Die Erfindung bezieht sich auf ein Trägerelement zur Aufnahme eines mit Hilfseinrichtungen und Betätigungselementen in Wirkverbindung stehenden Kontaktierorgans der Halbleiter-Verbindungstechnik.
In Verbindung mit einer Einrichtung der Halbleiter-Verbindungstechnik ist zur Durchführung der Zustellbewegung eines Kontaktierorgans (Bonder) zu einer Arbeitsstation ein entsprechend ausgebildetes und mit elektromotorischen Antrieben wirkverbundenes Trägerelement für das Kontaktierorgan erforderlich. Das Trägerelement ist hierbei auf einer entsprechend ausgebildeten Gleitplatte längs zweier, in der Ebene rechtwinklig zueinander orientierter Koordinaten weitgehend freischwebend verstellbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Trägerelement der genannten Art zu schaffen, welches eine in sich stabile Bauart mit relativ geringem Eigengewicht hat, mittels welchem das Kontaktierorgan unter Gewährleistung einer hochdynamischen sowie exakten Zustellbewegung der Arbeitsstation zuführbar ist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass es als einstückige, durch eine obere, horizontale Deckenwandung und einen unteren, horizontalen Boden sowie diese miteinander verbindende vertikale Wände gebildete starre, gehäuseartige Zellenkonstruktion mit mindestens einer Kammer zur Aufnahme des Kontaktierorgans ausgebildet ist.
Weitere Merkmale ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung und den Patentansprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 ein in Schnittansicht dargestelltes Trägerelement der Halbleiter-Verbindungstechnik mit einem daran angeordneten Kontaktierorgan,
Fig. 2 das in Draufsicht und im Schnitt dargestellte Trägerelement gemäss Fig. 1,
Fig. 3 das als Einzelheit und in perspektivischer Ansicht dargestellte Trägerelement zur Aufnahme des Kontaktierorgans,
Fig. 4 einen in Draufsicht dargestellten Boden des Trägerelements gemäss Pfeilrichtung A in Fig. 1,
Fig. 5 eine Stirnansicht des Trägerelements gemäss Pfeilrichtung B in Fig. 1,
Fig. 6 eine Rückansicht des Trägerelements gemäss Pfeilrichtung C in Fig. 1, und
Fig. 7 eine teilweise aufgebrochen dargestellte Seitenansicht des Trägerelements gemäss Pfeilrichtung D in Fig. 3.
In Fig. 1 ist in Schnittansicht und in Fig. 2 in Schnittdraufsicht ein in der Gesamtheit mit 100 bezeichnetes Trägerelement der Halbleiter-Verbindungstechnik dargestellt, welches im wesentlichen ein schematisch und durch strichpunktierte Linien im Umriss dargestelltes und als Arbeitsglied ausgebildetes Kontaktierorgan 80 (Bonder), einen trägerartig ausgebildeten Ausleger 90 (Fig. 1) mit schematisch dargestelltem, optischen Abtastelement 91 (Sensor) und weiteren, nicht näher dargestellten optronischen Elementen sowie eine entsprechend für die Teile 80 und 90 ausgebildete Trägerelement-Vorrichtung 50 umfasst, welche Vorrichtung nachstehend als Trägerelement 50 bezeichnet wird.
Das am vorderen Ende mit einer schematisch dargestellten Kapillare 81 versehene, wippenartig ausgebildete Kontaktierorgan 80 ist, wie in Fig. 2 dargestellt, in das etwa gehäuseartig ausgebildete Trägerelement 50 einsetzbar und an dem einen Ende mit einem elektromotorischen Antrieb 70 wirkverbunden. Das Kontaktierorgan 80 ist etwa im mittleren Bereich mittels einem ersten, seitlich und im Abstand zum Antrieb 70 angeordneten Achszapfen 65 in einem Lagerstück 55 und mittels einem zweiten, korrespondierend zum ersten Achszapfen 65 angeordneten Achszapfen 65 min in einer mit 12 min bezeichneten Wand des Trägerelements 50 gelagert (Fig. 2). Das mit abgesetzt ausgebildeten Ausnehmungen 56 und 57 versehene Lagerstück 55 wird von dem Achszapfen 65 durchdrungen.
