DE102016212763A1 - Verfahren zum Verlegen eines Drahtes sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Verlegen eines Drahtes sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

Info

Publication number
DE102016212763A1
DE102016212763A1 DE102016212763.2A DE102016212763A DE102016212763A1 DE 102016212763 A1 DE102016212763 A1 DE 102016212763A1 DE 102016212763 A DE102016212763 A DE 102016212763A DE 102016212763 A1 DE102016212763 A1 DE 102016212763A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
wire
laying
laying head
drive unit
head
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102016212763.2A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102016212763B4 (de
Inventor
Matthias Trostmann
Mark Weissenborn
Erik Stegmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ruhlamat GmbH
Original Assignee
Ruhlamat GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ruhlamat GmbH filed Critical Ruhlamat GmbH
Publication of DE102016212763A1 publication Critical patent/DE102016212763A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102016212763B4 publication Critical patent/DE102016212763B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/10—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating making use of vibrations, e.g. ultrasonic welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/22—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded
    • B23K20/233—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating taking account of the properties of the materials to be welded without ferrous layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies
    • H01L24/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/50—Fixed connections
    • H01R12/51—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures
    • H01R12/53—Fixed connections for rigid printed circuits or like structures connecting to cables except for flat or ribbon cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for soldered or welded connections
    • H01R43/0207—Ultrasonic-, H.F.-, cold- or impact welding
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/06—Wiring by machine
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/32—Wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/38—Conductors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/12—Copper or alloys thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78301—Capillary
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/7825—Means for applying energy, e.g. heating means
    • H01L2224/783—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure
    • H01L2224/78343—Means for applying energy, e.g. heating means by means of pressure by ultrasonic vibrations
    • H01L2224/78347—Piezoelectric transducers
    • H01L2224/78349—Piezoelectric transducers in the upper part of the bonding apparatus, e.g. in the capillary or wedge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/74—Apparatus for manufacturing arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and for methods related thereto
    • H01L2224/78—Apparatus for connecting with wire connectors
    • H01L2224/788—Means for moving parts
    • H01L2224/78821—Upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
    • H01L2224/78822—Rotational mechanism
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/8512—Aligning
    • H01L2224/85148—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus
    • H01L2224/85169—Aligning involving movement of a part of the bonding apparatus being the upper part of the bonding apparatus, i.e. bonding head, e.g. capillary or wedge
    • H01L2224/8517—Rotational movements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/02—Soldered or welded connections
    • H01R4/023—Soldered or welded connections between cables or wires and terminals

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen eines Drahtes (2) auf einem Substrat (3) und/oder zum Kontaktieren des Drahtes (2) mit einer elektronischen Komponente (3), wobei ein Verlegekopf (1) zur Drahtführung (6) des Drahtes (2), Verlegen und/oder Kontaktieren des Drahtes (2) verwendet wird. Erfindungsgemäß wird der Verlegekopf (1) zumindest abschnittsweise an und/oder in einer Dreheinheit (7) angeordnet und/oder als Dreheinheit (7) ausgebildet und während des Verlegens und/oder des Kontaktierens des Drahtes (2) um seine eigene Achse (A) kontinuierlich oder in einer vorgegebenen Frequenz gedreht, wobei eine kontinuierliche Drehgeschwindigkeit oder die vorgegebene Frequenz einer auszuführenden Drehbewegung des Verlegekopfes (1) mittels der Dreheinheit (7) eingestellt wird und/oder eine Drehrichtung (D) mittels der Dreheinheit (7) eingestellt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (V) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen eines Drahtes auf einem Substrat und/oder zum Kontaktieren des Drahtes mit einer elektronischen Komponente. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Einbetten von Drahtleitern mittels Ultraschall bekannt. Ein Draht wird durch eine seitliche Bohrung durch eine Sonotrode geführt, die an einer Unterseite der Sonotrode zentrisch austritt. Durch eine Relativbewegung der Sonotrode zu einem Substrat, beispielsweise zu einer Leiterplatte, wird der Draht in einer gewünschten Geometrie verlegt.
  • Aus der EP 2 039 460 A2 ist ein Zuführungssystem einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Verlegevorrichtung, zum Verlegen eines Drahtes auf einem Substrat bekannt. Weiterhin ist das Zuführungssystem eine Kontaktiervorrichtung zum Kontaktieren des Drahtes mit einem Chip. Eine Sonotrode ist drehbar in der Verlegevorrichtung gelagert, wobei ein Ultraschallkonverter schwimmend, vorzugsweise mittels aerostatischer Führung, gelagert ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Verlegen eines Drahtes und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Verlegen eines Drahtes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 6.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Verlegen eines Drahtes auf einem Substrat und/oder zum Kontaktieren des Drahtes mit einer elektronischen Komponente wird ein Verlegekopf zur Drahtführung, zum Verlegen und/oder Kontaktieren des Drahtes verwendet.
