JP2957557B1 - ボンディング装置のボンディングツール支持機構およびボンディングツールの上下動制御方法 - Google Patents
ボンディング装置のボンディングツール支持機構およびボンディングツールの上下動制御方法Info
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Abstract
【要約】
【課題】 キャピラリィを高速で上下動させることがで
き、また、キャピラリィに適切な時期に押付荷重を負荷
することができるボンディング装置のボンディングツー
ル支持機構と、ボンディングツールの上下動制御方法を
提供する。 【解決手段】 ＸＹ方向に駆動制御されるＸＹテーブル
上に設けられたボンディングヘッド本体５１にリニアガ
イド７０によりスライダ８０を上下動可能に支持すると
ともに、ボンディングヘッド本体５１にスライダ８０を
駆動するボイスコイルモータ６０を取り付け、スライダ
８０の下部に荷重センサ８２と板ばね８１を取り付けて
板ばね８１を下方から荷重センサ８２に当接させ、板ば
ね８１に超音波ホーン９０を介してキャピラリィ１７を
設ける。そして、荷重センサ８２でキャピラリィ１７に
Ｚ方向に作用する加重を検出し、検出荷重が所定値を超
える時は荷重制御モードでキャピラリィ１７の押付荷重
が一定となるように、検出荷重が所定値以下の時は変位
制御モードでキャピラリィ１７の変位速度が一定となる
ようにボイスコイルモータ６０を制御する。
き、また、キャピラリィに適切な時期に押付荷重を負荷
することができるボンディング装置のボンディングツー
ル支持機構と、ボンディングツールの上下動制御方法を
提供する。 【解決手段】 ＸＹ方向に駆動制御されるＸＹテーブル
上に設けられたボンディングヘッド本体５１にリニアガ
イド７０によりスライダ８０を上下動可能に支持すると
ともに、ボンディングヘッド本体５１にスライダ８０を
駆動するボイスコイルモータ６０を取り付け、スライダ
８０の下部に荷重センサ８２と板ばね８１を取り付けて
板ばね８１を下方から荷重センサ８２に当接させ、板ば
ね８１に超音波ホーン９０を介してキャピラリィ１７を
設ける。そして、荷重センサ８２でキャピラリィ１７に
Ｚ方向に作用する加重を検出し、検出荷重が所定値を超
える時は荷重制御モードでキャピラリィ１７の押付荷重
が一定となるように、検出荷重が所定値以下の時は変位
制御モードでキャピラリィ１７の変位速度が一定となる
ようにボイスコイルモータ６０を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ボンディング装
置のボンディングツール支持機構およびボンディングツ
ールの上下動制御方法、詳しくは、ボンディングヘッド
本体にリニアガイドで案内されて上下に変位するスライ
ダを支持し、このスライダにボンディングツールを取り
付ける支持機構と、ボンディングツールがワイヤをワー
クに押し付ける押付荷重を検出し、この検出荷重に応じ
てボンディングツールの制御モードを切り替え、検出荷
重が所定荷重に満たない時はボンディングツールを一定
速度で目標位置まで上下に移動させ、検出荷重が所定荷
重以上であれば押付荷重を一定に制御する制御方法とに
関する。
置のボンディングツール支持機構およびボンディングツ
ールの上下動制御方法、詳しくは、ボンディングヘッド
本体にリニアガイドで案内されて上下に変位するスライ
ダを支持し、このスライダにボンディングツールを取り
付ける支持機構と、ボンディングツールがワイヤをワー
クに押し付ける押付荷重を検出し、この検出荷重に応じ
てボンディングツールの制御モードを切り替え、検出荷
重が所定荷重に満たない時はボンディングツールを一定
速度で目標位置まで上下に移動させ、検出荷重が所定荷
重以上であれば押付荷重を一定に制御する制御方法とに
関する。
【０００２】
【従来の技術】ボンディング装置は、一般に、キャピラ
リィ等のボンディングツールにワイヤを挿通し、このボ
ンディングツールをＸＹＺ方向に移動させてボンディン
グステージ上のワークにボンディングを行う。このよう
なボンディング装置は、図３に示すように、ＸＹ方向に
駆動されるＸＹテーブル（図示せず）上のボンディング
ヘッド本体１１に駆動アーム１２を支軸１３により揺動
自在に取り付け、駆動アーム１２の一端を駆動モータ１
４に連結し、また、支軸１３に駆動アーム１２の揺動を
検出するエンコーダ１５を設ける。そして、駆動アーム
１２の他端に超音波ホーン１６を取り付け、超音波ホー
ン１６の一端にキャピラリィ１７を、超音波ホーン１６
の他端に超音波トランスデューサ１８を設けて構成され
る。１９はボンディングステージである。
リィ等のボンディングツールにワイヤを挿通し、このボ
ンディングツールをＸＹＺ方向に移動させてボンディン
グステージ上のワークにボンディングを行う。このよう
なボンディング装置は、図３に示すように、ＸＹ方向に
駆動されるＸＹテーブル（図示せず）上のボンディング
ヘッド本体１１に駆動アーム１２を支軸１３により揺動
自在に取り付け、駆動アーム１２の一端を駆動モータ１
４に連結し、また、支軸１３に駆動アーム１２の揺動を
検出するエンコーダ１５を設ける。そして、駆動アーム
１２の他端に超音波ホーン１６を取り付け、超音波ホー
ン１６の一端にキャピラリィ１７を、超音波ホーン１６
の他端に超音波トランスデューサ１８を設けて構成され
る。１９はボンディングステージである。
【０００３】このようなボンディング装置は、駆動モー
タ１４により駆動アーム１２を支軸１３廻りに揺動させ
てキャピラリィ１７を上下（Ｚ）方向に変位させ、ま