Der Achszapfen 65 ist mit einem schematisch und mittels strichpunktierter Linien dargestellten Messelement 60, insbesondere mit einem inkrementalen Drehgeber 60 (Encoder) wirkverbunden. Das Kontaktierorgan 80 ist mit dem einen Achszapfen 65 in einem in der Ausnehmung 57 angeordneten Lagerteil 58 (Kugellager) und mit dem anderen Achszapfen 65 min in einem Lagerteil 18 (Kugellager) um eine gemeinsame Achse Z in Pfeilrichtung Z min (Fig. 1) um einige Winkelgrade schwenkbar gelagert.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Lagerstück 55 zur Aufnahme des Messelements 60 und zur Lagerung des Kontaktierorgans 80 als Einzelteil ausgebildet und in das Trägerelement 50 eingebaut sowie mit nicht näher dargestellten Mitteln beispielsweise durch eine Schraubverbindung lösbar befestigt. An dieser Stelle sei darauf hingewie sen, dass das gehäuseartige Trägerelement 50 in nicht dargestellter Weise in diesem Bereich mit einem mit dem Trägerelement eine Einheit bildenden Lagerstück zur Aufnahme und Lagerung der Teile 60, 65 und 80 versehen sein kann.
Das in Fig. 3 in perspektivischer Ansicht dargestellte Trägerelement 50 ist etwa als quaderförmiger, einstückiger Hohlkörper mit nutzbaren Hohlräumen zur Aufnahme der wesentlichen Funktionsteile 80, 70 und 60 ausgebildet und hat eine Unterseite 10, eine Oberseite 11 zur Aufnahme des Auslegers 90, Seiten 12 und 13, eine Stirnseite 15 sowie eine Rückseite 16 und wird nachstehend im einzelnen beschrieben:
Das gehäuseartige Trägerelement 50 ist als starre Zellenkonstruktion ausgebildet und hat an seiner mit 10 bezeichneten Unterseite einen als horizontale Platte ausgebildeten Boden 10 min und in parallelem Abstand dazu an seiner Oberseite 11 eine Deckenwandung 11 min . An der einen mit 12 bezeichneten Seite ist eine erste, vertikale Wand 12 min und an der anderen, gegenüberliegenden und mit 13 bezeichneten Seite ist eine zweite, vertikale Wand 13 min vorgesehen. Die beiden, den Boden 10 min mit der Deckenwandung 11 min verbindenden Wände 12 min und 13 min sind in parallelem Abstand zueinander angeordnet.
Zur zentrierenden Lagerung und Befestigung des Lagerstücks 55 ist im vorderen Bereich des Trägerelements 50 an der Innenseite 10 min min des Bodens 10 min sowie an der Innenseite 11 min min der Deckenwandung 11 min jeweils eine entsprechend ausgebildete Anlage- oder Zentrierfläche 59, 59 min (Fig. 3) vorgesehen.
Die zweite, vertikale Wand 13 min hat im Abstand zueinander angeordnete Ausnehmungen 20, 22 und 24, wobei zwischen den Ausnehmungen 20 und 22 sowie 22 und 24 je eine Rippe 21, 23 angeordnet ist. Durch die vom Boden 10 min bis zur Deckenwandung 11 min reichenden und etwa nach innen, in Richtung der ersten Wand 12 min orientierten Rippen 21 und 23 sowie durch die beiden Eckstücke 14, 14 min der Wand 13 min werden im Inneren des Trägerelements 50, wie in Fig. 2 dargestellt, entsprechende Hohl räume oder Kammern 20 min , 22 min und 24 min gebildet. Das vordere Eckstück 14 ist zur Auflage des Messelements 60 mit einer entsprechend ausgebildeten Ausnehmung 24 min min versehen. Zusätzlich zu den Kammern 20 min , 22 min und 24 min ist eine Hauptkammer 25 vorgesehen.
