JPH05218626A

JPH05218626A - ワイヤ位置検出装置

Info

Publication number: JPH05218626A
Application number: JP1707392A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Komoriya; 均小森谷; Akihiko Yabuki; 彰彦矢吹; Koichi Oikawa; 浩一及川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-01-31
Filing date: 1992-01-31
Publication date: 1993-08-27

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は基板に被覆されたワイヤをボンディ
ングする際に使用されるワイヤ位置検出装置に関し、ワ
イヤ位置を高精度に検出すると共に、小型化を図ること
を目的とする。【構成】光センサ２９ａ，２９ｂをツインワイヤ２８
の軸方向と垂直な方向に移動させて検出する。そして、
位置検出したツインワイヤ２８をピン３０ａ，３０ｂに
より分離し、一方のワイヤを鉗子２５により固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板に被覆されたワイ
ヤをボンディングする際に使用されるワイヤ位置検出装
置に関する。

【０００２】近年、コンピュータ等の電子機器は、演算
速度の高速化に伴い、使用されるプリント基板の高密度
配線化や多層化が進んでいる。このプリント基板の配線
部の欠陥を発見したり、設計変更を行う場合、新らしく
作り直すことは高価となることから、該プリント基板上
に微細ワイヤを用いて修正を行う。そのため、確実な作
業の自動化が望まれている。

【０００３】

【従来の技術】従来、プリント基板の修正におけるワイ
ヤ配線作業は人手によることが多かったが、自動化が行
われるようになってきている。この場合、プリント板の
高密度化、多ピン化によるピン間隔の短縮化に伴い、扱
うワイヤの径が０．１ｍｍ以下の細いワイヤが使用さ
れ、ワイヤの位置決め精度が数十μｍを必要となってき
ている。

【０００４】また、ノイズ対策のために、ワイヤが信号
用とグランド用のツインワイヤが使用され、そのために
ボンディングする場合に、ワイヤの分離、把持を行わな
ければならない。

【０００５】ここで、図５に、従来のワイヤ把持機構を
説明するための図を示す。図５において、供給装置１１
よりツインワイヤ１２が供給される。ツインワイヤ１２
は、その先端を第１のハンド１３により把持され、所定
距離引張される。第１のハンド１３が所定の位置までツ
インワイヤ１２を取り出すと、第２のハンド１４により
所定位置を把持する。

【０００６】そして、第１及び第２のハンド１３，１４
の間でツインワイヤ１２が例えばピン（１５、図６
（Ｂ）参照）等により分離され、ボンディングされる方
のワイヤを鉗子（１６、図６（Ｃ）参照）等により押圧
固定するものである。

【０００７】この場合、ワイヤ１２が微細であり、弾性
限界値が低く塑性変形し易く、引張り限界値も小さいこ
とから、強く引張ることができない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ここで、図６に、従来
のワイヤ状態を説明するための図を示す。上述のように
ツインワイヤ１２は微細で強く引張ることができないこ
とから、塑性変形したワイヤをもとの形に戻すことがで
きない。従って、図６（Ａ）に示すように、第１及び第
２のハンド１３，１４間で、ワイヤの軸方向に垂直方向
に位置ずれしたツインワイヤ１２を、図６（Ｂ），
（Ｃ）に示すようにピン１５で分離したり、鉗子１６で
押圧固定することができないという問題がある。

【０００９】これに対し、視覚装置とカメラを用いてワ
イヤの位置を認識する方法があるが、ワイヤのボンディ
ング作業では、ワイヤの周辺にワイヤの把持装置、ワイ
ヤの切断装置、ボンダ等が集中するため、直径が数１０
ｍｍ程度のカメラを配置する場所がない等の問題があ
る。

【００１０】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、ワイヤ位置を高精度に検出すると共に、小型化
を図るワイヤ位置検出装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題は、供給手段よ
り供給される被覆ワイヤを基板上でボンディングを行う
場合に、該被覆ワイヤの位置を検出するワイヤ位置検出
装置において、前記基板上に供給される前記被覆ワイヤ
の位置を、被覆ワイヤの軸方向と垂直な方向に移動させ
て検出する検出部と、該検出部により位置検出された該
被覆ワイヤを、該基板の所定位置上で固定する固定手段
と、を有する構成にすることで解決される。

【００１２】

【作用】上述のように、検出部を被覆ワイヤの軸方向と
垂直な方向に移動させて、該被覆ワイヤの位置を検出
し、固定手段により該被覆ワイヤを基板の所定位置上で
固定する。

【００１３】このように、被覆ワイヤが塑性変形して位
置が基板上の所定位置とずれた場合であってもワイヤ位
置を高精度に検出することが可能となる。

【００１４】この場合、例えば、検出部をスポット径が
被覆ワイヤの径より小さい光センサを用い、固定手段の
近傍に設けることにより、他機構と干渉させずに配置す
ることが可能となり、小型化を図ることが可能となる。

