(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース部材と、前記ベース部材に回転可能に取付けられた第一切断部材及び第二切断部材と、前記第一切断部材及び前記第二切断部材を回転移動させる駆動手段とを具備し、把持手段によって把持されたワイヤを切断するワイヤ切断装置において、
前記第一切断部材は、ワイヤの切断時に前記第二切断部材に比べて前記把持手段側に位置するように取付けられ、前記第一切断部材及び第二切断部材は夫々の一端にて切刃部を備えると共に他端にて前記駆動手段に連結されており、
前記駆動手段は、駆動部分を直線的に往復移動させる駆動部であって前記駆動部分とは反対側の部分においてベース部材に回転可能に取付けられる駆動部と、第一部材、第二部材、第三部材から構成される動力伝達部であって前記各部材がその一端で他の二つの部材の一端に回転可能に取付けられると共に前記第一部材の他端は前記駆動部の駆動部分に取付けられ、前記第二部材の他端は前記第一切断部材の他端に回転可能に取付けられ、前記第三部材の他端は前記第二切断部材の他端に回転可能に取付けられる動力伝達部とを有し、
前記第一切断部材のワイヤへ向かう回転移動をワイヤに当接した位置で停止させる停止手段と、前記第二切断部材のワイヤに向かう回転移動に負荷を与える負荷手段であって前記第二切断部材の前記ベース部材に取付けられた部分と前記第二切断部材の他端との間に設けられた負荷手段とを更に有していて、前記第一切断部材が前記停止手段により停止された後に前記第二切断部材のワイヤへ向かう回転移動が生じてワイヤが切断されることを特徴とするワイヤ切断装置。
【請求項２】
前記負荷手段が弾性部材により構成されることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワイヤ切断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体素子を基板の回路電極と電気的に接続する方法としてワイヤボンディングが広く用いられている。このワイヤボンディングにおいては、ワイヤはワイヤボンディング装置の電極となるチャックに把持され、例えば、半導体素子の外部接続用電極等の接合物にワイヤの端面が押圧され、電気が導通されて溶解され、接合物と溶接される。この状態のワイヤを上記チャックを移動させることにより基板の回路電極等の所望の接続点まで引き回して接合が行われる。このようなボンディング動作においては、ワイヤは連続した線として供給されるため、ワイヤをボンディング動作毎に切断する必要がある。又、この切断でワイヤは、次のボンディングが行えるようにチャックからワイヤが少し突出した状態になるように切断される。
【０００３】
従来のワイヤ切断装置には、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示されたような、チャック３３によって把持されたワイヤを、ペンチのように鋭角の切刃を持つ一対の切断具４１で挟み、その切刃を突き合わせることによって切断する装置（図４（ａ））と、鋏のように一対の切断具４３を互いに交差させてせん断力により切断する装置（図４（ｂ））等がある。
【０００４】
しかしながら、ペンチ式の装置では、図４（ａ）に示したようにワイヤ４５の切断面が中央の盛り上がった山形となるため、ワイヤボンディングのようにワイヤ端面を接合物に押圧し、電気を導通させて溶解して溶接する場合には、溶接条件が安定せずに良好な溶接状態が得られないという問題があった。
【０００５】
又、鋏式の装置では、図４（ｂ）に示したように切断後にワイヤ４７の切断面近傍の部分が切断具４３によって押されて曲がり、ワイヤ４７の先端位置がずれてしまうため、ワイヤ４７の端面を所望の接合位置に押圧するのが困難になるという問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、切断後のワイヤの曲がりがなく、切断面が平面となるように切断可能なワイヤ切断装置を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、特許請求の範囲の各請求項に記載されたワイヤ切断装置を提供する。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、第一切断部材のワイヤへ向かう回転移動をワイヤに当接した位置で停止させる停止手段と第二切断部材のワイヤに向かう回転移動に負荷を与える負荷手段とが設けられているので、まず第一切断部材が回転移動し、停止手段により停止されて切断されるワイヤを位置決めし、次いで第二切断部材が回転移動して第一切断部材に交差することによってワイヤにせん断力をかけて切断するという切断工程が実現される。