KR100440781B1 - 와이어 클램프 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 내측이 빈 공간으로 형성된 장방향의 고정부와; 상기 고정부의 내측 공간에 수용되는 가동부와; 상기 가동부를 상기 고정부내에서 길이 방향으로 왕복 운동시킬 수 있도록 상기 고정부의 일측에 설치된 보이스 코일 모터와; 상기 고정부와 가동부에 그 일측이 각각 연결되는 판 스프링과; 상기 가동부의 일 단부에 설치된 가동부 패드 및, 상기 고정부의 내측 일 단부에서 상기 가동부 패드에 대응하여 설치된 고정부 패드;를 구비하는 와이어 클램프가 제공된다.

Description

와이어 클램프{Wire clamp}

본 발명은 와이어 클램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 와이어 본딩 작업시에 와이어를 타이밍에 맞추어 클램핑할 수 있는 와이어 클램프에 관한 것이다.

통상적으로 반도체 제조 공정의 후공정에 해당하는 와이어 본딩 공정에서는 고속 및, 고 강성의 미세 와이어 클램프가 반드시 필요하다. 와이어 본딩 공정에서 와이어 클램프는 고속으로 움직이는 본딩 헤드의 Z 축에 설치되어 골드 와이어의 본딩시에 필요한 타이밍으로 골드 와이어 클램핑 작업을 수행한다. 와이어 본딩시에 필요한 와이어 클램프는 전체적인 구조물이 고속으로 움직이고, 또한 빠른 동작 속도가 요구되는 만큼, 그에 부합하는 강성과 내구성을 필요로 한다. 와이어 클램프는 와이어 본딩 공정중에 그 결과물인 와이어 루프의 휘어짐과, 전자적인 프레임 오프를 이용하여 프리 에어 볼(free air ball)의 사이즈에 지대한 영향을 미치므로, 본딩 결과에 지대한 영향을 미치는 핵심 구성이 되는 것이다.

도 1 에 도시된 것은 미국 특허 제 5,277,355 호에 개시된 것으로서, 종래 기술에 따른 와이어 클램프를 구비한 본딩 헤드 링크에 대한 사시도이다.

도면을 참조하면, 와이어 클램프(10)는 본딩 헤드 링크(11)에 설치되며, 상기 본딩 헤드 링크(11)는 본딩 캐피러리(13)를 가진 트랜스듀서(12)를 지지한다. 본딩 헤드 링크(11)는 축(미도시)상에 추축 회전되게 설치되어 본딩 공구(13)에 수직 방향 운동을 부여한다. 와이어 클램프(10)는 제 1 의 고정 레버(15)를 가지는데, 이것은 가동 레버(16)로부터 연장된 이어(ears,18)의 돌출부내에 장착된 롤러 베어링을 가진 베어링 샤프트(17)를 통해서 레버(15)상에서 움직이도록 장착된 가동 레버(16)를 지지한다. 전체적인 와이어 클램프 조립체는 어댑터(19)와 한쌍의 캡 스크류(21)를 통해서 본딩 헤드 링크(11)상에 장착되며, 상기 캡 스크류(21)는 고정 레버(15)의 상부를 통해서 연장되어 어댑터(19)에 나사로 부착된다. 가동 레버(16)는 고정 레버(15)에 부착된 자석 조립체(23)와 협동하는 보이스 코일 조립체(22)에 의해서 작동된다.

보이스 코일 조립체(22)는 레버(16)의 단부에 힘을 적용하도록 적합화되어 조절 가능한 푸쉬 로드 조립체(24)를 작동시킨다. 조절 스크류(25)는 가동 조오(26)의 배면에 작용력을 적용하도록 적합화된다. 가동 조오(26)는 조립체 장착 아암(28)상에 고정되게 장착된 고정 조오(27)상에서 진동하거나 또는 추축 회전된다. 도면 번호 31 은 유리 공급 튜브이며, 이것을 통해서 골드 와이어가 공급되어 상기 조오들 사이에 물릴 수 있게 된다.

위와 같은 와이어 클램프에서는 조오들중 하나는 고정되고 다른 하나는 움직이므로, 클램핑이 이루어질때 캔티레버의 방향으로 힘을 받게 된다. 따라서 구조물은 취약한 방향으로 힘을 받을때는 변형될 수 있으며, 클램핑 힘의 손실이 유발될 수 있다. 그 결과는 와이어의 튐(bouncing)과 미끄러짐(slipping)이다. 따라서 종래와 같은 방식의 와이어 클램프는 세팅에 오랜 시간이 걸리며, 그 구조상 강성을 높이기 힘든다는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 신규한 와이어 클램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 특징은 와이어 클램프를 클램핑하는 작동부의 운동이 선형으로 발생하는 와이어 클램프를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 와이어 클램프를 구비한 본딩 헤드 링크에 대한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 와이어 클램프에 대한 사시도.

