WO1999067068A1 - Wire cutting pliers - Google Patents

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Abstract

Wire cutting pliers for handling wires, in particular bonding wires in wire bonding devices used for manufacturing semiconductor components, consist of two jaws that can swivel with respect to each other and are each provided at their front ends with clamping surfaces that face each other and between which the bonding wire is guided, and of a drive device for actuating the jaws. The object of the invention is to provide wire cutting pliers with a very simple design and which, together with its drive, requires very little space and is largely wear-free. According to the invention, the driving device comprises an electrically controlled bending actuator (15) secured to one of the jaws (2; 3). The bending actuator (15) acts directly or indirectly upon one of the jaws (2; 3) against the force of a spring. The jaws (2; 3) are swivellingly joined to one another by a straight pin (14) at their ends opposite to the clamping surfaces (5; 6).

Description

Drahtzange Wire cutters
Die Erfindung betrifft eine Drahtzange zum Manipulieren von Drähten, vorzugsweise von Bonddrähten in Drahtbondeinrichtungen zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, bestehend aus zwei relativ zueinander verschwenkbaren Zangenbacken, die jeweils am vorderen Ende mit einander zugewandten Klemmflächen versehen sind, zwischen denen der Bonddraht geführt ist und einer Antriebsvorrichtung zur Betätigung der Zangenbacken.The invention relates to wire pliers for manipulating wires, preferably bond wires in wire bonding devices for the production of semiconductor components, consisting of two jaws which can be pivoted relative to one another and are each provided at the front end with mutually facing clamping surfaces, between which the bond wire is guided and a drive device for Actuation of the jaws.
Derartige Drahtzangen, die auch als Draht- oder Fadenklammern bezeichnet werden, werden bei der Montage von Halbleiterbauelementen benötigt, um Drahtverbindungen zwischen Bondpads auf einem Halbleiterbauelement und Außenkontakten auf einem beliebi- gen Trägerelement herzustellen. Das Ziehen derartiger Drahtbrücken erfolgt mit Hilfe von Drahtbondeinrichtungen, die im Falle der Verwendung von Aluminiumdraht als Ultraschall-Drahtbondvorrichtungen ausgeführt sind. Hierzu sind ein Ultraschallerzeuger und ein Ultraschalltransducer, bzw. Ultra- schallubertrager vorgesehen, der am vorderen Ende ein Bondwerkzeug (Wedge, Bondkeil) trägt um den Draht auf einer Bondstelle unter Ultraschalleinwirkung zu befestigen. Unmittelbar in der Nähe des Bondwerkzeuges, d.h. unmittelbar hinter dem Bondwerkzeug, befindet sich die Drahtzange mit deren Hilfe der unter das Bondwerkzeug geführte Bonddraht entweder zum Bondwerkzeug vorgeschoben oder festgehalten wird.Such wire cutters, which are also referred to as wire or thread clips, are required when assembling semiconductor components in order to produce wire connections between bond pads on a semiconductor component and external contacts on any carrier element. Such wire bridges are pulled with the aid of wire bonding devices which, in the case of using aluminum wire, are designed as ultrasonic wire bonding devices. For this purpose, an ultrasound generator and an ultrasound transducer or ultrasound transducer are provided, which carries a bonding tool (wedge, bonding wedge) at the front end in order to attach the wire to a bonding point under the influence of ultrasound. Immediately near the bonding tool, i.e. Immediately behind the bonding tool, the wire cutters are used to either advance or hold the bonding wire guided under the bonding tool to the bonding tool.
Da die Drahtzange im Interesse eines möglichst kurzen Tails an der jeweils zweiten Bondstelle möglichst nahe am Bondwerkzeug positioniert sein muß, müssen die Zangenbacken so ausgebildet sein, daß diese den Transducer oder Ultraschallübertrager umgreifen, ohne diesen zu berühren. In vielen Anwendungsfällen steht für die Positionierung des Bondwerkzeuges nur wenig freier Raum zur Verfügung, z.B. wenn innerhalb von Gehäusen gebondet werden soll oder auch bei der Montage von CSP-Bauelementen (Chip-Size-Packaging) ist es wün- sehenswert, daß die Drahtzange mit dem zugehörigen Antrieb möglichst wenig Raum beansprucht.Since the wire pliers must be positioned as close as possible to the bonding tool at the second bond point in the interest of the shortest possible tail, the pliers jaws must be designed such that they grip around the transducer or ultrasound transducer without touching it. In many applications, there is only little free space available for positioning the bonding tool, for example, if bonding is to take place within housings or when assembling CSP components (chip-size packaging), it is worth noting that the wire cutters are included the associated drive takes up as little space as possible.
Darüber hinaus muß insbesondere bei Drehkopfbondern wegen der möglichen hohen Winkelbeschleunigungen eine besonders hohe Sy- stemsteifigkeit gewährleistet werden, um zu verhindern, daß sich die Zangenbacken oder andere Bauteile während der Drehbewegung des Bondkopfes unkontrolliert bewegen und andererseits sollte der Antrieb für die Zangenbacken der Drahtzange möglichst wenig Masse aufweisen.In addition, particularly with turret bonders, because of the possible high angular accelerations, a particularly high system stiffness must be ensured in order to prevent the jaws or other components from moving in an uncontrolled manner during the rotational movement of the bonding head, and on the other hand, the drive for the jaws of the wire cutters should be as little as possible Have mass.
