the tool holder 120 and the tool lifter 118, and urges the arm portion 120b in a direction approaching the tool lifter 118.

次に上記構成のワイヤボンディングヘッド105におけ
るボンディング動作を第14図及び第15図を参照しつつ簡
単に述べると、まず、半導体チップ上のパット(約100
μm□)130に第1ボンドをするために、キャピラリー1
22が軸117を揺動軸として降下する(第11図参照)。こ
のとき、前記保持用電磁石126に通電されており保持用
電磁石126に磁性板127が吸着されて、ツールホルダー12
0とツールリフター118とが一体化され、高速動作中でも
ツールホルダー120が軸117回りに揺動するときに振動が
発生しないようにしてある。
Next, the bonding operation in the wire bonding head 105 having the above configuration will be briefly described with reference to FIGS. 14 and 15. First, a pad (about 100
μm □) Capillary 1 to make the first bond to 130
22 descends with the shaft 117 as the swing axis (see FIG. 11). At this time, the holding electromagnet 126 is energized, and the magnetic plate 127 is attracted to the holding electromagnet 126 so that the tool holder 12
The tool holder 120 is integrated with the tool lifter 118 so that vibration does not occur when the tool holder 120 swings around the shaft 117 even during high-speed operation.

ツールホルダー120が降下する途中で保持用電磁石126
に対する通電が停止され、ツールホルダー120は軸119回
りに揺動できる状態になり、かつ、キャピラリー122先
端に電気トーチで形成された金ボール123aを引っ張りバ
ネ128の付勢力によって加圧できる状態となる。このと
き、各種駆動モータ及び各種稼働部から発生する振動に
よってツールホルダー120が振動するが、その振動が固
定側磁心51と可動側磁心53との間のギャップを10μm以
内で変化させるような振動であれば、位置検出スイッチ
125のON・OFF信号が前記振動影響で反転することがな
い。
While the tool holder 120 is descending, the holding electromagnet 126
Is stopped, the tool holder 120 can swing around the axis 119, and the gold ball 123a formed by an electric torch at the tip of the capillary 122 can be pressed by the urging force of the tension spring 128. . At this time, the tool holder 120 vibrates due to vibrations generated from various drive motors and various operating parts, and the vibration changes the gap between the fixed core 51 and the movable core 53 within 10 μm. If present, position detection switch
The 125 ON / OFF signal is not inverted due to the above-mentioned vibration.

即ち、本実施例では、固定側磁心51と可動側磁心53と
のギャップが、10μm未満ではON信号が出力され、10μ
m以上となるとOFF信号が出力されるようになっている
ため、ギャップが10μm未満で振動しても出力信号はON
に維持される。従って、本実施例によれば、ツールリフ
ター118に対してツールホルダー120が、振動影響でな
く、真のボンディング動作開始によって10μm以上離れ
たときに、OFF信号が出力される。
That is, in the present embodiment, if the gap between the fixed-side magnetic core 51 and the movable-side magnetic core 53 is less than 10 μm, an ON signal is output and 10 μm is output.
m, the output signal is turned on even if the gap vibrates with less than 10 μm.
Is maintained. Therefore, according to the present embodiment, the OFF signal is output when the tool holder 120 is separated from the tool lifter 118 by 10 μm or more by the start of the true bonding operation without the influence of vibration.

第12図に示すように、金ボール123aがパット130上に
乗ると、金ボール123aは、超音波ホーン121の発生する
超音波振動によりすり合わせながら引っ張りバネ128の
付勢力によって加圧され、ここで初めて位置検出スイッ
チ125における両磁心間のギャップが10μm以上となっ
てOFF信号が発生する。尚、上記の金ボール123aすり合
わせ動作によって、アルミ材からなるパット130表面の
酸化被膜を剥がして、アルミの地肌を露出させ、金とア
ルミとの化学反応を促進させるようにしている。
As shown in FIG. 12, when the gold ball 123a rides on the pad 130, the gold ball 123a is pressurized by the urging force of the tension spring 128 while sliding by the ultrasonic vibration generated by the ultrasonic horn 121, where For the first time, the gap between the two magnetic cores in the position detection switch 125 becomes 10 μm or more, and an OFF signal is generated. Note that, by the above-described gold ball 123a rubbing operation, the oxide film on the surface of the pad 130 made of the aluminum material is peeled off to expose the aluminum background, thereby promoting the chemical reaction between the gold and the aluminum.

位置検出スイッチ125からOFF信号が出力されると、第
12図に示すようにしてパット130上へのボールボンディ
ングが開始されたと見做し、再度、位置検出スイッチ12
5からON信号が出力されたときには金ボール123aがパッ
ト130上に圧着されたと見做して、ツールリフター118を
上昇させ、次の第2ボンド工程に移行する。
When the OFF signal is output from the position detection switch 125, the
As shown in FIG. 12, it is considered that the ball bonding on the pad 130 has started, and
When an ON signal is output from 5, it is considered that the gold ball 123 a has been pressed on the pad 130, the tool lifter 118 is raised, and the process proceeds to the next second bonding step.