請求項１に記載の発明によれば、この切断時に、第一切断部材は第二切断部材に比べて把持手段側に位置するように取付けられているので、切断の際には、ワイヤの切断される部分は把持手段側において第一切断部材によって当接支持されている。この状態で第一切断部材の把持手段から遠い側に第二切断部材を交差させてワイヤにせん断力をかけて切断するため、切断後も把持手段に把持されている側のワイヤには曲がりがなく、その先端部が位置決めされた位置に保持されると共に、切断面が平面となるように切断することが出来る。これによりワイヤボンディングにおいて、切断面が平面であるために溶接条件が安定して良好な溶接状態が得られると共に、切断面が位置決めされた位置に保持されているのでワイヤの端部（切断面）の所望の接合位置への位置合わせが容易になる。
【０００９】
又、駆動手段がベース部材に回転可能に取付けられているため、駆動手段は、その向きを停止手段及び負荷手段の作用との関係により自動的に調整されて第一切断部材及び第二切断部材を駆動するようになるので、複雑な動力伝達機構を付加することなく、上述したような第一切断部材による位置決め後に第二切断部材が作動してワイヤを切断するという工程が実現される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。尚、図面において、同一又は類似の構成要素には共通の参照番号を付す。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態であるワイヤ切断装置１の上面図である。図１で、３はベース部、５は第一切断部材、７は第二切断部材、１５は駆動手段を示す。
【００１２】
第一切断部材５は図１に示すように全体としてほぼ棒状の部材であり、その中央部分に取付穴（図示なし）を有する取付突起部６を有していて、取付穴を鉛直方向に貫通して取付けられる取付ピン１３によりベース部３に水平方向に回転可能に取付けられる。又、第一切断部材５はその一端部に切刃部９を備えており、この切刃部９には切断時にワイヤを受容するための切欠きが設けられている。第一切断部材５の他方の端部は駆動手段１５の一部である動力伝達部２１に取付けられる。第二切断部材７は、第一切断部材５とほぼ同一の構成を有しており、第一切断部材５に相対するようにして、第一切断部材５と同様に、その中央部分に設けられた取付突起部８の取付穴（図示なし）を鉛直方向に貫通する取付ピン１３によりベース部３に水平方向に回転可能に取付けられる。又、第二切断部材７の一端部にも切刃部１１が設けられ、この切刃部１１も又、切断時にワイヤを受容するための切欠きを有している。第二切断部材７の他方の端部は、第一切断部材５と同様に駆動手段１５の一部である動力伝達部２１に取付けられる。尚、本実施形態において第一切断部材５と第二切断部材７は、ベース部３を下方にして、ベース部３の上に第二切断部材７が位置し、第二切断部材７の上に第一切断部材５が位置するように取付けられる。つまり、第一切断部材５の切刃部９と第二切断部材７の切刃部１１が互いに交差するように両切断部材５、７が回転移動された場合、第一切断部材５の切刃部９が第二切断部材７の切刃部１１の上方に位置するようにされる。
【００１３】
本実施形態において駆動手段１５は、図１に示したように、駆動部２０と、駆動部２０の駆動部分に取付けられた動力伝達部２１とから構成されており、駆動部２０の駆動部分とは反対側の部分においてベース部３に回転可能に取付けられている。駆動部２０は、動力伝達部２１に連結されている駆動部分を直線的に伸縮させ、往復移動させる。又、動力伝達部２１は、図１に示すように３つの短い棒状部材、即ち第一部材２３、第二部材２５、第三部材２７が、各部材の一端で他の二つの部材の一端に回転可能に取付けられて構成されたものである。第一部材２３、第二部材２５、第三部材２７の他端は夫々、駆動部２０の駆動部分、第一切断部材５の端部、第二切断部材７の端部へ取付けられる。この際、第二部材２５と第一切断部材５の端部、及び、第三部材２７と第二切断部材７の端部は、夫々回転可能に取付けられる。このような構成とすることで、駆動部２０の駆動部分の直線的移動により第一切断部材５及び第二切断部材７を回転移動させることが可能となる。
【００１４】
本実施形態のワイヤ切断装置１には更に、停止手段１７及び負荷手段１９が設けられている。
【００１５】
