TWI736833B - 打線接合裝置 - Google Patents

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TWI736833B
TWI736833B TW108103445A TW108103445A TWI736833B TW I736833 B TWI736833 B TW I736833B TW 108103445 A TW108103445 A TW 108103445A TW 108103445 A TW108103445 A TW 108103445A TW I736833 B TWI736833 B TW I736833B
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内田洋平
平良尚也
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日商新川股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種可在實現生產性的提昇的同時進行接合工具的按壓荷重的校正的打線接合裝置。打線接合裝置包括於既定的接合區域中將打線一面按壓於電極一面接合的接合工具，且包括：驅動源，將接合工具沿著上下方向驅動；控制部，連接於驅動源，控制接合工具的按壓荷重；彈性部，配置於接合區域的外側，因按壓荷重而產生應變；獲取部，獲取彈性部的應變；及校正部，基於獲取部的獲取結果，以預先設定的按壓荷重的目標值與按壓荷重的實測值的荷重誤差成為既定範圍內的方式，實施控制部的校正處理。

Description

打線接合裝置
本發明是有關於一種打線接合(wire bonding)裝置。
已知有下述打線接合裝置，其包括於既定的接合區域中將打線一面按壓於電極一面接合的接合工具(bonding tool)、將接合工具沿著上下方向驅動的驅動源、及連接於驅動源且控制接合工具的按壓荷重的控制部(例如參照專利文獻1)。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開平10-284532號公報
一般而言，於打線接合裝置中，例如有時因一定期間的連續動作導致接合工具的按壓荷重隨時間變化。因此，於打線接合裝置中，為了實現適當按壓荷重的維持而定期進行接合工具的按壓荷重的校正。
先前，例如於在使打線接合裝置停止的狀態下，使用安裝於接合區域內的荷重元(load cell)，由操作員(operator)實施接合工具的按壓荷重的校正作業。於該校正作業中，作為使打線 接合裝置停止的期間，至少需要荷重元的安裝及卸除所需的時間、及操作員進行按壓荷重的校正作業所需的時間。其結果，因實施校正作業導致打線接合裝置的生產性降低。
因此，本發明的目的在於提供一種可在實現生產性的提昇的同時進行接合工具的按壓荷重的校正的打線接合裝置。
本發明的一形態的打線接合裝置包括於既定的接合區域中將打線一面按壓於電極一面接合的接合工具，且所述打線接合裝置包括：驅動源，將接合工具沿著上下方向驅動；控制部，連接於驅動源，控制接合工具的按壓荷重；彈性部，配置於接合區域的外側，因按壓荷重而產生應變；獲取部，獲取彈性部的應變；及校正部，基於獲取部的獲取結果，以預先設定的按壓荷重的目標值與按壓荷重的實測值的荷重誤差成為既定範圍內的方式，實施控制部的校正處理。
於本發明的一形態的打線接合裝置中，以接合工具按壓彈性部而產生應變。基於獲取部所獲取的彈性部的應變的獲取結果，以預先設定的按壓荷重的目標值與按壓荷重的實測值的荷重誤差成為既定範圍內的方式，藉由校正部實施控制部的校正處理。根據該打線接合裝置，彈性部配置於接合區域的外側，故而與例如於接合區域內安裝荷重元的情形相比，用以實施校正處理的打線接合裝置的停止時間變短，打線接合裝置的動作時間增加。藉此，可在實現生產性的提昇的同時進行接合工具的按壓荷 重的校正。
