JPH0770878B2

JPH0770878B2 - 補修布線装置

Info

Publication number: JPH0770878B2
Application number: JP63155001A
Authority: JP
Inventors: 俊之網本; 寛長谷川; 研二玉置; 光清谷; 東作小島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-06-24
Filing date: 1988-06-24
Publication date: 1995-07-31
Anticipated expiration: 2010-07-31
Also published as: JPH025600A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、高密度電子回路基板に細線を接続、布線する
布線装置に係り、とくに基板上に電子部品を搭載したま
ま布線するのに好適な補修布線装置に関する。

〔従来の技術〕

この種の高密度電子回路基板の補修布線作業において
は、μｍ単位の位置決めが要求される微細パターンへの
布線であり、かつ細い線材をたまらないようにかつ切断
しないように布線するために、常に定張力で線材を引張
らねばならず、人手による作業では困難であった。

そこで、従来は、例えば米国特許第3734386号公報に記
載されているように、まずテーブルを移動して接続すべ
き所定の箇所がボンディングチップの直下にくるように
してリール巻きされた補修線を送り出すノズルと、そこ
から突き出た線を把持する把持機構により線材を真直に
保持し、接続すべき接続パッド上に線材の途中部分を位
置決めした状態でボンダを降ろしてウェッジボンディン
グを行うことにより補修線を所定の箇所に接続する。

その後、所定線長に対して十分な長さのところを接続パ
ッドに対してノズルの反対側にある別の把持機構で把持
し、テンションをかけて直線化をはかってからテンショ
ンを解除する。

実際に補修線を布線するさいには、まず、直線部におい
ては、XYθテーブルが直線移動したとき、それにともな
って後部把持機構がXYθテーブルと同期して直進移動し
て線材を基板上の所定領域内に送り出す。

基板上で補修線を曲げるときには、補修線の基板面と平
行な面内に振れるのを防止する治具を降ろし、ノズル先
端位置を回転中心としてXYθテーブルを３軸同時に制御
して回転させつつ成形する。

上記布線方向により、新たな回路を形成していたい接続
パッドまで布線する。

さらに終点のボンディングを行うときには、上記布線方
法によりノズルから突き出た補修線を終点の接続パッド
を横切るところまで布線したのちにボンダを降ろして終
点のボンディングを行なうものが提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術にあっては、リールに巻かれた補修線を連
続して供給するようになっている。

そのため、従来技術のようにウェッジボンディングで補
修線を接続する場合には問題ないかも知れないが、狭い
領域内に段積みをして、補修線を何本も接続するのに有
効なボールボンディングを行う場合には、補修線の終点
のボンディングを行うためのボール形成は、基板の真上
のしかもかなり基板に接近したところで行わなければな
らないので、補修線の被覆材が基板上に散って余分なゴ
ミが基板上に付着するという問題があった。

また上記従来技術にあっては、電子部品が基板上に搭載
されたままの状態で布線することについて配慮されてお
らず、布線時に補修線と電子部品の干渉が発生するとい
う問題があった。

さらに、上記従来技術にあっては、補修線は、つぎの線
の接続などのために、接続すべき接続パッド以外の接続
パッドを覆わないようにしなければならない。

しかるに、基板上には部品が高密度に配置されているの
で、それにともなって接続パッドも密になってくると、
基板上に補修線を布線する領域に隣接して接続パッドを
設けるには、数に限度があって布線領域から少し離れた
箇所にも接続パッドを設けなくてはならなくなる。

そのため、接続パッドから布線領域までの短い区間で補
修線を他の接続パッドにかからないように成形しなけれ
ばならず、このような線形は、実際上手動で困難であ
る。ところが上記従来技術では、そのための配慮がなさ
れていなかった。