【００１５】

【実施例】図１に、本発明の一実施例の構成図を示す。

【００１６】図１のワイヤ位置検出装置２１において、
側面「コ」字状の垂直支持部２２の上面に、垂直方向に
送りねじ方式の垂直リニアアクチュエータ２３が取り付
けられ、垂直送りねじ２３ａが上下動する。送りねじ２
３ａの先端は、垂直支持部２２に設けられた垂直ガイド
２４で垂直方向に上下動する固定手段である鉤形状の鉗
子２５の上面に当接する。そして、垂直支持部２２と鉗
子２５との間に垂直方向にバネ２６が取り付けられる。
また、垂直リニアアクチュエータ２３の後端には、回転
数を検出するエンコーダ２７が設けられ、鉗子２５の垂
直方向の位置検出を行う。

【００１７】鉗子２５の先端は、２つの固定部２５ａ，
２５ｂが形成され、固定部２５ａ，２５ｂにはツインワ
イヤ２８の一本を固定する嵌合部２５ａ₁，２５ｂ
₁（２５ｂ₁は図に表われず）が形成される。また、固
定部２５ａ，２５ｂ周辺には、検出部である光センサ２
９ａ，２９ｂ及びツインワイヤ２８の分離のための分離
手段であるピン３０ａ，３０ｂが配置される（図２
（Ａ）参照）。なお、ツインワイヤ２８は、プリント基
板３１上のボンディングを行うパッド（はんだが付着）
３２の上方を該ツインワイヤ２８の軸方向に移動する。
この場合、プリント基板３１のパッド３２は、上下動す
るボンダ（図示せず）の直下に位置される。

【００１８】一方、垂直支持部２２の下部は、「Ｌ」字
状の水平支持部３３に形成された水平ガイド３４により
水平方向に移動可能に取り付けられる。水平支持部３３
には水平リニアアクチュエータ３５が取り付けられ、水
平移動する水平送りねじ３５ａの先端が垂直支持部２２
に当接する。そして、垂直支持部２２及び水平支持部３
３間にバネ３６が取り付けられ、これにより、垂直支持
部２２が水平移動する。また、水平リニアアクチュエー
タ３５の後端には回転数を検出するエンコーダ３７が設
けられ、鉗子２５の水平方向の位置検出を行う。

【００１９】エンコーダ２７，３７の読取り値は、高速
演算のプロセッサ３８に入力される。プロセッサ３８
は、垂直及び水平リニアアクチュエータ２３，３５を制
御するサーボ制御プログラムや、光センサ２９ａ，２９
ｂからの信号入力時（図示は省略する）にエンコーダ２
７，３７からの読取り値を記憶（割り込み信号で起動）
するプログラム等を有し、パワーアンプ３９ａ，３９ｂ
を介して垂直及び水平リニアアクチュエータ２３，３５
を電流値等で制御する。

【００２０】一方、コンピュータ４０は入力処理プログ
ラム、計算プログラム等を有し、メモリ４１がコンピュ
ータ４０の処理に応じてプロセッサ３８からのエンコー
ダ２７，３７の読取り値等を記憶する。

【００２１】ここで、図２に、図１の光センサ部分を説
明するための図を示す。図２（Ａ）において、鉗子２５
の固定部２５ａ，２５ｂの両側にピン３０ａ，３０ｂが
配置され、該ピン３０ａ，３０ｂの外側に光センサ２９
ａ，２９ｂが配置される。光センサ２９ａとピン３０ａ
は取着部４２ａに取り付けられ、光センサ２９ｂとピン
３０ｂは取着部４２ｂに取り付けられる。なお、この鉗
子２５及び取着部４２ａ，４２ｂは、図５に示す第１及
び第２のハンド間に位置される。

【００２２】また、図２（Ｂ）において、光センサ２９
ａ（２９ｂ）は、他の機構との干渉を避けるために小型
のものが使用され、測定点（ワイヤ上）でのスポット径
がワイヤ径より小さいビーム光４３を照射する反射型の
ものが使用される。

【００２３】センサ２９ａ（２９ｂ）は、図１に示す水
平リニアアクチュエータ３５の水平送りねじ３５ａ及び
バネ３６により、ツインワイヤ２８の軸方向と垂直な方
向（矢印方向）に低速で移動される。これは、ツインワ
イヤ２８の場合は、分離、把持の際にもう１本のワイヤ
があることから高い位置検出精度が必要なためである。
また、ワイヤ２８の被覆を除去する前はツインワイヤ２
８の方向の位置精度は不要であり、またツインワイヤ２
８の軸方向に垂直で、プリント基板３１（図１）の面に
対して垂直な方向は、ピン３０ａ，３０ｂやハンド（図
５参照）が垂直方向に上から下に動いて分離・把持を行
うのである程度の誤差は吸収できるためである。

