JPS61502204A - 開口中心を有するたわみピボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 開口中心を有するたわみピボット 発明の背景 １、発明の分野 開示される発明は主にピボットの構造に関し、特にマイクロ電子回路において細 いリード線を接合するための装置で特に有効なたわみごポットの構造に関する。

２、背景技術 マイクロ電子回路パッケージの製造では、非常に細い金線、あるいはアルミニウ ム線を用いて電気的接続がなされる。例えば、集積回路チップとパッケージのリ ードとの間の接続は、そのような細いリード線で一般になされる。他の例として は、ハイブリッド回路内の能動素子はその内部において非常に細いリード線によ って接続される。

細いリード線を相互接続するための取付けは、一般にはリード線を供給すると共 に、さらにそのリード線の両端を接続するリード線接合装置によって行われる。

一般に、リード線接合装置は、垂直に、あるいは水平に動くことができ、および 垂直軸に関して回転できる接合ヘッドを含んでいる。変換器（例えば、超音波変 換器）は、水平軸の周りに、好ましくは変換器およびその取付具の重力中心にて 旋回するように、接合ヘッドに旋回可能に取付けられている。変換器はその端部 に接合具を有するアーム部分を含んでいる。接合具は、接合ヘッドが垂直方向に 動くにつれて、ワークピースに関して上下動される。接合具がワークピースに接 触し、引離されるとき、変換器のアームは旋回する。理想的には、接合具は、ワ ークピースとの接点の近傍では、ワークピースが接合されるべき面に垂直な直線 に沿って移動すべきである。

現在知られているシステムでは、クリアランスの必要性のため、変換器のアーム のピボット構造はワークピースの面上から一定距離離れるように取付けられてい る。従って、接合具を上下させるようにピボットを動かすと、ワークピースとの 接点の近傍の動きが垂直方向ではないため、先端の横滑りを生じ望ましくない。

現在のいくつかのシステムでは、先端の横滑りの影響は、変換器アームのピボッ ト軸と接合具との間の変換器のアーム部分を長くとることによって、軽減されて いるが無くなった訳ではない。しかしながら、アーム部分がそのように長いと、 接合具の位置制御が困難になる。さらに接合具が、第１の接合点と第２の接合点 との間にリード線を供給するために特定の位置をとることが必要なとき、変換器 のアームが長いと、そのような要求された位置決めが不可能ではないが、極めて 困難である。

発明の概要 従って、本発明の目的は、上記ピボット構造に置換る有効などポット軸を有する たわみピボット構造を提供することである。

また、本発明の他の目的は、ベアリングあるいはブッシングを使用しない改良さ れたたわみピボット構造を提供することである。

本発明の他の目的は、小形で開口中心ピボットを有するたわみピボット構造を提 供することである。

本発明の他の目的は、リード線接合装置に使用されるたわみピボット構造を提供 することであり、それにより、変換器ごポット軸を接合領域と同一平面にするこ とができる。

本発明の更に他の目的は、リード線接合装置で使用されるたわみピボット構造を 提供することである。

また、本発明の他の目的は、簡単に位置合せ出来る短い変換器アームを有する改 良されたリード線接合装置を提供することである。

本発明の他の目的は、先端の横滑りを避けられるように改良されたリード線接合 装置を提供することである。

さらに、本発明の他の目的は、たわみ素子をたわます力によって接合具を取付け る手段を提供することである。

前述の、および他の目的を達成プるために、ピボット構造は、第１の傾いた板バ ネの組と第１の板バネの組に平行な第２の傾いた板バネの組を有する。各組の板 バネは９０”以内の開先角度となるように傾いている。さらに各組の板バネは、 互いに離れていて、変換器アームが取付けられているブリッジに固定される最近 接端を有する。板バネの各組の先端は、ブラケットに取付けられ、そのブラケッ トは、板バネに与えられた旋回動作に関して静止したままである。特に、板バネ の各組はＶの字が切られた形に一体となった板バネアッセンブリであり、そのア ッセンブリは平らな中央部に沿ってブリッジに固着される。有効なピボット軸は 、各板バネの対によって形成されるの字が切られた形のアーム部に沿って伸びる 線分が集束する交点にある。

口面の簡単な説明 開示されている本発明の効果と特徴は図面を参照して読まれるとき、以下の詳細 な説明から当分野の熟練者によって容易に理解される。ここにおいて： 第１図は開示される本発明の開口中心を有するたわみピボットを利用したリード 線接合装置の接合ヘッドの斜視図である。