本発明の目的は、定尺の補修線を一定のテンションに制
御しながら、微笑範囲内での線成形を行い、電子部品と
の干渉をさけた布線を可能とする補修布線装置を提供す
ることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明の補修布線装置におい
ては、基板を載置し、互いに直角な２つの水平方向と回
転方向とを位置決めするとともに基板上に補修線を布線
するさい、補修線を成形ガイド部材を有する位置決め手
段と、補修線の両端部を把持し、補修線にテンションを
加えた状態でその端部を垂直面内に揺動させて布線する
布線手段と補修線を曲げるとき、補修線を所定位置に固
定する線押え手段と、補修線の端部を基板の所定位置に
接続する接続手段とを備えたものである。また、布線手
段は、構成を簡単にし、かつ布線時間を短縮するため、
終端側把持部材の垂直面内の揺動運動を円弧歯車の回転
によって行いうるように構成したものである。

〔作用〕

上記のように構成された補修布線装置は、定尺補修線に
一定のテンションを与えながら、基板上に微小範囲内の
線成形を、基板上の電子部品の干渉することなく正確に
布線することができ、これによって基板に生ずる製造欠
陥や回路変更に対処することができる。

また布線手段は終端側把持部材の垂直面内の揺動運動を
円弧歯車の回転によって行うことができるので、簡単な
構成にて布線時間の短縮をはかることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例である補修布線装置を示す第１
図乃至第17図について説明する。

第１図に示すように、本実施例においては、架台１上に
接続手段を構成するボンダ２と、位置決め手段を構成す
るXYθテーブル３と、布線手段を構成する布線ヘッド４
と線押え手段５と、マガジンセットユニット６とを備え
ている。

ボンダ２は、ボンダアーム201の先端部にボンダチップ2
02を支持している。このボンダチップ202はボンダアー
ム201の取付部を中心にして上下方向に揺動自在に支持
され、先端部で補修線の端部を所定の接続パッド上に接
続するように構成されている。

XYθテーブル３は、第２図に示すように、Ｘテーブル30
1,Yテーブル302およびθテーブル303の順に積重してい
る。Ｘテーブル301およびＹテーブル302はそれぞれ、モ
ータ304,305にてＹテーブル302およびθテーブル303をX
Y方向に移動させる。θテーブル303はその内部の駆動モ
ータ（図示せず）によってインデックステーブル306が
その上面に搭載する基板９と共に回転する。またθテー
ブル303には、リニアガイド307にそうて移動自在にXYZ
ステージ308を支持している。このXYZステージ308上に
は、４個のベアリング309間を基板９の方向に移動自在
にアーム310を支持しており、このアーム310の先端には
アームプレート311およびベアリング317を介して２個で
一対のホルダ312,313を開閉自在に支持している。これ
ら一対のホルダ312,313はそれぞれ先端部に成形ピン316
が接着され、エアシリンダ315で移動できるバネ314の弾
性力にて開閉する。なおＸテーブル301と、垂直面内の
揺動運動とを同時に駆動しうるように構成されている。

布線ヘッド４は、第３図に示すように、架台１に締着さ
れたスタンド401の上方部に水平方向に突出する支持板4
02にガイド403および駒404を介して水平方向に移動自在
に支持され、エアシリンダ405により駆動され、その移
動位置を支持板402の端部に固定されたマイクロメータ4
06にて位置を微調整されるスライドステージ407を設け
ている。このスライドステージ407は、エアシリンダ408
によってガイド409および駒410を介して上下方向に移動
され、マイクロメータ411により移動位置を微調整され
るギヤボックス412を支持している。このギヤボックス4
12は後述の終端側グリッパ421,424をＹ方向とＺ方向
と、後述の始端側グリッパ439,440に対して傾斜する方
向とを同時に行うために設けられたもので、ハンドル41
3を回転したとき、ハンドル413と同一軸（図示せず）に
固定されたギヤ（図示せず）と噛合う円弧形状をしたギ
ヤ414が矢印方向に移動してその先端部に固定されたレ
ールプレート415を揺動させる。このレールプレート415
は平板状に形成されその下面にガイド416および駒417を
介して長手方向（Ｙ方向）に移動自在にステージ418を
支持している。このステージ418は、グリッパアーム419
および板バネ420aを介して一方の終端側グリッパ421を
支持するとともに、ベアリング422を介して支持してい
るグリッパアーム423に板バネ420bを介して他方の終端
側グリッパ424を支持している。これら一対の終端側グ
リッパ421,424はバネ（図示せず）の弾性力により常時
は開放し、エアシリンダ425を駆動することにより閉じ
るように構成されている。

