JPH0342998B2 - - Google Patents

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つて駆動されるワ
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つて工具と
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つて次の接
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つてワイヤ
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つたり
することがあり、それによつ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
つ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
すことによつて生成される。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
よつ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つ
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題］ したがつて、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。

［課題解決のための手段および作用］ この目的を達成するためにこの発明によるワイ
ヤ接続方法は、接続工具の先端部の下に供給装置
からワイヤを引出し、接続されるべき位置に対し
て接続工具およびワイヤを押付けながら超音波ト
ランスデユーサから接続工具に接続用エネルギを
供給して接続部を形成し、完成した接続部から接
続工具を移動して接続工具の先端部の下に次の接
続部を形成するためにワイヤを引出し、その後ワ
イヤを接続工具にクランプして接続工具を移動さ
せて第２の接続部と接続工具の先端部との間のワ
イヤに張力を与え、接続部の形成後に次の接続部
を形成するためのワイヤが接続工具の先端部の下
に引出されているか否かを超音波トランスデユー
サの付勢により検出し、完成した接続部と接続工
具の先端部との間で接続工具がワイヤに張力を与
えている状態でそのインピーダンスを検出するこ
とを特徴とする。

このように常時はワイヤは接続工具にクランプ
せずに自由に相対的運動ができるようにして通常
のようにワイヤの接続部を形成し、接続部が完成
し、ワイヤを接続工具の先端部の下に引出した後
にワイヤを接続工具にクランプして完成した接続
部から離すように移動させてこの接続部と接続工
具の先端部との間でワイヤに張力を与えてそのイ
ンピーダンスを再び超音波トランスデユーサの付
勢して検出することによつて次の接続部のための
ワイヤが存在しているか否かの確認することが可
能になる。

したがつて単にワイヤをクランプするだけでワ
イヤに検査時だけ張力を与えることができ、通常
の接続工程に容易に適応させることができる。

［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
よつて説明する。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１０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１６によつて固定
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２０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２
４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
ツプまたはそれし類似の形態のワークピース２６
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２
２およびチツプ２６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。

トランスデユーサ支持アーム３０はトランスデ
ユーサ１４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３６が固定され、このワイヤ案内素子３６を通
つてワイヤ４０は第２図によく示されているよう
に工具の下端に沿つて工具先端部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１０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３
２と平行な経路に沿つて引出される。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４６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４６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にしつ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４６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つて自由に運動でき
る。垂直位置決め装置１６は接続装置フレーム１
０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つて降下
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４
０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３４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ａ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３６を通つて延在するワイヤ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４０はその間に挟まれる。一方トラン
スデユーサは第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。これによつてワイヤ
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、したがつてワイヤはワイヤ案内素子３
６を通つ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つて移動するに
したがつ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で行われる。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つて
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
に短い移動ワイヤに顕著な張力を全く与えられな
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、適切な張力を与えられず、切断は生じな
い。

この発明の原理によれば、適正に位置されたワ
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つて決定される。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つ
て軸方向に向いている。したがつてワイヤのこの
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
つて、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
つ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
ユーサのインピーダンスの監視には多数の異なつ
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６２，６４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によつて検出され、この電流
検出変圧器６６の１次巻線６８はトランスデユー
サ付勢電流用の線６２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。したがつて適切な切断力を与え
ることによつて整流器７２は負方向のパルス７６
を生じて、それはキヤパシタ８０により増幅器７
８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８８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、それはフリツプフロツプ９２か
らなる２安定回路を設定するために供給される。
このフリツプフロツプ９２は設定されると線９４
によつ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ツプフロツプ９２のリセ
ツトライン９８に適当な制御回路（図示せず）か
ら供給される信号によつてリセツトされる。

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。それ故トランスデユーサのインピー
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。フリツプフロツプ９２は
リセツ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または接続装
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
つ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、３４……工具先端、３６……ワイヤ案内素
子、４０……ワイヤ、４４……クランプ、７２…
…整流器、９２……フリツプフロツプ、９６……
表示装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 接続工具の先端部の下に供給装置からワイヤ
   を引出し、 接続されるべき位置に対して接続工具およびワ
   イヤを押付けながら超音波トランスジユーサから
   接続工具に接続用エネルギを供給して接続部を形
   成し、 完成した接続部から接続工具を移動して接続工
   具の先端部の下に次の接続部を形成するためのワ
   イヤを引出し、 その後ワイヤを接続工具にクランプして接続工
   具を移動させて完成した接続部と接続工具の先端
   部との間のワイヤに張力を与え、 完成した接続部と接続工具の先端部との間で接
   続工具がこのワイヤに張力を与えている状態で超
   音波トランスジユーサを付勢し、そのインピーダ
   ンスを検出することによつて接続部の形成後に次
   の接続部を形成するためのワイヤが接続工具の先
   端部の下に引出されているか否かを検出すること
   を特徴とする複数の位置にワイヤを接続する方
   法。 ２ 接続工具にワイヤをクランプし、接続工具お
   よびワイヤを前の接続部に対して移動させて切断
   工程で前記接続工具に力を作用させ、この接続工
   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 接続工具はトランスジユーサによつて駆動さ
   れ、前記切断工程で前記トランスジユーサに力を
   作用させ、前記監視においてはトランスジユーサ
   を付勢し、一方工具は前記切断工程において移動
   され、前記トランスジユ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 前記監視においては前記切断工程中の前記ト
   ランスジユ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 接続部と接続工具の先端部との間のワイヤに
   張力を与えるように移動する工程は、次の接続部
   のためにワイヤが接続工具の先端部の下に引出さ
   れた後に最後に完成した接続部におけるワイヤの
   切断を含む特許請求の範囲第１項記載の方法。 ６ 圧接用の接続工具を使用してワイヤが接続さ
   れる素子を支持している作業テーブルに対して移
   動可能な接続工具と、接続工具を付勢する超音波
   トランスジユーサと、接続工具が完成した接続部
   から次の接続部の形成位置に移動するときに接続
   工具の先端部の下に追加的にワイヤが引出される
   ようにワイヤを供給する供給装置とを具備してい
   るワイヤ接続装置において、 接続工具はその先端部の下に追加的にワイヤが
   引出されるように完成した接続部から接続工具が
   移動された後にワイヤを接続工具にクランプする
   装置を具備し、 さらに、接続工具およびそれにクランプしたワ
   イヤを移動させて接続工具の先端部と完成した接
   続部との間でワイヤに張力が与えられているとき
   に接続工具の先端部にエネルギを供給するために
   トランスジユーサを付勢するトランスジユーサ制
   御装置と、 このトランスジユーサの付勢されている状態で
   トランスジユーサのインピーダンスを監視する監
   視装置と、 その監視装置の出力に基づいてミスワイヤを指
   示する指示装置とを具備していることを特徴とす
   るワイヤ接続装置。 ７ ミスワイヤを指示する指示装置は接続装置支
   持体に対する前記作業テーブルの移動中に前記張
   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６項記載の装置。 ８ 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
   ランスジユ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ジユー
   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６項記載の装置。 ９ トランスジユ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た電流検出装置と、
   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
   されたことの指示装置とを具備している特許請求
   の範囲第６項記載の装置。 １０ 前記ワイヤのミスされたことの指示装置は
   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安定回路をリセツ
   トする手段とを具備している特許請求の範囲第９
   項記載の装置。