Die Kammer 24 min dient hierbei zur Aufnahme des Messelements 60 und die Hauptkammer 25 zur Aufnahme des in Fig. 3 nicht dargestellten Kontaktierorgans 80 sowie des Antriebs 70.
Die Wand 13 min sowie die nicht näher bezeichnete Wand der Rückseite 16 (Fig. 5) sind jeweils mit nicht dargestellten, im Abstand zueinander angeordneten Gewindebohrungen zur Befestigung des Trägerteils eines nicht dargestellten elektromotorischen Antriebs versehen.
Die Deckenwandung 11 min wird, wie in Fig. 3 dargestellt, ebenfalls von im Abstand zueinander angeordneten Ausnehmungen 27, 27 min , 27 min min , 28, 29, 29 min und 29 min min durchdrungen. Die nicht näher bezeichnete Aussenfläche der Deckenwandung 11 min ist zur Aufnahme des Auslegers 90 (Fig. 1) ausgebildet, welcher mit nicht dargestellten Befestigungsmitteln lösbar auf dem Trägerelement 50 befestigt ist.
Die in der vertikalen Wand 13 sowie in der Deckenwandung 11 min vorgesehenen Ausnehmungen 20, 22, 24 und 27, 27 min , 27 min min , 28, 29, 29 min , 29 min min dienen der Montage und Bedienbarkeit der einzelnen, wesentlichen Teile 80, 70 und 60 und gewährleistet unter Beibehaltung der Stabilität weiterhin eine Gewichtsreduktion des Trägerelements 50.
Die der zweiten Wand 13 min gegenüberliegende erste Wand 12 min ist an der Innenseite 12 min min mit einer abgesetzt ausgebildeten Ausnehmung 17 (Fig. 2, 5) versehen, in welcher das Lagerteil 18 für den Achszapfen 65 min des Kontaktierorgans 80 angeordnet ist. Die nicht näher bezeichnete Aussenfläche der ersten Wand 12 min ist als absolut ebene, vorzugsweise geschliffene Fläche ausgebildet und dient als sogenannte Luftlager-Anlagefläche eines nicht dargestellten, mit dem Trägerelement 50 in Wirkverbindung stehenden und mit nicht dargestellten Mitteln betätigbaren Schiebeteils.
In Fig. 4 ist der einer nicht dargestellten Gleitplatte zugewandte Boden 10 min des Trägerelements 50 dargestellt, welcher Boden 10 min vorzugsweise mit einem sogenannten Luftkissenlager vakuumvorgespannt mit der nicht dargestellten Gleitplatte in Wirkverbindung steht und etwa in horizontaler Ebene frei schwebend beweglich ist. Der Boden 10 min weist eine vollumfängliche Druckzone 30 auf und ist, wie in Fig. 7 in teilweise aufgebrochenem Zustand dargestellt, mit einer ersten in bezug auf die Druckzone 30 nach innen, in die Bodenwandung gerichteten Ausnehmung 31 sowie mit einer zweiten, in bezug zu der ersten Ausnehmung 31 nach innen gerichteten Ausnehmung 32 versehen. Etwa im mittleren Bereich der zweiten Ausnehmung 32 ist ein Auflageteil 33 vorgesehen.
Die Ausnehmung 31 dient zur Aufnahme und das Auflageteil 33 als Anlage- oder Stützfläche eines schematisch dargestellten, plattenartigen Messelementes 40, beispielsweise eines sogenannten Glas-Massstabes mit entsprechend angeordneten und orientierten Stricheinheiten.