さらに上記ギヤボックス412はベース426を固定してい
る。このベース426はエアシリンダ427の駆動により、ガ
イド428および２個の駒429,433を介して上下方向に移動
可能に２個のステージ430,431を支持している。一方の
ステージ430はエアシリンダ432を搭載しており、このエ
アシリンダ432を駆動することによって他方のステージ4
31がガイド428および駒433を介して小ストロークだけ移
動させその移動位置をマイクロメータ435にて位置を微
調整される。他方のステージ431は、リニアステージ436
を介してプレート437を支持しており、このプレート437
はエアシリンダ438の駆動によって水平方向に小ストロ
ークだけ移動されるように構成され、その上面には、２
個で一対の始端側グリッパ439,440を支持している。一
方の始端側グリッパ439はプレート437上に固定され、他
方の始端側グリッパ440は、常時はバネ（図示せず）の
弾性力にて一方の始端側グリッパ439から離間して開放
し、エアシリンダ441の駆動により一方の始端側グリッ
パ439に接触して閉じるように構成されている。

なお、上記レールプレート415の下面右側端部には図示
していないが、モータを設けている。このモータは、駆
動したとき、ステージ418をガイド416および駒417を介
して移動して終端側グリッパ421,424で補修線７に所定
のテンションを与えるようにしている。この補修線７の
テンション付加は板バネ420bに貼り付けられた歪ゲージ
（図示せず）で検出され、所定電圧に達するまで行われ
る。

線押えユニット５は、第４図に示すように架台１に締着
されたスタンド501の上方部に水平方向に突出する支持
台502を固定しこの支持台502の先端部にシリンダホルダ
503を固定している。このシリンダホルダ503は、エアシ
リンダ504の駆動によりリニアガイド505および駒506を
介してＹ方向に移動可能にスライドプレート507を支持
しており、このスライドプレート507には、エアシリン
ダ508によりリニアプレート508および駒510を介して上
下方向に移動可能に垂直プレート511を支持している。
この垂直プレート511はその下方部に水平方向にプッシ
ャアーム512を固定しており、このプッシャアーム512の
先端部にはプッシャ513を固定している。また、スライ
ドプレート507の水平方向の移動位置は該スライドプレ
ート507に固定されたマイクロメータ514により微調整さ
れ、垂直プレート511の垂直方向の移動位置は、該垂直
プレート511に固定されたマイクロメータ515により微調
整される。

マガジンセットユニット６は、第５図に示すように、架
台１に締着されたスタンド601の上面にリニアガイド602
を固定しこのリニアガイド602上にハンドル603を回転し
たとき、該リニアガイド602をガイドにして水平方向
（Ｙ方向）に移動可能にＸステージ604を搭載し、この
Ｘステージ604にハンドル605を回転したとき、該Ｘステ
ージ604の側面にそうて上下方向に移動可能にＺステー
ジ606を搭載し、このＺステージ606の上端部に水平Ｙ方
向に固定されたマガジンステージ607を固定支持してお
り、このマガジンステージ607にはその上面に搭載する
マガジンを位置決めするための２個のピン608が固定さ
れている。このマガジン10は第６図に示すようにマガジ
ンステージ607上に２個のピン608にて位置決めされた状
態で搭載されたマガジンベース1001と、このマガジンプ
ベース1001上に固定されたグリッパステージ1003とリニ
アガイド1002にそうてＹ方向に移動自在に載置された２
個のグリッパステージ1004と、これら２個のグリッパス
テージ1003,1004上にそれぞれバネ（図示せず）の弾性
力にて常時は閉じていて、補修線７の両端部を把持する
とき、手動で開放するグリッパ1005,1006を支持してい
る。