於本發明的一形態的打線接合裝置中，亦可使校正處理包含：實測處理，基於接合工具未按壓彈性部的非按壓狀態下的彈性部的第一應變、及藉由控制部以按壓荷重成為目標值的方式進行控制的情形時接合工具以該按壓荷重按壓彈性部的按壓狀態下的彈性部的第二應變，算出按壓荷重的實測值；比較處理，根據所算出的按壓荷重的實測值及按壓荷重的目標值而算出荷重誤差，並且將荷重誤差與預先設定的荷重閥值進行比較；及修正處理，於荷重誤差為荷重閥值以上的情形時，以荷重誤差變小的方式變更控制部中的驅動源的控制資料，校正部反覆進行實測處理、比較處理及修正處理，直至荷重誤差變得小於荷重閥值為止。於該情形時，以非按壓狀態下的第一應變為基準而根據按壓狀態下的第二應變來算出按壓荷重的實測值，故而與例如根據彈性部的位移來算出按壓荷重的實測值的情形相比，基準不易偏差。其結果，可高精度地算出按壓荷重的實測值。因此，能精度良好地實施校正處理。
於本發明的一形態的打線接合裝置中，亦可使彈性部為以單臂梁狀受到支持的板彈簧，且獲取部包含設於板彈簧的上表面的第一應變計(strain gauge)、及設於板彈簧的下表面的第二應變計。於該情形時，能以小型且簡單的構成來實現打線接合裝置的省空間化。另外，第一應變計及第二應變計設於板彈簧的兩面，故而使伴隨溫度變化的板彈簧的伸縮應變抵消。藉此，即便不等 待打線接合裝置的接合區域的溫度降低，亦可實施校正處理。因此，可實現打線接合裝置的連續動作，可進一步提高生產性。
於本發明的一形態的打線接合裝置中，亦可使彈性部為梁材，所述梁材以單臂梁狀受到支持，且在由長邊方向的一端部及另一端部夾持的中間部中，設有具有較一端部及另一端部更低的剛性的低剛性部，且獲取部包含設於梁材的一端部的上表面及下表面的第三應變計、及設於梁材的另一端部的上表面及下表面的第四應變計。於該情形時，於中間部設有低剛性部，故而於一端部與中間部的交界部、及另一端部與中間部的交界部，彈性部的應變增大。可利用該情況而感度良好地獲取梁材的應變。另外，第三應變計及第四應變計設於梁材的兩面，故而使伴隨溫度變化的梁材的伸縮應變抵消。藉此，即便不等待打線接合裝置的接合區域的溫度降低，亦可實施校正處理。因此，可實現打線接合裝置的連續動作，可進一步提高生產性。
根據本發明的打線接合裝置，可提供一種可在實現生產性的提昇的同時進行接合工具的按壓荷重的校正的打線接合裝置。
10:框架
11:XY平台
12:接合頭
13:接合臂
13a:凹部
14:超音波焊頭
14a:超音波振子
14b、26:凸緣
14c、25:螺桿
15:瓷嘴(接合工具)
16:導軌
17:加熱塊
17a:加熱器
18:基板
19:電子零件
20:板彈簧組裝體
20A、20B:彈性部組裝體
21:基底
22:支持台
25a:壓板
27:螺桿孔
28:罩蓋
31:板彈簧(彈性部)
31a:基端部
31b:前端部
31c、32c:上表面
31d、32d:下表面
32:梁材(彈性部)
32a:一端部
32b:另一端部
32e:中間部
32f:低剛性部
33:柱狀體(彈性部)
40:馬達(驅動源)
41:定子
42:轉子
43:旋轉中心
45:旋轉軸
46、47:一點鏈線
48:馬達驅動器
49:電源
51:電流感測器
52:角度感測器
53:溫度感測器
54:應變計部(第一應變計)
54a、54b、55a、55b、56a、56b、57a、57b、58、59:應變計
55:應變計部(第二應變計)
56:應變計部(第三應變計)
57:應變計部(第四應變計)
60:微電腦
61:控制部
62:校正部
100:打線接合裝置
BA:接合區域
CA:瓷嘴可移動區域
P:按壓點
S10~S15、S20~S28:步驟
圖1為本發明的一實施形態的打線接合裝置的平面圖。
圖2為表示圖1的打線接合裝置的構成例的概略構成圖。
圖3(a)為圖1的板彈簧組裝體的立體圖。圖3(b)為圖1的板彈簧組裝體的平面圖。圖3(c)為圖1的板彈簧組裝體的側面圖。
圖4(a)為例示圖3(a)~圖3(c)的板彈簧組裝體的非按壓狀態的側面圖。圖4(b)為例示圖3(a)~圖3(c)的板彈簧組裝體的按壓狀態的側面圖。
圖5為圖1的打線接合裝置的動作例的流程圖。
圖6為例示校正處理的流程圖。
圖7(a)為彈性部的變形例的側面圖。圖7(b)為例示圖7(a)的彈性部的非按壓狀態的側面圖。圖7(c)為例示圖7(a)的彈性部的按壓狀態的側面圖。
圖8為板彈簧組裝體的另一變形例的側面圖。
以下，對本發明的一實施形態一方面參照圖式一方面進行詳細說明。再者，以下的說明中，對相同或相應元件標註相同符號，省略重覆說明。
[打線接合裝置的構成]