Als Antriebsvorrichtung für die Backen der Drahtzange sind im einfachsten Fall Kurvenscheiben mit zugehörigen Stößeln allgemein bekannt, wobei hier ein besonders großer Platzbedarf besteht. Dieser Platzbedarf kann durch die Verwendung von Hub- magneten oder ähnlichen Antrieben im Vergleich zu Kurvenscheiben mit der zugehörigen Mechanik erheblich reduziert werden. Beispielsweise wird in der DE 195 38 397 AI eine Drahtzange beschrieben, deren Zangenbacken in einer Parallelführung geführt sind, wobei eine der beiden Zangenbacken mit dem Bondkopf fest verbunden ist und die andere Zangenbacke über einen Magnetantrieb betätigt wird.In the simplest case, cam disks with associated tappets are generally known as the drive device for the jaws of the wire cutters, with a particularly large space requirement here. This space requirement can be significantly reduced by using solenoids or similar drives compared to cam disks with the associated mechanics. For example, DE 195 38 397 AI describes a wire-nose pliers whose jaws are guided in a parallel guide, one of the two jaws being firmly connected to the bonding head and the other jaw being actuated by a magnetic drive.
Eine derartige Lösung gestattet zwar die Positionierung der Drahtzange unabhängig von der Richtung der Bonddrahtführung, d.h. der Bonddraht kann auch schräg zwischen den Zangenbacken der Bondflächen verlaufen, doch führt die Vielzahl der bewegten Teile einerseits zu einem nennenswerten Verschleiß der Drahtzange und andererseits zu einem beträchtlichen Montageaufwand.Such a solution does indeed allow the positioning of the wire tong regardless of the direction of the bond wire guide, i.e. The bonding wire can also run obliquely between the pliers jaws of the bonding surfaces, but the large number of moving parts leads on the one hand to significant wear on the wire pliers and on the other hand to a considerable amount of assembly work.
Aus der US 5,388,751 ist weiterhin eine Drahtzange bekannt geworden, deren Zangenbacken kraftschlüssig zusammengedrückt werden, so daß durch die Federkraft die Klemmkraft vorgegeben wird und die mit Hilfe eines Piezoelementes entgegen der Federkraft zu öffnen sind. Mit Hilfe des Piezoelementes können zwar nur geringe Stellwege realisiert werden, jedoch läßt sich eine erhebliche Stellkraft erzeugen, die von der Spannung abhängig ist, mit der das Piezoelement beaufschlagt wird. Auf diese Weise ist eine elektrisch gesteuerte gezielte Öffnungsbewegung der Drahtzange möglich.From US 5,388,751 a wire cutters has also become known, the pliers jaws of which are pressed together non-positively, so that the clamping force is predetermined by the spring force and which can be opened with the help of a piezo element against the spring force. With the aid of the piezo element, only small travel ranges can be achieved, but a considerable actuating force can be generated, which is dependent on the voltage with which the piezo element is acted upon. In this way, an electrically controlled, targeted opening movement of the wire cutters is possible.
Das Piezoelement ist hier längs zwischen den Zangenbacken an- geordnet und stützt sich mit einem Ende an einem Grundkörper ab, in dem die Zangenbacken festgeschraubt sind und mit dem anderen Ende an einer Traverse, welche die Zangenbacken im Bereich eines Festkörpergelenkes miteinander verbindet.The piezo element is arranged longitudinally between the pliers jaws and is supported with one end on a base body in which the pliers jaws are screwed and with the other end on a crossbar that connects the pliers jaws in the area of a solid body joint.
Diese Drahtzange ist einerseits mechanisch kompliziert aufgebaut und insbesondere für Ultraschall-Drahtbondvorrichtungen nicht geeignet, da eine derartige Drahtzange viel Platz beansprucht und eine Ermüdung der zu bewegenden Festkörpergelenke zu einem Nachlassen der Klemmkraft führen kann.On the one hand, these wire cutters have a mechanically complicated structure and are in particular not suitable for ultrasonic wire bonding devices, since such wire cutters take up a lot of space and fatigue of the solid-state joints to be moved can lead to a reduction in the clamping force.
Eine weitere Drahtzange geht aus der US 5,314,175 hervor. Die hier beschriebene Drahtzange besteht aus zwei Zangenbacken, die einstückig miteinander verbunden sind. Eine der Zangenbacken ist als Element mit höherer Biegesteifigkeit ausgebildet, während die andere Zangenbacke mit einem Festkörpergelenk ausgestattet ist, so daß diese Zangenbacke relativ gegenüber der steiferen Zangenbacke bewegt werden kann. Als Antrieb ist ein Piezoantrieb vorgesehen, der im Bereich des Festkörpergelenkes auf der Außenseite der bewegbaren Zangenbacke zwischen zwei Aufnahmeelementen in der Weise angeordnet ist, daß die bewegbare Zangenbacke in Richtung zur steiferen Zangenbacke bewegt wird, wenn der Piezoantrieb elektrisch aktiviert wird. Die Schließkraft der Drahtzange kann durch Änderung der Steuerspannung des Piezoantriebes variiert werden.Another wire cutters can be found in US 5,314,175. The wire cutters described here consist of two pliers jaws that are connected to each other in one piece. One of the pliers jaws is designed as an element with higher bending stiffness, while the other pliers jaw is equipped with a solid-state joint, so that this pliers jaw can be moved relative to the stiffer pliers jaw. A piezo drive is provided as the drive, which is arranged in the area of the solid-state joint on the outside of the movable jaw between two receiving elements in such a way that the movable jaw is moved in the direction of the stiffer jaw when the piezo drive is electrically activated. The closing force of the wire cutters can be varied by changing the control voltage of the piezo drive.
