JPS62186541A - ワイヤに振動を加える装置 - Google Patents

ワイヤに振動を加える装置

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JPS62186541A
JPS62186541A JP61299039A JP29903986A JPS62186541A JP S62186541 A JPS62186541 A JP S62186541A JP 61299039 A JP61299039 A JP 61299039A JP 29903986 A JP29903986 A JP 29903986A JP S62186541 A JPS62186541 A JP S62186541A
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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】 Ａ、産業上の利用分野 この発明は、超音波往復動要素 （ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｌｌｙ　ｒｅｃｉｐｒｏｃａ
ｔｉｎｇ　ｅｌｅｍｅｎｔ）　、つまり振動要素の周波
数と共振するように調整された可撓性（ｆｌｅｘｕｒｅ
）サポートを使用して、該振動要素の先端部材を支持す
る構造に関するものである。
Ｂ、従来技術およびその問題点 この発明は、細長く伸びた超音波往復動部材、つまり振
動部材の未接続端部を横方向には定置するが、縦方向に
は最大限の運動の自由度を与える構造に使用されるもの
である。従来使用されていた構造の典型的な形状は、ソ
ビエト特許第４９０９５９号に開示されている。それは
、弾性要素によってフレームに取り付けられたスライド
部材であって、前記弾性要素はスライド部材およびフレ
ームのそれぞれに結合された閉楕円形ストリップ・スプ
リングの形状をしている。フレームに対してスライド部
材が徐々に運動した場合、弾性要素は・フレームおよび
スライド部材に関して回転する。
スライド部材の移動範囲は、弾性要素の直線表面長さの
約半分である。しかしながら、スライド部材が弾性要素
に接続されているのであるから、スライド部材の運動の
自由度は削減される。さらに、スライド部材は超音波運
動を目的としたものではなく、また、この特許では、弾
性要素をスライド部材と共振させることも考慮されてい
ない。
この発明が特に目的とする用途は、エンキャブスレート
回路板（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ　ｃｉｒｃｕｉｔ　
ｂｏａｒｄ）すなわちＥＣＢを製造するためのワイヤリ
ング装置つまりワイヤ埋設装置と組み合わせて使用する
ことである。このような装置の例としては、ニューヨー
ク州メルビル在、コルモーゲン・コーポレーション、エ
レクトロニク・ワイヤリング・エクイツプメント・ディ
ビジョン（ＥｌｅｃｔｒｏｎｊｃＥｑｕｊ、ｕｐｍｅｎ
ｔ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｏｆ　Ｋｏ］１ｍｏｒｇｅｎＣ
ｏｒｐｏｒａｔｊ、ｏｎ　ｏｆ　Ｍｅｌｖｊ−１１ｅ、
　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ）のマルチワイヤ（登録商標）２０
００シリーズ・ワイヤリング・マシン（Ｍｕｌｔｉｗｉ
ｒｅ　Ｒ２０００５ｅｒｉｅｓ　ＷｉｒｉｎｇＭａｃｈ
ｉｎｅ）がある。この型式の装置は、超音波振動スタイ
ラスを利用して、接着剤（ａｄｈｅｓｉｖｅ）をコーテ
ィングした基板に絶縁銅線を埋設し、回路板を形成する
ものである。ワイヤはスタイラスの溝付きの先端部の下
、およびこの先端部を通って前進する。この先端部はワ
イヤの位置決めを行い、回路板上に配置する働きをする
。スタイラスの先端部は約２５　ｋ　Ｈｚで垂直に振動
し、ワイヤの下にある接着剤を溶融させ、これによって
ワイヤを基板に固定する。スタイラスは節点で固定支持
され、かつ強化プラスチックのブッシングを使用して、
スタイラスを先端部で支持する。
スタイラスのダンピングを最小限のものとするという要
件に加えて、ブッシング、およびスタイラスの先端部材
に必要な機械加工公差が、スタイラス先端とブッシング
の内径との間に、必要量の「あそび」をもたらす。この
あそびはブッシングが摩耗すると増加し、好ましくない
ものとなる。
なぜならワイヤを回路板の表面に置いたときに、このあ
そびがワイヤの整合不良（ｍｉｓｒｅｇｉｓｔｒａｔｉ
ｏｎ）の原因となるからである。この問題の解決策とし
て考えられる方法のひとつは、ジャーナル・ベアリング
として機能するブッシングを、予圧をかけたボールまた
はロールを備えた減摩ベアリングに替えることである。
しかしながら、極めて高い双方向への速度、および付随
的な加速減速をともなうため、このような解決策の試み
は、失敗した。
回転要素に必要な高加速度を発生するには、回転要素と
スタイラス先端部との間に過度の接触応力をもたらす大
きさの予圧が、回転要素とスタイラス先端部との間に必
要となる。
Ｃ９問題点を解決するための手段 この従来技術に関する知識と、問題が存在していること
によって、この発明がなされた。この発明によれば、超
音波往復動要素の先端部材の横力、向運動を抑え、同時
にこの部材の縦方向運動を可能とする可撓性手段が与え
られる。往復動要素は先端部材から離隔した節点で固定
保持される。可撓性手段は、往復動要素のものとほぼ同
