JPS626651B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はワイヤクランパ駆動機構に関し、とく
に独自の電気的駆動手段をもつたワイヤクランパ
駆動機構に関するものである。

ワイヤボンデイングにおけるワイヤクランプ技
術については、例えば、特開昭50−56160号に示
されている。

〔発明の背景〕

たとえば、半導体装置の製造設備装置の１つで
あるところの超音波ワイヤボンダにおいては、特
願昭50−119763号に示されているように、ボンデ
イングアーム機構に隣接してワイヤクランパ機構
を設けている。このワイヤクランパ機構は、ボン
デイングアームの一部支軸にするアームを介して
カム機構から、その駆動力を得ている。

このワイヤクランパ機構は、ボンデイングアー
ムと密接に関係し、ボンデイングアームに供給す
る結線用のワイヤの保持およびカツトフイードの
ために使われる。

従来、この種のワイヤクランパ機構は、クラン
パの開閉動作およびカツトフイード動作をさせる
ためにアーム・レバーなどを介して外部からカム
機構によつて駆動力を与えている。

しかしながら、このような従来のワイヤ駆動力
をクランパに伝えるレバーの支軸がボンデイング
アームに取り付けられていると、ボンデイングア
ームに働くボンデイング荷重がたとえば30ｇ程度
と軽量の場合には、前記駆動力がボンデイングア
ームに悪影響をおよぼし、ボンデイング結果の劣
化をきたしていた。

また、ボンデイングアームとは独立にクランパ
機構が設けられている場合には、上下動作するボ
ンデイングアームの動きに関係なくボンデイング
アーム機構と同一の駆動力を与えることから、ワ
イヤクランパ機構が複雑になり、機構上の故障、
動作タイミング不良など各種トラブルの原因とな
つていた。更に、従来の１つの駆動機構によつ
て、リターンおよびカツト動作の両方を行なわせ
る場合には、高速でかつ正確な動作条件を設定す
ることが困難である等の問題点があります。

〔目的〕

本発明はこのような従来の欠点を解消するもの
であつて、その目的とするところは、クランパ動
作によりボンデイング荷重を変化させることがな
く、タイミング合せなどの調整が楽で、しかも機
械的トラブルのないワイヤクランプ駆動機構を提
供するにある。

〔発明の概要〕

このような目的を達成するための本発明の基本
的な構成は、ワイヤ・クランパの位置制御手段を
ボンデイング・アーム上に設け、２個の独立な駆
動手段により、カツト、フイード、リターン時の
クランパ位置制御を行なうものである。

〔実施例〕

以下、添付図面に関連して本発明の実施例につ
いて説明する。

第１図において、このワイヤクランパ駆動機構
１は、図示しない駆動カムに一端を係合し、超音
波ホーン２を他端に設けたボンデイングアーム３
上に搭載し、このうちのスライダ４はボンデイン
グアーム３の上面の長さ方向に沿つて摺動自在に
設けている。特に図示しないが、スライダ４は、
そのウイング部４ａの下面の溝によりガイド壁１
０の摺動面１０ａ上を横ずれなくスライド可能に
係架されている。

前記スライダ４は一端に設けた１対のクランプ
あご５，５と、このクランプあご５，５を開閉動
作するため支点６の後方に配置したクランパ開閉
用ソレノイド７と、スライダ４の他端を上向きに
折曲げて形成した係合板８と、この係合板８およ
びソレノイド７間にあけた長穴９を有している。

また、前記スライダ４を搭載する側のボンデイ
ングアーム３は、前記スライダ４をガイドするガ
イド壁１０を摺動面１０ａの両端に形成し、この
ガイド壁１０の延長部分にワイヤカツト用ソレノ
イド１１と、クランパリターン用ソレノイド１２
を並列に配置し、各ソレノイド１１，１２のロツ
ド端部１１ａ，１２ａを係合板８に向け対応させ
ている。

さらに、前記クランパリターン用ソレノイド１
２の付根寄り位置に、ソレノイド１２に並べてフ
イード調整マイクロメータヘツド１３を設け、こ
の軸端部１３ａをやはり係合板８に向け対応させ
ている。

そして、スライダ４にあけた長穴９にはボンデ
イングアーム３上に突出させたピン１４を挿入
し、このピン１４と前記係合板８間に引張ばね１
５を張設し、スライダ４にホーン２先端方向の付
勢力を与えている。