た、駆動モータ１４の駆動力でキャピラリィ１７をボン
ディングステージ１９上のワークに所定の押付荷重で押
し付ける。続いて、キャピラリィ１７がワイヤをワーク
に押し付けた状態で超音波トランスデューサ１８により
キャピラリィ１７に超音波を印加し、また、ワークを加
熱し、ワイヤをワークに圧着、すなわち、ボンディング
を行う。
タ１４により駆動アーム１２を支軸１３廻りに揺動させ
てキャピラリィ１７を上下（Ｚ）方向に変位させ、ま
た、駆動モータ１４の駆動力でキャピラリィ１７をボン
ディングステージ１９上のワークに所定の押付荷重で押
し付ける。続いて、キャピラリィ１７がワイヤをワーク
に押し付けた状態で超音波トランスデューサ１８により
キャピラリィ１７に超音波を印加し、また、ワークを加
熱し、ワイヤをワークに圧着、すなわち、ボンディング
を行う。
【０００４】このボンディング装置は、制御開始時には
位置制御モードで駆動モータ１４を制御し、所定の条件
が充足されると、荷重制御モードに切り替えて駆動モー
タ１４を制御する。すなわち、図４の制御ブロック図に
示すように、位置制御モードにおいては、現在位置カウ
ンタ２２がエンコーダ１５の出力パルスを計数して現在
位置の信号をＣＰＵ２１に出力し、ＣＰＵ２１が目標位
置とエンコーダ１５の現在位置との差に応じた速度指令
を出力する。ここで、ＣＰＵ２１は、所定の目標移動距
離を一定周期で積算して目標位置を決定し、目標位置と
現在位置との差を判定し、この差が所定値以下であれば
位置制御モードを維持し、差が所定値を超えるとキャピ
ラリィ１７がワークに当接したと判定して荷重制御モー
ドに移行する。
位置制御モードで駆動モータ１４を制御し、所定の条件
が充足されると、荷重制御モードに切り替えて駆動モー
タ１４を制御する。すなわち、図４の制御ブロック図に
示すように、位置制御モードにおいては、現在位置カウ
ンタ２２がエンコーダ１５の出力パルスを計数して現在
位置の信号をＣＰＵ２１に出力し、ＣＰＵ２１が目標位
置とエンコーダ１５の現在位置との差に応じた速度指令
を出力する。ここで、ＣＰＵ２１は、所定の目標移動距
離を一定周期で積算して目標位置を決定し、目標位置と
現在位置との差を判定し、この差が所定値以下であれば
位置制御モードを維持し、差が所定値を超えるとキャピ
ラリィ１７がワークに当接したと判定して荷重制御モー
ドに移行する。
【０００５】そして、位置制御モードにおいては、エン
コーダ１５の出力パルス信号から周波数−速度変換器２
４により現在速度を求め、加減算器（サミングポイン
ト）２３において速度指令から現在速度を減算して電流
指令１を得る。続いて、駆動モータ１４への実通電電流
を電流センサ２６により検出し、加減算器２５において
電流指令１から実通電電流を減算して電流指令２を求
め、この電流指令２により定まる値の電流を駆動モータ
１４に通電する。したがって、駆動モータ１４は駆動ア
ーム１２を一定角速度で揺動、すなわち、キャピラリィ
１７を一定速度で上下に変位させる。
コーダ１５の出力パルス信号から周波数−速度変換器２
４により現在速度を求め、加減算器（サミングポイン
ト）２３において速度指令から現在速度を減算して電流
指令１を得る。続いて、駆動モータ１４への実通電電流
を電流センサ２６により検出し、加減算器２５において
電流指令１から実通電電流を減算して電流指令２を求
め、この電流指令２により定まる値の電流を駆動モータ
１４に通電する。したがって、駆動モータ１４は駆動ア
ーム１２を一定角速度で揺動、すなわち、キャピラリィ
１７を一定速度で上下に変位させる。
【０００６】また、荷重制御モードにおいては、ＣＰＵ
２１は上述した速度指令の出力を停止（速度指令を０に
固定）して所定の押付電流指令加減算器２５に出力す
る。したがって、上述したように、加減算器２５におい
て押付電流指令から実通電電流が減算されて電流指令２
が求められ、この電流指令２により定まる電流が駆動モ
ータ１４に通電される。そして、駆動モータ１４は通電
電流により定まる所定の駆動力を発生してキャピラリィ
１７を一定の荷重でワークに押し付ける。この時、速度
指令が０であるためキャピラリィ１７にはダンピング特
性が付与される。なお、上述した図４および図４に関す
る説明ではＤ／Ａ（デジタル・アナログ）変換等に付い
ての説明を省略している。
２１は上述した速度指令の出力を停止（速度指令を０に
固定）して所定の押付電流指令加減算器２５に出力す
る。したがって、上述したように、加減算器２５におい
て押付電流指令から実通電電流が減算されて電流指令２
が求められ、この電流指令２により定まる電流が駆動モ
ータ１４に通電される。そして、駆動モータ１４は通電
電流により定まる所定の駆動力を発生してキャピラリィ
１７を一定の荷重でワークに押し付ける。この時、速度
指令が０であるためキャピラリィ１７にはダンピング特
性が付与される。なお、上述した図４および図４に関す
る説明ではＤ／Ａ（デジタル・アナログ）変換等に付い
ての説明を省略している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のボンディング装置にあっては、目標移動距離を
加算した目標位置と現在位置との差が所定値を超えたこ
とを条件として荷重制御モードに移行するため、キャピ
ラリィ１７の変位速度の大小等で移行の時期が変動する
という問題、また、目標位置が所定値に増大するまでに
相当の時間を要するため、適正な時期、すなわち、キャ
ピラリィ１７がワークに接触した瞬間に荷重制御モード
に移行することが困難で信頼性に劣るという問題があ