Im Bereich der Druckzone 30 ist in der Bodenwandung 10 min , wie in Fig. 4 in Draufsicht dargestellt, ein aus Kanälen 35, 35 min und 36, 36 min sowie mehreren im Abstand zueinander angeordneten Bohrungen 37 (nur einmal bezeichnet) gebildetes Kanalsystem angeordnet. Die von der Aussenfläche der Druckzone 30 ausgehenden Bohrungen münden in die jeweiligen, aussenseitig mit nicht näher dargestellten und bezeichneten Anschlüssen versehenen Kanäle 35, 35 min oder 36, 36 min .
In Fig. 5 ist das Trägerelement 50 in Stirnansicht gemäss Pfeilrichtung B in Fig. 1 und in Fig. 6 in Rückansicht gemäss Pfeilrichtung C in Fig. 1 dargestellt, und man erkennt im wesentlichen die Hauptkammer 25 sowie die Formgebung der nach innen gerichteten Rippen 23 und 21, die teilweise im Schnitt (Fig. 5) dargestellte Wand 12 min mit der Ausnehmung 17 für das Lagerteil 18 sowie das im Boden 10 min angeordnete Kanalsystem.
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Schiebebewegung des mit den Teilen 60, 70, 80 und 90 eine Baueinheit bildenden Trägerelementes 50 im wesentlichen mittels der an den Seiten 12, 13 und 16 wirkenden, nicht dargestellten Antriebe etwa gemäss dem in Fig. 2 dargestellten Koordinatensystem K in Pfeilrichtung X und Y erfolgt.
Die besondere Ausbildung des Trägerelements 50 in Verbindung mit der Anordnung und Lagerung des im wesentlichen als sogenannte Wippe ausgebildeten Kontaktierorgans 80 im Inneren des Trägerelements, der entsprechend ausgebildeten und mit elektromotorischen Antrieben oder mit einem von entsprechenden Mitteln betätigbares Schiebeteil in Wirkverbindung stehenden Seitenwände 12, 13 und Rückseite 16 sowie in Verbindung mit dem vakuumvorgespannt mit einer Gleitplatte (nicht dargestellt) in Wirkverbindung stehenden Boden 10 gewährleistet den Antrieb der gesamten Einrichtung 100 im Schwerpunkt der zu bewegenden Masse, so dass keine Kippmomente am eigentlichen Trägerelement 50 entstehen und eine hochdynamische Zustellbewegung der Einrichtung 100 zu einer Arbeitsstation (nicht dargestellt) gewährleistet ist.
The invention relates to a carrier element for receiving a contacting element of semiconductor connection technology that is operatively connected to auxiliary devices and actuating elements.
In connection with a device of semiconductor connection technology, a correspondingly designed carrier element for the contacting element, which is appropriately connected to electromotive drives, is required to carry out the advancing movement of a contacting element (bonder) to a work station. The carrier element can be largely freely suspended on a correspondingly designed slide plate along two coordinates which are oriented at right angles to one another in the plane.
The invention has for its object to provide a carrier element of the type mentioned, which has a stable design with a relatively low weight, by means of which the contacting element can be fed to the work station while ensuring a highly dynamic and exact feed movement.
According to the invention, this object is achieved in that it is designed as a one-piece, rigid, housing-like cell structure formed by an upper, horizontal ceiling wall and a lower, horizontal floor and vertical walls connecting them with at least one chamber for receiving the contacting element.
Further features emerge from the following description in conjunction with the drawing and the patent claims.
The invention is described below in connection with the drawing.
It shows:
1 is a sectional view of the carrier element of the semiconductor connection technology with a contacting element arranged thereon,
2 shows the carrier element shown in plan view and in section according to FIG. 1,
3 shows the carrier element, shown as a detail and in a perspective view, for receiving the contacting element,
4 shows a bottom of the carrier element shown in plan view according to arrow direction A in FIG. 1,
5 shows an end view of the carrier element according to arrow direction B in FIG. 1,
6 shows a rear view of the carrier element according to arrow direction C in FIG. 1, and
FIG. 7 shows a side view of the carrier element, partly broken away, in the direction of arrow D in FIG. 3.
