JPH0238449Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、例えばワイヤボンデイング装置に装
備され、先端部にボンデイングツールを備えてな
るボンデイングアームを揺動駆動するボンデイン
グアームの揺動装置に関するものである。

（従来の技術） 従来のこの種の装置の例を第６図に示す。

図において、ボンデイングアーム１は、フレー
ム２に支持板２ａを介してピン３により揺動可能
に支承されている。ボンデイングアーム１の先端
にはキヤピラリなどのボンデイングツール４が設
けられている。ボンデイングアーム１の後端部に
はカム６の動きに従動する従動ローラ７が備えら
れている。ボンデイングアーム１の後半部には、
ロツド８が固定され、バネ９によりボンデイング
アーム１にピン３を軸にして回転力が与えられ、
従動ローラ７を常にカム６に押し付けるようにな
つている。カム６は、中心１０に対して偏心し、
モータ（図示せず）などにより回転せしめられる
ようになつている。

ボンデイングツール４の直下にはICペレツト
１１がXYテーブル１２の上に載置され、ボンデ
イングツール４の上下方向（Ｚ方向）の動きと、
XYテーブル１２のＸ，Ｙ方向の動きによりICペ
レツト１１とその周囲にあるリードフレーム（図
示せず）とをボンデイングワイヤ５によつてボン
デイング接続を行うようになつている。

ボンデイング作業に当たつてカム６の回転作用
により従動ローラ７に上下動が与えられ、ボンデ
イングアーム１が揺動し、ボンデイングツール４
にほぼＺ方向の上下動が与えられるようになつて
いる。そして、この上下動は高速で行われるが、
ボンデイングツール４がICペレツト１１に接す
る手前では衝突による衝撃を弱めるために減速さ
れるようになつている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような従来の装置において
は、高速の上下運動およびその所定位置での速度
変換を行うときにボンデイングアームの質量や慣
性モーメントにより、従動ローラ７がカム６に正
確に追従できず、追従の遅れ、オーバーラン、チ
ヤタリング、振動などを生じ、正確な、精度の高
い高速ボンデイングを行うことが困難となる問題
点があつた。もちろんバネ９の付勢力を強くすれ
ばこのような問題の解消は可能であるが、そのよ
うにすると、ボンデイングツール４のICペレツ
ト１１への押付力が強すぎてICペレツト１１を
損傷するという大きな弊害を発生させる。このた
めバネ９の付勢力を強めることは困難であり、前
記チヤタリング等の問題は不可避的なものとして
未解決のままになつていた。

本考案は上記問題点をかえりみてなされたもの
であり、ボンデイングツールの高速移動および所
定位置での速度変換を行う場合においても、カム
に対し従動ローラを確実に追従させ、チヤタリン
グ等の不安定な作動を抑制し、精度の高い安定し
た信頼性の高いボンデイングを可能とするボンデ
イングアームの揺動装置を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案は上記従来の問題点を解決するために次
のように構成されている。すなわち、本考案は、
先端部にボンデイングツールを備え揺動自在に軸
支されたボンデイングアームを揺動駆動するボン
デイングアームの揺動装置において、移動位置お
よび移動速度が制御可能な第１のムービングコイ
ル装置によつて往復駆動される往復フレームと、
往復フレームの往復動にガタ付きなく係合従動し
て揺動する揺動アームと、ボンデイングアームを
揺動アームの揺動に付勢追従させる第２のムービ
ングコイル装置とを有するボンデイングアームの
揺動装置である。

（作用） 上記構成からなる本考案において、第１のムー
ビングコイル装置の電流を制御することにより往
復フレームに動作力が作用し、往復フレームは適
宜移動位置に対して速度制御を受けながら往復移
動を行う。そして、この往復フレームの移動に確
実に係合従動して揺動アームが揺動を行う。

一方、ボンデイングアームは第２のムービング
コイル装置により揺動アーム側に付勢されている
ので揺動アームに追従して揺動作用を行う。

この結果、ボンデイングツールのＺ方向への動
きが与えられ所望のボンデイング作用が行われ
る。このように、本考案では、第１のムービング
コイル装置によつて往復動する往復フレームの動
作が揺動アームに正確に伝えられ、この揺動アー
ムにボンデイングアームが追従するので、ボンデ
イングアームの揺動動作は第１のムービングコイ
ル装置によつて確実に制御される。