Es ist nunmehr Aufgabe der Erfindung, eine Drahtzange zu schaffen, die sehr einfach aufgebaut ist, die einschließlich des zugehörigen Antriebes wenig Platz beansprucht und deren Betrieb weitgehend verschleißfrei ist und auch eine einfache Reparatur des Antriebes erlaubt.It is now an object of the invention to provide a wire cutter that is very simple, including the associated drive takes up little space and its operation is largely wear-free and also allows easy repair of the drive.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Drahtzange der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Antriebsvorrichtung einen elektrisch ansteuerbaren Biegeaktor enthält, der an einer der Zangenbacken befestigt ist und der entgegen einer Federkraft unmittelbar oder mittelbar auf eine der Zangenbacken einwirkt.According to the invention, the object is achieved with wire pliers of the type mentioned at the outset in that the drive device contains an electrically controllable bending actuator which is fastened to one of the pliers jaws and which acts directly or indirectly against a spring force on one of the pliers jaws.
Eine mit einer derartigen Antriebsvorrichtung ausgestattete Drahtzange besitzt einen äußerst kompakten Aufbau und gewährleistet einen weitgehend verschleißfreien Betrieb, wodurch in der Folge der Wartungsaufwand ganz erheblich reduziert werden kann. Der mit dem Biegeaktor versehene Antrieb gewährleistet hohe, aber fein dosierbare Stellkräfte und hohe Stellgeschwindigkeiten. Damit kann die Drahtzange sowohl mit einer Öffner-, als auch mit einer Schließerfunktion ausgestattet werden.A wire cutter equipped with such a drive device has an extremely compact structure and ensures largely wear-free operation, as a result of which the maintenance effort can be reduced considerably. The drive provided with the bending actuator ensures high but finely adjustable actuating forces and high actuating speeds. This means that the wire cutters can be equipped with both a normally closed and a normally open function.
In Fortführung der Erfindung sind die Zangenbacken an den den Klemmflächen gegenüberliegenden Enden gelenkig verschwenkbar miteinander miteinander verbunden.In a continuation of the invention, the pliers jaws are pivotally connected to one another at the ends opposite the clamping surfaces.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung besteht die gelenkige Verbindung aus zwei im Anstand zueinander angeordneten und in einer Schwenkachse liegenden Paßstiften, so daß die Zangenbacken gelenkähnlich um die Schwenkachse verschwenkbar sind, die durch die gelenkige Verbindung verläuft. Damit können die Zangenbacken der Drahtzange z.B. für Wartungszwecke, leicht voneinander getrennt werden.In a special embodiment of the invention, the articulated connection consists of two dowel pins arranged at a distance from one another and lying in a pivot axis, so that the pliers jaws can be pivoted like a joint about the pivot axis which runs through the articulated connection. The pliers jaws of the wire cutters can e.g. for maintenance purposes, can be easily separated.
Um die gelenkige Verbindung möglichst einfach zu gestalten, sind die Zangenbacken gegenüber den Klemmflächen jeweils mit einer eine Stirnfläche aufweisenden Stütze versehen. Die Stirnflächen sind im Bereich der Schwenkachse jeweils mit in der Schwenkachse angeordneten Bohrungen zur Aufnahme der Paßstifte versehen. In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Zangenbacken über ein Festkörpergelenk einstückig miteinander verbunden, was den besonderen Vorteil des besonders verschleißarmen Betriebes hat und außerdem ermöglicht, auf die ansonsten er- forderliche Feder die der Antriebsvorrichtung entgegenwirkt, zu verzichten.In order to make the articulated connection as simple as possible, the pliers jaws are each provided with a support having an end face opposite the clamping faces. The end faces are each provided in the area of the pivot axis with bores arranged in the pivot axis for receiving the dowel pins. In a special embodiment of the invention, the pliers jaws are integrally connected to one another via a solid-state joint, which has the particular advantage of particularly low-wear operation and also makes it possible to dispense with the otherwise required spring which counteracts the drive device.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist zur Erzeugung einer Schließkraft der Zangenbacken eine Feder vorgesehen, die als einstellbare Druckfeder ausgebildet ist.In a further embodiment of the invention, a spring is provided to generate a closing force of the pliers jaws and is designed as an adjustable compression spring.
In weiterer Fortführung der Erfindung ist eine der Zangenbacken in einer besonderen Ausgestaltung mit einer Nut genügender Breite versehen, in welcher der Biegeaktor einends befestigt ist, wobei am freien Ende des Biegeaktors ein in der anderen gegenüberliegende Zangenbacke befestigtes und längs verstellbares Stützelement kraftschlüssig aufliegt.In a further development of the invention, one of the pliers jaws is provided in a special embodiment with a groove of sufficient width, in which the bending actuator is fastened at one end, with a longitudinally adjustable support element, which is fastened and longitudinally adjustable, resting on the free end of the bending actuator.
Die Nut kann auf der der gegenüberliegenden Zangenbacke zuge- wandten Seite, also auf der Innenseite, in die Zangenbacke eingebracht sein.The groove can be introduced into the pliers jaw on the side facing the opposite pliers jaw, that is to say on the inside.