1 shows a sectional view of FIG. 2 and a sectional top view of a carrier element of the semiconductor connection technology, designated as a whole by 100, which essentially comprises a contacting element 80 (Bonder), which is shown schematically and in dash-dotted lines and is designed as a working member, a cantilever-shaped cantilever 90 (FIG. 1) with a schematically illustrated optical scanning element 91 (sensor) and further optronic elements (not shown in more detail) and a carrier element device 50 designed accordingly for the parts 80 and 90, which device is hereinafter referred to as a carrier element 50 referred to as.
The rocker-like contact element 80, which is provided with a schematically illustrated capillary 81 at the front end, can, as shown in FIG. 2, be inserted into the approximately housing-like support element 50 and is operatively connected at one end to an electric motor drive 70. The contacting element 80 is located approximately in the middle area by means of a first axle pin 65 arranged laterally and at a distance from the drive 70 in a bearing piece 55 and by means of a second axle pin 65 min arranged corresponding to the first axle pin 65 in a wall of the carrier element 50, designated 12 min stored (Fig. 2). The bearing piece 55, provided with recesses 56 and 57, is penetrated by the journal 65.
The axle journal 65 is operatively connected to a measuring element 60 shown schematically and by means of dash-dotted lines, in particular to an incremental rotary encoder 60 (encoder). The contacting element 80 is with the one axle journal 65 in a bearing part 58 (ball bearing) arranged in the recess 57 and with the other axle journal 65 min in a bearing part 18 (ball bearing) around a common axis Z in the direction of the arrow Z min (FIG. 1) some angular degrees pivoted.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the bearing piece 55 for receiving the measuring element 60 and for mounting the contacting element 80 is designed as an individual part and installed in the carrier element 50 and detachably fastened by means not shown, for example by a screw connection. At this point it should be pointed out that the housing-like carrier element 50 can be provided in a manner not shown in this area with a bearing piece forming a unit with the carrier element for receiving and storing the parts 60, 65 and 80.
The carrier element 50 shown in FIG. 3 in a perspective view is designed approximately as a cuboid, one-piece hollow body with usable cavities for receiving the essential functional parts 80, 70 and 60 and has an underside 10, an upper side 11 for receiving the boom 90, pages 12 and 13, an end face 15 and a back side 16 and is described in detail below:
The housing-like carrier element 50 is designed as a rigid cell construction and has a bottom 10, designed as a horizontal plate, on its underside, designated 10, and a top wall 11 min at a parallel distance from the top 11. On the one side designated by 12 there is a first vertical wall 12 minutes and on the other side opposite and designated by 13 a second vertical wall 13 minutes is provided. The two walls 12 minutes and 13 minutes connecting the floor 10 minutes to the ceiling wall 11 minutes are arranged at a parallel distance from one another.
For centering mounting and fastening of the bearing piece 55, a correspondingly designed contact or centering surface 59, 59 min is provided in the front area of the carrier element 50 on the inside 10 min min of the floor 10 min and on the inside 11 min min of the ceiling wall 11 min (Fig 3) provided.
The second, vertical wall 13 min has recesses 20, 22 and 24 arranged at a distance from one another, a rib 21, 23 being arranged between the recesses 20 and 22 and 22 and 24. The ribs 21 and 23, which extend from the floor 10 min to the ceiling wall 11 min and are oriented approximately inwards in the direction of the first wall 12 min, as well as through the two corner pieces 14, 14 min of the wall 13 min, become in the interior of the carrier element 50, shown in Fig. 2, corresponding cavities or chambers formed 20 min, 22 min and 24 min. The front corner piece 14 is provided with a correspondingly designed recess for 24 minutes for supporting the measuring element 60. A main chamber 25 is provided in addition to the 20 min, 22 min and 24 min chambers.
The chamber 24 min is used to hold the measuring element 60 and the main chamber 25 to hold the contacting element 80 (not shown in FIG. 3) and the drive 70.