る。特に、後者の問題が著しい場合は、荷重制御モード
への移行がキャピラリィ１７に超音波を印加している時
に生じるおそれもあり、このような超音波印加時に荷重
制御モードに移行するとボンディングアーム１２の弾性
撓みによりキャピラリィ１７の押付荷重が変動し、ワイ
ヤの圧着に悪影響を及ぼす。
た従来のボンディング装置にあっては、目標移動距離を
加算した目標位置と現在位置との差が所定値を超えたこ
とを条件として荷重制御モードに移行するため、キャピ
ラリィ１７の変位速度の大小等で移行の時期が変動する
という問題、また、目標位置が所定値に増大するまでに
相当の時間を要するため、適正な時期、すなわち、キャ
ピラリィ１７がワークに接触した瞬間に荷重制御モード
に移行することが困難で信頼性に劣るという問題があ
る。特に、後者の問題が著しい場合は、荷重制御モード
への移行がキャピラリィ１７に超音波を印加している時
に生じるおそれもあり、このような超音波印加時に荷重
制御モードに移行するとボンディングアーム１２の弾性
撓みによりキャピラリィ１７の押付荷重が変動し、ワイ
ヤの圧着に悪影響を及ぼす。
【０００８】さらに、上述したボンディング装置にあっ
ては、揺動可能に支持されたボンディングアーム１２に
キャピラリィ１７を取り付け、ボンディングアーム１２
を駆動モータ１４で揺動駆動するため、その慣性が大き
く、高速動作が困難という問題もある。この発明は、キ
ャピラリィを高速で上下動させることができ、また、キ
ャピラリィに適切な時期（期間）に押付荷重を負荷する
ことができるボンディング装置のボンディングツール支
持機構と、ボンディングツールの上下動制御方法を提供
することを目的とする。
ては、揺動可能に支持されたボンディングアーム１２に
キャピラリィ１７を取り付け、ボンディングアーム１２
を駆動モータ１４で揺動駆動するため、その慣性が大き
く、高速動作が困難という問題もある。この発明は、キ
ャピラリィを高速で上下動させることができ、また、キ
ャピラリィに適切な時期（期間）に押付荷重を負荷する
ことができるボンディング装置のボンディングツール支
持機構と、ボンディングツールの上下動制御方法を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明にかかるボンディング装置の
ボンディングツール支持機構は、ＸＹ方向に駆動される
ボンディングヘッド本体と、該ボンディングヘッド本体
に取り付けられ、固定子及び可動子からなるボイ スコイ
ルモータと、前記ボンディングヘッド本体に上下方向に
設けられたリニアガイドと、該リニアガイドに上下方向
移動自在に支持され、前記ボイスコイルモータの可動子
に連結されたスライダと、該スライダに板ばねを介して
取り付けられた超音波ホーンと、該超音波ホーンの先端
に設けられたボンディングツールと、前記スライダと前
記板ばねとの間に介設され、ボンディングツールのワー
クに対する荷重を検出する荷重センサと、前記スライダ
の上下動を検出する上下動センサと、を備える。
め、請求項１に記載の発明にかかるボンディング装置の
ボンディングツール支持機構は、ＸＹ方向に駆動される
ボンディングヘッド本体と、該ボンディングヘッド本体
に取り付けられ、固定子及び可動子からなるボイ スコイ
ルモータと、前記ボンディングヘッド本体に上下方向に
設けられたリニアガイドと、該リニアガイドに上下方向
移動自在に支持され、前記ボイスコイルモータの可動子
に連結されたスライダと、該スライダに板ばねを介して
取り付けられた超音波ホーンと、該超音波ホーンの先端
に設けられたボンディングツールと、前記スライダと前
記板ばねとの間に介設され、ボンディングツールのワー
クに対する荷重を検出する荷重センサと、前記スライダ
の上下動を検出する上下動センサと、を備える。
【００１０】 また、請求項２に記載の発明にかかるボン
ディングツールの上下動制御方法は、ワイヤが挿通され
たボンディングツールをＸＹテーブルに上下動可能に支
持してボイスコイルモータと連結し、該ボイスコイルモ
ータによりボンディングツールを駆動してボンディング
ツールを上下方向に変位させるとともにワークのへの押
付荷重を調節するボンディングツールの上下動制御方法
において、前記押付荷重を検出し、該検出された押付荷
重が所定荷重に満たない場合は、所定の目標移動距離を
一定周期で加算して目標位置を算出するとともに、該目
標位置から前記ボンディングツールの移動量を減算して
必要移動量を算出し、該必要移動量を前記ボンディング
ツールの変位速度で補正し、該補正値に対応した電流を
前記ボイスコイルモータに通電して前記ボンディングツ
ールの変位速度を一定とする変位制御モードで制御し、
前記検出された押付荷重が所定荷重以上の場合は該検出
された押付荷重を一定とする荷重制御モードで前記ボイ
スコイルモータを駆動制御することを特徴としている。
ディングツールの上下動制御方法は、ワイヤが挿通され
たボンディングツールをＸＹテーブルに上下動可能に支
持してボイスコイルモータと連結し、該ボイスコイルモ
ータによりボンディングツールを駆動してボンディング
ツールを上下方向に変位させるとともにワークのへの押
付荷重を調節するボンディングツールの上下動制御方法
において、前記押付荷重を検出し、該検出された押付荷
重が所定荷重に満たない場合は、所定の目標移動距離を
一定周期で加算して目標位置を算出するとともに、該目
標位置から前記ボンディングツールの移動量を減算して
必要移動量を算出し、該必要移動量を前記ボンディング
ツールの変位速度で補正し、該補正値に対応した電流を