じ固有周波数を有しているから、往復動要素と共振する
。
一実施例においては、周縁が固定された可撓性ディスク
の中心に孔が設けられており、往復動要素を受は入れ、
これと係合させる。他の好ましい実施例においては、複
数個の細長く伸びた共振サポートが、中心開口を備えた
固定部材の間をあけた半径方向の位置に取り付けられて
いる。中心開口を通って往復動要素が延び、共振サポー
トの自由端が係合往復動要素の方向へ向くようになって
いる。この実施例において、少なくとも２個の共振サポ
ートは往復動要素の縦方向の軸に対して前後に調節可能
であって、往復動要素の位置決めを適切に行えるように
なっている。また、少なくとも３番目の共振サポートが
、往復動要素と係合するように偏倚され、これによって
往復動要素が他の共振サポートに対して保持される。
振動がある場合に、これを減衰させたり、あるいは振動
が発生した場合に、これを除去しようという従来技術と
は対照的に、この発明は支持される部材を、この支持さ
れる部材と同じ固有振動数を有する部材によって支持す
ることで、支持される部材の振動を無制限に可能とする
ものである。
支持される部材が振動するのと同じ態様で、支持部材が
振動しようとするので、支持される部材への負荷が最小
限のものとなる。
この発明の他の利点としては、低質量構造と調節可能性
が含まれている。
Ｄ、実施例 第１図は、一般に使用されている型式のＥＣＢワイヤリ
ング装置の作動ヘッド２０を、略図にて示したものであ
る。作動ヘッド２０は超音波振動スタイラス２２を利用
して、絶縁銅線２４を接着剤がコーティングされた基板
２６に埋設し、回路板を形成する。第１図および第２図
に示すように、ワイヤは先端部材２８の下に供給または
送られる。
先端部材２８の最先端には、ワイヤを基板２６上、に配
置するための溝３０が形成されている。図示のように、
先端部材２８の直径は、スタイラス２２の他の部分より
も小さくなっている。先端部材２８の直径が小さいのは
、耐摩耗性を与えるため、これがスタイラスの他の部分
とは異なる材料（たとえば、炭化タングステン）ででき
ているからである。大直径のスタイラス２２の端部にあ
る孔にろう付けすることによって、小直径先端部分２８
をスタイラスに取り付けることもできる。直径が小さい
ことにより、ワイヤを先端部材に対して配置する機構（
図示せず）を、スタイラスの中心線にできるだけ近接し
て配置し、特にスタイラスが基板表面を横切って前進す
る際に、ターンを乗り越える場合に、ワイヤが溝３０か
ら外れることを防止できるようになる。
スタイラス２２と一体的な駆動シャフト３２が適当な振
動機構（図示せず）に接続され、作動可能となっている
。振動機構はスタイラス２２を、垂直方向、すなわちス
タイラスの長手方向軸に沿って振動させる。典型的な場
合、スタイラス２２の先端部は、約０．００２インチ（
約０．００５ａｎ）の直線距離の範囲内を、２５　ｋ　
Ｈｚの周波数で振動する。この振動はワイヤの下の基板
２６の表面上の接着剤を溶融させ、これによってワイヤ
を基板２６に固定する。
スタイラス２２はスタイラスの節点、すなわち運動量ゼ
ロまたは撓みゼロの点に配置された上部サポート３４に
よって、ワイヤリング装置に取り付けられている。上部
サポート３４は、スタイラス２２と一体的な環状フラン
ジ３６と共同する。
フランジ３６は一対の締りばめ０リング３８で挟まれて
いる。ところで、これらのＯリング３８は、適当なりラ
ンプ部材４０によって、環状フランジ３６との緊密な係
合状態に保持される。
スタイラス２２の下端、すなわち先端部材２８において
、ワイヤリング装置に取り付けられた耐摩耗性プラスチ
ック・ブッシング４２が、先端部材２８を定置保持し、
ワイヤ２４を基板２６上に適切に配置する機能を果たし
ている。典型的な場合、ブッシング４２はロードアイラ
ンド、ブリス、トルのディクソン・インダストリーズ・
コーポレーション（Ｄｉｘｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ
　Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆＢｒｉｓｔｏｌ、　Ｒ
ｈｏｄｅ　ｌ５ｌａｎｄ）がルーロン（Ｒｕｌｏｎ）と
いう商標で製造しているもののような、強靭な材料で構
成されている。
しかしながら、この発明、特に第３図および第４図に示
すところによれば、改変された作動ヘッド４４は、作動
ヘッド２０のブッシング４２を可撓性サポート４６に換
えたものである。他のすべての点で、作動ヘッド４４は
作動ヘッド２０と同様である。
さらに、第３図および第４図において、可撓性サポート
４６は装置に適宜取り付けられた固定具４８を包含して
いる。固定具４８は図示のようなドーナッツ形のもので
あっても、あるいはこの発明の目的に適合したその他の
形状のものであってもかまわない。図示のように、固定
具４８には、中央開口５０が設けられており、この開口
５０を通って先端部材２８が延びている。固定具４８は
基板２６の上面から上方へ離隔して配置されている。固
定具４８には、少なくともひとつの滑かな半径方向のボ
ア５２、および少なくとも一対のタップまたはねじの刻
まれた半径方向のボア５４が形成されている。ボア５２
は盲ボアであって、その内端において圧縮スプリング５
６を受は入れている。第１共振サポート５８は取付は部
６０を包含している。この取付は部５８はボア５２内へ
受は入れられスライドするようになされた、滑かな外面
を有している。
第２および第３共振サポート６２は同一形状をしており