圖1為本發明的一實施形態的打線接合裝置的平面圖。如圖1所示，本實施形態的打線接合裝置100為包括於既定的接合區域BA中將打線一面按壓於電極一面接合的瓷嘴15(接合工具)的裝置。電極包含半導體晶片等電子零件19的電極、安裝有電子零件19的基板18的電極等。再者，於以下的說明中，為方便起見，將 導軌16的延伸方向設為X方向，將與X方向正交的水平方向設為Y方向，將與X方向及Y方向正交的上下方向設為Z方向。
打線接合裝置100包括：框架(frame)10；XY平台11，設於框架10上；接合頭(bonding head)12，設於XY平台11上；接合臂(bonding arm)13，設於接合頭12；超音波焊頭14，安裝於接合臂13的前端；瓷嘴15，安裝於超音波焊頭14的前端；一對導軌16，沿著既定的水平方向引導基板18；加熱塊(heat block)17，將接合區域BA加熱；板彈簧組裝體20，用於校正瓷嘴15的按壓荷重；及微電腦(microcomputer)60，控制打線接合裝置100總體的動作。所謂瓷嘴15的按壓荷重，為以瓷嘴15將打線按壓於電極時作用於打線的荷重(所謂接合荷重)。
如圖2所示，於接合頭12的內部設有於Z方向上驅動接合臂13的馬達(驅動源)40。馬達40是由固定於接合頭12的定子41、及繞沿著X方向延伸的旋轉軸45轉動的轉子42所構成。
對馬達40的定子41自電源49供給驅動電力。供給於定子41的電流值是由電流感測器51檢測，且電流值是由馬達驅動器48進行調整。
轉子42與接合臂13的後部成一體，若將轉子42轉動，則接合臂13的前端以沿著Z方向搖動的方式受到驅動。於轉子42的旋轉軸45上，安裝有檢測轉子42的旋轉角度Φ的角度感測器52。
轉子42的旋轉軸45的旋轉中心43(圖2中的一點鏈線 46與一點鏈線47的交點)的Z方向位置(高度)成為與接合面(圖2中的一點鏈線47)的Z方向位置大致相同。接合面例如為基板18位於加熱塊17上的情形時沿著電子零件19的電極的上表面的假想平面。
於接合臂13的前端，藉由螺桿14c固定有超音波焊頭14的凸緣14b。於接合臂13的前端部分的下側面，設有收容超音波焊頭14的超音波振子14a的凹部13a。於超音波焊頭14的前端安裝有瓷嘴15。因此，若將轉子42轉動，則瓷嘴15於相對於電子零件19的電極面及板彈簧31的上表面而大致垂直的方向上，沿著上下方向搖動。即，馬達40將作為接合工具的瓷嘴15沿著上下方向驅動。
加熱塊17於框架10上安裝於一對導軌16之間。加熱塊17中安裝有一個或多個加熱器17a。加熱器17a以成為適於藉由瓷嘴15將打線一面按壓於電極一面接合的溫度的方式，將接合區域BA加熱。於接合頭12的附近，安裝有檢測打線接合裝置100的代表溫度的溫度感測器53。
接合區域BA例如為沿著XY平面規定的假想區域，為藉由來自加熱塊17的加熱器17a的熱而可獲得適於打線接合的溫度條件的加熱塊17上的區域。接合區域BA例如為於X方向上關於沿著接合臂13的延伸方向的假想線而成線對稱的大致矩形狀的加熱塊17上的區域。接合區域BA的X方向長度例如為基板18位於加熱塊17上的情形時，包含沿著X方向排列的電子零件19的 至少一部分般的長度。接合區域BA的Y方向長度例如為於基板18位於加熱塊17上的情形時，包含沿著Y方向排列的所有電子零件19般的長度。
微電腦60為包括於內部進行運算或訊號處理的中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)、以及存儲使打線接合裝置100動作的程式或執行程式所需要的資料的唯讀記憶體(Read Only Memory，ROM)及隨機存取記憶體(Random Access Memory，RAM)的記憶體的微電腦。對於微電腦60，至少輸入電流感測器51、角度感測器52及溫度感測器53的檢測訊號。對於微電腦60，亦可自未圖示的攝像裝置等輸入攝像資訊。
微電腦60具有控制馬達40及XY平台11而實施接合處理(進行接合動作的處理)的控制部61。控制部61基於所輸入的攝像資訊，獲取基板18、電子零件19及電極的各位置資訊。控制部61基於電流感測器51、角度感測器52與溫度感測器53的檢測訊號、所獲取的位置資訊、及預先存儲於記憶體的電子零件19的種類及電極的間距的資訊等，執行記憶體中存儲的接合程式，由此使馬達40及XY平台11動作。