前記ボイスコイルモータに通電して前記ボンディングツ
ールの変位速度を一定とする変位制御モードで制御し、
前記検出された押付荷重が所定荷重以上の場合は該検出
された押付荷重を一定とする荷重制御モードで前記ボイ
スコイルモータを駆動制御することを特徴としている。
【００１１】
【作用】この発明にかかるボンディング装置のボンディ
ングツール支持機構は、ボンディングヘッド本体にリニ
アガイドによりスライダを上下動自在に支持し、スライ
ダにボンディングツールを取り付けてスライダをリニア
アクチュエータにより駆動する。このため、質量が小さ
なスライダを用いて全体の慣性を小さくでき、スライ
ダ、すなわち、ボンディングツールを高速駆動できる。
ングツール支持機構は、ボンディングヘッド本体にリニ
アガイドによりスライダを上下動自在に支持し、スライ
ダにボンディングツールを取り付けてスライダをリニア
アクチュエータにより駆動する。このため、質量が小さ
なスライダを用いて全体の慣性を小さくでき、スライ
ダ、すなわち、ボンディングツールを高速駆動できる。
【００１２】 また、この発明にかかるボンディングツー
ルの上下動制御方法は、ボンディングツールの押付荷重
を検出し、この検出荷重が所定荷重以上の場合には押付
荷重を一定とする荷重制御モードでアクチュエータを制
御し、検出荷重が所定荷重に満たない場合はボンディン
グツールの変位速度を一定とする変位制御モードでアク
チュエータを制御するため、ボンディングツールの変位
制御に影響を及ぼすことなく、ボンディングツールに適
切な時期に適切な荷重を付与できる。
ルの上下動制御方法は、ボンディングツールの押付荷重
を検出し、この検出荷重が所定荷重以上の場合には押付
荷重を一定とする荷重制御モードでアクチュエータを制
御し、検出荷重が所定荷重に満たない場合はボンディン
グツールの変位速度を一定とする変位制御モードでアク
チュエータを制御するため、ボンディングツールの変位
制御に影響を及ぼすことなく、ボンディングツールに適
切な時期に適切な荷重を付与できる。
【００１３】
【実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面を参
照して説明する。図１および図２はこの発明の一の実施
の形態にかかるボンディング装置を示し、図１がボンデ
ィングツール支持機構を模式的に示す正面図、図２がボ
ンディングツールの上下動制御方法を示す制御ブロック
図である。なお、前述した図３および図４と同一の部分
には同一の番号を付して一部の説明を割愛する。
照して説明する。図１および図２はこの発明の一の実施
の形態にかかるボンディング装置を示し、図１がボンデ
ィングツール支持機構を模式的に示す正面図、図２がボ
ンディングツールの上下動制御方法を示す制御ブロック
図である。なお、前述した図３および図４と同一の部分
には同一の番号を付して一部の説明を割愛する。
【００１４】 図１中、５１はボンディングヘッド本体で
あり、ボンディングヘッド本体５１は図示しないＸＹテ
ーブルに設けられる。周知のように、ＸＹテーブルは、
サーボモータ等を有するＸＹ駆動機構によりＸＹ方向に
駆動される。ボンディングヘッド本体５１には水平取付
部５２ａと垂直取付部５２ｂを有する断面略鈎型状のブ
ラケット５２が垂設され、水平取付部５２ａにボイスコ
イルモータ６０が設けられ、垂直取付部５２ｂにリニア
ガイド７０によりスライダ８０が上下動自在に支持され
る。
あり、ボンディングヘッド本体５１は図示しないＸＹテ
ーブルに設けられる。周知のように、ＸＹテーブルは、
サーボモータ等を有するＸＹ駆動機構によりＸＹ方向に
駆動される。ボンディングヘッド本体５１には水平取付
部５２ａと垂直取付部５２ｂを有する断面略鈎型状のブ
ラケット５２が垂設され、水平取付部５２ａにボイスコ
イルモータ６０が設けられ、垂直取付部５２ｂにリニア
ガイド７０によりスライダ８０が上下動自在に支持され
る。
【００１５】 ボイスコイルモータ６０は、固定子である
ヨーク６１に可動子であるボイスコイル６２が上下方向
変位可能に組み付けられ、ヨーク６１がブラケット５２
の水平取付部５２ａに固定され、ボイスコイルコイル６
２がスライダ８０と連結する。このボイスコイルモータ
６０は、ボイスコイル６２がコントローラ１００に接続
され、コントローラ１００により制御される。ボイスコ
イル６２に給電する配線には電流センサ２６が設けら
れ、電流センサ２６が通電電流を検出して検出信号をコ
ントローラ１００に出力する。
ヨーク６１に可動子であるボイスコイル６２が上下方向
変位可能に組み付けられ、ヨーク６１がブラケット５２
の水平取付部５２ａに固定され、ボイスコイルコイル６
２がスライダ８０と連結する。このボイスコイルモータ
６０は、ボイスコイル６２がコントローラ１００に接続
され、コントローラ１００により制御される。ボイスコ
イル６２に給電する配線には電流センサ２６が設けら
れ、電流センサ２６が通電電流を検出して検出信号をコ
ントローラ１００に出力する。
【００１６】 スライダ８０は、上述したように、リニア
ガイド７０によりブラケット５０の垂直取付部５１ａに
上下動自在に支持され、上部がボイスコイルモータ６０
に連結する。リニアガイド７０は、ガイドレールに摺動
駒が上下方向走行自在に嵌合した周知のものであって、
リニアエンコーダ（上下動センサ）７９が設けられる。
リニアエンコーダ７９は、コントローラ１００に接続さ
れ、スライダ８０の単位変位距離当たり所定数のパルス
をコントローラ１００に出力する。
ガイド７０によりブラケット５０の垂直取付部５１ａに