도 3은 도 2 에 도시된 와이어 클램프의 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 와이어 클램프가 설치된 와이어 본딩 장치에 대한 개략적인 사시도.

< 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 >

51. 고정부 52. 가동부

53. 판 스프링 54. 나사 구멍

55. 나사홈 56. 스테이터

58. 가동부 패드 59. 고정부 패드

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면, 내측이 빈 공간으로 형성된 장방향의 고정부와; 상기 고정부의 내측 공간에 수용되는 가동부와; 상기 가동부를 상기 고정부내에서 길이 방향으로 왕복 운동시킬 수 있도록 상기 고정부의 일측에 설치된 보이스 코일 모터와; 상기 고정부와 가동부에 그 일측이 각각 연결되는 판 스프링과; 상기 가동부의 일 단부에 설치된 가동부 패드 및, 상기 고정부의 내측 일 단부에서 상기 가동부 패드에 대응하여 설치된 고정부 패드;를 구비하는 와이어 클램프가 제공된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 보이스 코일 모터의 힘에 의해서 상기 가동부 패드가 상기 고정부 패드에 대하여 가압되며, 상기 판 스프링의 복원력에 의해서 상기 가동부 패드가 상기 고정부 패드로부터 이격된다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 보이스 코일 모터의 스테이터는 상기 고정부의 일단에 설치되고, 상기 보이스 코일 모터의 코일은 상기 가동부의 일단에 설치된다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2 에 도시된 것은 본 발명에 따른 와이어 클램프의 개략적인 사시도이고, 도 3 에 도시된 것은 도 2 에 도시된 와이어 클램프의 분해 사시도이다.

도 2 를 참조하면, 와이어 클램프(50)는 내측이 빈 공간으로 형성된 장방향의 고정부(51)와, 상기 고정부(51)의 내측 공간에 수용되는 가동부(52)와, 상기 가동부(52)를 상기 고정부(51)내에서 길이 방향으로 왕복 운동시킬 수 있도록 상기고정부(51)의 일측에 설치된 선형 운동 액튜에이터와, 상기 고정부(51)와 가동부(52)에 일측이 각각 연결되는 판 스프링(53)을 구비한다. 가동부(52)의 일 단부에는 가동부 패드(58)가 설치되고, 고정부(51)의 내측 일 단부에는 상기 가동부 패드(58)에 대응하여 고정부 패드(59, 도 3)이 설치된다. 상기 가동부 패드(58)와 고정부 패드(59)의 상호 작용에 의해서 그 사이를 통과하는 본딩 와이어가 클램프 될 수 있다. 상기 선형 운동 액튜에이터는 예를 들면 보이스 코일 모터와 같은 것이 설치될 수 있다.

도 3 을 참조하면, 고정부(51)의 평면은 전체적으로 ?? 자 형상을 가지고 있으며, 일측에 보이스 코일 모터(56)의 스테이터(stator)가 설치된다. 고정부(51)의 내측은 비어 있는 공간으로 형성되어 있으며 상부 평면은 완전하게 개방되어 있고, 하부 평면에는 상기 가동부(52)를 지지하기 위한 브리지들이 형성되어 있다. 보이스 코일 모터(56)가 설치된 고정부(51)의 반대편인 내측에는 위에서 설명된 고정부 패드(59)가 설치된다. 고정부(51)의 상부 평면에는 나사홈(60)이 형성되어 있다. 상기 나사홈(60)은 판스프링(53)의 일측에 나사 연결되기 위한 것이다.

가동부(52)의 일측에는 보이스 코일 모터의 보이스 코일(57)이 설치되는데, 상기 보이스 코일(57)은 상기 보이스 코일 모터(56)의 스테이터의 내측에 수용된다. 가동부(52)에서 보이스 코일 모터(56)가 설치되는 측의 반대편에는 가동부 패드(52)가 설치된다. 가동부(52)의 상부 평면에는 나사홈(55)이 형성되어 있는데, 이것은 판 스프링(53)의 일측에 나사 연결되기 위한 것이다.

