KR0145149B1 - 와이어 클램퍼 - Google Patents

와이어 클램퍼

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미노루 도리하타
다카유키 이이야마
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아라이 가즈오
가부시키가이샤 신가와
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Abstract

본 발명의 목적은 일정품질의 클램프 하중을 얻는데 있다.
본 발명은 아암부(22A,22B)를 압전소자(5)의 전왜 또는 자왜효과에 의해 개폐시키도록 구성하고, 또한 클램퍼 본체(2)의 압전소자(5)부착부에 형성된 다이어프램부(26)와 다이어프램부(26)를 통하여 압전소자(5)에 예압을 걸어줌으로써 아암부(22A,22B)를 개폐시키는 클램프 하중 조정나사(9)로 이루어진 클램프 하중 조정수단을 설치한 구성으로 되어 있으며, 와이어 클램퍼마다의 인가전압을 조정할 필요가 없게되는 효과를 얻는다.

Description

와이어 클램퍼
제1도는 본 발명에 따른 와이어 클램퍼의 1실시예를 나타낸 평면도,
제2도는 클램퍼편 부분의 확대 단면도,
제3도는 압전소자에 가한 전압과 클램프 하중과의 관계도,
제4도는 본 발명에 따른 와이어 클램퍼의 따른 실시예를 나타낸 평면도,
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
2:클램퍼 본체 4A,4B:클램퍼편
5:압전소자 7:클래프 하중 조정나사
8:접착제 9:클램퍼편 조정나사
22A,22B:아암부 26:다이어프램부
[산업상의 이용분야]
본 발명은 와이어 본딩 장치에 있어서의 와이어 클램퍼에 관한 것이다.
[종래의 기술]
종래의 와이어 클램퍼로서, 예컨대 일본국 특공소 61-2294호 공보에 도시된 것이 알려져 있다.
이 구조는 가동아암을 고정아암측에 스프링으로 가압하여, 가동아암을 솔레노이드로 개폐시킨다.
즉 솔레노이드를 통전함으로써 이 솔레이노이드의 돌출봉으로 상기 스프링의 가압력에 저항하면서 가동아암을 밀어 이 가동아암을 연다.
또 솔레노이드의 통전을 오프시키면, 가동아암은 스프링의 가압력에 의해 닫혀 와이어 를 클램프한다.
[발명이 해결하고자 하는 과제]
상기 종래기술은 아암부의 개폐를 솔레노이드로 행하므로, 중량이 무겁고, 또 응답성이 늦다는 문제점이 있었다.
또 와이어를 누르는 하중(클램프 하중)은 약 40내지 50gr의 스프링 가압력에 의하므로, 본딩헤드를 고속이동시키면, 가동아암이 흔들거리며, 클램프 하중이 안정되지 않는다는 문제점이 있었다.
또 클램프 하중은, 스프링의 가압력에 의하므로, 클램프 하중의 변경은 스프링을 교환해야만 하고, 또 원하는 클래프하중을 용이하게 얻는 것도 곤란하며, 하중조정에 많은 시간을 요하게 된다.
본원 출원인은, 상기 종래기술의 문제점을 해결한 것을 일본국 특원평 4-87454호로 출원한 바 있다.
이 구성은 개폐하여 와이어를 클램프하는 한쌍의 클램퍼편이 각각 고정된 한쌍의 아암부를 가지는 와이어 본딩 장치의 와이어 클램퍼에 있어서, 적어도 한쪽 아암부의 개폐를 압전소자의 전왜(electrostriction)또는 자왜(magnetostriction)효과에 의해 개폐시키도록 구성하고 있다.
즉 압전소자에서 아암부의 개폐를 행하므로, 경량화가 도모되며, 또 응답성이 현저하게 향상된다.
또 압전소자의 구동력으로 아암부를 개폐시켜서 클램프 하중을 얻으므로 본디헤드가 고속이동할 때에도 클램프부가 흔들거리는 일없이 클램프 하중이 안정된다.
또한 압전소자에 가하는 전압치에 의하여 클램프 하중이 얻어지므로, 원하는 클램프하중치를 임의로 용이하게 설정할 수 있다.
그런데 상기 출원중의 와이어 클램퍼에 대하여 본원 발명자는 여러 가지 시험제작실험을 거듭한 결과, 같은 문제점이 있는 것을 알아 내었다.
압전소자에 전압을 인가하지 않은 상태에서 초기 클램프 하중(클램퍼편에 의하여 와이어를 클램프하는 클램프 하중)은, 클램퍼편이 고정된 아암부의 탄성에만 의존 하므로, 와이어 클램퍼마다 클램프 하중이 변동한다. 그래서, 클램프 하중을 일정하게 하기 위해서는, 압전소자에 인가하는 인가전압을 조정하지 않으면 안된다.