上下動自在に支持され、上部がボイスコイルモータ６０
に連結する。リニアガイド７０は、ガイドレールに摺動
駒が上下方向走行自在に嵌合した周知のものであって、
リニアエンコーダ（上下動センサ）７９が設けられる。
リニアエンコーダ７９は、コントローラ１００に接続さ
れ、スライダ８０の単位変位距離当たり所定数のパルス
をコントローラ１００に出力する。
【００１７】 そして、スライダ８０には下部に板ばね８
１と荷重センサ８２が取り付けられ、板ばね８１に超音
波ホーン９０が設けられる。板ばね８１は、一端が固定
ねじ８３によりスライダ８０に固定され、他端が荷重セ
ンサ８２に接触し、中間部に超音波ホーン９０がホルダ
９１により取り付けられる。荷重センサ８２は、コント
ローラ１００に接続され、板ばね８１の接触圧力、すな
わち、板ばね８１を介してＺ方向に負荷されるキャピラ
リィ１７の押付荷重を検出して検知信号をコントローラ
１００に出力する。
１と荷重センサ８２が取り付けられ、板ばね８１に超音
波ホーン９０が設けられる。板ばね８１は、一端が固定
ねじ８３によりスライダ８０に固定され、他端が荷重セ
ンサ８２に接触し、中間部に超音波ホーン９０がホルダ
９１により取り付けられる。荷重センサ８２は、コント
ローラ１００に接続され、板ばね８１の接触圧力、すな
わち、板ばね８１を介してＺ方向に負荷されるキャピラ
リィ１７の押付荷重を検出して検知信号をコントローラ
１００に出力する。
【００１８】 超音波ホーン９０には、一端にキャピラリ
ィ１７が取り付けられ、他端に超音波振動子９５が設け
られる。超音波振動子９５は、コントローラ１００に接
続され、コントローラ１００から給電されて超音波振動
を発生、すなわち、キャピラリィ１７を加振する。な
お、１９はボンディングステージであり、このボンディ
ングステージ１９上にはリードフレーム等のワークが載
置される。
ィ１７が取り付けられ、他端に超音波振動子９５が設け
られる。超音波振動子９５は、コントローラ１００に接
続され、コントローラ１００から給電されて超音波振動
を発生、すなわち、キャピラリィ１７を加振する。な
お、１９はボンディングステージであり、このボンディ
ングステージ１９上にはリードフレーム等のワークが載
置される。
【００１９】 コントローラ１００は、図２の制御ブロッ
ク図に表されるように構成され、信号発生器１０１、比
較器１０２、カウンタ１０３、デジタル−アナログ（Ｄ
／Ａ）変換器１０４，１０５、周波数−速度（Ｆ／Ｖ）
変換器２４、加減算器２３，２５，１０６を有する。な
お、述べるまでもないが、このコントローラ１００は、
信号発生器１０１等の一部の構成、あるいは、全部をＭ
ＰＵ等が構成される。
ク図に表されるように構成され、信号発生器１０１、比
較器１０２、カウンタ１０３、デジタル−アナログ（Ｄ
／Ａ）変換器１０４，１０５、周波数−速度（Ｆ／Ｖ）
変換器２４、加減算器２３，２５，１０６を有する。な
お、述べるまでもないが、このコントローラ１００は、
信号発生器１０１等の一部の構成、あるいは、全部をＭ
ＰＵ等が構成される。
【００２０】 比較器１０２は、荷重センサ８２が出力す
る検知信号が入力し、検知信号が所定値より大きいか否
かを判定する。この比較器１０２は、荷重センサ８２の
出力信号が所定値以上の場合に所定の判定信号（例えば
１）を、荷重センサ８２の出力信号が所定値に満たない
場合に所定の判定信号（例えば、０）を信号発生器１０
１に出力する。
る検知信号が入力し、検知信号が所定値より大きいか否
かを判定する。この比較器１０２は、荷重センサ８２の
出力信号が所定値以上の場合に所定の判定信号（例えば
１）を、荷重センサ８２の出力信号が所定値に満たない
場合に所定の判定信号（例えば、０）を信号発生器１０
１に出力する。
【００２１】 信号発生器１０１は、入力部に比較器１０
２が接続し、また、出力部がカウンタ１０３およびＤ／
Ａ変換器１０５と接続する。この信号発生器１０１は、
比較器１０２から０の判定信号が入力するとｎ個のパル
スを含む移動距離指令パルス列をカウンタ１０３に所定
の間隔（一定周期）で出力し（変位制御モード）、比較
器１０２から１の判定信号が入力するとＤ／Ａ変換器１
０５に所定のパルス数の荷重指令パルス列を出力する
（荷重制御モード）。なお、この信号発生器１０１は制
御開始時には変位制御モードが設定される。
２が接続し、また、出力部がカウンタ１０３およびＤ／
Ａ変換器１０５と接続する。この信号発生器１０１は、
比較器１０２から０の判定信号が入力するとｎ個のパル
スを含む移動距離指令パルス列をカウンタ１０３に所定
の間隔（一定周期）で出力し（変位制御モード）、比較
器１０２から１の判定信号が入力するとＤ／Ａ変換器１
０５に所定のパルス数の荷重指令パルス列を出力する
（荷重制御モード）。なお、この信号発生器１０１は制
御開始時には変位制御モードが設定される。
【００２２】 カウンタ１０３は、信号発生器１０１が出
力する移動距離指令パルス列のパルス数を加算し、リニ
アエンコーダ７９が出力するパルス信号のパルス数（実
移動距離）を減算し、演算結果をＤ／Ａ変換器１０４に
出力する。Ｄ／Ａ変換器１０４は、カウンタ１０３の出
力信号をアナログ変換して速度指令を加減算器２３に出
力する。Ｄ／Ａ変換器１０５は、上記荷重指令パルス列
をアナログ変換して荷重指令を加減算器１０６に出力す
る。
力する移動距離指令パルス列のパルス数を加算し、リニ
アエンコーダ７９が出力するパルス信号のパルス数（実
移動距離）を減算し、演算結果をＤ／Ａ変換器１０４に
出力する。Ｄ／Ａ変換器１０４は、カウンタ１０３の出