また、前記クランプあご５，５は、その先端に
近づくにしたがつて下向きに折曲させており、し
かも両クランプあご５，５でホーン２を抱くよう
に配置している。

つぎに、このようなワイヤクランパ駆動機構の
作用を説明すると、まず、スライダ４のガイド壁
１０に沿う方向の動きはワイヤカツト用ソレノイ
ド１１とクランパリターン用ソレノイド１２それ
に引張ばね１５で行う。

また、クランプあご５，５の開閉動作はクラン
プ開閉用ソレノイド７で行う。

そして、スライダ４の移動量すなわちワイヤフ
イード量は、フイード調整マイクロメータヘツド
１３を適当にまわし調整することにより整えるこ
とができる。

さらに、第２図ないし第３図において、クラン
パ開閉動作、ワイヤカツト動作、クランパリター
ン動作それにボンデイングアーム上下動作の関係
を時間の変化にともなつて説明する。第２Ａ〜Ｂ
図において、１はボンデイング・ツール、５は、
クランパ、１６はボンデイング・ワイヤ、１７
は、半導体ペレツト等の電子素子のボンデイン
グ・パツド、１８は、ペレツト、１９は配線基
体、２０はリード又はメタライズ電極である。

第２Ａ図は、第１ボンデイング点のボンデイン
グ動作、第２Ｂ図は第１ボンド後の第２ボンド点
への移動及びクランパ・リターン動作、第２Ｃ図
は、第２ボンド後のワイヤ・カツト動作、第２Ｄ
図はワイヤ・フイード動作をそれぞれ示す。

(a) 第２Ｄ図を示す如く、第１ボンデイング側で
ワイヤ１６をクランプしたまま（クランパ開閉
用ソレノイド、OFF）ワイヤ１６をフイード
する（ワイヤカツト用ソレノイド、クランパリ
ターン用ソレノイド、OFF） すなわち、フイード工程であり、この時、ク
ランパは第３の位置から第１の位置に移動す
る。

(b) 第２Ａ図の如く第１ボンデイング側のボンデ
イング后、第２Ｂ図の如く、第２ボンデイング
側への移動開始前にクランパあご５，５を開く
（クランパ開閉ソレノイド、ON）。

(c) 第２ボンデイング側への移動開始后、クラン
パあご５，５を少し戻す（クランパリターン用
ソレノイド、ON）。

すなわち、リターン工程であり、この時、ク
ランパはツールとの関係において、第１の位置
から第２の位置に移動する。

(d) 第２Ｃ図に示す如く、前状態のまま第２ボン
デイングを行い、この間ワイヤ１６をクランプ
后（クランパ開閉用ソレノイド、OFF）、ワイ
ヤ１６をカツト（ワイヤカツト用ソレノイド、
ON）。すなわちクランパは第２の位置から第３
の位置に移動するカツト工程である。

そして、１サイクル終了直前でフイードさせる
（クランパ開閉用ソレノイド、OFF）。

このようにして、(a)〜(d)の動作を繰返し行いボ
ンデイングを進めていく。

ここで、クランパの第１の位置とは、第１ボン
デイング点のボンデイングをする時の位置であ
り、ツールに一番近い位置である。第２の位置と
は、第２ボンデイング点のボンデイングをする時
のクランパの位置であり、ツールから伸びている
ワイヤの方向に、第１の位置よりもツールから離
れた位置である。第３の位置とは、クランパから
ツールがワイヤの伸びている方向に最も離れた位
置であり、第２の位置と第３の位置との距離は、
第２ボンデイング点のボンデイング後にワイヤを
カツトするために必要なツールの移動距離であ
り、ワイヤの材質等により変化する。第３の位置
と第１の位置との距離は、ワイヤのカツト後に次
の第１ボンデイング点のボンデイングをするため
にワイヤを送り出すワイヤフイードの工程で、ツ
ール先端からワイヤをどの程度出せば第１ボンデ
イング点のボンデイングが良好に行えるかによつ
て決まるものである。

なお、前記実施例においては、ワイヤクランパ
駆動機構１の駆動源として電気的なソレノイド
７，１１，１２を用いているが、これにかえて前
記駆動源として小型パルスモータを用いての制
御、または交流（または直流）の小型モータを用
いての制御であつてもよいことは言うまでもな
い。

第４図は、第１図の要部の模式的拡大図であ
る。同図においては、第１図を長手方向に模式的
断面を示し、動作説明に重点をおき、高さ方向を
拡大して示すために細部は省略して示す。例え
ば、クランパのスライド面４ａとアームのスライ
ド面１０ａは、実際にはオイル層等を介して密着
しているが、同図においては拡大して示してあ
る。