、半径方向のボア５４にねじ込まれている。共振サポー
ト６２はサポート５８と類似しているが、サポート５８
の滑かな取付は部６０の代わりに、外面にねじ山の刻ま
れた取付は部６４を有している点が異なっている。共振
サポート５８および６２はすべて、細い領域６６および
自由端部６８を有している。共振サポート６２の自由端
部６８は、先端部材２８と係合し、これを基板２６に関
して適切に配置する機能を果たす。共振サポート５８の
自由端部はスプリング５６によって偏倚され、先端部材
２８と係合し、これによって先端部材２８を共振サポー
ト６２との係合状態に保持する機能を果たす。可撓性サ
ポート４６を有効とするためには、共振サポート５８と
各共振サボー１−６０がなす角度が、鈍角すなわち９０
°を超える角度でなければならないことが、理解されよ
う。
共振サポート５８および６２は、これらの可撓性を改善
するための細い領域６６を有している。
共振サポートを製造するのに好ましい材料は、ロックウ
ェルＣ硬度で５８ないし６２の範囲に硬化した工具鋼で
ある。
周知のように、振動する円柱状の片持ち部材の振動数は
、その直径、長さ、材料の剛性（ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ）
　、および材料の密度の関数である。
この発明のため、これらのパラメータに選択された値は
、共振サポート５８および６２が、スタイラス２２の固
有振動数とほぼ等しい固有振動数を示すようなものであ
る。このようにして、自由端部６８は先端部材２８と一
致して運動し、スタイラス２２と共に共振する。
第３図および第４図に示した実施例の場合、共振サポー
トが３個であることが好ましい。これはこの構造が、ス
タイラス２２を適切な位置に配置し、かっこの位置を動
作中に維持するのに有効な、最も簡単な設計を代表する
ものだからである。共振サポート５８または６２を追加
して、利用することができる。しかし、可撓性サポート
４６の構造および操作は、これによって、図示説明した
構造よりもかなり複雑なものとなる。それ故、第３図お
よび第４図の実施例が好ましいものであるのは、この実
施例が最少限の構造的な質量および複雑度にて、この発
明の希望する目的を達成し、同時に先端部材２８に必要
な適切な配置および指示を確実なものとするからである
。しかしながら、他のさまざまな構造を利用することが
でき、しかもこの発明の範囲に属している、他のさまざ
まな構造があることを、理解されたい。
他の実施例を説明するため、第５図および第６図を参照
する。この実施例において、可撓性サポート構造７０は
、一対のリング状可撓部材７２を包含している。これら
の部材７２は装置に適宜取り付けられ、かつこれらには
適切な切欠７３が形成され、これらの切欠７３の間に可
撓性の共振ディスク・サポート７４をぴったりと受は入
れるようになっている。可撓性部材７２を適切な態様で
クランプした場合、これらの部材は共振ディスク・サポ
ート７４を堅固に定置保持し、このディスク・サポート
７４が中央開口アロを横切って延びるようにする。中央
開口アロは、可撓性部材７２の各々を通って延びている
。ディスク・サポート７４に孔を設け、内部リム７８を
画定する。内部リムは先端部材２８が中央開口アロを通
って延びる場合に、この部材にぴったりと係合する。共
振サポート５８および６２同様に、可撓性ディスク・サ
ポート７４はスタイラス２２を横方向には定置するが、
縦方向にはスタイラスと共に運動する。さらに、ディス
ク・サポート７４に対して適切なパラメータを選択して
、ディスク・サポートがスタイラスとほぼ同じ固有振動
数を有し、スタイラスが振動した場合に、スタイラスと
共振するようにする。
以上、接着剤でコーティングした基板にワイヤを置き、
超音波振動を加えて該接着剤を溶融することにより該ワ
イヤを該基板に貼付する装置について、本発明を説明し
たが、ワイヤに超音波振動を加えてワイヤと電極を結線
する装置にも本発明を適用することができる。
Ｅ０発明の効果 本発明によれば、超音波振動するスタイラスを支持する
可撓性サポートが該スタイラスと共振するので、該サポ
ートの摩耗を従来のブッシングよりも大幅に減らし、も
ってワイヤの位置決めの精度を上げ、正確な接合箇所に
てワイヤに振動を加えることが可能になるという優れた
効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、若干の部材を断面で示した、従来技術のＥＣ
Ｂワイヤリング装置の一部を表す略側面図である。 第２図は、はぼ第１図の線２−２に沿って取った断面図
である。 第３図は、この発明にしたがって改変された第１図の構
造を示す、側面図である。 第４図は、第３図に示した構造の底面図である。 第５図は、この発明の他の実施例を示す、第４図と同様
な底面図である。 第６図は、はぼ第５図の線６−６に沿って取った断面図
である。 ２２・・・・超音波振動スタイラス、２４・・・・絶縁
銅線、２６・・・・基板、２８・・・・先端部材、３０
・・・・溝、３２・・・・駆動シャフト、３４・・・・
上部サポート、４６・・・・可撓性サポート、４８・・
・・固定具。 ５８・・・・第１共振サポート、６２・・・・第２およ
び第３共振サポート、７０・・・・可撓性サポート構造
、７２・・・・リング状可撓性部材、７４・・・・共振
ディスク・サポート。 出願人　　インターナシミナル・ビジネス・マシーンズ
・コーポレーション 代理人　　弁理士　　頓　　宮　　孝　　−（外１名） 第１図 第２図 第８図 偶［０Ｍ 調ｐＯ凶