Eine besondere Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Biegeaktor einends in einem Gehäuse befestigt ist, welches außen an einer der Zangenbacken lösbar befestigt ist, daß ein mit der gegenüberliegenden Zangenbacke verbundenes Stützelement vorgesehen ist, das durch die Zangenbacke ragt, an der das Gehäuse befestigt ist und daß das Stützelement mit dem freien Ende des Biegeaktors in Wirkungsverbindung steht.A special variant of the invention is characterized in that the bending actuator is fixed at one end in a housing which is releasably attached to the outside of one of the pliers jaws, that a supporting element is provided which is connected to the opposite pliers jaw and which projects through the pliers jaw on which the housing is attached and that the support element is in operative connection with the free end of the bending actuator.
Mit dieser Variante kann die Öffnerfunktion der Drahtzange realisiert werden. Außerdem ist die Antriebsvorrichtung von der Drahtzange einfach zu demontieren, wodurch ein einfacher und kostengünstige Service gewährleistet wird.With this variant, the opening function of the wire cutters can be realized. In addition, the drive device can be easily dismantled from the wire cutters, which ensures simple and inexpensive service.
Um eine Schließerfunktion mit dem Biegaktor realisieren zu können, ist in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung eine der Zangenbacken mit einem Festkörpergelenk versehen, das sich im Bereich der Einspannstelle des Biegeaktors befindet.In order to be able to implement a closer function with the bending actuator, one is in a special embodiment of the invention the jaws of the pliers with a solid-state joint, which is located in the area of the clamping point of the bending actuator.
Das Freie Ende der Biegeaktors wirkt in diesem Fall auf die Außenseite der mit dem Festkörpergelenk versehenen Zangenbacke ein. Beide Zangenbacken sind in diesem Fall über die Stirnflächen fest miteinander verbunden, wobei der in dem Gehäuse einends befestigte Biegeaktor auf der Außenseite der Zangenbacke angeordnet ist. Das freie Ende des Biegeaktors liegt an der Zangenbacke unmittelbar oder mittelbar an.In this case, the free end of the bending actuator acts on the outside of the pliers jaw provided with the solid body joint. In this case, both pliers jaws are firmly connected to one another via the end faces, the bending actuator fastened at one end in the housing being arranged on the outside of the pliers jaw. The free end of the bending actuator lies directly or indirectly on the pliers jaw.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die mit dem Festkörpergelenk versehene Zangenbacke mit einem in der Länge einstellbaren Stützelement versehen, mit dem das freie Ende des Biegeaktors in Wirkungsverbindung steht. Zusätzlich kann zwischen den Zangenbacken eine Druckfeder angeordnet werden.In a further embodiment of the invention, the pliers jaw provided with the solid body joint is provided with a length-adjustable support element with which the free end of the bending actuator is operatively connected. In addition, a compression spring can be arranged between the jaws.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.
In den zugehörigen Zeichnungsfiguren zeigen:In the associated drawing figures show:
Fig. 1 eine Drahtzange als Öffner mit einem Biegeaktor als Antriebselement und zugeordnetem Druckstößel im strom- losen Zustand;1 shows a wire cutters as an opener with a bending actuator as a drive element and an associated pressure tappet in the de-energized state;
Fig. 2 eine Drahtzange nach Fig. 1 in bestromten Zustand;Fig. 2 shows a wire cutter according to Fig. 1 in the energized state;
Fig. 3 eine Drahtzange mit einem Biegeaktor als Antriebselement auf der Innenseite einer der Zangenbak- ken; und3 shows a wire cutters with a bending actuator as the drive element on the inside of one of the pincer jaws; and
Fig. 4 eine schematisch dargestellte Variante der Drahtzange mit außenliegendem Biegeaktor mit Schließerfunktion.Fig. 4 is a schematically illustrated variant of the wire cutters with an external bending actuator with a closer function.
Die erfindungsgemäße Drahtzange 1 nach Fig. 1 und 2 besteht aus zwei Zangenbacken 2, 3, die einen Freiraum 4 für einen nicht dargestellten Transducer umschließen. Der Transducer mit dem zugehörigen Wedge ist Bestandteil einer nicht dargestellten Ultraschall-Drahtbondeinrichtung.The wire cutters 1 according to FIGS. 1 and 2 consists of two jaws 2, 3, which enclose a space 4 for a transducer, not shown. The transducer with the associated wedge is part of an ultrasound wire bonding device, not shown.
Die Zangenbacken 2, 3 sind an einem Ende vorzugsweise zueinander gelenkig verschwenkbar zusammengefügt und besitzen an ihrem jeweiligen freien Ende jeweils eine Klemmfläche 5, 6 zum Klemmen eines Bonddrahtes 7. Die Zangenbacken 2, 3 der Drahtzange 1 sind so gekröpft, daß die Klemmflächen 5, 6 parallel zur Drahtachse ausgerichtet sind.The pliers jaws 2, 3 are preferably pivotally joined together at one end and each have a clamping surface 5, 6 at their respective free ends for clamping a bonding wire 7. The pliers jaws 2, 3 of the wire pliers 1 are cranked so that the clamping surfaces 5, 6 are aligned parallel to the wire axis.
An dem den Klemmflächen 5, 6 gegenüberliegenden Gelenkende der Zangenbacken 2, 3 befinden sich aufeinander gerichtete Stützen 8 und 9. Diese Stirnflächen 10, 11 können unmittelbar aufein- anderliegen, oder wie noch darzustellen ist, einen geringfügigen Abstand zueinander aufweisen aber dennoch formschlüssig miteinander verbunden sein.On the articulated end of the pliers jaws 2, 3 opposite the clamping surfaces 5, 6 there are supports 8 and 9 facing one another. These end surfaces 10, 11 can lie directly on top of one another, or, as will be shown, have a slight spacing from one another, but are nevertheless connected to one another in a form-fitting manner his.