つぎに第21図に示すように、100mm角の基板９に６行６
列に整然と配列された10mm角の電子部品901の周囲にあ
る0.3mm角の接続パッド８に補修線７を接続し、この補
修線７の振れを1mm幅の布線領域902の中に収める作業を
半自動で行う場合について説明する。

まず、第６図に示すように、あらかじめ測長され、両端
の被覆を剥離されてボールボンディング用のボール7a,7
bを形成した補修線７がマガジン10の２個のグリッパ100
5,1006にて把持された状態でマガジン10をマガジンセッ
トユニット６のマガジンステージ607上に位置決めされ
て搭載される。

しかるのち、第７図に示すように、マガジン10を布線ヘ
ッド４のレールプレート415の下方位置に移動させ、マ
グネットで固定されてマガジンユニット６のハンドル60
3,605を回転し、マガジン10をＹ方向およびＺ方向に移
動させて位置決めする。

ついで、布線ヘッド４をエアシリンダ425を駆動して一
対の終端側グリッパ421,424を開放し、ハンドル413を回
転して一対の終端側グリッパ421,424を下降したのち、
エアシリンダ425を駆動して補修線７の終端部を把持す
る。またエアシリンダ441を駆動して一対の始端側グリ
ッパ439,440を開放し、かつ２個のエアシリンダ427,432
を駆動して一対の始端側グリッパ439,440を補修線７の
始端部を介挿する位置まで下降したのち、エアシリンダ
441を駆動して補修線７の始端部を把持する。

しかるのち一方側の一対の終端側グリッパ421,424が外
方向に移動して補修線７の所定のテンションを与える。

ついで第８図および第９図に示すように、θテーブル30
3を回動してインデックステーブル306上の基板９を45゜
回動して接続する接続パッド８を位置決めしたのち、布
線ヘッド４のハンドル413を回転して一対の終端側グリ
ッパ421,424を約35゜傾斜させ、エアシリンダ405を駆動
し、ついでエアシリンダ408を駆動して、第10図に示す
ように補修線７を基板９の電子部品901に干渉すること
なく一対の始端側グリッパ439,440から外方に突出する
ボール7bを所定接続パッド８に位置合せする。この位置
合せは、布線ヘッド４のギヤボックス412の上面に設け
られたマイクロメータ411と、ステージ431に設けられた
マイクロメータ435と、支持板402に固定されたマイクロ
メータ406により行う。

ついでボンダ２のボンダチップ202により補修線７の始
端側ボール7bを所定の接続パッド８に接続したのち、エ
アシリンダ441を駆動し始端側グリッパ439,440を開放し
て補修線７の端部7bより離間させるとともにエアシリン
ダ432,438,427の順に駆動して始端側グリッパ439,440を
上昇させる。このとき、補修線７は、第10図に示すよう
に接続パッド８と終端側グリッパ421,424とで一定のテ
ンションを保持した状態で支持されている。

ついでXYZステージ308のエアシリンダ315を駆動し、ア
ーム310、アームプレート311を介して一対のホルダ312,
313および成形ピン316を第11図に示す位置まで移動す
る。

しかるのち、第12図に示すように成形ピン316を点O₂,O₃
の順に移動して点O₃に達したとき、θテーブル303を点O
₃を中心にして90゜回転することによって接続パッド８
から図21に示す布線領域902までの間の線成形ができ
る。このとき、成形ピン316はアーム310およびアームプ
レート311を介してθテーブル303に支持されているの
で、Ｘテーブル301、Ｙテーブル302およびθテーブル30
3のX,Y,θ方向の移動、回転にともなって移動すること
ができる。

ついで、補修線７を基板９の布線領域902の直線部を布
線するときには、布線ヘッド４のハンドル413を回転
し、ギヤ414を介して終端側グリッパ421,422を下降し、
レールプレート415を水平状態にして第13図に示すよう
に補修線７を基板９の上面と平行にさせたのち、XYθテ
ーブル３のモータ304を駆動して、つぎに補修線７を曲
げたい位置まで引張る方向にθテーブル303を移動させ
る。このとき終端側グリッパ421,424は、補修線７に一
定のテンションを与えるようにモータ408を駆動させ
る。

