JPS63268582A - ミスワイヤの検出可能なワイヤ接続方法および装置 - Google Patents

ミスワイヤの検出可能なワイヤ接続方法および装置

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JPS63268582A
JPS63268582A JP63087067A JP8706788A JPS63268582A JP S63268582 A JPS63268582 A JP S63268582A JP 63087067 A JP63087067 A JP 63087067A JP 8706788 A JP8706788 A JP 8706788A JP S63268582 A JPS63268582 A JP S63268582A
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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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、ワイヤ接続装置に関するものであり、特に
トランスデユーサによって駆動されるワイヤ接続装置に
おけるワイヤのミスされていることの検出に関するもの
である。
［従来の技術］ 多くの型式の超音波ワイヤ接続装置においては、ワイヤ
は接続工具に供給され、接続工具の下に供給された状態
で工具が下方の回路素子にワイヤを押付けてその地点で
超音波接合を行なう。工具およびワイヤ供給装置をワイ
ヤが固定されている前の接続部に対して動かすことによ
って工具と共に移動されるように設置されたワイヤ供給
装置からワイヤが供給される。第２の接続は第２の点ま
たは回路素子に行われ、その後新しいある長さのワイヤ
が再び工具を動かすことによって次の接続対のため準備
される。それからワイヤは工具にクランプされ、このク
ランプされたワイヤと共に工具を接続部に対して動かす
ことによってワイヤは最後の接続部において切断される
。時々ワイヤは不適切に供給され、第１と第２の接続部
の間で切断され、或いは何か別の理由で装置が接続工具
の先端の下に適切にワイヤを供給できなかったりするこ
とがあり、それによってワイヤ供給の問題が検出され修
正されるまで次の接続を行なうが妨げられる。自動装置
においては、ワイヤがなくなったことは検出されず、機
械は何等有用な作業をすることなくそのプログラムされ
た動作を続行する。
第１の接続部のためにワイヤの先端にボールが必要な、
いわゆる、ボールボンダーにおいては、ワイヤ端のボー
ルはワイヤ端ボール形成回路の一部に一時的に接続され
たワイヤを通して電流を流すことによって生成される。
そのような装置では、ワイヤがミスされていることはボ
ール形成過程において電流が流れないことを注意するこ
とによって容易に検出することができる。しかしながら
、多くの接続装置ではこのボール形成工程は使用されな
い。そのような接続装置ではワイヤがミスされているこ
との検出のための方法或いは装置は知られていない。そ
れ故、もしもワイヤが自動接続装置において適切に供給
されないならば、前述のように装置は連続してその種々
の位置を通って動作するが、接続工具の先端にはワイヤ
がないから何等有用な効果は生じない。
［発明の解決すべき課８］ したがって、この発明の目的は、トランスデユーサ駆動
ワイヤ接続装置においてワイヤのミスされていることの
検出を行なうことである。
［課届解決のための手段および作用］ この発明によれば、トランスデユーサ駆動ワイヤ接続装
置におけるワイヤのミスされていることは、ワイヤを切
断するための作業テーブルと接続工具との相対運動中に
ワイヤに与えられる力を監視することによって検出され
る。この発明の特に好ましい実施態様によれば、ワイヤ
に与えられ−る力は切断工程中のトランスデユーサのイ
ンビニダンスを監視することによって効果的に監視され
る。
［実施例］ この発明の原理は種々の型式の接続装置に適用可能であ
るが、超音波ワイヤ接続装置の実施例によって説明する