Zu diesem Zweck sind in die Stirnflächen 10, 11 parallel zu einer Schwenkachse verlaufende Bohrungen 12, 13 eingearbeitet, in die ein Paßstift 14 eingelegt ist. Um eine formschlüssige aber in einer Schwenkachse verschwenkbare Verbindung der Stützen 8, 9 zu erreichen, sind zwei Paßstifte 14 vorgesehen, die in der Schwenkachse im Abstand zueinander angeordnet sind. Durch die Paßstifte 14 werden nur Schwenkbewegungen um die durch die Paßstifte 14 Schwenkachse zugelassen, nicht aber andere Relativbewegungen der Zangenbacken 2, 3 zueinander. Anstelle der Paßstifte 14 kann auch eine in Nuten eingelegte Welle, oder auch eine beliebig andere Konstruktion in Betracht kommen. Voraussetzung ist lediglich, daß nur eine Schwenkbewegung der Zangebacken 2, 3 um eine Schwenkachse ermöglicht und jede andere Relativbewegung unterbunden wird.For this purpose, holes 12, 13 are machined into the end faces 10, 11 and parallel to a pivot axis, into which a dowel pin 14 is inserted. In order to achieve a form-fitting but pivotable connection of the supports 8, 9 in a pivot axis, two dowel pins 14 are provided which are arranged at a distance from one another in the pivot axis. The dowel pins 14 only allow swiveling movements about the swivel axis through the dowel pins 14, but not other relative movements of the jaws 2, 3 to one another. Instead of the dowel pins 14, a shaft inserted in grooves or any other construction can also be considered. The only requirement is that only a pivoting movement of the teeth jaws 2, 3 about a pivot axis is possible and any other relative movement is prevented.
Als Antriebselement für die Drahtzange 1 ist erfindungsgemäß ein Biegeaktor 15 vorgesehen, welcher der Zangenbacke 2 zugeordnet ist, jedoch die gegenüberliegende Zangenbacke 3 betätigt. Der Biegeaktor 15 ist einends in einem Gehäuse 16 befestigt, ansonsten in Grenzen frei beweglich. Das Gehäuse 16 ist auf der Außenseite der Zangenbacke 2, beispielsweise durch eine nicht dargestellte Schraubverbindung, befestigt.According to the invention, a bending actuator 15 is provided as the drive element for the wire pliers 1, which is assigned to the pliers jaw 2 but actuates the opposite pliers jaw 3. The Bending actuator 15 is fixed at one end in a housing 16, otherwise freely movable within limits. The housing 16 is attached to the outside of the jaw 2, for example by a screw connection, not shown.
Das freie Ende des Biegeaktors 15 steht mit einem Stützelement 17 in Verbindung, das in die gegenüberliegende Zangenbacke 3 eingeschraubt ist und sich durch eine Öffnung 18 in der Zangenbacke 2 bis zum freien Ende des Biegeaktors 15 in dem Gehäuse 16 erstreckt. Zur genauen Justierung der Drahtzange 1 ist das Stützelement 17 längsverstellbar in der Zangenbacke 3 befestigt.The free end of the bending actuator 15 is connected to a support element 17 which is screwed into the opposing jaw 3 and extends through an opening 18 in the jaw 2 to the free end of the bending actuator 15 in the housing 16. For exact adjustment of the wire-nose pliers 1, the support element 17 is fastened in a longitudinally adjustable manner in the jaw 3.
Da die Drahtzange 1 nach den Fig. 1 und 2 eine Öffnerfunktion besitzt, also im stromlosen Zustand den Bonddraht 7 mit einer vorgegebenen Kraft klemmen soll, muß das Schließen der Drahtzange 1 durch eine vorgebbare Federkraft erfolgen und deren Öffnen durch den Biegeaktor 15 entgegen dieser Federkraft. Hierzu ist, wie in Fig. 1, 2 dargestellt, eine Zugschraube 19 vorgesehen, die sich durch die Zangenbacke 3 durch eine entsprechende große Öffnung 20 erstreckt und in der gegenüberliegende Zangenbacke 2 eingeschraubt ist. Außerhalb der Zangenbacke 3 befindet sich auf der Zugschraube 19 zwischen deren Schraubenkopf und der Außenseite der Zangenbacke 3 eine Druckfeder 21. Damit läßt sich die Schließkraft auf besonders einfache Weise realisieren und voreinstellen. Diese Druckfeder 21 hat gleichzeitig die Funktion, die Zangenbacken 2 , 3 im Gelenkbereich zusammenzuhalten bzw. zusammenzudrücken.1 and 2 has an opening function, that is to say, in the de-energized state, the bonding wire 7 is to be clamped with a predetermined force, the wire tong 1 must be closed by a predeterminable spring force and its opening by the bending actuator 15 against this spring force . For this purpose, as shown in FIGS. 1, 2, a tension screw 19 is provided which extends through the jaw 3 through a correspondingly large opening 20 and is screwed into the opposite jaw 2. Outside the pliers jaw 3 there is a compression spring 21 on the tension screw 19 between its screw head and the outside of the pliers jaw 3. The closing force can thus be realized and preset in a particularly simple manner. This compression spring 21 also has the function of holding the pliers jaws 2, 3 together or compressing them in the joint area.