  • Der Verlegekopf wird zumindest abschnittsweise an und/oder in einer Dreheinheit angeordnet und/oder als Dreheinheit ausgebildet und während des Verlegens und/oder des Kontaktierens des Drahtes um seine eigene Achse kontinuierlich oder in einer vorgegebenen Frequenz gedreht.
  • In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Drehgeschwindigkeit des Verlegekopfes und/oder die Frequenz der Drehung über die Dreheinheit programmiert bzw. eingestellt. Hierbei wird der Verlegekopf während des Verlegens des Drahtes auf dem Substrat gedreht.
  • In einer alternativen oder zusätzlichen erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine Drehrichtung des Verlegekopfes eingestellt, so dass der Verlegekopf nicht nur in eine Richtung, beispielsweise im oder gegen den Uhrzeigersinn, belastet wird.
  • Mittels des drehbaren Verlegekopfes ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, einen weitestgehend gleichmäßigen Verschleiß des Verlegekopfes, insbesondere an einer Drahtaustrittsöffnung des Verlegekopfes, zu erzielen.
  • Mittels einer kontinuierlichen Drehbewegung des Verlegekopfes ist eine weitestgehend gleichmäßige Belastung während des Verlegens des Drahtes an mehreren Bereichen der Drahtaustrittsöffnung erreichbar. Das heißt, dass die Belastung und der Verschleiß nicht nur an einem Bereich je nach Verfahrrichtung bzw. Vorzugsrichtung stattfinden, sondern gleichmäßig an einer Unterseite des Verlegekopfes verteilbar sind.
  • Wird der Verlegekopf während des Verlegens in der vorgegebenen Frequenz gedreht, kann je nach Verfahrrichtung bzw. Vorzugsrichtung der Verlegekopf gedreht werden, um weitestgehend gleichmäßig die Belastung und den Verschleiß zu verteilen. Die Dreheinheit kann hierbei energiesparend eingesetzt werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann zumindest eine Riefen- bzw. Rillenbildung an der Unterseite bzw. an der Drahtaustrittsöffnung vermieden werden. Ebenfalls kann hierdurch eine Lebensdauer des Verlegekopfes verlängert und damit verbundene Material- und/oder Montagekosten eingespart werden. Durch den gleichmäßigen Verschleiß der Unterseite des Verlegekopfes kann weiterhin ein sauberes und weitestgehend präzises Verlegen des Drahtes sichergestellt werden.
  • Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist der Verlegekopf zumindest abschnittsweise an und/oder in der Dreheinheit angeordnet und/oder als Dreheinheit ausgebildet und während des Verlegens und/oder des Kontaktierens des Drahtes um seine eigene Achse kontinuierlich oder in der vorgegebenen Frequenz drehbar, wobei die kontinuierliche Drehgeschwindigkeit oder die vorgegebene Frequenz der auszuführenden Drehbewegung des Verlegekopfes mittels der Dreheinheit einstellbar ist und/oder die Drehrichtung mittels der Dreheinheit einstellbar ist. Aus der erfindungsgemäßen Lösung hinsichtlich der Vorrichtung resultieren die oben zum mittels der Vorrichtung durchführbaren Verfahren bereits geschilderten Vorteile.
  • Der Verlegekopf wird bei der erfindungsgemäßen Lösung, d. h. bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und somit bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung, mittels welcher das Verfahren durchgeführt wird, aktiv angetrieben gedreht, denn nur auf diese Weise ist die Einstellung bzw. Programmierung der Drehgeschwindigkeit des Verlegekopfes und/oder der Frequenz der Drehung und/oder die Einstellung der Drehrichtung des Verlegekopfes möglich.
  • Im Verfahren wird der Verlegekopf zweckmäßigerweise mittels zumindest einer Antriebseinheit gedreht. Zweckmäßigerweise ist daher die Dreheinheit der Vorrichtung als eine Antriebseinheit ausgebildet oder umfasst zumindest eine Antriebseinheit.
  • Zweckmäßigerweise wird der Verlegekopf im Verfahren mittels einer elektrischen Antriebseinheit, insbesondere mittels eines Elektromotors, mittels einer pneumatischen Antriebseinheit und/oder mittels einer hydraulischen Antriebseinheit, gedreht. Zweckmäßigerweise ist daher die zumindest eine Antriebseinheit der Vorrichtung als eine elektrische Antriebseinheit, insbesondere als ein Elektromotor, als eine pneumatische Antriebseinheit und/oder als eine hydraulische Antriebseinheit, ausgebildet. Bei der pneumatischen Antriebseinheit kann es sich dabei ebenfalls um einen Motor handeln, in diesem Fall dann um einen Pneumatikmotor. Ebenso kann es sich bei der hydraulischen Antriebseinheit um einen Motor handeln, in diesem Fall dann um einen Hydraulikmotor.