第２図は第１図の接合ヘッドの展開斜視図である。

第３図は第１図の接合ヘッドの底面図である。

第４図はワークピース上に接合具が位置合せされたときの第１図で示される接合 ヘッドの側面図である。

第５図は第１図の接合ヘッドで利用される光学検出構造の詳細な上面図である。

第６図は接合具がワークピースと接触した位置にあるときの第１図で示される接 合ヘッドの側面図である。

第７図は第１図の接合ヘッドを、第４図におけるハツチング７−７に沿って切っ たときの部分断面の立面図である。

第８図は第１図の接合ヘッドを、第４図のハツチング８−８に沿って切取ったと きの部分断面の立面図である。

第９図は第１図の接合ヘッドの部分的立面図であって、本発明の開示されたたわ みピボットの形状を示す。

詳細な説明 以下の詳細な説明の中では、いくつかの図面に示される同じ素子は同じ参照番号 で識別される。また、図示するために、以下にリード線接合装置の接合ヘッドに ついて主に説明するが、ピボット構造を利用する他の装置にも応用可能な技術を 提供するものとして、容易に理解される。図面のいくつかを参照して、一対の平 行なアーム１３と１５を有するブラケット１１を含んでいるリード線接合装置の 接合ヘッド１０がここに示される。アーム１３と１５の上部は、アーム１３と１ ５の間に垂直面１７ａを有する横部材１７で終わっている。ブラケット１１は円 形のシャフト１９に接合されていて、そのシャフト１９は図示されないベアリン グあるいはブッシングのアッセンブリに取付けられ、それにより、シャフト１９ はＡＺ軸の周りに回転する。

他のギヤ２３に噛み合っているギヤ２１がシャフト１９に取付けられていて、適 当な装置（図示されず）によってギヤ２３が駆動されると、ブラケット１１は軸 ＡＺに関して回転させられる。

接合ヘッド１０はさらに、向かい合っているアーム２７と２９を含む変操器支持 ブリッジ２５を含む。そのブリッジ２５は、アーム２７と２９がブリッジの本体 に連なるように、形成されていて、そのブリッジの本体はだんだん細くなって、 四角い細長い垂直部材３１となっている。以下でさらに検討するように、垂直部 材３１はブリッジ２５に取付けられた変換器の角度位置を検出するために利用さ れる。ブリッジ２５の本体はさらに、完全な円よりも少ない断面を有するボア３ ３を含んでいる。両側からボアへの開口部は２つのＵ字形の開口部３５と３７で ある。

ブリッジ２５は、板バネアッセンブリ３９と４１によってブラケット１１のアー ム１３と１５に接合されている。各板バネアッセンブリ３９ど４１は外方向に伸 びている板バネ３９ａと３９ｂ１および４１ａと４１ｂを含んでいる。また各板 バネアッセンブリは各板バネの間に平らな中央取付は部３９ｃと４１ｃを含んで いる。板バネアッセンブリ３９と４１の板バネと中央取付は部は平らで、各部分 には取付は用の穴がある。

板バネアッセンブリ３９は、ブリッジのアーム２７の底に板バネアッセンブリ３ ９の中央部３９０を固着するクランプ４３と固定具４５によって、変換器のブリ ッジ２７の底に固定される。板バネアッセンブリ４１は、ブリッジのアーム２９ の底に板バネアッセンブリ４１の中央部４１ｃを固着するクランプ４７と固定具 ４９によって、ブリッジ２５に固定される。

板バネアッセンブリ３９のアーム３９ａと３９ｂはブラケットのアーム１３のス ロットに各々取付けられ、固着具５１と５３で固着される。板バネアッセンブリ ４１のアーム４１ａと４１ｂはブラケットのアーム１５のスロットに各々取付け られ、固定具５５と５７で固着される。

変換器５９はブリッジ２５のボア３３の中に取付けられる。変換器５９は一対の 固定具３６と３８によってブリッジに固着され、それらがしっかり締付けられる と、開口部３５と３７の大きさが減少し、それによりボア３３の中に変換器５９ を締付ける。例では、変換器５９は超音波変換器であり、その変換器はアーム部 ６１とアーム６１の終端に直角に取付けられた接合具６３を含んでいる。

接合具６３は固定具６５で固着される。

第９図を参照すると、板バネアッセンブリ３９と４１によって与えられるたわみ ピボットの形状が描かれている。特に、板バネアッセンブリ３９に関して示され るように、ピボット軸ＰＡは板バネ３９ａと３９ｂから下方向に伸びる線の交点 にある。