ここで、前記10μm未満のツールホルダー120の振動
によって位置検出スイッチ125の信号がOFFすると、上記
のような金ボール123aのボンディングが充分に行われな
いうちに、ツールリフター118が上昇されて第1ボンド
の不良となってしまう。しかしながら、本実施例では、
ギャップのしきい値を越えたときに位置検出スイッチ12
5がON・OFF信号を切り換えて出力するようになってお
り、前記しきい値を振動巾以上に設定することで振動影
響による誤検出が回避され、ボールボンディングを確実
に行わせることができる。
Here, when the signal of the position detection switch 125 is turned off due to the vibration of the tool holder 120 having a size of less than 10 μm, the tool lifter 118 is raised before the bonding of the gold ball 123a is sufficiently performed as described above. The bond will be defective. However, in this embodiment,
Position detection switch 12 when the gap threshold is exceeded
5 switches ON / OFF signals and outputs them. By setting the threshold value to be equal to or greater than the vibration width, erroneous detection due to the influence of vibration is avoided, and ball bonding can be performed reliably.

第2ボンド工程では、金線123がリードフレーム131の
金メッキ部分に圧接し、超音波で擦り合わせることによ
り両方の金が一体化してボンディングされる。リードフ
レーム131に対するワイヤボンディングが終了すると、
金線123をワイヤークランパー124によってクランプして
ボンディングヘッドを上昇させることで、金線123がカ
ットされて、1連のワイヤボンディング動作が終了す
る。
In the second bonding step, the gold wire 123 is pressed against the gold-plated portion of the lead frame 131 and rubbed together by ultrasonic waves, so that both golds are integrated and bonded. When the wire bonding to the lead frame 131 is completed,
By raising the bonding head by clamping the gold wire 123 by the wire clamper 124, the gold wire 123 is cut, and a series of wire bonding operations is completed.

〈発明の効果〉 以上説明したように本発明にかかる位置検出スイッチ
によると、可動側磁心の固定側磁心に対する変位に応じ
た両磁心間の間隙変化によって磁気回路の磁気抵抗を変
化させ、この磁気抵抗変化に基づく固定側磁心のコイル
のインピーダンス変化を測定することによって可動側磁
心の位置検出をオン・オフ的に行うようにしたので、間
隙が所定以上になったときにオン・オフ反転させて位置
検出することができ、機器の振動影響によって前記所定
未満で間隙が変化してもこれを誤検出することがなく、
該位置検出スイッチに基づく機器の制御精度が向上す
る。例えば、ワイヤボンディング装置に本発明にかかる
位置検出スイッチを適用すれば、ボンディング動作の開
始・終了を精度良く検出でき、装置振動をスイッチが拾
ってボンディング不良が発生することが回避できる。
<Effect of the Invention> As described above, according to the position detection switch of the present invention, the magnetic resistance of the magnetic circuit is changed by changing the gap between the movable core and the fixed core in accordance with the displacement of the magnetic core. Since the position detection of the movable core is performed on / off by measuring the impedance change of the coil of the fixed core based on the resistance change, the on / off reversal is performed when the gap exceeds a predetermined value. Position can be detected, even if the gap changes less than the predetermined value due to the influence of equipment vibration, without erroneously detecting this,
The control accuracy of the device based on the position detection switch is improved. For example, if the position detection switch according to the present invention is applied to a wire bonding apparatus, the start / end of the bonding operation can be accurately detected, and it is possible to avoid occurrence of bonding failure due to pick-up of apparatus vibration by the switch.

更に、矩形波発生器から発振された矩形波を、ローパ
スフィルターを通すことによって高周波成分を除去して
正弦波を得て、この正弦波で固定側磁心のコイルを駆動
する一方、矩形波に同期してコイルの端子電圧から直流
成分のみを取り出して、この直流電圧と基準電圧とを比
較することによってオン・オフ信号を発生させるように
したことにより、コイル端子電圧の微小入力まで整流で
きて整流回路における入出力直線性が向上し、矩形波発
生器でコイル駆動用の正弦波と同期整流回路における同
期信号が得られる。
Furthermore, the rectangular wave oscillated from the rectangular wave generator is passed through a low-pass filter to remove high-frequency components to obtain a sine wave, and the sine wave drives the coil of the fixed-side magnetic core while synchronizing with the square wave. By extracting only the DC component from the coil terminal voltage and comparing this DC voltage with the reference voltage to generate an on / off signal, it is possible to rectify even the minute input of the coil terminal voltage and rectify The input / output linearity of the circuit is improved, and a sine wave for driving the coil and a synchronous signal in the synchronous rectifier circuit can be obtained by the rectangular wave generator.