作為接合處理，具體而言，控制部61決定對馬達40的定子41供給的電流的指令值，並將電流的指令值輸出至馬達驅動器48。控制部61以施加於定子41的電流值成為電流的指令值的方式控制馬達驅動器48，對施加於定子41的電流值進行調整。即，控制部61以利用與所施加的電流相應的按壓荷重(例如後述 按壓荷重的目標值)將打線按壓於電極的方式，控制瓷嘴15的按壓荷重。控制部61於瓷嘴15以該按壓荷重將打線按壓於電極的狀態下使超音波振子14a振動，藉由瓷嘴15將經按壓的打線接合於電極。
控制部61亦連接於XY平台11(參照圖1、圖2)，將瓷嘴15的XY方向的位置的指令值輸出至XY平台11。控制部61以瓷嘴15的XY方向的位置成為瓷嘴可移動區域CA(參照圖1)的內部的方式，將位置的指令值輸出至XY平台11。控制部61以瓷嘴15的XY方向的位置成為所指令的位置的方式驅動XY平台11，對瓷嘴15的XY方向的位置進行調整。
瓷嘴可移動區域CA例如為沿著接合區域BA所規定的假想區域，為較接合區域BA更廣的區域。瓷嘴可移動區域CA相對於接合區域BA，至少向加熱塊17的接合頭12側更廣地延伸。瓷嘴可移動區域CA亦可包含接合區域BA。
微電腦60具有實施控制部61的校正處理的校正部62。關於校正處理，詳細情況將於後述。
[彈性部的構成]
如圖1所示，板彈簧組裝體20於框架10上，安裝於接合臂13側的導軌16與加熱塊17之間。於板彈簧組裝體20上，亦可設有用以遮擋來自加熱塊17的熱的罩蓋28。
圖3(a)為圖1的板彈簧組裝體的立體圖。圖3(b)為圖1的板彈簧組裝體的平面圖。圖3(c)為圖1的板彈簧組裝體 的側面圖。如圖3(a)所示，板彈簧組裝體20具有四角平板狀的基底21、於基底21的上端部於Z方向上突設的支持台22、於基底21的下端部於Y方向上突設的凸緣26、及利用螺桿25經由壓板25a固定於支持台22的上端面的板彈簧(彈性部)31。於凸緣26中，設有用以利用螺桿將板彈簧組裝體20固定於框架10的螺桿孔27。
板彈簧31例如為金屬的薄板，藉由將板彈簧31的基端部31a固定於支持台22的上端面而以單臂梁狀受到支持。板彈簧31以前端部31b自支持台22的上端面朝向接合臂13側突出的方式沿著XY平面延伸。板彈簧31因瓷嘴15的按壓荷重而產生應變。
板彈簧組裝體20中，至少板彈簧31配置於接合區域BA的外側。板彈簧31配置於接合區域BA的外緣與瓷嘴可移動區域CA的外緣之間(即，較瓷嘴可移動區域CA的外緣更靠內側)。板彈簧31以沿著於加熱塊17的接合頭12側延伸的接合區域BA的外緣延伸的方式配置。因此，板彈簧31配置於藉由XY平台11的驅動而瓷嘴15可容易到達的位置。
板彈簧31的上表面31c的Z方向位置(高度)例如成為與所述接合面(圖2中的一點鏈線47)的Z方向位置大致相同。於板彈簧31的上表面31c，例如，以相對於瓷嘴15的一定的按壓荷重而產生一定的板彈簧31的應變的方式，標記有按壓點P。
於板彈簧31的上表面31c設有應變計部54(第一應變 計)。於板彈簧31的下表面31d設有應變計部55。應變計部54、應變計部55為獲取因瓷嘴15的按壓荷重而產生的板彈簧31的應變的獲取部。應變計部54、應變計部55的檢測訊號輸入至微電腦60。
應變計部54設於板彈簧31的上表面31c的基端部31a側與支持台22的上端面不重疊的位置。應變計部54獲取於板彈簧31的基端部31a側沿著上表面31c產生的應變。應變計部54例如包括於板彈簧31的寬度方向上並排設置的兩片應變計54a、應變計54b。
應變計部55設於板彈簧31的下表面31d的基端部31a側與支持台22的上端面不重疊的位置。應變計部55(第二應變計)獲取於板彈簧31的基端部31a側沿著下表面31d產生的應變。應變計部55例如包含於板彈簧31的寬度方向上並排設置的兩片應變計55a、應變計55b。
應變計54a、應變計55a於上表面31c及下表面31d，分別安裝於夾著板彈簧31而彼此對應的位置。應變計54b、應變計55b於上表面31c及下表面31d，分別安裝於夾著板彈簧31而彼此對應的位置。應變計54a、應變計54b、應變計55a、應變計55b例如可使用壓電型應變感測器。
[校正處理]
校正部62基於應變計部54、應變計部55的獲取結果，以按壓荷重的目標值與按壓荷重的實測值的荷重誤差成為既定範圍內 的方式，實施控制部61的校正處理。對校正部62的校正處理加以詳述。作為校正處理的一例，校正部62實施以下將說明的實測處理、比較處理及修正處理。校正部62反覆實施校正處理，直至荷重誤差變得小於預先設定的荷重閥值為止。