。その主要機能部品は第１図に示されている。接続装置
フレームＩＯは超音波トランスデユーサ１４を固定して
支持するトランスデユーサ保持構造部１２を備えている
。接続装置フレーム１０は垂直位置決め装置１Ｂによっ
て固定接続装置支持構造１８に取付けられており、この
固定接続装置支持構造１８は前方に延在するテーブル支
持体２ｏを備え、このテーブル支持体２０上に概略的に
示された水平Ｘ、Ｙ位置決め装置２４により作業テーブ
ル２２が設置されている。導電ワイヤが接続される電気
回路素子を支持するチップまたはそれし類似の形態のワ
ークピース２Ｂはこの作業テーブル２２に固定されて支
持されている。Ｘ、Ｙ位置決め装置２４は作業テーブル
２２およびチップ２８を接続装置フレーム１０の下で直
交する２方向に水平に移動させる。
トランスデニーサ支持アーム８０はトランスデユーサ１
４に固定されてその１側から水平に延在して強固な、細
長い棒状の形態の接続工具３２を固定して支持する。接
続工具３２はテーパーを有する工具先端部３４を有し、
それにワイヤ案内素子３Ｂが固定され、このワイヤ案内
素子３Ｂを通ってワイヤ４０は第２図によく示されてい
るように工具の下端に沿って工具先端部３４の下まで延
在するように案内されることができる。接続装置フレー
ムｌＯは図示しないワイヤ供給スプールを支持しており
、ワイヤ４０はそこから接続工具３２と平行な経路に沿
って引出される。ワイヤ４０は接続装置フレーム１０上
に支持されているクランプ用ソレノイド４Ｂにより動作
されるワイヤクランプ４４を通過して垂直に下方に延び
ている。ソレノイド４Ｂにより付勢されるとき、ワイヤ
クランプ４４はワイヤ４０を接続装置フレーム構造およ
び接続工具３２にしっかりと押付けてワイヤ４０が接続
装置フレーム構造および接続工具３２に対して動かない
ようにする。ソレノイド４Ｂが付勢されないとき、ワイ
ヤ４０は接続工具３２の先端３４の下まで垂直路に沿っ
て自由に運動できる。垂直位置決め装置１Ｂは接続装置
フレームｌＯおよび接続工具３２が垂直に上下に移動し
て接触部を形成するためにテーブルに向かって降下し、
テーブルの水平運動中部品を取付けられたテーブルをき
れいにするためにテーブルから上方に移動されることが
できる。
第２図は、接続工具先端部３４およびワイヤ４０の位置
の、作、業テーブル上に支持された回路素子上の１対の
点に対する典型的なシーケンスを示している。接続部Ａ
およびＢは回路素子上の離れた点に形成される。１対の
接続部ＡおよびＢの形成の完了までの接続工具先端部３
４の連続した位置が（ａ）乃至（ｆ）で示されている。
最後の接続部において新しいワイヤを供給し、ワイヤを
切断するための接続工具先端部３４の連続した位置およ
び運動が（ｇ）、（ｈ）、（ｉ）に示されている。
接続工具は垂直に位置Ｃａ）に降下され、接続工具の先
端３４の丁度下に工具先端３４のワイヤ案内素子３Ｂを
通って延在するワイヤ４０が位置し、工具の下には作業
テーブルが水平に配置されている。
工具の先端３４はワークピースに押付けられ、ワイヤ４
０はその間に挟まれる。一方トランスデューサは第１の
接続Ａを行なうために付勢される。第１の接続が完了す
ると、接続工具は垂直位置制御袋装置１６の動作により
垂直に位置（ｂ）に上昇され、それから工具は下降を開
始し、それと共にＸ、Ｙ作業テーブル位置決め装置２４
は作業テーブルおよびその上の回路素子を第２図におい
て右方向に水平に移動させる。これによってワイヤおよ
び接続工具先端３４は図示のように第１の接続Ａに対し
て相対的に左に移動されることになる。これらの動作お
よび運動中、クランプ４４の部分により第２図に概略的
に示したクランプは付勢されず、したがってワイヤはワ
イヤ案内素子３６を通って接続工具に対して自由に運動
する。第１の接続Ａが完了し、ワイヤクランプが付勢さ
れていないために、接続部に対する接続工具の移動はワ
イヤ供給スプールから追加のワイヤを引出し、それ故接
続工具がワイヤに沿って移動するにしたがって供給スプ
ールからさらにワイヤが引出される。作業テーブルが水
平に移動するとき接続工具は下方に降下を続けて順次（
Ｃ）、（ｄ）、（ｅ）の位置を経る。