【００２４】そして、図１に示すように、光センサ２９
ａ，２９ｂがツインワイヤ２８を検出したときの水平リ
ニアアクチュエータ３５のエンコーダ３７の値をメモリ
４１に記憶し、この値からプロセッサ３８において、ツ
インワイヤ２８の位置を検出する。位置検出されたツイ
ンワイヤ２８は、その中間位置をも求められ、ピン３０
ａ，３０ｂにより分離される。分離後１本のワイヤは鉗
子２５における固定部２５ａ，２５ｂの嵌合部２５
ａ₁，２５ｂ₁に嵌合され、プリント基板３１のパッド
３２上方に水平リニアアクチュエータ３５により移動さ
れ、垂直リニアアクチュエータ２３によりパッド３２上
で固定されるものである。

【００２５】そして、図示しないボンダによりパッド３
２にツインワイヤ２８の１本が接続され、他の１本が他
のパッドに移動されて接続される。

【００２６】なお、光センサ２９ａ，２９ｂが上からツ
インワイヤ２８を探しているときに、プリント基板３１
からの反射光を検出する場合もあるが、光センサ２９
ａ，２９ｂの検出範囲が１ｍｍ程度の物であるので、プ
リント基板３１に対するツインワイヤ２８の高さを２ｍ
ｍ以上にすることにより回避することができる。

【００２７】次に、図３及び図４に、図１の位置検出を
説明するための図を示す。なお、図３及び図４におい
て、左側はコンピュータ４０側の流れであり、右側はプ
ロセッサ（以下「ＤＳＰ」と略す）３８側の流れを示し
ている。

【００２８】まず、図３において、コンピュータ４０側
で、コンピュータ４０に、ＤＳＰ３８に対し、ワイヤ
（ツインワイヤ）２８の目標位置に光センサ２９ａ，２
９ｂの移動を指令する（ステップ（ＳＴ）１）。ＤＳＰ
３８は、パワーアンプ３９ｂを介して電流制御により水
平リニアアクチュエータ３５を駆動させ、光センサ２９
ａ，２９ｂをワイヤ２８の目標（プリント基板３１のパ
ッド３２）の真上にある位置に移動させる（ＳＴ２）。

【００２９】また、コンピュータ４０側より、プロセッ
サ３８に対し、一方の光センサ２９ａのワイヤ検出回数
を「０」に、及び、他方の光センサ２９ｂのワイヤ検出
回数を「０」にセットし、プロセッサ２８に光センサ２
９ａ，２９ｂの割り込み可能を指令する（ＳＴ３）。こ
れに対してプロセッサ３８では、光センサ２９ａ，２９
ｂが入力した時の割り込み処理プログラムの割り込みを
可能とする（ＳＴ４）。

【００３０】ＤＳＰ３８は通常サーボ制御プログラムが
動作しており、光センサ２９ａ，２９ｂの入力時に、エ
ンコーダ３７からの値を記憶する割り込みプログラムが
動作するこのプログラムはエンコーダ値とコンピュータ
４０との通信に用いる数個のメモリのアクセスだけであ
り、高速処理のＤＳＰ３８であることから１００μｓ以
内の実行が可能であり、サーボ制御のサンプリング周期
が１ｍｓ程度のプログラムに対して影響はない。

【００３１】そして、コンピュータ４０に、光センサ２
９ａ，２９ｂを右側（図１，図２参照）にゆっくり動す
指令をすると共に、最大移動距離（例えば数ｍｍ）を指
定する（ＳＴ５）。これにより、ＤＳＰ３８は、水平リ
ニアアクチュエータ３５を駆動して、光センサ２９ａ，
２９ｂを右側にゆっくりと動す（ＳＴ６）。

【００３２】そこで、光センサ２９ａ，２９ｂから信号
がプロセッサ３８に入力されると、割り込み処理が行わ
れる。すなわち、光センサ２９ａ，２９ｂの入力時に、
それぞれの光センサ２９ａ，２９ｂに対するエンコーダ
３７の値を読み出し、メモリ４１に書き込み、ワイヤ検
出回数を＋１する（ＳＴ７）。両方の光センサ２９ａ，
２９ｂによるワイヤ検出回数が共に２になると、該光セ
ンサ２９ａ，２９ｂは停止され、全てのワイヤ２８を探
索した事をコンピュータ４０に通知する（ＳＴ８）。

【００３３】そして、コンピュータ４０では、全てのワ
イヤ２８の探索が済んだ通知を受け、２本のワイヤ２８
の位置とワイヤ間の位置を計算して記憶し（ＳＴ９）、
終了する。