荷重誤差為按壓荷重的實測值相對於按壓荷重的目標值的誤差。按壓荷重的目標值作為用於利用瓷嘴15將打線一面按壓於電極一面接合的適當按壓荷重，為預先設定的瓷嘴15的按壓荷重。按壓荷重的目標值可為既定值的按壓荷重，亦可為根據該既定值而包含一定容許範圍的既定範圍的按壓荷重。按壓荷重的目標值亦可預先記憶於校正部62。
校正部62於實測處理之前，執行記憶體中存儲的校正處理的程式，由此使馬達40及XY平台11動作。藉此，瓷嘴15移動至接合區域BA外，移動至板彈簧31的按壓點P的上方。然後，於實測處理中，藉由控制部61控制馬達40，以瓷嘴15按壓板彈簧31的按壓點P的方式進行驅動。
作為實測處理，校正部62基於應變計部54、應變計部55的檢測訊號算出按壓荷重的實測值。具體而言，校正部62基於應變計部54、應變計部55的獲取結果及預先記憶的板彈簧31的質量、彈性係數等的物性值，藉由周知的方法(例如使用由應變計部54、應變計部55構成的橋接電路的方法)算出按壓荷重的實測值。即，校正部62具有作為基於應變計54a、應變計54b、應變計55a、應變計55b的檢測訊號而檢測板彈簧31的應變的檢測 電路(放大器)的功能。按壓荷重的實測值為基於應變計部54、應變計部55所獲取的板彈簧31的應變而算出的瓷嘴15的按壓荷重。
圖4(a)為例示圖3(a)~圖3(c)的板彈簧組裝體的非按壓狀態的側面圖。如圖4(a)所示，校正部62獲取非按壓狀態下的板彈簧31的第一應變。非按壓狀態例如為瓷嘴15未按壓板彈簧31的狀態。非按壓狀態亦可謂是瓷嘴15與板彈簧31分離的狀態。第一應變例如為因板彈簧31的自重作為點荷重作用於按壓點P而在板彈簧31產生的應變。校正部62根據第一應變算出第一實測荷重。第一實測荷重為在按壓荷重的實測值的算出過程中成為基準的實測荷重。
圖4(b)為例示圖3(a)~圖3(c)的板彈簧組裝體的按壓狀態的側面圖。如圖4(b)所示，校正部62獲取按壓狀態下的板彈簧31的第二應變。按壓狀態例如為於藉由控制部61以瓷嘴15的按壓荷重成為目標值的方式進行控制的情形時，瓷嘴15以該按壓荷重按壓板彈簧31的按壓點P的狀態。以按壓荷重成為目標值的方式而藉由控制部61控制了按壓荷重的瓷嘴15是在按壓板彈簧31的按壓點P的狀態。第二應變為因板彈簧31的自重及瓷嘴15的按壓荷重作為點荷重作用於按壓點P而在板彈簧31產生的應變。校正部62根據第二應變算出第二實測荷重。第二實測荷重為包含瓷嘴15的按壓荷重及板彈簧31的自重成分的實測荷重。
校正部62藉由自第二實測荷重減去第一實測荷重而算出第三實測荷重。第三實測荷重為去掉板彈簧31的自重成分後的、瓷嘴15按壓的按壓荷重的實質上的實測值。
再者，於相當於板彈簧31的自重成分的第一實測荷重相對於第二實測荷重足夠小而可忽視的情形時，亦可於第二實測荷重的算出過程中將第一實測荷重設為0。於該情形時，亦可省略所述第一實測荷重的算出過程，將第二實測荷重用作第三實測荷重。
作為比較處理，校正部62根據第三實測荷重及按壓荷重的目標值算出荷重誤差，並且將所算出的荷重誤差(例如絕對值)與預先設定的荷重閥值進行比較。荷重閥值為規定荷重誤差的容許範圍的閥值，而用於判定控制部61的校正處理的完成。荷重閥值亦可預先記憶於校正部62。
作為修正處理，校正部62於荷重誤差為荷重閥值以上的情形時，以荷重誤差變小的方式變更控制部61中的馬達40的電流的指令值(控制資料)。具體而言，校正部62於荷重誤差為荷重閥值以上且第三實測荷重大於按壓荷重的目標值的情形時，以第三實測荷重變小的方式來減小控制部61中的馬達40的電流的指令值的方式進行變更。於該情形時，校正部62亦能以可反覆進行多次校正處理直至荷重誤差變得小於荷重閥值為止的方式，使馬達40的電流的指令值以既定值逐步地減小。
另外，校正部62於荷重誤差為荷重閥值以上且第三實測荷重小於按壓荷重的目標值的情形時，以第三實測荷重變大的方 式來增加控制部61中的馬達40的電流的指令值的方式進行變更。於該情形時，校正部62亦能以可反覆進行多次校正處理直至荷重誤差變得小於荷重閥值為止的方式，使馬達40的電流的指令值以既定值逐步地增加。
一方面參照圖5、圖6，一方面對打線接合裝置100的動作例進行說明。圖5為圖1的打線接合裝置的動作例的流程圖。圖6為例示校正處理的流程圖。