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

第1図は本発明にかかる位置検出スイッチの一実施例を
示す正面図、第2図は第1図のII−II断面図、第3図は
第1図示のスイッチを構成する磁気回路の等価回路図、
第4図は第1図示のスイッチの信号処理回路を示すブロ
ック図、第5図は同上実施例のスイッチにおける出力特
性を示す線図、第6図は第4図示の信号処理回路の詳細
例を示す回路図、第7図は第6図示の回路における信号
処理特性を説明するためのタイムチャート、第8図は同
上実施例におけるスイッチのON・OFF特性にヒステリシ
スをもたせた場合の特性を示す線図、第9図は本発明に
かかる位置検出スイッチが適用されるワイヤボンディン
グ装置の外観斜視図、第10図は第9図示のワイヤボンデ
ィング装置におけるボンディングヘッド部を示す側面
図、第11図〜第13図はそれぞれボンディング動作を説明
するためのボンディングヘッド先端部側面図、第14図は
同上ワイヤボンディング装置のボンディング動作を順に
示す工程概略図、第15図は同上ワイヤボンディング装置
の制御特性を示すタイムチャート、第16図〜第18図はそ
れぞれ従来の位置検出スイッチが適用されたワイヤボン
ディング装置の側面図である。 51……固定側磁心、52……コイル、53……可動側磁心、
125……位置検出スイッチ、A……+5V電源、B……矩
形波発生器、C……ローパスフィルター、D……出力増
幅回路、E……デカップリング回路、F……定電流回
路、G……検出コイル、H……増幅器、I……反転増幅
器、J……同期整流回路、K……ローパスフィルター、
L……コンパレーター、M……出力表示部
1 is a front view showing an embodiment of a position detecting switch according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is an equivalent circuit of a magnetic circuit constituting the switch shown in FIG. circuit diagram,
FIG. 4 is a block diagram showing a signal processing circuit of the switch shown in FIG. 1, FIG. 5 is a diagram showing output characteristics of the switch of the above embodiment, and FIG. 6 is a detailed example of the signal processing circuit shown in FIG. FIG. 7 is a time chart for explaining signal processing characteristics in the circuit shown in FIG. 6, and FIG. 8 is a line showing characteristics when hysteresis is given to the ON / OFF characteristics of the switch in the above embodiment. 9 is a perspective view showing the appearance of a wire bonding apparatus to which the position detection switch according to the present invention is applied. FIG. 10 is a side view showing a bonding head section in the wire bonding apparatus shown in FIG. 9, and FIGS. FIG. 13 is a side view of the tip of the bonding head for explaining the bonding operation, FIG. 14 is a schematic process diagram showing the bonding operation of the wire bonding apparatus in the same order, and FIG. Time chart showing the control characteristics of the upper wire bonding apparatus, FIG. 16-FIG. 18 is a side view of a wire bonding apparatus which is applied a conventional position detecting switch, respectively. 51: Fixed core, 52: Coil, 53: Movable core,
125 ... Position detection switch, A ... + 5V power supply, B ... Square wave generator, C ... Low pass filter, D ... Output amplifier circuit, E ... Decoupling circuit, F ... Constant current circuit, G ... ... Detection coil, H ... Amplifier, I ... Inverting amplifier, J ... Synchronous rectifier circuit, K ... Low-pass filter,
L: comparator, M: output display

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】コイルが巻回された固定側磁心と、該固定
側磁心と共に磁気回路を形成する可動側磁心とを設け、
前記可動側磁心の固定側磁心に対する変位に応じた両磁
心間の間隙変化によって磁気抵抗を変化させ、該磁気抵
抗変化に基づくコイルのインピーダンス変化を測定する
ことによって可動側磁心の固定側磁心に対する所定変位
位置をオン・オフ的に検出する位置検出スイッチであっ
て、 矩形波発生回路と、該矩形波発生回路から発振された矩
形波の高周波成分を除去して正弦波を得るローパスフィ
ルターと、を備え、前記ローパスフィルターで得た正弦
波で前記コイルを駆動するよう構成する一方、前記矩形
波に同期して前記コイルの端子電圧から直流成分のみを
取り出す同期整流回路と、該同期整流回路を介して得た
直流電圧と基準電圧とを比較することによってオン・オ
フ信号を発生する比較器と、を備えて構成されることを
特徴とする位置検出スイッチ。
A fixed magnetic core on which a coil is wound and a movable magnetic core forming a magnetic circuit together with the fixed magnetic core;
The magnetic resistance is changed by a gap change between the movable core and the fixed core in accordance with the displacement of the movable core with respect to the fixed core, and a change in the impedance of the coil based on the change in the magnetic resistance is measured. A position detection switch for detecting a displacement position on / off, comprising: a rectangular wave generating circuit; and a low-pass filter for removing a high frequency component of a rectangular wave oscillated from the rectangular wave generating circuit to obtain a sine wave. A synchronous rectifier circuit configured to drive the coil with a sine wave obtained by the low-pass filter, and to extract only a DC component from a terminal voltage of the coil in synchronization with the rectangular wave; and And a comparator for generating an on / off signal by comparing the DC voltage obtained by the above with a reference voltage. Position detection switch.
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