  • Die zumindest eine Antriebseinheit zum Drehen des Verlegekopfes kann beispielsweise als eine Linearantriebseinheit ausgebildet sein, zum Beispiel als eine elektrische, pneumatische und/oder hydraulische Linearantriebseinheit. Die zumindest eine Linearantriebseinheit ist beispielsweise als ein Linearmotor ausgebildet. Die zumindest eine Linearantriebseinheit kann beispielsweise auch als ein Linearaktor ausgebildet sein, beispielsweise als ein Linearaktor mit piezoelektrischem, elektrostatischem, elektromagnetischem, magnetostriktivem oder thermoelektrischem Wirkprinzip. Die zumindest eine Linearantriebseinheit kann beispielsweise auch als ein Hydraulikzylinder oder Pneumatikzylinder ausgebildet sein oder einen solchen umfassen.
  • Mittels der zumindest einen Antriebseinheit wird die aktiv angetriebene Drehbewegung des Verlegekopfes realisiert. Durch diese aktiv angetriebene Drehbewegung kann der Verlegekopf gezielt derart gedreht werden, dass die oben geschilderten Vorteile erreicht werden.
  • Im Gegensatz dazu ist im Stand der Technik der Verlegekopf lediglich drehbar gelagert. Eine jeweilige Drehbewegung des Verlegekopfes ist daher rein zufällig und resultiert beispielsweise aus jeweiligen Einwirkungen auf den Verlegekopf während des Drahtverlegens, beispielsweise aus Einwirkungen des mittels des Verlegekopfes verlegten Drahtes, aus Einwirkungen des Ultraschallschweißens oder aus Bewegungen des Verlegekopfes entlang eines Substrats, auf welchem der Draht verlegt wird. Daraus kann ein ungleichmäßiger Verschleiß des Verlegekopfes resultieren, welcher dann ebenfalls einen Einfluss auf nachfolgende Drehbewegungen des Verlegekopfes hat. Ist beispielsweise aufgrund des ungleichmäßigen Verschleißes eine Riefenbildung eingetreten, so wird der Draht in dieser Riefe verlaufen und die Drehbewegung des Verlegekopfes somit durch den in der Riefe verlaufenden Draht beeinflusst. Dies kann somit zu einem stärkeren Verschleiß führen als bei einem unbeweglichen Verlegekopf, bei welchem der Draht entsprechend eines Verlegemusters aus einer solchen Riefe wieder herausgezogen wird. Eine gezielte aktive Drehung des Verlegekopfes, um einen gleichmäßig verteilten Verschleiß zu erreichen, erfolgt im Stand der Technik nicht.
  • Diese aktive Drehung des Verlegekopfes und der dadurch erreichte gleichmäßige Verschleiß werden erst durch die erfindungsgemäße Lösung erreicht.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Darin zeigt:
  • 1 schematisch eine Schnittdarstellung einer Vorrichtung mit einem Verlegekopf und einer Dreheinheit.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung V mit einem Verlegekopf 1 zum Verlegen eines Drahtes 2 auf einem Substrat 3 in einer Schnittdarstellung.
  • Die Vorrichtung V ist zum Verlegen des Drahtes 2 auf unterschiedlichen Substraten 3 geeignet.
  • Beispielsweise ist das Substrat 3 eine Folie und/oder ein Formteil. Größe, Material und/oder Dicke der Folie und/oder des Formteils beeinflussen die Verlegung des Drahtes 2 mittels der Vorrichtung V nicht.
  • Darüber hinaus ist das Substrat 3 beispielsweise eine Leiterplatte, ein elektronisches Bauteil und/oder ein Gehäuse eines elektrisch zu verbindenden Bauteils.
  • Der Verlegekopf 1 der Vorrichtung V ist beispielsweise zum Ultraschallschweißen ausgebildet, und umfasst einen Ultraschallwandler 4 und ein mit dem Ultraschallwandler 4 energieleitend gekoppeltes Ultraschallschweißwerkzeug 5.
  • Der Draht 2 ist zentrisch durch eine Drahtführung 6 durch den Ultraschallwandler 4 und das Ultraschallschweißwerkzeug 5 geführt.
  • Der Draht 2 ist zentrisch an einer Unterseite U des Ultraschallschweißwerkzeugs 5 zum Verlegen auf dem Substrat 3 herausgeführt.
  • Der Ultraschallwandler 4 ist insbesondere ein sogenannter Konverter, der durch einen nicht dargestellten Generator bereitgestellte hochfrequente elektrische Spannung in mechanische Schwingungen umwandelt. Im Ultraschallwandler 4 ist beispielsweise durch Einsatz von Piezokeramiken die elektrische Energie in mechanische Energie umwandelbar.