しかも、ボンデイングアームを揺動アームに付
勢する力は第２のムービングコイル装置に供給す
る電流を制御することにより任意に設定でき、例
えば、ボンデイングツールがICペレツトに接触
する手前では弱く、ボンデイング時は最適なボン
デイング圧に、それ以外は強く設定することによ
り、ボンデイングアームの追従に際しての追従遅
れ、オーバーラン、チヤタリング、振動等の弊害
が除去されるとともに、ボンデイング時にICペ
レツトを損傷させることも防止される。

（実施例） 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説明
する。第１図から第５図には本考案の一実施例が
示されており、従来例と同一部材には同一符号を
付しその説明を省略する。

第１図において、フレーム２にはボンデイング
アーム１と揺動アーム１３とが同心状のピン３に
よつて揺動自在に軸支されている。ボンデイング
アーム１の後端部には第２のコイル１４が固定さ
れており、この第２のコイル１４に第２のマグネ
ツト１５が一定の間隙を介して挿入されている。
第２のマグネツト１５の基端部は第２のアーム１
６の一端部に固定されており、さらに第２のアー
ム１６の他端部はフレーム２に固定されている。

これら第２のコイル１４と第２のマグネツト１
５によつて第２のムービングコイル装置１７が構
成され、第２のコイル１４に電流を供給すること
により、第２のコイル１４と第２のマグネツト１
５間に吸引力が発生し、ボンデイングアーム１に
ピン３を軸とする反時計方向へのモーメントが作
用する。そして、このモーメントの大きさ、すな
わち前記吸引力の大きさは第２のコイル１４に供
給する電流の大きさによつて異なり、この電流の
大きさは図示されていない制御装置によりボンデ
イングのタイミングに合わせて制御されている。

一方、揺動アーム１３の先端はボンデイングア
ーム１の先端直上位置に伸張され、その先端部に
はボンデイングワイヤ（図示せず）を挟むクラン
プ１８が形成されている。揺動アーム１３の後端
部には第１図および第２図に示す如く軸１９が突
設されており、この軸１９には第３図に示すよう
に、２個のロール２０が回転自在に装着されてい
る。また揺動アーム１３には揺動支点からやや後
方位置に進退自在の調整ねじ２１が配設されてお
り、調整ねじ２１の下端はボンデイングアーム１
に設けた当接板３１に当接されている。

さらに揺動アーム１３には前記調整ねじ２１の
近傍位置に位置変位センサ２２が設けられてい
る。この位置変位センサ２２は、ボンデイングア
ーム１に設けられている対向片２３との間隔を検
出するものであり、その検出信号は制御装置に出
力されている。

ところで、フレーム２には第２図に示すよう
に、第１のアーム２４が突設されており、この第
１のアーム２４の先端下部には第１のマグネツト
２５が固定されている。一方、第３図に示すよう
に、フレーム２にはガイド板２６が立設されてお
り、このガイド板２６に上下動自在に往復フレー
ム２７が取り付けられている。そして、この往復
フレーム２７には第２図の如く、第１のコイル２
８が固定されており、この第１のコイル２８には
一定の間隙を介して前記第１のマグネツト２５が
挿入され、前記第１のコイル２８と該第１のマグ
ネツト２５によつて第１のムービングコイル装置
３５が構成されている。

往復フレーム２７の前端面には一対の係合バー
２９が植設されており、各係合バー２９は第３図
に示すように、対応するロール２０を両側からす
き間なく挟み、揺動アーム１３に連係されてい
る。したがつて、第１のコイル２８への供給電流
を制御することによつて該第１のコイル２８と第
１のマグネツト２５にリニヤモータ作用が働き、
往復フレーム２７の上下往復動が行われる。

そしてこの往復フレーム２７の往復動は係合バ
ー２９とロール２０との連係部を介して揺動アー
ム１３のピン３を支点とする揺動運動に変換され
る。この場合、往復フレーム２７の往復移動位
置、すなわち、揺動アーム１３の揺動位置はリニ
アエンコーダ３０によつて検出される。

すなわち、リニアエンコーダ３０は、第２図に
示すように、第１のアーム２４に固定されたスケ
ール検出部３２と、このスケール検出部３２に対
し一定の間隙を介して対向配置されたリニアスケ
ール３３とから構成されている。