The wall 13 min and the wall of the rear side 16 (FIG. 5), which are not described in more detail, are each provided with threaded bores, not shown, arranged at a distance from one another for fastening the support part of an electromotive drive, not shown.
As shown in FIG. 3, the ceiling wall 11 min is also penetrated by recesses 27, 27 min, 27 min min, 28, 29, 29 min and 29 min min arranged at a distance from one another. The unspecified outer surface of the ceiling wall 11 min is designed to accommodate the bracket 90 (FIG. 1), which is detachably attached to the carrier element 50 with fastening means, not shown.
The recesses 20, 22, 24 and 27, 27 min, 27 min min, 28, 29, 29 min, 29 min min provided in the vertical wall 13 and in the ceiling wall 11 min serve for the assembly and operability of the individual, essential parts 80 , 70 and 60 and, while maintaining stability, further ensures a weight reduction of the carrier element 50.
The first wall 12 min opposite the second wall 13 min is provided on the inside 12 min with a stepped recess 17 (FIGS. 2, 5) in which the bearing part 18 for the journal 65 min of the contacting element 80 is arranged. The unspecified outer surface of the first wall 12 min is designed as an absolutely flat, preferably ground surface and serves as a so-called air bearing contact surface of a sliding part, not shown, which is operatively connected to the carrier element 50 and can be actuated by means not shown.
FIG. 4 shows the bottom 10 min of the carrier element 50 facing a sliding plate, not shown, which bottom is preferably vacuum-biased for 10 minutes with a so-called air cushion bearing and is operatively connected to the sliding plate, not shown, and is freely floating approximately in the horizontal plane. The floor 10 min has a complete pressure zone 30 and, as shown in FIG. 7 in a partially broken state, is provided with a first recess 31 directed inwards with respect to the pressure zone 30, and with a second recess 31 with respect to it the first recess 31 provided inward recess 32. A support part 33 is provided approximately in the central region of the second recess 32.
The recess 31 serves to receive and the support part 33 as a contact or support surface of a schematically illustrated, plate-like measuring element 40, for example a so-called glass scale with correspondingly arranged and oriented line units.
In the area of the pressure zone 30, a channel system formed from channels 35, 35 minutes and 36, 36 minutes and a plurality of bores 37 arranged at a distance from one another (only designated once) is arranged in the bottom wall 10 minutes, as shown in a top view in FIG. 4. The bores emanating from the outer surface of the pressure zone 30 open into the respective channels 35, 35 min or 36, 36 min, which are provided on the outside with connections that are not shown and designated.
5 shows the carrier element 50 in an end view in the direction of the arrow B in FIG. 1 and in FIG. 6 in a rear view in the direction of the arrow C in FIG. 1, and essentially the main chamber 25 and the shape of the inwardly directed ribs 23 can be seen and 21, the wall 12 min shown partially in section (FIG. 5) with the recess 17 for the bearing part 18 and the channel system arranged in the floor 10 min.
At this point, it should be pointed out that the sliding movement of the carrier element 50, which forms a structural unit with the parts 60, 70, 80 and 90, essentially by means of the drives (not shown) acting on the sides 12, 13 and 16, approximately according to the one in FIG. 2 coordinate system K shown in the direction of the arrow X and Y takes place.
The special design of the carrier element 50 in connection with the arrangement and mounting of the contacting element 80, which is designed essentially as a so-called rocker, in the interior of the carrier element, the correspondingly designed side walls 12, 13 and which are operatively connected with electromotive drives or with a sliding part which can be actuated by corresponding means Back 16 and in conjunction with the vacuum-biased base 10 which is operatively connected to a sliding plate (not shown) ensures the drive of the entire device 100 in the center of gravity of the mass to be moved, so that no tilting moments occur on the actual carrier element 50 and a highly dynamic feed movement of the device 100 to a workstation (not shown) is guaranteed.