（ｅ）の位置において作業テーブルの水平運動は停止し
、一方接続工具の垂直降下は位置（ｆ）まで続けられ、
この位置で接続Ｂが行われる。両方の接続ＡおよびＢは
作業テーブルに取付けられた同一または異なる回路素子
に対して形成される。
第２の接続Ｂが完了すると、接続工具先端３４の下に新
しいワイヤを供給し、第２の接続Ｂにおいてワイヤを切
断しなければならない。このためにワイヤ接続工具はワ
イヤをクランプしない状態で（ｇ）のように少し上昇し
て追加のワイヤを引出す。それから接続工具は下降され
、一方テーブルは第２図に示すように前方（図の右方向
）に移動され、位置（ｈ）で示すように新しいワイヤを
工具先端３６の下に曲げる。第２図に位置（ｈ）で５０
で示す新しいワイヤは供給スプールから引出されて工具
先端３４の下の適切な位置を取る。この状態でワイヤは
第２の接続Ｂにおいて切断される。これは最初に位置（
ｉ）のクランプ４４の位置で示すようにクランプを付勢
し、接続工具を少し上昇させ、作業テーブルを少し右に
移動させることによって行われる。この運動は相対的に
矢印５２で示すような工具とクランプされたワイヤの左
方への運動を行なわせることになり、第２の接続Ｂの位
置でワイヤは切断される。
上記の第２図に示した工程のシーケンス中の任意の時点
においてワイヤが適切に位置されないとき、および／ま
たは適切な接続が形成されないときには、ワイヤは工具
先端３４の下端から変位し、ワイヤの“喪失“または“
ミス“を生じる。もしもワイヤが失われていれば、位置
（ｈ）から位置（ｉ）へ移動する切断工程の非常に小さ
な移動はワイヤにほんの少ししか力を与えず、或いは全
く力を与えない。もしもワイヤが不注意で予め切断され
ていたとすれば、第２の接続Ｂもなければ工具先端３４
の下のワイヤ案内素子３６を通るワイヤもない。もしも
ワイヤが工具先端３４の下の供給路からはずれるならば
、位置（ｈ）から位置（ｉ）への非常に短い移動はワイ
ヤに顕著な張力を全（与えられない。いずれにしても、
もしもワイヤがワイヤ切断工程中に工具先端の下に適切
に位置されていなければ、適切な張力は与えられず、切
断は生じない。
この発明の原理によれば、適切に位置されたワイヤが存
在するか否かは切断工程中（この工程中に位置（ｈ）か
ら位置（ｉ）へ移動する）にワイヤに与えられる力を監
視することによって決定される。ワイヤに与えられる力
は工具先端３４の最下端により与えられ、工具先端に実
質上水平方向に作用する。この力は最後の接続部に対す
るワイヤに沿って軸方向に向いている。したがってワイ
ヤのこの張力は工具軸に垂直な方向に工具先端の下端に
作用する力を生じる。これは工具３２に曲げモーメント
を与え、工具支持アーム３０の前端に対するその固定連
結部を中心とする反時計方向（第１図でみて）に工具を
曲げ、および回転させようとし、それによりトランスデ
ユーサ１４の前面５６に片持ち梁として固定され支持ア
ーム３０はトランスデユーサ１４に物理的歪みを伝達す
る。工具支持アーム３０を介して与えられた力によりト
ランスデユーサ１４に伝達された物理的歪みはトランス
デユーサ１４のインピーダンスを変化させる。この時付
勢されたトランスデユーサ１４によって、このインピー
ダンス変化は容易に検出されて適切なワイヤ切断力の発
生を知らせる。ワイヤのミスが存在すれば、適切な切断
張力はワイヤに与えられず、この力はトランスデユーサ
１４に伝達されず、そのためトランスデユーサ１４は前
記のようなインピーダンス変化を生じない。したがって
この切断工程中の付勢されたトランスデユーサ１４のイ
ンピーダンスの変化がなければワイヤがミスされている
ことが判る。
ワイヤ゛に与えられる力の監視、または曲げられる工具
に与えられる力の監視、またはトランスデユーザのイン
ピーダンスの監視には多数の異なった装置が使用できる
ことが容易に認められるであろう。現在ではトランスデ
ユーサのインピーダンスの監視によるワイヤの力の監視
が、その他のワイヤ、工具または工具支持アームまたは
゛接続部それ自身に与えられる力を直接または間接に検
出する装置よりも好ましい。トランスデユーサのインピ