変換器ブリッジ２５を動かしたとき板バネアッセンブリ３ｇと４１の板バネのた わみによって、ピボット軸Ｐ△に関して旋回が生じる。適当な長さの接合具６３ により、ごポット軸ＰＡは接合具６３の先端と同一平面上にある。

板バネアッセンブリ３９と４１の板バネのアームによって形成される開先角度は 約９０°であるように示されている。しかしながら、より小さい開先角度にすれ ば、より小さい構造が達成される。

効果的には、ブラケット１１は、変換器ブリッジ２５と変換器５９を含む変換器 アッセンブリを旋回可能に支持するヨークである。板バネアッセンブリ３９と４ １の結果として、変換器アッセンブリのピボット軸は旋回構造のハードウェアか ら偏移される。

開示された曲げピボットについての記述は一対の板バネアッセンブリ３９と４１ に関してであったが、ある使用目的の場合には１つの板バネアッセンブリで充分 であることは明らかである。

光放出ダイオード（Ｌ　Ｅ　Ｄ　）とフォトトランジスタ検出器を含んでいる光 学検出器モジュール６７が、垂直部１７ａの近くでブラケット１１に取付けられ ている。光学検出器モジュール６７は固定具６９によってブラケットアーム１５ に旋回可能に取付けられている。垂直面１７ａに関する光学検出器の位置は、光 学検出器モジュール６７をしゆう動して通過し、ブラケット１１のネジ切られて いるボアと噛み合うボルト状の固定具７１で調整される。圧縮バネ７３は光学検 出器モジコール６７と垂直面１７ａとの間の固定具に取付けられ、光学検出器モ ジュールを垂直面から離すように働く。垂直部１７ａに関する光学検出器モジコ ール６７の位置はブラケット１１の固定具７１の噛み合いの深さによって調整さ れる。

ブリッジ２５の細長い垂直部材３１の上部は光学検出器モジトル６７の近くにあ り、光学検出器モジュール６７の中に保持されるＬＥＤとフォトトランジスタと の間の光学パスを形成したり遮所したりするための反射面を提供する。細長い垂 直部材３１の位置は、ブリッジ２５が板バネアッセンブリ３９と４１上で旋回す るにつれて変化する。

調整可能な停止部材８５は細長い部材３１に調整可能に係合しでおり、所望のバ ネ張力で板バネアッセンブリ３９および４１に予荷重を印加するように、垂直面 １７ａに対して押圧調整されるようになっている。例えば、停止部材８５を調整 することにより、接合具６３に２０ｇに等しいバネ張力予荷重が設定される。

接合具６３がワークピースに接触するとき、接合ヘッド１０は垂直に下げられる ので、その２０ｇは停止部材８５から接合具６３の先端に伝達される。移動点を 越えて下に行きすぎると接合力が増加する。例えば、予荷４２００で３０Ｑの接 合力を得るためには、所要の口だけ行過ぎることが必要である。従って、変換器 ５９の前述のたわみピボット支持によれば、接合力は容易に制御される。ピボッ ト軸ＰＡと接合具６３の先端が同一平面にあるので、行過ぎ量は横滑りほど顕著 ではない。

動作中に調整可能な停止部材８５は予め決められた予荷重にたいして調整される 。光学検出器６７の位置は、接合具６３のワークピースへの接触を検出するよう に固定具７１で調整される。

ワークピースへの接触が一度検出されると、所望の行過ぎ量になるように接合ヘ ッド１０の垂直方向の変位が適当に制御される。

図に示されるように、接合ヘッド１０はまた、固定具７７と７９によって接合具 ６３の上部の変換器ブリッジ２５に固定される電磁ワイヤクランプアッセンブリ ７５を含んでいる。ワイヤクランプアッセンブリ７５は、ワイヤのガイドとして 働く開口部８１を含み、またリード線を掴めるように、接合具を押付けるように 選択的に働くクランプアーム８３を含んでいる。