力信号をアナログ変換して速度指令を加減算器２３に出
力する。Ｄ／Ａ変換器１０５は、上記荷重指令パルス列
をアナログ変換して荷重指令を加減算器１０６に出力す
る。
【００２３】 Ｆ／Ｖ変換器２４は、リニアエンコーダ７
９が出力するパルス信号を基にスライダ８０の速度を算
出し、実速度を加減算器２３に出力する。加減算器２３
は、速度指令から実速度を減算して電流指令１Ａを加減
算器２５に出力する。また、Ｄ／Ａ変換器１０５は、荷
重指令パルス列をアナログ信号に変換し、荷重指令を加
減算器１０６に出力する。加減算器１０６は、荷重セン
サ８２が検出した実荷重を荷重指令から減算し、電流指
令１Ｂを加減算器２５に出力する。
９が出力するパルス信号を基にスライダ８０の速度を算
出し、実速度を加減算器２３に出力する。加減算器２３
は、速度指令から実速度を減算して電流指令１Ａを加減
算器２５に出力する。また、Ｄ／Ａ変換器１０５は、荷
重指令パルス列をアナログ信号に変換し、荷重指令を加
減算器１０６に出力する。加減算器１０６は、荷重セン
サ８２が検出した実荷重を荷重指令から減算し、電流指
令１Ｂを加減算器２５に出力する。
【００２４】 そして、加減算器２５は、電流センサ２６
が検知した実通電電流を電流指令１Ａまたは電流指令１
Ｂから減算し、電流指令２を図外の駆動回路に出力す
る。駆動回路は電流指令２に応じた電流をボイスコイル
モータ６０のボイスコイル６２に通電する。
が検知した実通電電流を電流指令１Ａまたは電流指令１
Ｂから減算し、電流指令２を図外の駆動回路に出力す
る。駆動回路は電流指令２に応じた電流をボイスコイル
モータ６０のボイスコイル６２に通電する。
【００２５】 この実施の形態にあっては、スライダ８０
をボンディングヘッド本体５１に上下動可能に支持し、
このスライダ８０にキャピラリィ１７を取り付け、スラ
イダ８０をボイスコイルモータ６０により駆動してキャ
ピラリィ１７をＺ方向に変位させる。このため、ボイス
コイルモータ６０からキャピラリィ１７までの駆動系の
慣性を小さくでき、キャピラリィ１７のＺ方向の変位速
度を高速化でき、また、チャタリング等の不都合も防止
できる。
をボンディングヘッド本体５１に上下動可能に支持し、
このスライダ８０にキャピラリィ１７を取り付け、スラ
イダ８０をボイスコイルモータ６０により駆動してキャ
ピラリィ１７をＺ方向に変位させる。このため、ボイス
コイルモータ６０からキャピラリィ１７までの駆動系の
慣性を小さくでき、キャピラリィ１７のＺ方向の変位速
度を高速化でき、また、チャタリング等の不都合も防止
できる。
【００２６】 そして、ボイスコイルモータ６０への通電
は、荷重センサ８２の出力信号を基に制御モードを切り
替え、荷重センサ８２により検出された荷重が所定値よ
り小さい場合は変位制御モードで、荷重センサ８２によ
り検出された荷重が所定値以上の場合は荷重制御モード
で制御する。すなわち、キャピラリィ１７をワークとの
接触位置まで変位させる場合は荷重センサ８２の検出荷
重が小さいため変位制御モードで制御し、キャピラリィ
１７がワークに接触すると検出荷重が増大するため荷重
制御モードに移行して荷重制御モードで制御する。
は、荷重センサ８２の出力信号を基に制御モードを切り
替え、荷重センサ８２により検出された荷重が所定値よ
り小さい場合は変位制御モードで、荷重センサ８２によ
り検出された荷重が所定値以上の場合は荷重制御モード
で制御する。すなわち、キャピラリィ１７をワークとの
接触位置まで変位させる場合は荷重センサ８２の検出荷
重が小さいため変位制御モードで制御し、キャピラリィ
１７がワークに接触すると検出荷重が増大するため荷重
制御モードに移行して荷重制御モードで制御する。
【００２７】 ここで、変位制御モードにおいては、カウ
ンタ１０３で信号発生器１０１が出力するパルス信号の
パルス数を加算、リニアエンコーダ７９が出力するパル
ス信号のパルス数を減算して目標移動距離を算出する。
そして、この目標移動距離をＤ／Ａ変換器１０４でアナ
ログ変換して速度指令を得、この速度指令から実速度と
実電流を減算してボイスコイルモータ６０への通電電流
である電流指令２を求め、この電流指令２により定まる
電流をボイスコイルモータ６０のボイスコイル６２に通
電する。このため、キャピラリィ１７を一定の速度でＺ
方向に変位させることができる。
ンタ１０３で信号発生器１０１が出力するパルス信号の
パルス数を加算、リニアエンコーダ７９が出力するパル
ス信号のパルス数を減算して目標移動距離を算出する。
そして、この目標移動距離をＤ／Ａ変換器１０４でアナ
ログ変換して速度指令を得、この速度指令から実速度と
実電流を減算してボイスコイルモータ６０への通電電流
である電流指令２を求め、この電流指令２により定まる
電流をボイスコイルモータ６０のボイスコイル６２に通
電する。このため、キャピラリィ１７を一定の速度でＺ
方向に変位させることができる。
【００２８】 また、キャピラリィ１７がワークに接触し
て荷重センサ８２の検出荷重が所定値を超えると、荷重
制御モードに移行する。荷重制御モードにおいては、信
号発生器１０１は指令信号の出力を停止して荷重指令パ
ルス列を出力し、この荷重指令パルス列がＤ／Ａ変換器
１０５でアナログ変換されて荷重指令として加減算器１
０６に入力する。そして、加減算器１０６は、荷重指令
から実荷重を減算した電流指令１Ｂを加減算器２５に出
力し、上述した変位制御モードと同様に、加減算器２５
において電流指令１Ｂから実電流が減算されて電流指令
２が求められる。したがって、ボイスコイルモータ６０
には、キャピラリィ１７に作用する押付荷重を一定とす