Die Ausbildung der Antriebsvorrichtung mit einem in einem Gehäu- se 16 angeordneten Biegeaktor 15 als austauschbare Baugruppe hat den besonderen Vorteil, daß dadurch der Serviceaufwand ganz erheblich verringert wird. Darüberhinaus wird durch die Verwendung des Biegeaktors 15 ein Antrieb für die Drahtzange 1 realisiert, der eine geringstmögliche Masse aufweist und eine sehr große Lebensdauer besitzt.The design of the drive device with a bending actuator 15 arranged in a housing 16 as an exchangeable assembly has the particular advantage that the service expenditure is thereby considerably reduced. In addition, the use of the bending actuator 15 realizes a drive for the wire cutters 1 which has the lowest possible mass and has a very long service life.
Fig. 3 zeigt eine Variante der Drahtzange 1 mit innenliegendem Antriebselement. In diesem Fall ist in die Innenseite der Zangenbacke 2 gegenüber der Zangenbacke 3 eine Nut 22 genügender Breite eingearbeitet, die sich längs der Zangenbacke 2 erstreckt. In dieser Nut 22 ist der als Antriebselement dienende Biegeaktor 15 einends durch eine schematisch angedeutete Schraubverbindung o. dgl. in der Nut 22 befestigt. Der Biegeaktor 15 steht mit dem in der Zangenbacke 3 längs einstellbar verschraubten Stützelement 17 in Wirkungsverbindung.Fig. 3 shows a variant of the wire cutters 1 with internal Drive element. In this case, a groove 22 of sufficient width is worked into the inside of the pliers jaw 2 opposite the pliers jaw 3 and extends along the pliers jaw 2. In this groove 22, the bending actuator 15 serving as the drive element is fixed at one end in the groove 22 by a schematically indicated screw connection or the like. The bending actuator 15 is in operative connection with the support element 17 which is screwed lengthways adjustable in the jaw 3.
Entsprechend der Darstellung in Fig. 1, 2 ist hier weiterhin eine mit einer Druckfeder 21 versehene Zugschraube 19 vorgesehen, die sich durch die Zangenbacke 3 durch eine entsprechende große Öffnung 20 erstreckt und in der gegenüberliegenden Zangenbacke 2 eingeschraubt ist.According to the illustration in FIGS. 1, 2, a tension screw 19 provided with a compression spring 21 is also provided, which extends through the jaw 3 through a correspondingly large opening 20 and is screwed into the opposite jaw 2.
Wird der Biegeaktor 15 mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt, so verbiegt sich dieser in Richtung zur gegenüberliegenden Zangenbacke 3, so daß diese durch das Stütz-ele- ment 17 entgegen der Federkraft der Druckfeder 21 gegenüber der Zangenbacke 2 aufgespreizt wird. Das bedeutet, daß hier der Biegeaktor 15 ebenfalls als Öffner für die Drahtzange 1 eingesetzt wird und daß folglich die Schließkraft durch eine Federkraft der Druckfeder 21 erzeugt werden muß, die gleichzeitig die Zangenbacken 2 , 3 im Gelenkbereich federbelastet aufeinander- drückt.If the bending actuator 15 is subjected to an electrical voltage, it bends in the direction of the opposite jaw 3, so that it is spread apart by the support element 17 against the spring force of the compression spring 21 relative to the jaw 2. This means that here the bending actuator 15 is also used as an opener for the wire pliers 1 and that consequently the closing force must be generated by a spring force of the compression spring 21, which at the same time presses the pliers jaws 2, 3 against one another in the joint area in a spring-loaded manner.
Bei der Variante der Drahtzange 1 nach Fig. 3 kann die Antriebsvorrichtung selbstverständlich ebenfalls als austauschbare Baugruppe ausgeführt werden. Der Biegeaktor 15 ist hierzu lediglich auf ähnliche Weise wie in Fig. 1 dargestellt, in einem Gehäuse 16 anzuordnen. Im Unterschied zu Fig. 1 muß das Gehäuse 16 in diesen Fall mit einer Öffnung versehen sein, durch die das Stützelement 17 ragt und am Biegeaktor 15 anliegt, so daß zwischen dem Biegeaktor 15 und dem Stützelement 17 eine Wirkungsverbin- düng besteht.3, the drive device can of course also be designed as an exchangeable assembly. For this purpose, the bending actuator 15 can only be arranged in a housing 16 in a manner similar to that shown in FIG. 1. In contrast to FIG. 1, the housing 16 must in this case be provided with an opening through which the support element 17 projects and bears against the bending actuator 15, so that there is an operative connection between the bending actuator 15 and the support element 17.
Die Übertragung der Bewegung des Biegeaktors 15 wird bei einer Spannungsbeaufschlagung wie in Fig. 1 über das Stützelement 17 auf die gegenüberliegende Zangenbacke übertragen.The transmission of the movement of the bending actuator 15 is at a Transfer of voltage as in Fig. 1 via the support element 17 to the opposite jaw.
Fig. 4 zeigt schließlich noch in schematischer Darstellung eine besondere Variante der Drahtzange 1, bei der diese eine Schließerfunktion mit elektrisch vorgebbarer Schließkraft aufweist.4 shows a special variant of the wire cutters 1, in which the latter has a closer function with an electrically predefinable closing force.