停止手段１７は、第一切断部材５が駆動手段１５の作用によって、第一切断部材５の切刃部９が第二切断部材７の切刃部１１に接近する方向、即ち、切断するワイヤがある場合にはそのワイヤに向かう方向に回転移動する場合に、その回転移動が所定の位置に達した時に第一切断部材５に当接して回転移動を制限する役割を果たす。図１に示したように、本実施形態において停止手段１７は、第一切断部材５及び第二切断部材７が取付けられているベース部３の上部平面に対しほぼ垂直に延設された停止手段取付壁１６に取付けられたボルト状部材１７であり、第一切断部材５の取付突起部６とは反対側の、中央よりも駆動手段１５側の部分で第一切断部材５に当接するように配設されている。このボルト状部材１７を回転させて移動することにより第一切断部材５との当接位置を変更し、第一切断部材５の切刃部９の停止位置を調節することが可能である。
【００１６】
一方、負荷手段１９は、第二切断部材７が駆動手段１５の作用によって、第二切断部材７の切刃部１１が第一切断部材５の切刃部９に接近する方向、即ち、切断するワイヤがある場合にはそのワイヤに向かう方向に回転移動しようとする場合に、その回転移動に負荷を与え、回転移動させようとする駆動力が所定の値に達するまで第二切断部材７の回転移動を生じさせないようにする役割を果たす。図１に示したように、本実施形態において負荷手段１９は、第一切断部材５及び第二切断部材７が取付けられているベース部３の上部平面に対しほぼ垂直に延設された負荷手段取付壁１８と、第二切断部材７の取付突起部８とは反対側の、中央よりも駆動手段１５側の部分との間に取付けられたばね部材１９である。負荷手段１９としては、ばね部材以外の任意の適切な弾性部材を用いることも出来る。
【００１７】
更に、図１に示すように、ベース部３の上部平面上には、第一切断部材５の中央より駆動手段１５側の部分と第二切断部材７の中央より駆動手段１５側の部分との間に位置して、止め部材２９が設けられている。駆動手段１５の駆動部分が収縮して、第一切断部材５の切刃部９と第二切断部材７の切刃部１１が互いに離れる方向に回転移動する場合に、第一切断部材５の中央より駆動手段１５側の部分及び第二切断部材７の中央より駆動手段１５側の部分がこの止め部材２９に当接し、所定の位置で上記回転移動が停止する。
【００１８】
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態のワイヤ切断装置１の作動について説明する。図２は、一連のワイヤ３１の切断工程におけるワイヤ切断装置１の動作を示す上面図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は夫々、開始段階、位置決め段階、切断段階を示している。又、図３は、ワイヤ切断装置１によるワイヤ３１の切断工程を取付ピン１３のところから二つの切断部材５、７の切刃部９、１１を有する端部に向かって見た場合の図であり、図２の場合と同様、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）は夫々、開始段階、位置決め段階、切断段階に対応している。図３の各図において切刃部９、１１は、それぞれの切欠きの中央部でとった断面で示されている。尚、本実施形態においては、切断されるワイヤ３１は、図３の各図に示したようにワイヤ切断装置１の上方に位置する把持手段としてのチャック３３により鉛直方向下方に向けて把持されている。
【００１９】
図２（ａ）及び図３（ａ）に示された開始段階においては、駆動手段１５の駆動部２０の駆動部分が収縮した状態にあり、二つの切断部材５、７の切刃部９、１１は最も離間した状態にあって、チャック３３により把持されたワイヤ３１は二つの切刃部９、１１の間にある。この段階においてはどちらの切刃部９、１１もワイヤ３１には接触していない。
【００２０】
切断工程は、この開始段階から駆動手段１５の駆動部２０の駆動部分が伸長することにより始まる。駆動部２０の駆動部分の伸長が始まると動力伝達部２１の作用により、二つの切断部材５、７の夫々に、各切断部材５、７を切刃部９、１１が互いに接近する方向、即ち、切断するワイヤ３１に向かう方向に回転させる力が作用する。しかしながら、第二切断部材７には、上述のように負荷手段１９が作用しているために回転移動は生ぜず、駆動部２０の駆動部分の伸長の初期の段階においては第一切断部材５のみが回転移動する。この際、駆動部分が伸長するにも拘わらず第二切断部材７が負荷手段１９の作用により移動しないので、駆動手段１５は第一切断部材５側に僅かに回転するようにして向きを変える。第一切断部材５の回転は、図２（ｂ）に示すように、第一切断部材５が第一切断部材５の取付突起部６とは反対側の、中央よりも駆動手段１５側の部分で停止手段１７に当接するまで続く。停止手段１７は、第一切断部材５の回転移動を、図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示すように、第一切断部材５の切刃部９がワイヤ３１に当接して、ワイヤ３１をチャック３３の中心軸線上に位置決めする位置で停止するように調節されている。