또 클램프 하중의 편차가 큰 것은 인가전압의 조정만으로는 대처할 수 없는 경우도 있다.
본 발명의 목적은 일정품질의 클램프 하중이 얻어지는 와이어 클램퍼를 제공하는데에 있다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1구성은 개폐하여 와이어를 클램프하는 한쌍의 클램퍼편이 각각 고정된 한쌍의 아암부를 가지는 와이어 본딩 장치의 와이어 클램퍼에 있어서, 적어도 한쪽 아암부의 개폐를 압전소자의 전왜 또는 자왜 효과에 의해서 개폐시키도록 구성하고, 또한 상기 클램퍼편의 초기의 클램프 하중을 설정하는 클램프 하중 조정수단을 설정한 것을 특징으로 한다.
또 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2구성은, 개폐하여 와이어를 클랠프하는 한쌍의 클래퍼편이 각각 고정된 한쌍의 아암부를 가지는 와이어 본딩 장치의 와이어 클램퍼에 있어서, 적어도 한쪽 아암부의 개폐를 압전소자의 전왜 또는 자왜 효과에 의해 개폐시키도록 구성하고, 또한 상기 클램퍼편의 초기의 클램프 하중을 설정하는 클램프 하중 조정수단과, 상기 한쪽 클램퍼편을 접착제에 의해 한쪽아압부에 고정할 때, 상기 한쪽 클램퍼편을 다른쪽 아암부에 고정된 다른쪽 클램퍼편에 가압시키는 클램퍼편 조정수단을 설정한 것을 특징으로 한다.
[작용]
상기 제1구성에 의하면, 클램프 하중 조정수단으로 한쌍의 클램퍼편의 간격을자유로이 조절할 수가 있으며, 예컨대 한쌍의 클램퍼편이 가볍게 밀착되는 상태로 조정함으로써, 압전소자에 전압을 가하지 않는 경우의 초기의 클램프 하중을 일정하게 조정할 수가 있다.
즉, 와이어 클랠퍼마다의 초기 클램프 하중의 편차가 작게 되므로, 압전소자에 인가되는 것과 같은 인가전압으로 클램퍼편과 같은 열림량을 얻는다.
상기 제2구성에 의하며, 상기 제1작용외에, 한쪽 클램퍼편은 접착제가 경화전에 클램프 하중 조정수단에 의하여 상기 한쪽 클래퍼편을 다른쪽 클램퍼편에 근접시킬수가 있으며, 이 상태에서 클램퍼편 조정나사에 의하여 한쪽 클램퍼편을 다른쪽 클램퍼편에 밀착시킬 수있으므로, 한쌍의 클램퍼편의 평행도의 정확도가 향상된다.
[실시예]
이하, 본 발명의 1실시예를 제1도 내지 제3도에 의해 설명한다.
제1도에 도시한 바와같이, 장치에 고정된 클램퍼 지지체(1)에는, 클램퍼 본체(2)가 고정되어 있다.
클램퍼 본체(2)는 클램퍼 지지체(1)에 나사(3)로 고정되는 고정부(21)와, 한쌍의 클램퍼편(4A,4B)이 각각 고정된 한쌍의 아암부(22A,22B)를 가지며, 고정부(21)와 아암부(22A,22B)의 결합부에는 탄성변형 가능한 잘룩부(23A,23B)가 형성되어 있다.
또 아암부(22A,22B)의 상기 잘루부(23A,23B)의 내측부에도 탄성변형 가능한 잘룩부(24A,24B)가 형성되어, 잘룩부(24A,24B)는 연결되어 작용부(25)로 된다.
여기서 잘룩부(23A,23B및24A,24B)는 클램퍼편(4A,4B)이 닫히는 방향으로 탄성을 가지도록 형성되어 있다.
작용부(25)에 대응한 고정부(21)에는 변형가능한 다이어프램부(26)를 가지도록 슬릿홈(27)이 형성되어 있다.
그리고 작용부(25)와 다이어프램부(26)사이에는 적층압전 액츄에이터(5;이하, 압전소자라 함)의 양단부가 고정되어 있다.
업전소자(5)는 압전소자 제어전원(6)에 의하여 구동된다.
여기서 압전소자(5)는 그 왜곡방향이 클램퍼편(4A,4B)의 클래프면 방향이 되도록 배치되어 있다.
또 고정부(21)에는 다이어프램부(26)를 가압하는 클램프 하중 조정나사(7)가 나사맞춤 되어 있다.