Um diese Funktion realisieren zu können, ist die Zangenbacke 2 mit einem Festkörpergelenk 23 versehen. Das Festkörpergelenk 23 befindet sich unmittelbar im Bereich der Einspannstelle des Biegeaktors 15. Auf diese Weise läßt sich der an das Festkörpergelenk 23 anschließende Teil der Zangenbacke 2 mit der Klemmfläche 5 entgegen der Federkraft des Festkörpergelenkes 23 relativ zur Zangenbacke 3 verschwenken. Dadurch, daß sich das Fest- körpergelenk 23 im Bereich der Einspannstelle des Biegeaktors 15 befindet, ergibt sich zwischen dem freien Ende des Biegeaktors 15, das am beweglichen Teil der Zangenbacke 2 anliegt, nahezu keine einen Verschleiß erzeugende Relativbewegung.In order to be able to implement this function, the jaw 2 is provided with a solid body joint 23. The solid body joint 23 is located directly in the area of the clamping point of the bending actuator 15. In this way, the part of the pliers jaw 2 adjoining the solid body joint 23 with the clamping surface 5 can be pivoted relative to the pliers jaw 3 against the spring force of the solid body joint 23. Because the solid-state joint 23 is located in the region of the clamping point of the bending actuator 15, there is almost no wear-producing relative movement between the free end of the bending actuator 15, which rests on the movable part of the jaw 2.
Um zu erreichen, daß sich die Zangenbacken nur um das Festkörpergelenk 23 relativ zueinander bewegen, müssen beide Zangenbak- ken 2, 3 über die Stirnflächen 10, 11 fest miteinander verbunden sein, was beispielsweise durch eine Schraubverbindung einfach erfolgen kann.In order to ensure that the pliers jaws move relative to one another only about the solid-state joint 23, both pliers jaws 2, 3 must be firmly connected to one another via the end faces 10, 11, which can be done simply by a screw connection, for example.
Der Biegeaktor 15 kann analog wie in Fig. 1, 2 dargestellt, in dem Gehäuse 16 einends befestigt sein und somit mit dem Gehäuse eine separate Baugruppe bilden, die auf der Außenseite der Zangenbacke 2 angeordnet ist.The bending actuator 15 can be analogously as shown in Fig. 1, 2, fixed in the housing 16 at one end and thus form a separate assembly with the housing, which is arranged on the outside of the pliers jaw 2.
Weiterhin kann ein Stützelement 24 vorgesehen werden, das längs- einstelbar in die Zangenbacke 2 eingeschraubt ist und an dem das freie Ende des Biegeaktors 15 anliegt. Außerdem kann eine Zusatzdruckfeder vorgesehen werden, die zwischen den Zangenbacken 2, 3 anzuordnen ist. DrahtzangeFurthermore, a support element 24 can be provided, which is screwed into the pliers jaw 2 so as to be longitudinally adjustable and against which the free end of the bending actuator 15 rests. In addition, an additional compression spring can be provided, which is to be arranged between the jaws 2, 3. Wire cutters
BezugszeichenlisteReference list
DrahtzangeWire cutters
ZangenbackePliers jaw
ZangenbackePliers jaw
Freiraumfree space
KlemmflächeClamping surface
KlemmflächeClamping surface
BonddrahtBond wire
Stützesupport
Stützesupport
StirnflächeFace
StirnflächeFace
Bohrungdrilling
Bohrungdrilling
PaßstiftDowel pin
BiegeaktorBending actuator
Gehäusecasing
StützelementSupport element
Öffnungopening
ZugschraubeLag screw
Öffnungopening
Druckfedercompression spring
Nutgroove
FestkörpergelenkSolid-state joint
Stützelement Support element

Claims

Patentansprüche claims
1. Drahtzange zum Halten und/oder Manipulieren von Drähten, vorzugsweise von Bonddrähten in Drahtbondeinrichtungen zur1. Wire cutters for holding and / or manipulating wires, preferably bond wires in wire bonding devices
Herstellung von Halbleiterbauelementen, bestehend aus zwei relativ zueinander verschwenkbaren Zangenbacken, die jeweils am vorderen Ende mit einander zugewandten Klemmflächen versehen sind, zwischen denen der Bonddraht geführt ist und einer Antriebsvorrichtung zur Bewegung der Zangenbacken, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Antriebsvorrichtung einen elektrisch ansteuerbaren Biegeaktor (15) enthält, der an einer der Zangenbacken (2; 3) befestigt ist und daß der Biegeaktor (15) entgegen einer Federkraft unmittelbar oder mittelbar auf eine der Zangenbacken (2; 3) einwirkt.Manufacture of semiconductor components, consisting of two pliers jaws which can be pivoted relative to one another, each of which is provided at the front end with mutually facing clamping surfaces between which the bonding wire is guided and a drive device for moving the pliers jaws, characterized in that the drive device has an electrically controllable bending actuator (15) contains, which is attached to one of the pliers jaws (2; 3) and that the bending actuator (15) acts directly or indirectly against one of the pliers jaws (2; 3) against a spring force.
2. Drahtzange nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zangenbacken (2; 3) an den den Klemmflächen (5; 6) gegenüberliegenden Enden gelenkig verschwenkbar miteinander verbunden sind.2. Wire cutters according to claim 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the pliers jaws (2; 3) are pivotally connected to each other at the ends opposite the clamping surfaces (5; 6).
3. Drahtzange nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die gelenkige Verbindung der Zangen- backen über zwei im Abstand zueinander angeordnete und in einer Schwenkachse liegende Paßstifte (14) erfolgt, so daß die Zangenbacken (2; 3) gelenkähnlich um die Schwenkachse verschwenkbar sind, die durch die gelenkige Verbindung verläuft.3. Wire cutters according to claim 2, characterized in that the articulated connection of the pliers jaws takes place via two spaced locating pins (14) located in a pivot axis, so that the pliers jaws (2; 3) can be pivoted like a joint about the pivot axis, which runs through the articulated connection.