る電流が通電される。
て荷重センサ８２の検出荷重が所定値を超えると、荷重
制御モードに移行する。荷重制御モードにおいては、信
号発生器１０１は指令信号の出力を停止して荷重指令パ
ルス列を出力し、この荷重指令パルス列がＤ／Ａ変換器
１０５でアナログ変換されて荷重指令として加減算器１
０６に入力する。そして、加減算器１０６は、荷重指令
から実荷重を減算した電流指令１Ｂを加減算器２５に出
力し、上述した変位制御モードと同様に、加減算器２５
において電流指令１Ｂから実電流が減算されて電流指令
２が求められる。したがって、ボイスコイルモータ６０
には、キャピラリィ１７に作用する押付荷重を一定とす
る電流が通電される。
【００２９】 ここで、上述した変位制御モードから荷重
制御モードへの移行は、荷重センサ８２の検知出力が所
定値を超えたこと、すなわち、キャピラリィ１７の押付
荷重が所定値を超えたことを条件とするため、キャピラ
リィ１７がワークに接触した時に行われる。このため、
キャピラリィ１７に常に一定のタイミングで荷重を付与
でき、また、超音波を印加している時に荷重が変動する
ことも防止できる。
制御モードへの移行は、荷重センサ８２の検知出力が所
定値を超えたこと、すなわち、キャピラリィ１７の押付
荷重が所定値を超えたことを条件とするため、キャピラ
リィ１７がワークに接触した時に行われる。このため、
キャピラリィ１７に常に一定のタイミングで荷重を付与
でき、また、超音波を印加している時に荷重が変動する
ことも防止できる。
【００３０】 上述したように、この実施の形態では、荷
重センサ８２によりキャピラリィ１７に負荷される荷重
を検出し、キャピラリィ１７に負荷される荷重が所定値
以下であればキャピラリィ１７を目標位置に向けて一定
速度でＺ方向に変位させ、所定値を超えると荷重制御モ
ードに移行してキャピラリィ１７がワイヤをワークに押
し付ける荷重を一定に維持する。このため、キャピラリ
ィ１７に適正な荷重を付与でき、また、荷重付与までの
時間の損失を少なくでき、さらに、超音波印加時に荷重
が変動することも防止でき、ワイヤの圧着に高い信頼性
が得られる。
重センサ８２によりキャピラリィ１７に負荷される荷重
を検出し、キャピラリィ１７に負荷される荷重が所定値
以下であればキャピラリィ１７を目標位置に向けて一定
速度でＺ方向に変位させ、所定値を超えると荷重制御モ
ードに移行してキャピラリィ１７がワイヤをワークに押
し付ける荷重を一定に維持する。このため、キャピラリ
ィ１７に適正な荷重を付与でき、また、荷重付与までの
時間の損失を少なくでき、さらに、超音波印加時に荷重
が変動することも防止でき、ワイヤの圧着に高い信頼性
が得られる。
【００３１】 なお、述べるまでもないが、上述した荷重
制御モードおよび位置制御モードにおける制御手法はア
クチュエータとの関連で適宜選択できる。すなわち、こ
の実施の形態ではアクチュエータとしてボイスコイルモ
ータを用いるため、上述した制御手法を採用するが、ア
クチュエータとしてステップモータ等を採用した場合は
当然に異なる構成の制御回路を用いる。
制御モードおよび位置制御モードにおける制御手法はア
クチュエータとの関連で適宜選択できる。すなわち、こ
の実施の形態ではアクチュエータとしてボイスコイルモ
ータを用いるため、上述した制御手法を採用するが、ア
クチュエータとしてステップモータ等を採用した場合は
当然に異なる構成の制御回路を用いる。
【００３２】 また、上述した実施の形態では、荷重セン
サの検出荷重が所定値を超えた時に荷重制御モードに移
行するが、ボイスコイルモータ６０のボイスコイル６２
に通電される電流あるいは電圧を検出し、この電流値等
が所定値を超えた場合に荷重制御モードに移行すること
も可能である。さらに、図２の制御ブロック図において
は伝達関数を明示しないが、伝達関数は適宜定められる
ことは述べるまでもない。
サの検出荷重が所定値を超えた時に荷重制御モードに移
行するが、ボイスコイルモータ６０のボイスコイル６２
に通電される電流あるいは電圧を検出し、この電流値等
が所定値を超えた場合に荷重制御モードに移行すること
も可能である。さらに、図２の制御ブロック図において
は伝達関数を明示しないが、伝達関数は適宜定められる
ことは述べるまでもない。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明にかかる
ボンディング装置のボンディングツール支持機構によれ
ば、ボンディングヘッドに上下方向に直線移動する取付
部材をリニアガイドで支持して設け、このリニアガイド
に超音波ホーンを介してボンディングツールを取り付け
るため、ボンディングツールの駆動系の慣性を小さくで
き、ボンディングツールを高速で変位させることができ
る。
ボンディング装置のボンディングツール支持機構によれ
ば、ボンディングヘッドに上下方向に直線移動する取付
部材をリニアガイドで支持して設け、このリニアガイド
に超音波ホーンを介してボンディングツールを取り付け
るため、ボンディングツールの駆動系の慣性を小さくで
き、ボンディングツールを高速で変位させることができ
る。
【００３４】 また、この発明にかかるボンディングツー
ルの上下動制御方法によれば、ボンディングツールに作
用する荷重を検出し、この検出荷重が所定値に満たない
場合はボンディングツールの変位速度を制御し、検出荷
重が所定値以上になるとボンディングツールによる押付
荷重を一定とする荷重制御モードに移行するため、ボン
ディングツールの目標位置への制御性を損なうことなく
キャピラリィに適正な荷重を適正なタイミングで付与で