このリニアスケール３３の下端部は取付アーム
３４を介して往復フレーム２７に固定されてお
り、したがつて、往復フレーム２７の移動はリニ
アスケール３３の移動として現われる結果、この
リニアスケール３３のスケール移動をスケール検
出部３２により電磁的又は光学的に検出すること
により、前記揺動アーム１３の揺動位置が求めら
れる。本実施例ではこのスケール検出部３２の検
出信号は制御装置に加えられ、制御装置はこの揺
動アーム１３（往復フレーム２７）の移動位置に
対応させて第２のコイル１４および第１のコイル
２８に加える電流を制御している。

このように、本実施例では第１のムービングコ
イル装置３５とリニアエンコーダ３０と制御装置
によつて往復フレーム２７の移動位置と移動速度
が制御され、往復フレーム２７のガタ付きのない
往復動が達成されるのである。

そしてまた、一対のロール２０は係合バー２９
によつてすき間なく挟まれているので、揺動アー
ム１３はピン３を支点とし往復フレーム２７の動
作に追従して正確に揺動動作を行う。ところで、
ボンデイングアーム１は第２のムービングコイル
装置１７からの吸引力によつてピン３を軸として
反時計方向に回転を行う。

しかしこの回転は当接板３１が調整ねじ２１の
下端に当接することでその自由回転が止められて
おり、したがつて、ボンデイングアーム１は調整
ねじ２１に当接しながら揺動アーム１３の動作に
追従して揺動することになる。

そして、この追従揺動に際し、ボンデイングツ
ール４がボンデイングワイヤの金ボール（図示せ
ず）を介してICペレツト１１に接触する手前位
置で、ボンデイングツールの降下速度を遅くしか
つ第２のコイル１４に供給する電流が減ぜられ、
第２のムービングコイル装置１７の吸引力が弱め
られる。この結果、ボンデイングツール４がIC
ペレツト１１に当接するときの衝撃が弱められ、
ボンデイングアーム１のバウンド防止が図られる
とともにICペレツトの損傷が防止される。

前記ボンデイングツール４がICペレツト１１
に当接することによつて、ボンデイングアーム１
の反時計方向の回転は停止されるが、揺動アーム
１３の同方向への回転は所定量継続される。した
がつて、この揺動アーム１３の継続回転によつ
て、当接板３１と調整ねじ２１間に間隙が生じボ
ンデイングツール４は第２のムービングコイル装
置１７の吸引力に対応した力によつて第５図ａに
示すようにボンデイングワイヤ５の金ボール３６
をICペレツト１１に押付けることとなる。この
ボンデイングツール４の押付力は第２のムービン
グコイル装置１７への電流制御によりボンデイン
グ圧として最適値に設定される。このようなボン
デイング圧の最適値への切替えは、ボンデイング
ツール４がICペレツト１１に当接することによ
つて位置変位センサ２２とその対向片２３との間
隙が増加し始める時点を位置変位センサ２２によ
つて検出しその信号を制御装置へ送ることによつ
て行われる。また、揺動アーム１３の前記継続回
転（揺動）量は位置変位センサ２２からの検出信
号に基づいて制御装置によつて制御される。

すなわち、揺動アーム１３の継続回転時に、位
置変位センサ２２と対向片２３間の間隙が増加す
るので、この増加開始時を位置変位センサ２２に
よつて検出し、この検出信号を制御装置に出力す
る。制御装置は前記検出信号の入力後、第１のム
ービングコイル装置３５を駆動し設定移動量だけ
往復フレーム２７を移動する。往復フレーム２７
の移動量はリニヤエンコーダ３０によつて検出さ
れており、その移動量が設定量となつたときに第
１のムービングコイル装置３５に停止信号が出力
される。前記設定量は、次のように設定される。

すなわち、ボンデイングツール４の押付力によ
つて第５図ｂに示すように、金ボール３６が押し
つぶされるが、この金ボール３６の変形によつて
ボンデイングアーム１はわずかに反時計方向に回
転し調整ねじ２１と当接板３１との間隙を狭くす
るように作用する。しかし、ボンデイングツール
４のボンデイング圧力を確保するためには調整ね
じ２１および当接板３１間の間隙を保つ必要があ
る。かかる観点から、前記設定置は金ボール３６
の押しつぶしに起因するボンデイングアーム１の
回転量よりも揺動アーム１３の継続回転量が大き
な値となるように設定される。