如圖5所示，藉由微電腦60來起動打線接合裝置100(步驟S10)。步驟S10中，打線接合裝置100將加熱塊17的加熱器17a接通。然後，於加熱塊17的溫度上升至既定的溫度之前待機，進行打線接合裝置100的預熱(步驟S11)。
打線接合裝置100的預熱完成後，藉由微電腦60實施所述接合處理(接合)(步驟S12)。例如，藉由控制部61，以將打線以按壓荷重的目標值按壓於電極的方式控制瓷嘴15的按壓荷重。藉由控制部61，於瓷嘴15將打線按壓於電極的狀態下使超音波振子14a振動，藉由瓷嘴15將經按壓的打線接合於電極。於步驟S12中，以反覆實施接合處理的方式，打線接合裝置100連續動作。
繼而，藉由微電腦60的校正部62判定作為實施控制部61的校正處理的條件的校正實施條件是否成立(步驟S13)。於步驟S13中，藉由校正部62判定打線接合裝置100是否連續實施了例如1000小時等既定期間的接合處理。
步驟S13中，於由校正部62判定為校正實施條件不成立的情形時，跳轉至步驟S15，藉由微電腦60判定是否停止打線接合裝置100的運轉(步驟S15)。步驟S15中，於判定為不停止打線接合裝置100的運轉的情形時，回到步驟S12，藉由微電腦60繼續實施接合處理。
步驟S15中，於判定為停止打線接合裝置100的運轉的情形時，藉由微電腦60停止打線接合裝置100，程式的動作停止。
另一方面，步驟S13中，於由校正部62判定為校正實施條件成立的情形時，藉由校正部62實施校正處理(步驟S14)。具體而言，步驟S14的校正處理如圖6的例般實施。
如圖6所示，藉由校正部62，於保持加熱器17a接通的狀態下使XY平台11動作，瓷嘴15的位置向接合區域BA外移動(步驟S20)。於步驟S20中，瓷嘴15的位置移動至板彈簧31的按壓點P的上方。該非按壓狀態下，板彈簧31產生第一應變。藉由校正部62於非按壓狀態下獲取板彈簧31的第一應變(步驟S21)。
藉由校正部62將相當於當前時間點的按壓荷重的目標值的電流施加於馬達40，藉由瓷嘴15以該按壓荷重將板彈簧31按壓(步驟S22)。於該按壓狀態下，板彈簧31產生第二應變。藉由校正部62於按壓狀態下獲取板彈簧31的第二應變(步驟S23)。藉由校正部62減小施加於馬達40的電流，解除瓷嘴15對板彈簧31的按壓(步驟S24)。
藉由校正部62，基於第一應變及第二應變算出按壓荷重的實測值(步驟S25)。於步驟S25中，算出第一實測荷重及第二實測荷重，根據第一實測荷重及第二實測荷重算出第三實測荷重。再者，所述步驟S21~步驟S25相當於實測處理。
藉由校正部62，根據第三實測荷重及按壓荷重的目標值算出荷重誤差，並且將算出的荷重誤差的絕對值與預先設定的荷重閥值進行比較，判定荷重誤差的絕對值是否小於荷重閥值(步驟S26)。再者，該步驟S26相當於比較處理。
步驟S26中，於判定為荷重誤差的絕對值為荷重閥值以上的情形時(步驟S26：否(NO))，按壓荷重的實測值偏離按壓荷重的目標值，認為需要校正按壓荷重。因此，藉由校正部62以荷重誤差變小的方式變更控制部61中的馬達40的電流的指令值(步驟S27)。再者，該步驟S27相當於修正處理。步驟S27之後，回到步驟S21，實施實測處理。
步驟S26中，於判定為荷重誤差的絕對值小於荷重閥值的情形時(步驟S26：是(YES))，認為無需進行按壓荷重的校正。因此，藉由校正部62使XY平台11動作，瓷嘴15的位置向接合區域BA內移動(步驟S28)。然後，回到圖5的步驟S15，藉由微電腦60判定是否停止打線接合裝置100的運轉，再次開始接合動作，或停止打線接合裝置100的運轉。
如以上所說明，打線接合裝置100以瓷嘴15按壓板彈簧31而產生應變。基於應變計部54、應變計部55所獲取的板彈簧 31的應變的獲取結果，以預先設定的按壓荷重的目標值與按壓荷重的實測值的荷重誤差成為既定範圍內的方式，藉由校正部62實施控制部61的校正處理。根據打線接合裝置100，將板彈簧31配置於接合區域BA的外側，因此與例如於接合區域BA內安裝荷重元的情形相比，用以實施校正處理的打線接合裝置100的停止時間變短，打線接合裝置100的動作時間增加。藉此，可在實現生產性的提昇的同時校正瓷嘴15的按壓荷重。