제2도에 도시한 바와같이 상기 클램퍼편(4A)은 접착제(8)에 의해 통하여 아암부(22A)에 고정되고, 또 클램퍼편(4A)에 대응한 아암부(22A)의 부분에는, 선단이 원추형 또는 구형으로 형성된 클램퍼편 조정나사(9)가 나사맞춤되어 있다.
상기 클램퍼편(4B)은 아암부(22B)에 압입고정되어 있다.
또한 클램프 하중 조정나사(7) 및 클램퍼편 조정나사(9)의 작용은 후술한다.
우선 제1도와 같이 조립된 와이어 클램퍼의 작용에 대하여 설명한다.
압전소자(5)에 전압을 가하지 않을 때, 클래퍼편(4A,4B)은 어느 일으 클램프 하중으로 도시하지 않은 와이어를 클램프한다.
그리고, 압전소자(5)에 전압을 가하면, 전왜 또는 자왜효과에 의해 압전소자(5)는 클램퍼편(4A,4B)방향으로 신장되고, 작용부(25)가 같은 방향(좌측방향)으로 이동한다.
이에 의해서, 잘룩부(23A,23B 및 24A,24B)는 외측방향으로 휘어지고, 클램퍼편(4A,4B)은 열린 상태가 된다.
이 클램퍼편(4A,4B)의 이동량은, 작용부(25)에서 잘룩부(23A,23B)의 길이와 잘룩부(23A,23B)에서 클램퍼편 (4A,4B)의 와이어를 클램프하는 면까지는 길이비로 압전소자(5)의 신장량이 확대된다.
상기한 현상을 다시 상세하게 기술하면 제3도에 도시한 바와같이, 압전소자(5)에 가하는 전압이 0(제로)으로 클램프 하중이 W2인 상태에서 압전소자(5)에 전압을 가하면, 클램프 하중은 그 전압에 비례하여 작아진다.
그리고, 그 전압이 E2가 되면, 클래퍼편(4A,4B)은 와이어에 접한 상태가 되어, 클래프 하중은 0이 된다.
더우기 전압을 올리면 클램퍼편(4A,4B)은 와이어에서 떨어져 열린 상태가 된다.
따라서 실제의 와이어 본딩에 있어서, 와이어를 클랠프시키는 경우에 있어서의 원하는 클램프 하중(W1)은, 전압(E1)에 의하여 얻어진다.
그래서 미리 전압과 클램프 하중의 관계를 측정하여 두고, 클램퍼편(4A,4B)이 와이어(8)에 접하는 장소, 즉, 클램프 하중이 0이 되는 전압치보다 전압을 일정량 내림으로써 원하는 클램프하중을 설정할 수 있다.
그래서 실제의 사용상태에 있어서는, 와이어 클램프시에 있어서 전압을 E1 으로 하고, 와이어 개방상태에 있어서 전압을 E3 으로 하여 사용한다.
구체적인 하나의 예를 도시하면 전압이 0일 때, 클램프 하중(W2)이 약 80내지 100gr이 되도록, 도 전압 (E3)이 100V일 때에 클램퍼편(4A,4B)이 와이어(8)로부터 약 50내지 70μm떨어지도록 와이어 클램퍼를 제작하여, 전압(E1)이 약 50내지 60V일 때, 클램프 하중(W1)이 약40 내지 50gr이 되도록 설정한다.
이와같이 압전소자(5)에서 아암부(22A,22B)의 개폐를 행하므로, 다음과 같은 효과가 얻어진다.
종래에 있어서의 솔레노이드의 자중은 약 20내지 30gr이나, 본 실시예에 있어서의 압전소자(5)의 자중은 약 0.5내지 5gr 이며, 경량화가 도모된다.
또 솔레노이드는 응답시간이 1.5내지 2.0ms이나 압전소자(5)는 0.05내지 0.3ms이며 응답시간이 현저하게 향상된다.
또한 종래에는 스프링의 가압력으로 클램프 하중 을 얻엇으므로, 본딩헤드가 고속이동할 때에 클램퍼편이 흘들거렸으나 본 실시예에 있어서의 압전소자(5)는 구동력이 크기 때문에, 아암부(22A,22B)잘루부(23A,23B,24A,24B)의 강성으로 높게 할 수 있으며, 본딩헤드가 고속이동할 때에도 클램퍼편(4A,4B)이 흔들거밀없이 클램프 하중이 안정된다.
또 본 실시예에 있어서는, 압전소자(5)에 가하는 전압치에 의하여 클램프 하중을 얻으므로, 원하는 클램프 하중치를 임의로 용이하게 설정할 수 있다.