판 스프링(53)은 상기 고정부(51)와, 상기 고정부(51)의 내측에서 미끄러질수 있도록 설치된 가동부(52)에 각각 그 일단부가 연결된다. 따라서 고정부(51)내에서 왕복 운동하는 가동부(52)는 판 스프링(53)에 의한 편향력을 받게 되며, 보이스 코일 모터(56)에서 작용하는 힘은 상기 판 스프링(53)의 힘에 반하여 제공될 것이다. 도 3 에 있어서 판 스프링(53)의 하부 양단에는 두개의 나사 구멍(54)이 형성되어 있는데, 이것은 고정부(51)의 나사홈(60)에 대응하여 나사로 고정된다. 도면에는 도시되어 있지 않지만, 판 스프링(53)의 하부의 중간에는 다른 나사 구멍(54)이 형성되어 있으며(나사 구멍(54)의 반대편에 형성되어 있음), 그러한 나사 구멍은 가동부(52)의 나사홈(55)에 대응하여 나사로 고정된다.

고정부 패드(59)는 고정부(51)의 내측에 고정 설치된다. 가동부 패드(58)는 가동부(52)의 단부에 고정 설치된다. 따라서, 가동부(52)의 작동에 따라서 가동부 패드(58)가 고정부 패드(59)에 대하여 근접하거나 이격될 수 있으며, 그러한 패드 사이의 작용에 의해서 그 사이에 와이어를 클램프할 수 있다.

위와 같이 구성된 와이어 클램프에 있어서, 고정부(51)는 본딩 헤드 링크(미도시)에 고정된다. 보이스 코일 모터(56)가 작동하면 가동부(52)는 가동부(52)의 패드(58)가 고정부 패드(59)에 대해서 가압됨으로써 클램핑 작용이 이루어진다. 반대로, 보이스 코일 모터(56)에 대한 외력이 해제되면 판 스프링(53)의 복원력에 의해서 가동부 패드(58)는 고정부 패드(59)로부터 이격된다.

도면에 도시되지 않았으나, 가동부 패드(58)의 운동 범위를 제한하기 위해서 고정부(51)와 가동부(52) 사이에 스토퍼를 제공할 수도 있다. 또한 보이스 코일 모터에는 보이스 코일 모터 증폭기를 부착시킴으로써 그에 인가되는 전류량을 제어하여 클램핑 되는 토오크를 제어할 수 있다.

도 4 에 도시된 것은 본 발명에 따른 와이어 크램프가 설치된 와이어 본딩 장치에 대한 개략적인 사시도이다.

도면을 참조하면, 본딩 캐피러리(41)를 가진 트랜스듀서(42)가 구비되고, 그 상부에 본 발명에 따른 와이어 클램프(50)가 설치되는 것을 알 수 있다. 도시되지 않은 골드 와이어는 상기 와이어 클램프(50)에 의한 클램핑 작용을 받아서, 본딩 캐피러리(41)에서 와이어 본딩 작업에 사용되는 것이다.

본 발명에 따른 와이어 클램프는 가동부가 고정부내에서 선형 운동을 함으로써 클램핑 작용이 이루어지므로, 액튜에이터의 클램핑 힘의 손실이 거의 없으며, 클램핑이 발생할때도 인장- 압축 방향으로는 변형이 거의 발생하지 않는다. 따라서 보이스 코일 모터와 같은 액튜에이터와 클램핑을 위한 패드 사이에 그 어떤 동역학적 관계도 발생하지 않는다는 장점이 있다. 또한 조립이 간단하고 루비나 사파이어와 같은 정밀 부품용 힌지(hinge)가 불필요하므로, 제조 원가를 대폭 감소시킬 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예지적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 내측이 빈 공간으로 형성된 장방향의 고정부와;

   상기 고정부의 내측 공간에 수용되는 가동부와;

   상기 가동부를 상기 고정부내에서 길이 방향으로 왕복 운동시킬 수 있도록 상기 고정부의 일측에 설치된 보이스 코일 모터와;

   상기 고정부와 가동부에 그 일측이 각각 연결되는 판 스프링과;

   상기 가동부의 일 단부에 설치된 가동부 패드 및, 상기 고정부의 내측 일 단부에서 상기 가동부 패드에 대응하여 설치된 고정부 패드;를 구비하는 와이어 클램프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보이스 코일 모터의 힘에 의해서 상기 가동부 패드가 상기 고정부 패드에 대하여 가압되며, 상기 판 스프링의 복원력에 의해서 상기 가동부 패드가 상기 고정부 패드로부터 이격되는 것을 특징으로 하는 와이어 클램프.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 보이스 코일 모터의 스테이터는 상기 고정부의 일단에 설치되고, 상기 보이스 코일 모터의 코일은 상기 가동부의 일단에 설치되는 것을 특징으로 하는 와이어 클램프.