ーダンスを監視する回路が第３図に示されており、それ
は接続工具３２、工具支持アーム３０、トランスデユー
サ１４を概略的に示している。電源は接続動作中トラン
スデユーサ１４を付勢するためにすでに設けられている
電源である。トランスデユーサ１４はＡＣ電源（図示せ
ず）に接続された変圧器６０を介して交流により付勢さ
れ、トランスデユーサ１４には線６２．８４により付勢
電流が供給される。
トランスデユーサ付勢電流は電流検出変圧器６６によっ
て検出され、この電流検出変圧器６Ｂの１次巻線６８は
トランスデユーサ付勢電流用の線Ｂ２と直列に接続され
、その２次巻線７０は整流器７２の入力に接続され、整
流器７２はその出力線７４に整流されたＤＣ出力信号を
発生させる。
正常のワイヤ切断動作では、ワイヤに与えられる切断用
の張力はトランスデユーサのインピーダンスを増加させ
、同時にトランスデユーサ付勢電流を減少させる。この
インピーダンスの増加および付勢電流の減少はワイヤの
切断により終了し、ワイヤ、工具およびトランスデユー
サに与えられる力も消滅する。したがって適切な切断力
を与えることによって整流器７２は負方向のパルス７６
を生じて、それはキャパシタ８０により増幅器７８に結
合される。パルスはパルス８２で示すように増幅器７８
により反転されて差動増幅器８４により構成された比較
器の入力の一つに結合される。その第２の入力には基準
電位と接地点との間に接続された可変ポテンシオメータ
８Ｂの可変端子８６が接続されている。ポテンシオメー
タ８８は比較用の差動増幅器８４の入力に供給されるパ
ルス８２と比較するための基準しきい値を設定する。も
しも入力パルスが増幅器８４に対する基準入力を越えれ
ば、差動増幅器８４は正の出力パルス９０を発生し、そ
れはフリップフロップ９２からなる２安定回路を設定す
るために供給される。このフリップフロップ９２は設定
されると線９４によって適当な可視表示装置または可聴
警報装置９６に出力を与える。切断工程の終了において
、トランスデユーサはフリップフロップ９２のリセット
ライン９Ｂに適当な制御回路（図示せず）から供給され
る信号によ、ってリセットされる。
もしもワイヤがミスされていれば、ワイヤの切断で生じ
るような力の変化は生ぜず、対応する力が接続工具或い
はトランスデユーサに与えられることもない。それ故ト
ランスデニーサのインピーダンスも、付勢電流も変化せ
ず、比較増幅器８４からは出力が生じない。フリップフ
ロップ９２はリセットされたままであり、表示装置また
は警報装置９６ワイヤのミスされていることを知らせる
。もちろん、もしも必要があるか、或いは所望されるな
らば、ワイヤのミスの発生はまた接続装置の動作の自動
停止に使用されることもでき、そのとき可視表示装置が
故障を表示してもよい。
以上最後の接続部のワイヤの切断を行なう工程中にワイ
ヤに与えられる張力を監視することによってワイヤ接続
装置におけるワイヤの失われていることを検出する方法
および装置について説明した。ここに説明したワイヤの
失われていることの検出は、現在存在する超音波トラン
スデユーサおよびその付勢回路を使用し、切断工程中の
ワイヤの存在するか否かの指示装置として付勢電流およ
びトランスデユーサインピーダンスを単に検出するのが
最も便利である。
【図面の簡単な説明】
第１図は接続装置と作業テーブルの簡単な部分的に簡略
化した１実施例であり、第２図は接続およびワイヤ切断
工程中に行われるシーケンスにおける接続工具の先端と
ワイヤの連続する位置における状態を示す。第３図はト
ランスデユーサのインピーダンスを監視する回路を示す
。 １４・・・トランスデユーサ、２０・・・作業テーブル
、２４・・・Ｘ、Ｙ位置決め装置、２６・・・ワークピ
ース、３０・・・支持アーム、３２・・・接続工具、３
４・・・工具先端、３Ｂ・・・ワイヤ案内素子、４０・
・・ワイヤ、４４・・・クランプ、７２・・・整流器、
９２・・・フリップフロップ、９６・・・表示装置。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）接続工具がワイヤに対して移動され、前の接続部