【００３４】一方、図４において、両方の光センサ２９
ａ，２９ｂが共に２になる前に最大移動距離に到達する
と停止し、コンピュータ４０に到達したことを通知する
（ＳＴ１０）。コンピュータ４０側では、最大移動距離
に到達した事を確認すると光センサ２９ａ，２９ｂを最
初の位置（ＳＴ２の位置）へ移動させる指令をプロセッ
サ３８に送り出す（ＳＴ１１）。

【００３５】プロセッサ３８では、水平リニアアクチュ
エータ３５を駆動して光センサ２９ａ，２９ｂを最初の
位置に移動させる（ＳＴ１２）。また、コンピュータ４
０より光センサ２９ａ，２９ｂを左側にゆっくり動す指
令をプロセッサ３８に行い、最大移動距離（例えば数ｍ
ｍ）を指令する（ＳＴ１３）。そして、プロセッサ３８
は、水平リニアアクチュエータ３５を駆動して光センサ
２９ａ，２９ｂを左側にゆっくり動す（ＳＴ１４）。

【００３６】そこで、光センサ２９ａ，２９ｂの入力時
に割り込み処理がなされ、それぞれの光センサ２９ａ，
２９ｂに対してエンコーダ３７の値を読み出し、メモリ
４１に書き込む（ＳＴ１５）。両方の光センサ２９ａ，
２９ｂのワイヤ検出回数が共に２になると停止し、全て
のワイヤ２８を探索した事をコンピュータ４０に通知す
る（ＳＴ１６）。そして、コンピュータ４０では、全て
のワイヤ２８の探索が済んだ通知を受け、２本のワイヤ
２８の位置とワイヤ間の位置を計算して記憶し（ＳＴ１
７）、終了する。

【００３７】また、両方の光センサ２９ａ，２９ｂが共
に２になる前に最大移動距離に到達すると停止し、到達
した事をコンピュータ４０に通知する（ＳＴ１８）。そ
して、コンピュータ４０では、最大移動距離に到達した
事を認識した後、探索が失敗した事を表示し（ＳＴ１
９）、終了する。

【００３８】このように、ワイヤ（ツインワイヤ）２８
が塑性変形して位置がプリント基板３１上の水平な面上
でずれてもワイヤ位置を高精度に検出することができ、
容易に位置合せ調整することができることから、ツイン
ワイヤの把持作業や分離作業を安定させることができ
る。

【００３９】また、光センサ２９ａ，２９ｂの照射スポ
ット径をツインワイヤ２８上で１本のワイヤ径より小さ
く設定することにより、光センサ２９ａ，２９ｂを微小
にすることができ、他機構に干渉させずに配置すること
ができることから、小型化を図ることができる。

【００４０】なお、上記実施例では、ツインワイヤ２８
の位置検出する場合を示したが、単一の被覆ワイヤであ
っても同様の効果を有するものである。

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、検出部を
被覆ワイヤの軸方向と垂直な方向に移動させて、該被覆
ワイヤの位置を検出し、固定手段により該被覆ワイヤを
基板の所定位置上で固定することにより、ワイヤ位置を
高精度に検出することができると共に、小型化を図るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】図１の光センサ部分を説明するための図であ
る。

【図３】図１の位置検出を説明するための図である。

【図４】図１の位置検出を説明するための図である。

【図５】従来のワイヤ把持機構を説明するための図であ
る。

【図６】従来のワイヤ状態を説明するための図である。

【符号の説明】

２１ワイヤ位置検出装置２３垂直リニアアクチュエータ２３ａ垂直送りねじ２５鉗子２７，３７エンコーダ２８ツインワイヤ２９ａ，２９ｂ光センサ３０ａ，３０ｂピン３１プリント基板３２パッド３５水平ニリアアクチュエータ３５ａ水平送りねじ３８プロセッサ４０コンピュータ４１メモリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】供給手段より供給される被覆ワイヤ（２
８）を基板上（３１）でボンディングを行う場合に、該
被覆ワイヤ（２８）の位置を検出するワイヤ位置検出装
置において、前記基板（３１）上に供給される前記被覆ワイヤ（２
８）の位置を、被覆ワイヤ（２８）の軸方向と垂直な方
向に移動させて検出する検出部（２９ａ，２９ｂ）と、該検出部（２９ａ，２９ｂ）により位置検出された該被
覆ワイヤ（２８）を、該基板（３１）の所定位置（３２）上で固定する固定手
段（２５）と、を有することを特徴とするワイヤ位置検出装置。
【請求項２】前記被覆ワイヤ（２８）を２本のツイン
ワイヤとする場合に、前記検出部（２９ａ，２９ｂ）に
より位置検出して、該ツインワイヤ（２８）を分離する
分離手段（３０ａ，３０ｂ）を設けることを特徴とする
請求項１記載のワイヤ位置検出装置。