以上の記述は開示された本発明の実施例についてであるが、以下の請求の範囲の 記載によって定義されるような本発明の趣旨と範囲内で、該当分野の熟練者によ って種々の変更および変形例がなされうる。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）旋回可能に支持された対象物がそれに関して旋回可能に偏移する支持部材 と、 弾性的に変形し、前記支持部材に取付けられた第１の端部と旋回可能に支持され た対象物に取付けられた第２の端部とを有する第１のたわみ手段と、および弾性 的に変形し、前記支持部材に取付けられた第１の端部と旋回可能に支持された対 象物に取付けられた第２の端部とを有する第２のたわみ手段とを有し、前記第１ と第２のたわみ手段は、共働して前記第１と第２のたわみ手段の前記第２の端部 から偏移するピボット軸をつくり出すことを特徴とする対象物を旋回可能に支持 するピボット構造。 （２）前記第１のおよび第２のたわみ手段はその先端が前記第１の端部であり、 その基端が前記第２の端部である板バネであり、両端部は離隔していることを特 徴とする請求の範囲第１項に記載のピボット構造。 （３）前記第１と第２の板バネは約９０°以内の開先角度をなすことを特徴とす る請求の範囲第２項に記載のピボット構造。 （４）前記有効なピボット軸は板バネに沿って描かれる各線の交点にあることを 特徴とする請求の範囲第３項に記載のピボット構造。 （５）前記第１と第２の板バネは、前記第１と第２の板バネの前記第２の端部の 間に取付け部を有する一体構造からなることを特徴とする請求の範囲第２項に記 載のピボット構造。 （６）前記第１と第２の板バネと前記取付け部はＶ字を切取った形をしているこ とを特徴とする請求の範囲第５項に記載のピボット構造。 （７）旋回可能に支持された対象物がそれに関して旋回可能に偏移する支持部材 と、 弾性的に変形し、前記支持部材に取付けられた先端部と旋回可能に支持された対 象物に取付けられた中央取付け部とを有する第１の弾性手段と、および 弾性的に変形し、前記支持部材に取付けられた先端部と旋回可能に支持された対 象物に取付けられた中央取付け部とを有する第２の弾性手段とを有し、前記第１ と第２の弾性手段は、共働して前記第１と第２の弾性手段の前記中央取付け部か ら偏移する有効なピボット軸をつくり出すこと、を特徴とする対象物をピボット 軸で支えるためのピボット構造。 （８）前記第１のたわみ手段は前記中央取付け部から伸び、前記支持部材に取付 けられた板バネを含み、前記第２のたわみ手段は前記中央取付け部から伸び、前 記支持部材に取付けられた板バネを含でいることを特徴とする請求の範囲第７項 に記載のピボット構造。 （９）前記第１と第２のたわみ手段の各々の前記板バネと取付け部はＶ字を切取 った形をしていることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載のピボット構造。 （１０）前記第１と第２のたわみ手段の各板バネは約９０°以内の開先角度をな すことを特徴とする請求の範囲第９項に記載のピボット構造。 （１１）第１と第２のブラケットアームを有する支持ブラケットと、 接合具を有する接合変換器を支持するための手段であって、第１と第２の外方に 伸びたアームを有している支持手段、 弾性的に変形し、前記第１の外方に伸びたアームに取付けられた中央部と前記中 央部から伸びた板バネとを有し、前記板バネは前記第１のブラケットアームに取 付けられている第１の弾性手段と、および 弾性的に変形し、前記第２の外方に伸びたアームに取付けられた中央部と前記中 央部から伸びた板バネとを有し、前記板バネは前記第２のブラケットアームに取 付けられている第２の弾性手段とを有し、 前記第１と第２の弾性手段は、共働して前記変換器支持手段に取付けられた前記 中央部から偏移するピボット軸を前記変換器支持手段につくり出すことを特徴と するリード線接合装置のための接合ヘッド。 （１２）前記第１と第２の弾性手段は板バネアームと、前記板バネアームの間の 中央部とを有する板バネアッセンブリからなり、前記板バネアームと中央部は切 取られたＶ字をしていることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の接合ヘッ ド。 （１３）前記板バネアッセンブリの各々の板バネアームは約９０°以内の開先角 度をなすことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の接合ヘッド。 （１４）予荷重力は接合具がワークピースに接触するときに接合工具に伝達され るように前記第１と第２のたわみ手段に前記予荷重力を加えるための手段を更に 含んでいることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の接合ヘッド。 〈１５）前記予荷重手段は前記支持ブラケットと前記変換器支持手段との間に挿 入された調整可能な停止部からなることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載 の接合ヘッド。 （１６）接合具がワークピースに接触したことを検出して、接合ヘッドの行過ぎ を制御するために使用される情報を提供する検出手段をさらに含むことを特徴と する請求の範囲第１５項に記載の接合ヘッド。 （１７）前記検出手段は前記支持ブラケットに関して前記変換器支持手段の位置 に応答する光学検出手段からなることを特徴とする請求の範囲第１６項に記載の 接合ヘッド。