    から新しいワイヤを工具に供給するために移動され、そ
    れから前の接続部においてワイヤが切断のために引張ら
    れるワイヤ接続装置で使用されるワイヤのないことを検
    出する方法において、切断工程において前の接続部に対
    してワイヤを移動させてそれによりワイヤを切断するた
    めにワイヤに切断力を作用させ、 前記切断工程中にワイヤに与えられる力を監視すること
    を特徴とする検出方法。
  2. （２）接続工具にワイヤをクランプし、切断工程中に工
    具およびワイヤを前の接続部に対してを移動させて切断
    工程で前記工具に力を作用させる工程を含み、前記監視
    は前記工具に与えられる力を監視する特許請求の範囲第
    １項記載の方法。
  3. （３）工具はトランスデューサによつて駆動され、前記
    切断工程で前記トランスデューサに力を作用させ、前記
    監視においてはトランスデューサを付勢し、一方工具は
    前記切断工程において移動され、トランスデューサに与
    えられる力を監視する特許請求の範囲第２項記載の方法
    。
  4. （４）前記監視においては前記切断工程中の前記トラン
    スデューサのインピーダンスを検出する特許請求の範囲
    第３項記載の方法。
  5. （５）ワイヤが圧接用の接続工具を使用して接続される
    素子を支持している作業テーブルに対して接続工具が移
    動され、接続工具に対する作業テーブルおよび接続部の
    運動によりワイヤに力を作用させて切断することによつ
    て前記ワイヤは接続完了後に切断される接続システム中
    の接続工具におけるワイヤの不存在を検出する装置にお
    いて、接続工具に対する作業テーブルおよび接続部の運
    動によりワイヤに作用する力を検出する手段と、ワイヤ
    に作用する検出された力が選択された値より小さいとき
    にワイヤがミスされていることを報知する手段とを具備
    していることを特徴とする接続工具におけるワイヤの不
    存在を検出する装置。
  6. （６）前記接続工具に対する作業テーブルおよび接続部
    の運動によりワイヤに接続工具に作用する力を発生させ
    、前記ワイヤに作用する力を検出する手段はワイヤを切
    断するために接続工具に対する作業テーブルおよび接続
    部の前記運動中ワイヤにより前記接続工具に与えられる
    力を監視する手段を備えている特許請求の範囲第５項記
    載の装置。
  7. （７）接続工具はトランスデューサによつて駆動され、
    前記接続工具に対する作業テーブルおよび接続部の運動
    によりワイヤおよび工具にトランスデューサに作用する
    力を発生させ、前記ワイヤに作用する力を検出する手段
    はワイヤを切断するために接続工具に対する作業テーブ
    ルおよび接続部の前記運動中ワイヤおよび接続工具によ
    りトランスデューサに与えられる力を監視する手段を備
    えている特許請求の範囲第５項記載の装置。
  8. （８）接続工具はトランスデューサによつて駆動され、
    前記ワイヤに作用する力を検出する手段は接続工具に対
    して作業テーブルおよび接続部が移動される期間にトラ
    ンスデューサを付勢する手段と、その付勢中にトランス
    デューサのインピーダンスを監視する手段とを備えてい
    る特許請求の範囲第５項記載の装置。
  9. （９）接続工具はこの接続工具とトランスデューサとの
    間で力を伝達するためにトランスデューサに連結され、
    前記ワイヤに作用する力を検出する手段は、ワイヤを切
    断するために接続工具に対して作業テーブルおよび接続
    部が移動される期間に付勢電流によりトランスデューサ
    を付勢する手段と、接続工具に対する作業テーブルおよ
    び接続部の運動に応じてトランスデューサに力を与える
    ことにより前記付勢電流中の変化を検出してこの電流中
    の検出された変化の存在しないことによつてワイヤが失
    われていることを示す手段とを具備している特許請求の