【００２１】
図２（ｂ）及び図３（ｂ）に示した位置決め段階から更に駆動部２０の駆動部分が伸長すると、第一切断部材５が停止手段１７に当接してそれ以上回転移動できないために、第二切断部材７を回転させようとする駆動力が増加し、負荷手段１９の負荷に抗して第二切断部材７を回転させ始める。この際、駆動手段１５は第二切断部材７側へ戻って回転し、向きを変える。この第二切断部材７の回転移動の結果、図２（ｃ）及び図３（ｃ）に示したように、ワイヤ３１に当接してワイヤ３１を位置決めしている第一切断部材５の切刃部９の下、即ちチャック３３から遠い側に、第二切断部材７の切刃部１１が鉛直方向に把持されたワイヤ３１を水平方向に横断して交差し、せん断力によりワイヤ３１が切断される。
【００２２】
以上のような切断工程とすることにより、切断後もチャック３３に把持されている側のワイヤ３１ａには曲がりがなく、その先端部を位置決めされたチャック３３の中心軸線上に保持することが出来ると共に切断面をワイヤ３１ａの中心軸線に直角な平面とすることが出来る（図３（ｃ））。又、本実施形態のワイヤ切断装置１においては、第一切断部材５のワイヤ３１へ向かう回転移動をワイヤ３１に当接した位置で停止させる停止手段１７と第二切断部材７のワイヤ３１に向かう回転移動に負荷を与える負荷手段１９とを設けると共に、駆動手段１５をベース部材３に回転可能に取付けることによって、複雑な動力伝達機構を付加することなく、且つ一つの駆動手段１５のみを用いて、上述したような第一切断部材５による位置決め後に第二切断部材７が作動してワイヤを切断するという工程を実現している。
【００２３】
以上の説明から明らかなように、本実施形態によれば、第一切断部材５を、ワイヤ３１の切断時に第二切断部材７に比べて把持手段３３側に位置するように取付け、第一切断部材５のワイヤ３１へ向かう回転移動をワイヤ３１に当接した位置で停止させる停止手段１７と第二切断部材７のワイヤ３１に向かう回転移動に負荷を与える負荷手段１９とを設けることによって、まず第一切断部材５が回転移動し、停止手段１７により停止されて切断されるワイヤ３１をチャック３３の中心軸線上に位置決めし、次いで第二切断部材７が回転移動して第一切断部材５のチャック３３から遠い側に、鉛直方向に把持されたワイヤ３１に対して垂直に交差することによってワイヤ３１にせん断力をかけて切断するという切断工程が実現され、それによって、切断後もチャック３３に把持されている側のワイヤ３１ａには曲がりがなく、その先端部を位置決めされたチャック３３の中心軸線上に保持すると共に切断面をワイヤ３１ａの中心軸線に直角な平面とすることが出来る。これによりワイヤボンディングにおいて、切断面が平面であるために溶接条件が安定して良好な溶接状態が得られると共に、切断面が位置決めされたチャック３３の中心軸線上に保持されるのでワイヤ３１ａの端部（切断面）の所望の接合位置への位置合わせが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態であるワイヤ切断装置の上面図である。
【図２】図２は、一連のワイヤの切断工程における図１のワイヤ切断装置の動作を示す上面図であり、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）は夫々、開始段階、位置決め段階、切断段階を示している。
【図３】図３は、図１のワイヤ切断装置によるワイヤの切断工程を両切断部材の取付ピン側から見た場合の図であり、図２の場合と同様、図３（ａ）、図３（ｂ）、図３（ｃ）は夫々、開始段階、位置決め段階、切断段階に対応している。
【図４】従来技術のワイヤ切断装置によるワイヤ切断の様子を示す図であり、図４（ａ）はペンチ式切断装置による切断を示し、図４（ｂ）は鋏式切断装置による切断を示す。
【符号の説明】
１…ワイヤ切断装置
３…ベース部
５…第一切断部材
６…取付突起部
７…第二切断部材
８…取付突起部
９…切刃部
１１…切刃部
１３…取付ピン
１５…駆動手段
１６…停止手段取付壁
１７…停止手段
１８…負荷手段取付壁
１９…負荷手段
２０…駆動部
２１…動力伝達部
２３…第一部材
２５…第二部材
２７…第三部材
２９…止め部材
３１…ワイヤ
３３…チャック
【図１】
0004691805.tif 000002
【図２】
0004691805.tif 000003
【図３】
0004691805.tif 000004
【図４】
0004691805.tif 000005