다음에 클램프 하중을 정확히 용이하게 측정 및 설정하는 방법의 1실시예에 대하여 설명한다.
아암부(22B)의 클램퍼편(4B)근방에 탄성변형 가능한 잘룩부(28)를 형성하여, 이 잘루부 (28)에 스트레인 게이지(10)를 고정한다.
이와같이 구성하면 클램프 하중에 의하여 잘룩부(28)의 변형량이 변화하므로, 스트레인 게이지(10)의 출력치에 의해 클램프 하중과의 관계를 알 수 있다.
그래서 미리 스트레인 게이지(10)의 출력치와 클램프 하중과의 관계를 구해둠으로써, 스트레인 게이지(10)의 출력치에 의하여 압력소자(5)에 가하는 전압을 조정할 수 가 있고, 클램프 하중을 제어할 수 있다.
제4도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다.
상기 실시예는 양쪽 아암부(22A,22B)를 개폐하였으나, 본 실시예는 한쪽 아암부(22B)만을 개폐하도록 구성하여 이루어진다.
즉, 상기 실시예에 있어서 잘룩부(23A)를 없애, 이 부분을 강체로 하고, 아암부(22A)와 작용부(25)를 잘라 분리시켜 이루어진다.
따라서, 본 실시예에 있어서는 아암부(22B)만을 개페하게 된다.
이와같이 구성하여도 상기 실시예와 마찬가지의 효과를 얻는다.
그러나 본 실시예는, 한쪽 아암부(22B)만이 개폐되므로, 압전소자(5)의 용량에 의해서는 원하는 열림량을 얻지 못하는 경우가 있으며, 상기 실시예와 같이 양쪽 아암부(22A,22B)를 개폐시킨 쪽이 큰 열림량을 얻어 바람직하다.
다음에 제1도 및 제4도에 도시한 와이어 클램퍼의 조립에 대하여 설명을 한다.
클램프 하중 조정나사(7)를 푼 상태로 작용부(25)와 다이어프램부(26)사이에 압전소자(5)를 삽입하여 접착제로 고정한다.
또 클램퍼편(4B)은 아암부(22B)에 압입고정한다.
클램프 하중 조정나사(7)를 조여 다이어프램부(26)를 누르면, 압전소자(5)에 예압이 걸린다.
이 예압에 의하여 자룩부(23A,23B 및 24A,24B)가 외측방향으로 휘어지고, 아암부(22A)와 클래퍼편(4B)은 열린다.
이때, 열림량이 후기하는 바와같이 아암부(22A)에 클램퍼편(4A)을 부착한 경우, 클램퍼편(4A,4B)의 열림량이 근소한 값, 예컨대 20내지 100μm가 되는 위치까지 클램프 하중 조정나사(7)를 돌린다.
다음에 클램퍼편(4A)을 접착제(8)에 의해 아암부(22A)에 부착한다.
여기에서, 접착제(8)는 경화시간이 비교적 늦은 것을 사용한다.
그래서, 접착제(8)가 경화되기 전에, 클램퍼편 조정나사(9)를 조여 클램퍼편(4A )을 클램퍼편(4B)에 완전하게 밀착시킨다.
그리고 접착제(8)가 경화될 때까지 방치하여둔다.
상기한 작업은 다음과 같이 하여 행하여져도 좋다.
클램퍼편(4B)은 상기의 경우 마찬가지로 아암부(22B)에 고정시켜둔다.
그리고 클램프 하중 조정나사(7)를 푼 상태로 작용부(25)와 다이어프램부(26)사이에 압전소자(5)를 삽입하여 접착제로 고정한다.
다음에 클램프 하중 조정나사(7)를 조여 다이어프램부(26)를 누른다.
이에 의해, 아암부(22A,22B)가 열린다.
이 경우, 아암부(22A)의 클램퍼편(4A)부착면과 클램퍼편(4B)과의 간걱이 클램퍼편(4A)의 두께에 의해서 충분히 넓혀지도록 열린다.
다음에 클램퍼편 조정나사(9)를 푼 상태에서 접착제(8)에 의해 클램퍼편(4A)을 아암부(22A)에 부착한다.
다음에 클램프 하중 조정나사(7)를 풀고, 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)과의 간격이 근소한 값, 예컨대 20내지 100μm가 될 때 까지 조정한다.
다음에 클램퍼편 조정나사(9)를 조여 클램퍼편(4A)을 클램퍼편(4B)에 완전히 밀착시킨다.
그리고 접착제(8)가 경화될 때까지 방치해둔다.
상기한 작업에 의하여 접착제(8)가 경화된 후에는 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)과의 밀착정도를 확인한다.