    範囲第５項記載の装置。
  10. （１０）接続工具はトランスデューサによつて駆動され
    、前記ワイヤに作用する力を検出する手段は、接続工具
    に対して作業テーブルおよび接続部が移動される期間に
    付勢電流をトランスデューサに供給する付勢回路手段と
    、前記付勢電流中の比較的鋭い変化を検出する検出手段
    と、この検出手段に応答して接続工具におけるワイヤが
    存在するか失われているかを指示する手段とを具備して
    いる特許請求の範囲第５項記載の装置。
  11. （１１）接続工具はトランスデューサによつて駆動され
    、前記ワイヤに作用する力を検出する手段は、付勢電流
    を前記トランスデューサに供給する付勢回路手段と、前
    記付勢電流中の変化を検出するパルス検出手段と、この
    パルス検出手段に応答して前記付勢電流中の変化を基準
    と比較する比較手段と、およびこの比較手段に応答して
    ワイヤがミスされていることの指示を行なう手段とを具
    備している特許請求の範囲第５項記載の装置。
  12. （１２）ワイヤが超音波接続されるべき素子を支持する
    ように構成された作業テーブルと、 接続装置支持体と、 接続装置支持体を作業テーブルに対して移動させる手段
    と、 接続装置支持体に取付けられたトランスデューサと、 接続装置支持体に取付けられ、トランスデューサに連結
    された接続工具と、 トランスデューサを付勢する手段と、 接続されるべきワイヤを接続装置支持体にクランプする
    ための接続装置支持体に設けたクランプ手段とを具備し
    、 前記接続装置支持体を作業テーブルおよびトランスデュ
    ーサに対して移動させる手段はワイヤがクランプされて
    いる間に接続装置支持体に対して作業テーブルおよびそ
    の上の素子を移動させて作業テーブル上の素子に接続さ
    れたワイヤに張力を与えワイヤの切断を行なわせる手段
    を備え、さらに前記張力を検出する検出手段とこの検出
    手段に応答して検出された張力が選択された最小値より
    低い場合にワイヤがミスされていることを指示する手段
    とを有するワイヤの失われていることを検出する手段を
    具備していることを特徴とする超音波ワイヤ接続システ
    ム。
  13. （１３）前記ワイヤがミスされていることを指示する手
    段は接続装置支持体に対する前記作業テーブルの移動中
    の前記張力の不存在を報知する手段を具備している特許
    請求の範囲第１２項記載の装置。
  14. （１４）前記張力を検出する手段は、前記作業テーブル
    およびその上の素子が接続装置支持体に対して移動され
    ている期間に前記トランスデューサに付勢電気信号を供
    給する手段と、この付勢電気信号に応答してトランスデ
    ューサのインピーダンスを監視する手段とを具備してい
    る特許請求の範囲第１２項記載の装置。
  15. （１５）前記トランスデューサに付勢交流電流を供給す
    る手段と、この手段に接続されて付勢電流を供給する電
    流検出装置と、この電流検出装置に接続されて整流され
    た電流を出力する整流器と、予め選択されたしきい値と
    一つの入力とを有してこの入力のしきい値に対する関係
    を示す出力を生じる比較装置と、前記整流器に応答して
    前記比較装置入力に対して整流された電流の変化を結合
    する手段と、およびこの比較装置の出力を受けるように
    接続されたワイヤのミスされたことの指示手段とを具備
    している特許請求の範囲第１２項記載の装置。
  16. （１６）前記ワイヤのミスされたことの指示手段は前記
    比較装置からの出力信号の受信時に第１の安定状態に設
    定されるように接続された２安定回路と、第２の安定状
    態に対して２安定回路をリセットする手段とを具備して
    いる特許請求の範囲第１５項記載の装置。
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