於打線接合裝置100中，校正處理包含：實測處理，基於瓷嘴15未按壓板彈簧31的非按壓狀態下的板彈簧31的第一應變、及於藉由控制部61以瓷嘴15的按壓荷重成為目標值的方式進行控制的情形時瓷嘴15以該按壓荷重按壓板彈簧31的按壓點P的按壓狀態下的板彈簧31的第二應變，算出按壓荷重的實測值(第一實測荷重~第三實測荷重)；比較處理，將預先設定的荷重閥值與荷重誤差進行比較；及修正處理，於荷重誤差為荷重閥值以上的情形時，以荷重誤差變小的方式變更控制部61中的馬達40的電流。校正部62反覆進行實測處理、比較處理及修正處理，直至荷重誤差變得小於荷重閥值為止。藉此，以非按壓狀態下的第一應變為基準而根據按壓狀態下的第二應變來算出按壓荷重的實測值，故而與例如根據板彈簧31的位移來算出按壓荷重的實測值的情形相比，基準不易偏差，故而可高精度地算出按壓荷重的實測值。因此，能精度良好地實施校正處理。
尤其於打線接合裝置100中，以基於非按壓狀態下的第 一應變的第一實測荷重作為基準。此處，實測處理中，例如亦想到根據瓷嘴15的按壓所致的板彈簧31的位移來算出按壓荷重的實測值的方法，但該情形時，可能有時難以確定板彈簧31的位移的基準。於以基於非按壓狀態下的第一應變的第一實測荷重作為基準的情形時，例如藉由使瓷嘴15與板彈簧31分離而容易地實現非按壓狀態，因此可抑制成為基準的第一實測荷重有偏差，可高精度地算出按壓荷重的實測值。因此，能精度良好地實施校正處理。
於打線接合裝置100中，作為彈性部，為以單臂梁狀受到支持的板彈簧31，應變計部54、應變計部55包含設於板彈簧31的上表面31c的應變計54a、應變計54b及設於板彈簧31的下表面31d的應變計55a、應變計55b。藉此，能以小型且簡單的構成來實現打線接合裝置100的省空間化。另外，應變計54a、應變計54b、應變計55a、應變計55b設於板彈簧31的兩面，故而使伴隨溫度變化的板彈簧31的伸縮應變抵消。藉此，即便不等待打線接合裝置100的接合區域BA的溫度降低，亦可實施校正處理。因此，可實現打線接合裝置100的連續動作，可進一步提高生產性。
附帶而言，根據打線接合裝置100，亦可謂實現了下述情況：在與例如於使打線接合裝置停止的狀態下使用安裝於接合區域內的荷重元由操作員實施的先前的校正作業有相同的校正精度的情況下，按壓荷重的校正亦可全自動地實施。另外，亦可實現 打線接合裝置100的可靠性提昇、長壽命化等。進而，亦可節省進行校正作業的操作員(所謂無人化)。由於可實現打線接合裝置100的連續動作，故而用以進行打線接合裝置100的校正作業的維護時間自身亦可謂是不必要的。
[變形例]
以上，對本發明的實施形態進行了說明，但本發明不限於所述實施形態。
例如，作為校正處理，校正部62反覆進行實測處理、比較處理及修正處理，直至荷重誤差變得小於荷重閥值為止，但亦可使實測處理、比較處理及修正處理一次完成。
例如，校正部62基於第一應變算出第一實測荷重，基於第二應變算出第二實測荷重，根據第一實測荷重及第二實測荷重算出第三實測荷重，但按壓荷重的實測值的算出方法不限定於此。例如，亦可基於第一應變及第二應變算出應變的差量，並基於所算出的應變的差量而算出第三實測荷重。
板彈簧31以單臂梁狀受到支持，但亦可為其他支持形態。
作為控制部61中的驅動源的控制資料，例示了對馬達40的定子41施加的電流值，但例如亦可為供給於馬達40的電力等。關鍵在於，只要能以荷重誤差變小的方式使瓷嘴15的按壓荷重變化即可。
作為應變計部54、應變計部55，例示了四個應變計54a、應變計54b、應變計55a、應變計55b，但應變計的個數不限定於 此。
另外，彈性部不限定於板彈簧31。作為彈性部，只要為羅伯威爾(Roberval)機構等產生應變的機構，則可採用。彈性部例如亦可變形為圖7(a)~圖7(c)所示的具有梁材32的彈性部組裝體20A。
圖7(a)為彈性部的變形例的側面圖。圖7(b)為例示圖7(a)的彈性部的非按壓狀態的側面圖。圖7(c)是例示圖7(a)的彈性部的按壓狀態的側面圖。如圖7(a)~圖7(c)所示，彈性部組裝體20A用以代替板彈簧31而使用梁材32的方面，與板彈簧組裝體20不同。
梁材32是在與板彈簧31的長邊方向的相同方向上延伸的長條板狀或稜柱狀的構件。梁材32的一端部32a以單臂梁狀受到支持。於梁材32中，於由長邊方向的一端部32a及另一端部32b夾持的中間部32e，設有具有較一端部32a及另一端部32b更低的剛性的低剛性部32f。低剛性部32f例如亦可為形成於梁材32的內部的空間。