前記第１のムービングコイル装置３５の停止区
間においてICチツプ１１のボンデイング作用が
行われる。なお、この場合、本実施例において
は、第１図に示すように、ボンデイングツール４
がICペレツト１１に当接する点と、揺動支点の
ピン３の位置とが同一平面上に設計されているの
で、ボンデイングツール４は金ボール３６を介し
ICペレツト１１上の面に垂直に押付けられるこ
ととなり、これにより、ボンデイングツール４の
先端が水平になろうとする撓みの発生が防止され
ている。前記ボンデイングの完了とともに第１の
ムービングコイル装置３５の駆動により往復フレ
ーム２７の高速移動が開始され、揺動アーム１３
は時計回転方向に回転する。そして、調整ねじ２
１の下端が当接板３１に当接することによつてボ
ンデイングアーム１は揺動アーム１３に追従して
時計方向に回転しボンデイングツール４を高速で
上昇移動させる。このボンデイングツール４の高
速上昇移動時にはコイル１４への電流供給量が増
加され、ボンデイングアーム１は強い付勢力によ
つて揺動アーム１３側に押付けられるので、ボン
デイングアーム１の追従はチヤタリング等を生じ
ることなく確実に行われる。

（変形例） 本実施例において、第２のムービングコイル装
置１７はボンデイングアーム１に設けた第２のコ
イル１４と第２のアーム１６に設けた第２のマグ
ネツト１５によつて構成されているが、この場
合、第２のコイル１４を第２のアーム１６に、第
２のマグネツト１５をボンデイングアーム１に設
けても同様に第２のムービングコイル装置１７が
構成できる。しかし、本実施例のように、第２の
マグネツト１５を第２のアーム１６側に配置する
方がボンデイングアーム１の重量および慣性モー
メントを小さくできるので、より効果的である。

（考案の効果） 本考案は上述したように構成されているので、
ボンデイングアームを追従の遅れ、オーバーラ
ン、チヤタリング、振動等を生じることなく、第
１のムービングコイル装置によつて駆動される往
復フレームの移動に確実かつ正確に追従させるこ
とが可能となるばかりでなく、ボンデイングツー
ルのICペレツトへのボンデイング圧も最適に制
御できるので、精度の高い安定したかつ信頼性の
高いボンデイングを行うことが可能である。

また、本考案では、往復フレームの駆動をムー
ビングコイル装置のリニアモータ作用により行つ
ているので、カム等の機械的手段により往復フレ
ームを駆動する場合に比べ往復フレーム移動時の
物理的振動を極めて小さくできるという利点があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面図、第２
図は第１図装置の第１のムービングコイル装置の
動作部を示す正面図、第３図は第２図の側面図、
第４図は第１図のＡ−Ａ断面図、第５図はボンデ
イングの作用説明図であり、そのうち同図ａはボ
ンデイングツールが金ボールを介してICペレツ
トに当接した状態を示す説明図、同図ｂはICペ
レツトのボンデイングが完了した状態を示す説明
図、第６図は従来の装置を示す正面図である。 １……ボンデイングアーム、２……フレーム、
２ａ……支持板、３……ピン、４……ボンデイン
グツール、５……ボンデイングワイヤ、６……カ
ム、７……従動ローラ、８……ロツド、９……バ
ネ、１０……中心、１１……ICペレツト、１２
……XYテーブル、１３……揺動アーム、１４…
…第２のコイル、１５……第２のマグネツト、１
６……第２のアーム、１７……第２のムービング
コイル装置、１８……クランプ、１９……軸、２
０……ロール、２１……調整ねじ、２２……位置
変位センサ、２３……対向片、２４……第１のア
ーム、２５……第１のマグネツト、２６……ガイ
ド板、２７……往復フレーム、２８……第１のコ
イル、２９……係合バー、３０……リニアエンコ
ーダ、３１……当接板、３２……スケール検出
部、３３……リニアスケール、３４……取付アー
ム、３５……第１のムービングコイル装置、３６
……金ボール。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 先端部にボンデイングツールを備え揺動自在に
   軸支されたボンデイングアームを揺動駆動するボ
   ンデイングアームの揺動装置において、移動位置
   および移動速度が制御可能な第１のムービングコ
   イル装置によつて往復駆動される往復フレーム
   と、往復フレームの往復動にガタ付きなく係合従
   動して揺動する揺動アームと、ボンデイングアー
   ムを揺動アームの揺動に付勢追従させる第２のム
   ービングコイル装置とを有することを特徴とする
   ボンデイングアームの揺動装置。