ついで補修線７を曲げることには、第14図に示すように
線押えユニット５のエアシリンダ508により垂直プレー
ト511を介してプッシャ513を下方に移動して基板９に固
定した補修線７を、曲げようとする位置のガイドピン90
3の付近で押えたのち、第15図に示すように布線ヘッド
４のハンドル413を回転し、ギヤ414およびレールプレー
ト415を介して終端側グリッパ421,424を上方に移動しつ
つ第16図に示すように再度35゜に傾斜させる。

この状態でXYθテーブル３のθテーブル303を介して基
板９をガイドピン903を中心にして回転させ、回転した
とき、第17図に示すように紙押えユニット５のエアシリ
ンダ508により垂直プレート511を介してプッシャ513を
上方に移動して補修線７から離間することにより補修線
７を曲げることができ、この動作を補修線７を曲げる度
毎に繰り返し行うことにより、補修線７を所定の布線領
域902内で布線することができる。

このようにして補修線７が布線終端位置に達したとき、
第18図に示すようにマイクロメータ406,411にて補修線
７を曲げる位置に終端側グリッパ421,424を位置合せす
るとともに補修線７に加わるテンションを解除する。

ついで、第19図に示すように、θテーブル303を回転さ
せたのち、マイクロメータ406,411にて補修線７の一端
部のボール7aを接続する接続パッド８に位置合せする。

しかるのち、第20図に示すように、終端側グリッパ421,
424間にボンダ２のボンダチップ202を移動してその下端
部でボール7aを接続パッド８に接続することにより補修
線７で基板９上の所定の接続パッド８間を接続して新た
な回路を形成することができる。

したがって、本実施例によれば所定の長さの補修線７を
一定のテンションを与えながら基板９上の微小範囲内の
線成形を電子部品901に干渉することなく行うことがで
きるので、回路に線材を接続、布線するような補修を必
要とするあらゆる基板に適用することができる。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、定
尺補修線に一定のテンションを与えながら基板上に微小
範囲内の線成形を基板上の電子部品に干渉することなく
正確に布線することができ、これによって基板に生ずる
製造欠陥や回路変更に対処することができる。

また布線のさい終端側把持部材の垂直面内の揺動方向を
円弧歯車の回転によって行うことができるので、簡単な
構成にて布線時間の短縮をはかることができる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例を示す補修布線装置を示す斜
視図、第２図は、XYθテーブルを示す拡大斜視図、第３
図は布線ヘッドを示す拡大斜視図、第４図は線押えユニ
ットを示す拡大斜視図、第５図はマガジンセットユニッ
トを示す拡大斜視図、第６図乃至第20図は補修線の布線
動作を説明するための説明図、第21図は、本発明が適用
する基板の平面図である。１……架台、２……ボンダ、３……XYθテーブル、４…
…布線ヘッド、５……線押えユニット、６……マガジン
セットユニット。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者谷光清神奈川県秦野市堀山下１番地株式会社日立製作所神奈川工場内 (72)発明者小島東作神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所生産技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高密度電子回路基板上の所定箇所に回路修
正用補修線の先端を接続して布線する補修布線装置にお
いて、基板を載置し、互いに直角な２つの水平方向と回
転方向とを位置決めするとともに基板上に補修線を布線
するさい補修線を成形ガイドする成形ガイド部材を有す
る位置決め手段と、補修線の両端部を把持し、補修線に
テンションを加えた状態でその端部を垂直面内に揺動さ
せて布線する布線手段と、補修線を曲げるとき、補修線
を所定位置に固定する線押え手段と、補修線の端部を基
板の所定位置に接続する接続手段とを備えた補修布線装
置。
【請求項２】布線手段は終端側把持部材の垂直面内の揺
動運動を円弧歯車の回転によって行うように構成した請
求項１記載の補修布線装置。