彈性部組裝體20A包含設於梁材32的一端部32a的上表面32c及下表面32d的應變計部56(第三應變計)、及設於梁材32的另一端部32b的上表面32c及下表面32d的應變計部57(第四應變計)，作為獲取梁材32的應變的獲取部。應變計部56亦可包含設於梁材32的上表面32c的應變計56a、及設於梁材32的下表面32d的應變計56b。應變計部57亦可包含設於梁材32的上表 面32c的應變計57a、及設於梁材32的下表面32d的應變計57b。
此種梁材32中，於中間部32e設有低剛性部32f，故而於一端部32a與中間部32e的交界部、及另一端部32b與中間部32e的交界部，梁材32的應變增大。可利用該情況感度良好地獲取梁材32的應變。另外，應變計部56、應變計部57設於梁材32的兩面，故而使伴隨溫度變化的梁材32的伸縮應變抵消。藉此，即便不等待打線接合裝置100的接合區域BA的溫度降低，亦可實施校正處理。因此，於該情形時，亦可實現打線接合裝置100的連續動作，可進一步提高生產性。
另外，彈性部可變形為圖8所示的彈性部組裝體20B。圖8為彈性部的另一變形例的側面圖。如圖8所示，於彈性部組裝體20B中，於構成塊體的一部分的柱狀體33上安裝有應變計58、應變計59。如此，彈性部及獲取部亦能以利用應變計58、應變計59來獲取自上方經瓷嘴15按壓的柱狀體33的應變的方式構成。
10:框架
11:XY平台
12:接合頭
13:接合臂
13a:凹部
14:超音波焊頭
14a:超音波振子
14b:凸緣
14c:螺桿
15:瓷嘴(接合工具)
16:導軌
17:加熱塊
17a:加熱器
18:基板
19:電子零件
20:板彈簧組裝體
28:罩蓋
31:板彈簧(彈性部)
40:馬達(驅動源)
41:定子
42:轉子
43:旋轉中心
45:旋轉軸
46、47:一點鏈線
48:馬達驅動器
49:電源
51:電流感測器
52:角度感測器
53:溫度感測器
60:微電腦
61:控制部
62:校正部

Claims (4)

  1. 一種打線接合裝置，包括於既定的接合區域中將打線一面按壓於電極一面接合的瓷嘴，所述瓷嘴安裝於焊頭的前端，且所述打線接合裝置包括：驅動源，將所述瓷嘴沿著上下方向驅動；控制部，連接於所述驅動源，控制所述瓷嘴的按壓荷重；彈性部，以單臂梁狀受到支持地配置於所述接合區域的外側，所述彈性部在所述瓷嘴的前端具有被按壓的按壓點，因所述按壓荷重而產生應變；獲取部，通過設置於所述彈性部的應變計獲取往所述按壓點的所述按壓荷重；及校正部，基於所述獲取部的獲取結果，以預先設定的所述按壓荷重的目標值與所述按壓荷重的實測值的荷重誤差成為既定範圍內的方式，實施所述控制部的校正處理，其中所謂按壓荷重為以所述瓷嘴的前端接觸所述按壓點，通過以瓷嘴的驅動而使所述彈性部產生應變的荷重。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的打線接合裝置，其中所述校正處理包含：實測處理，基於所述瓷嘴未按壓所述彈性部的非按壓狀態下的所述彈性部的第一應變、及於藉由所述控制部以所述按壓荷重成為所述目標值的方式進行控制的情形時所述瓷嘴以所述按壓荷重按壓所述彈性部的按壓狀態下的所述彈性部的第二應變，算出 所述按壓荷重的所述實測值；比較處理，根據算出的所述按壓荷重的所述實測值與所述按壓荷重的目標值算出荷重誤差，並且將所述荷重誤差與預先設定的荷重閥值進行比較；及修正處理，於所述荷重誤差為所述荷重閥值以上的情形時，以所述荷重誤差變小的方式變更所述控制部中的所述驅動源的控制資料，所述校正部反覆進行所述實測處理、所述比較處理及所述修正處理，直至所述荷重誤差小於所述荷重閥值為止。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的打線接合裝置，其中所述彈性部為板彈簧，所述應變計包含設於所述板彈簧的上表面的第一應變計、及設於所述板彈簧的下表面的第二應變計。
  4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的打線接合裝置，其中所述彈性部為梁材，所述梁材在由長邊方向的一端部及另一端部夾持的中間部中，設有具有較所述一端部及所述另一端部更低的剛性的低剛性部，所述應變計包含設於所述梁材的所述一端部的上表面及下表面的第三應變計、及設於所述梁材的所述另一端部的上表面及下表面的第四應變計。
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