き、ボンディングに高い信頼性が得られる。
ルの上下動制御方法によれば、ボンディングツールに作
用する荷重を検出し、この検出荷重が所定値に満たない
場合はボンディングツールの変位速度を制御し、検出荷
重が所定値以上になるとボンディングツールによる押付
荷重を一定とする荷重制御モードに移行するため、ボン
ディングツールの目標位置への制御性を損なうことなく
キャピラリィに適正な荷重を適正なタイミングで付与で
き、ボンディングに高い信頼性が得られる。
【図１】この発明の一の実施の形態にかかるボンディン
グ装置を示し、ボンディングツールの支持部を模式的に
示す正面図である。
グ装置を示し、ボンディングツールの支持部を模式的に
示す正面図である。
【図２】同ボンディング装置のボンディングツールの上
下動を制御用の制御ブロック図である。
下動を制御用の制御ブロック図である。
【図３】従来のボンディング装置のボンディングツール
支持部を示す模式図である。
支持部を示す模式図である。
【図４】同ボンディング装置のボンディングツールの上
下動制御用の制御ブロック図である。
下動制御用の制御ブロック図である。
１７ キャピラリィ（ボンディングツール） １９ ボンディングステージ ２４ 周波数−速度変換器 ５１ ボンディングヘッド本体 ６０ ボイスコイルモータ（アクチュエータ） ６１ ヨーク ６２ ボイスコイル ７０ リニアガイド ７９ リニアエンコーダ ８０ スライダ ８１ 板ばね ８２ 荷重センサ ９０ 超音波ホーン １００ コントローラ １０１ 信号発生器 １０３ カウンタ
Claims (2)
- 【請求項１】 ＸＹ方向に駆動されるボンディングヘッ
ド本体と、 該ボンディングヘッド本体に取り付けられ、固定子及び
可動子を備えたボイスコイルモータと、 前記ボンディングヘッド本体に上下方向に設けられたリ
ニアガイドと、 該リニアガイドに上下方向移動自在に支持され、前記ボ
イスコイルモータの可動子に連結されたスライダと、該スライダに板ばねを介して取り付けられた超音波ホー
ンと、 該超音波ホーンの先端に設けられたボンディングツール
と、 前記スライダと前記板ばねとの間に介設され、ボンディ
ングツールのワークに対する荷重を検出する荷重センサ
と、 前記スライダの上下動を検出する上下動センサと、 を備
えることを特徴とするボンディング装置のボンディング
ツール支持機構。 - 【請求項２】 ワイヤが挿通されたボンディングツール
をＸＹテーブルに上下動可能に支持してボイスコイルモ
ータと連結し、該ボイスコイルモータによりボンディン
グツールを駆動してボンディングツールを上下方向に変
位させるとともにワークのへの押付荷重を調節するボン
ディングツールの上下動制御方法において、 前記押付荷重を検出し、該検出された押付荷重が所定荷
重に満たない場合は、所定の目標移動距離を一定周期で
加算して目標位置を算出するとともに、該目標位置から
前記ボンディングツールの移動量を減算して必要移動量
を算出し、該必要移動量を前記ボンディングツールの変
位速度で補正し、該補正値に対応した電流を前記ボイス
コイルモータに通電して前記ボンディングツールの変位
速度を一定とする変位制御モードで制御し、前記検出さ
れた押付荷重が所定荷重以上の場合は該検出された押付
荷重を一定とする荷重制御モードで前記ボイスコイルモ
ータを駆動制御することを特徴とするボンディングツー
ルの上下動制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10145800A JP2957557B1 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | ボンディング装置のボンディングツール支持機構およびボンディングツールの上下動制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10145800A JP2957557B1 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | ボンディング装置のボンディングツール支持機構およびボンディングツールの上下動制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2957557B1 true JP2957557B1 (ja) | 1999-10-04 |
| JPH11340273A JPH11340273A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=15393454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10145800A Expired - Fee Related JP2957557B1 (ja) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | ボンディング装置のボンディングツール支持機構およびボンディングツールの上下動制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957557B1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109923652A (zh) * | 2016-09-07 | 2019-06-21 | 株式会社新川 | 导线接合装置 |
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