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ワイヤに係合するようになされた先端部材を持ち、基板
    の表面と直交する縦方向に延びるスタイラスと、 前記スタイラスを縦方向に一定の超音波振動数にて振動
    させる駆動手段と、 前記先端部材から離隔した節点で前記スタイラスを固定
    保持するサポートと、 前記先端部材において前記スタイラスと係合可能に前記
    装置に取り付けられ、前記スタイラスが縦方向に運動し
    た場合に、前記スタイラスを縦方向には運動可能とする
    が前記基板と平行である横方向には運動しないように拘
    束し、かつ前記スタイラスと実質的に同じ固有振動数を
    有していて前記スタイラスと共振する可撓性手段 からなるワイヤに振動を加える装置。
JP61299039A 1986-02-05 1986-12-17 ワイヤに振動を加える装置 Granted JPS62186541A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/826,203 US4884334A (en) 1986-02-05 1986-02-05 Resonant stylus support
US826203 1986-02-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62186541A true JPS62186541A (ja) 1987-08-14
JPH0255945B2 JPH0255945B2 (ja) 1990-11-28

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ID=25245966

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61299039A Granted JPS62186541A (ja) 1986-02-05 1986-12-17 ワイヤに振動を加える装置

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US (1) US4884334A (ja)
EP (1) EP0231791B1 (ja)
JP (1) JPS62186541A (ja)
DE (1) DE3772398D1 (ja)

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