Drahtzange nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zangenbacken (2; 3) gegenüber den Klemmflächen (5; 6) jeweils mit einer eine Stirnfläche (10; 11) aufweisenden Stütze (8; 9) versehen sind und daß die Stirnflächen (10; 11) jeweils mit in der Schwenkachse angeordneten Bohrungen (12; 13) zur Aufnahme der Paßstifte (14) versehen sind.Wire pliers according to claim 3, characterized in that the pliers jaws (2; 3) compared to the Clamping surfaces (5; 6) are each provided with a support (8; 9) having an end surface (10; 11) and that the end surfaces (10; 11) each have bores (12; 13) arranged in the pivot axis for receiving the dowel pins (14) are provided.
Drahtzange nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zangenbacken (2, 3) über ein Festkörpergelenk einstückig miteinander verbunden sind.Wire pliers according to claim 2, so that the pliers jaws (2, 3) are integrally connected to one another via a solid-state joint.
6. Drahtzange nach den Ansprüchen 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur Erzeugung einer Schließkraft der Zangenbacken eine Feder vorgesehen ist.6. wire pliers according to claims 1 to 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a spring is provided for generating a closing force of the pliers jaws.
7. Drahtzange nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Feder als einstellbare Druckfeder (21) ausgebildet ist.7. wire cutters according to claim 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the spring is designed as an adjustable compression spring (21).
8. Drahtzange nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine der Zangenbacken (2;8. Wire cutters according to one of claims 1 to 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that one of the pliers jaws (2;
3) mit einer Nut (22) genügender Breite versehen ist, in welcher der Biegeaktor (15) einends befestigt ist und daß am freien Ende des Biegeaktors (15) ein in der anderen gegenüberliegende Zangenbacke (2; 3) befestigtes und längs verstellbares Stützelement (17) kraftschlüssig aufliegt.3) is provided with a groove (22) of sufficient width in which the bending actuator (15) is fastened at one end and that at the free end of the bending actuator (15) is a longitudinally adjustable support element (2; 3) fastened in the other opposite jaw (2; 3) 17) lies non-positively.
9. Drahtzange nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Nut (22) auf der der gegenüberliegenden Zangenbacke (3) zugewandten Seite in die Zangenbacke (2) eingebracht ist.9. wire cutters according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the groove (22) on the opposite pliers jaw (3) facing side in the pliers jaw (2) is introduced.
10. Drahtzange nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Biegeaktor (15) einends in einem Gehäuse (16) befestigt ist, daß das Gehäuse (16) außen an einer der Zangenbacken (2; 3) lösbar befestigt ist, daß ein mit der gegenüberliegenden Zangenbacke (2; 3) verbundenes Stützelement (17) vorgesehen ist, das durch die Zangenbacke (2; 3) ragt, an der das Gehäuse (16) befestigt ist und daß das Stützelement (17) mit dem freien Ende des Biegeaktors (15) in Wirkungsverbindung steht.10. Wire cutters according to one of claims 1 to 7, characterized in that the bending actuator (15) is fixed at one end in a housing (16), that the housing (16) on the outside of one of the pliers jaws (2; 3) is releasably attached that a with the opposite jaw (2; 3) connected support element (17) is provided, the protrudes through the jaws (2; 3) to which the housing (16) is attached and that the support element (17) is in operative connection with the free end of the bending actuator (15).
11. Drahtzange nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Gehäuse (16) mit dem darin befestigten Biegeaktor (15) auf der Außenseite einer der Zangenbacken (2; 3) austauschbar befestigt ist.11. Wire cutters according to claim 10, so that the housing (16) with the bending actuator (15) fastened therein is exchangeably fastened on the outside of one of the pliers jaws (2; 3).
12. Drahtzange nach den Ansprüchen 1, 6 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß eine der Zangenbacken (2; 3) mit einem Festkörpergelenk (23) versehen ist, daß sich das Festkörpergelenk (23) im Bereich der Einspannstelle des Biegeaktors (15) befindet, daß das Freie Ende des Biegeak- tors (15) auf die Außenseite der mit dem Festkörpergelenk (23) versehenen Zangenbacke (2) einwirkt und daß beide Zangenbacken (2, 3) über die Stirnflächen (10, 11) fest miteinander verbunden sind.12. Wire cutters according to claims 1, 6 and 7, characterized in that one of the pliers jaws (2; 3) is provided with a solid body joint (23), that the solid body joint (23) is in the region of the clamping point of the bending actuator (15), that the free end of the bending actuator (15) acts on the outside of the pliers jaw (2) provided with the solid body joint (23) and that both pliers jaws (2, 3) are firmly connected to one another via the end faces (10, 11).
13. Drahtzange nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der in dem Gehäuse (16) einends befestigte Biegeaktor (15) auf der Außenseite der Zangenbacke (2) angeordnet ist.13. Wire cutters according to claim 12, so that the bending actuator (15) fixed at one end in the housing (16) is arranged on the outside of the pliers jaw (2).
14. Drahtzange nach Anspruch 12 und 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zangenbacke (2) mit einem in der Länge einstellbaren Stützelement (24) versehen ist, mit dem das freie Ende des Biegeaktors (15) in Wirkungsverbindung steht.14. Wire cutters according to claim 12 and 13, so that the pliers jaw (2) is provided with a length-adjustable support element (24) with which the free end of the bending actuator (15) is in operative connection.
15. Drahtzange nach den Ansprüchen 12 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zwischen den Zangenbacken (2; 3) eine Zusatzdruckfeder angeordnet ist. 15. wire cutters according to claims 12 to 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that an additional compression spring is arranged between the jaws (2; 3).
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