１は、ボンデイング・ツール、５ａはクランパ
の先端部である。更に、１７はボンデイング・ア
ームと一体となつた支持体でクランパ駆動手段す
なわちソレノイド１１，１２を支持している。フ
イード調整マイクロメータ・ヘツド１３はネジ１
１３ａを介して、前記支持体１７のネジ穴にセツ
トされており、このヘツド１３を回転させること
によつて、スライダ４がワイヤのフイードの時に
アーム３の上をすべつて前進して、係合板８がロ
ツド端１３ａに当接することによつて、フイード
長さを調整している。また、クランパ・リターン
用のソレノイド１２がOFFするとロツド１２ａ
はソレノイド１２内にもどり、その結果、バネの
力により係合板８が前進することによつて、クラ
ンパあご５の相対位置を前にもつてくることがで
きる。

第５図は、本発明を説明する為の工程図であ
る。すなわち、前記実施例に示す工程の特徴は、
ワイヤ・カツトとワイヤ・フイードのクランパの
移動量の差を補正するためのリターン動作を比較
的時間的余裕のある第１ボンド工程と第２ボンド
工程の間に行なうようにしたものである。

〔効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれ
ば、クランパ開閉動作および摺動動作を、ボンデ
イングアーム動作用駆動源と分離し、かつこの駆
動源として電気的駆動手段を駆使していることか
ら、ボンデイングアームがどのような位置状態に
あるときにも、クランパ駆動系の力がボンデイン
グアーム側に加わることがない。

したがつて、クランパ動作によりボンデイング
荷重が変化することがなく安定かつ高精度のボン
デイングが可能となる。

また、電気的駆動手段を駆使していることか
ら、クランパ開閉動作など各種作のタイミング合
せなどの調整が容易になり、かつ装置の故障も少
なく保守面で有利となるなど数々の効果が得られ
る。更に、本発明によれば、第２ボンデイング終
了後、高速で次の第１ボンデイング点に移動して
も、その間はクランプされたままなので、ワイヤ
がぬけおちることがない等の種々の利点を有す
る。更に、本発明によれば、ボンデイング・アー
ム上に設けられた独立したリターン用クランパ駆
動手段とワイヤ・カツト用クランパ駆動手段を有
することにより、ワイヤカツト及びワイヤフイー
ドに必要なワイヤ・クランパの移動量を極めて容
易に調整可能なワイヤボンデイング装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるワイヤクランパ駆動機構
の一部を省略した斜視図、第２Ａ〜Ｄ図は本発明
同駆動機構の作用説明に用いる動作説明図、第３
図は同作用説明に用いるタイムチヤート図であ
る。第４図は、第１図の要部拡大図、第５図は、
本発明を説明する為の工程図である。 １…ワイヤ・ボンデイング・ツール、２…超音
波ホーン、３…ボンデイングアーム、４…スライ
ダ、５…クランプあご、６…支点、７…クランパ
開閉用ソレノイド、８…係合板、９…長穴、１０
…ガイド壁、１０ａ…摺動面、１１…ワイヤカツ
ト用ソレノイド、１１ａ…ロツド端部、１２…ク
ランパリターン用ソレノイド、１２ａ…ロツド端
部、１３…フイード調整マイクロメータヘツド、
１３ａ…軸端部、１４…ピン、１５…引張ばね、
１６…ワイヤ、１７…ペレツト上のボンデイン
グ・パツド（第１ボンド点）、１８…電子素子ペ
レツト、１９…配線基体、２０…リード又はメタ
ライズ電極（第２ボンド点）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ワイヤを貫通されるようにしたツールと、こ
   のツールの近傍に設けられワイヤを必要に応じて
   クランプするワイヤクランパとを備え、ワイヤを
   前記ツールに繰り出してボンデイングするワイヤ
   ボンデイング装置であつて、 (a) 開状態の前記クランパを第１の位置から第２
   の位置に移動させるためのボンデイング・アー
   ム上に設けられた第１のクランパ駆動手段と (b) 閉状態の前記クランパを前記第２の位置から
   第３の位置に移動させてワイヤを切断するため
   のボンデイング・アーム上に設けられた第２の
   クランパ駆動手段 とを有し、前記ワイヤ切断後に閉状態の前記クラ
   ンパを前記第１、第２のクランパ駆動手段を制御
   することによつて、前記第３の位置から実質的に
   前記第１の位置に前進させて前記ツールの先端下
   にワイヤの繰り出しを行なうことを特徴とするワ
   イヤボンデイング装置。