그리고, 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)이 완전하게 밀착되어 있는지 아닌지에 의해 다음 조작을 행한다.
클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)이 완전히 밀착되어 있을 때는, 클램프 하중 조정나사(7)를 조여 다이어프램부(26)를 누르고, 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)이 약간 떨어진 것을 확인후, 이번에는 클램프 하중 조정나사(7)를 반대로 푸는 방향으로 돌리고, 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)을 가볍게 밀착시킨다.
그리고, 클램프 하중 조정나사(7)를 접착제 등으로 고정한다.
클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)이 완전하게 밀착되어 있지 않은 경우에는, 클램프 하중 조정나사(7)를 푸는 방향으로 돌리고, 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)을 가볍게 밀착시킨다.
그리고, 클램프 하중 조정나사(7)를 접착제 등으로 고정한다.
이와같이, 클램프 하중 조정나사(7)로 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)의 간격을 자유로이 조정할 수가 있으며, 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)이 가볍게 밀착되는 상태로 조정함으로써, 압전소자(5)에 전압을 가하지 않은 경우의 초기 클램프 하중(클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)으로 와이어를 클램프하는 하중)을 일정하게 조정할 수 가 있다.
즉 와이어 클램퍼마다의 초기 클램프 하중의 편차가 작아지므로, 압전소자(5)에 인가 하는 것과 같은 인가전압으로 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)의 열림량과 같은 열림량을 얻는다.
또 클램퍼편(4A)은 접착제(8)가 경화되기 전에 클램프 하중 조정나사(7)와 클램퍼편 조정나사(9)를 이용하여 상기한 바와같이 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)에 밀착시킬 수 있으므로, 클램퍼편(4A)과 클램퍼편(4B)의 평행도의 정확도가 향상된다.
[발명의 효과]
본 발명에 의하면, 개폐하여 와이어를 클램프하는 한쌍의 클램퍼편이 각각 고정된 한쌍의 아암부를 가지는 와이어 본딩 장치의 와이어 클램퍼에 있어서, 적어도 한쪽 아암부의 개폐를 압전소자의 전왜 또는 자왜효과에 의해서 개폐시키도록 구성하고, 또한 상기 클램퍼편의 초기 클램프 하중을 설정하는 클램프 하중 조정수단을 설치하여 이루어지므로, 와이어 클램퍼마다 인가전압을 조정할 필요가 없게 된다.

Claims (4)

  1. 개폐하여 와이어를 클램프하는 한쌍의 클램프편이 각각 고정된 한쌍의 아암부를 가지는 와이어 본딩 장치의 와이어 클램퍼에 있어서, 적어도 한쪽 아암부의 개폐를 압전소자의 전왜 또는 자왜효과에 의해 개폐시키도록 구성하고, 또한 상기 클램퍼편의 초기 클램프 하중을 설정하는 클램프 하중 조정수단을 설치한 것을 특징 으로 하는 와이어 클램퍼.
  2. 개폐하여 와이어를 클램프하는 한쌍의 클램퍼편이 각각 고정된 한쌍의 아암부를 가지는 와이어 본딩 장치의 와이어 클램퍼에 있어서, 적어도 한쪽 아암부의 개폐를 압전소자의 전왜 또는 자왜효과에 의해 개폐시키도록 구서하고, 또한 상기 클램퍼편의 초기 클램프 하중을 설정하는 클램프 하중 조정수단과, 상기 한쪽 클램퍼편을 접착제에 의해 한쪽 아암부에 고정할 때에, 상기 한쪽 클래퍼편을 다른쪽 아암부에 고정된 다른쪽 클랜퍼편에 가압하는 클램퍼편 조정수단을 설치한 것을 특징으로 하는 와이어 클램퍼.
  3. 제1항에 있어서, 상기 클램프 하중 조정수단은 상기 한쌍의 아암부를 가지는 클램퍼 본체의 상기 압전소자 부착부에 형성된 다이어프램부와, 이 다이어프램부를 통하여 상기 압전소자에 예압을 걸어줌으로써 상기 아암부를 개폐시키는 클램프 하중 조정나사로 이루어진 것을 특징으로 하는 와이어 클램프.
  4. 제2항에 있어서, 상기 클램프 하중 조정수단은 상기 한쌍의 아암부를 가지는 클램퍼 본체의 상기 압전소자 부착부에 형성된 다이어프램부와, 이 다이어프램부를 통하여 상기 압전소자에 예압을 걸어줌으로써 상기 아암부를 개폐시키는 클램프 하중 조정나사로 이루어진 것을 특징으로 하는 와이어 클램프.
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