  • Zwischen dem Ultraschallwandler 4 und dem Ultraschallschweißwerkzeug 5 sind bzw. ist zur Amplitudentransformation und Amplitudenübertragung ein nicht näher dargestelltes Amplitudentransformationsstück und/oder eine Transformationssonotrode angeordnet.
  • Als Ultraschallschweißwerkzeug 5 ist eine sogenannte Sonotrode zu verstehen. Durch Einleiten von den hochfrequenten mechanischen Schwingungen des Ultraschallwandlers 4 ist das Ultraschallschweißwerkzeug 5 in Resonanzschwingungen versetzbar. Das Ultraschallschweißwerkzeug 5 stellt zwischen dem Draht 2 und dem Substrat 3 eine dauerhafte Verbindung mittels Ultraschallschweißens her. Eine Schwingungsenergie ist mittels des Ultraschallschweißwerkzeugs 5 in das sonotrodenseitig zugewandte Substrat 3 einkoppelbar.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Ultraschallwandler 4 abschnittsweise an bzw. in einer Dreheinheit 7 angeordnet. Eine Drehbewegung des Verlegekopfes 1 ist mittels Drehung bzw. Rotation des Ultraschallwandlers 4 ausführbar, wobei sich das Ultraschallschweißwerkzeug 5 mitdreht.
  • Eine Drehgeschwindigkeit des Verlegekopfes 1 und/oder eine Frequenz der Drehung ist über die Dreheinheit 7 programmier- bzw. einstellbar. Hierbei ist der Verlegekopf 1 während des Verlegens des Drahtes 2 auf dem Substrat 3 drehbar.
  • Ebenfalls einstellbar ist eine Drehrichtung D des Verlegekopfes 1, so dass der Verlegekopf 1 nicht nur in eine Richtung, beispielsweise im oder gegen den Uhrzeigersinn, belastet wird.
  • In anderen Ausführungsbeispielen kann entweder nur die Drehgeschwindigkeit des Verlegekopfes 1 und/oder die Frequenz der Drehung oder nur die Drehrichtung D einstellbar sein.
  • Die Programmierung bzw. Einstellung der Drehgeschwindigkeit des Verlegekopfes 1 und/oder der Frequenz der Drehung und/oder die Einstellung der Drehrichtung D des Verlegekopfes 1 erfolgt beispielsweise in Abhängigkeit von einem jeweiligen Verlegemuster, in welchem der Draht 2 auf dem jeweiligen Substrat 3 verlegt wird, und/oder in Abhängigkeit von einem jeweils verwendeten Drahtmaterial des Drahtes 2 und/oder in Abhängigkeit von einer jeweils verwendeten Drahtgeometrie des Drahtes 2 und/oder in Abhängigkeit von einer jeweiligen Verlegegeschwindigkeit und/oder in Abhängigkeit von einem Substratmaterial des jeweiligen Substrates 3 und/oder in Abhängigkeit von einer jeweils für das Ultraschallschweißen verwendeten Ultraschallfrequenz.
  • Die Drehbewegung des Verlegekopfes 1 erfolgt zweckmäßigerweise um eine in 1 schematisch gestrichelt dargestellte Rotationsachse A des Verlegekopfes 1, im Folgenden als Achse A bezeichnet. Diese Achse A, um welche der Verlegekopf 1 sich dreht oder drehbar ist, muss dabei keine physisch vorhandene Achse sein, auf welcher der Verlegekopf 1 gelagert ist, sondern kann eine virtuelle Achse sein, um welche sich der Verlegekopf 1 dreht oder drehbar ist. D. h. die drehbare Lagerung des Verlegekopfes 1 kann anders realisiert sein, insbesondere mittels der Dreheinheit 7. Zweckmäßigerweise ist der Verlegekopf 1 in der Dreheinheit 7 drehbar gelagert.
  • Bei einem rotationssymmetrischen Verlegekopf 1, wie hier dargestellt, verläuft diese Achse A, um welche die Drehbewegung erfolgt, zweckmäßigerweise deckungsgleich oder zumindest im Wesentlichen deckungsgleich mit der Rotationssymmetrieachse des Verlegekopfes 1. Bei der hier dargestellten vorteilhaften zentrischen Drahtführung 6 verläuft die Achse A zweckmäßigerweise deckungsgleich oder zumindest im Wesentlichen deckungsgleich mit dieser zentrischen Drahtführung 6. Die Achse A ist zweckmäßigerweise vertikal ausgerichtet oder zumindest im Wesentlichen vertikal ausgerichtet. Sie ist zweckmäßigerweise senkrecht oder zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Verfahrrichtung R1 und/oder zum Substrat 3, insbesondere zu dessen Oberfläche, auf welcher der Draht 2 zu verlegen ist, ausgerichtet.
  • Durch die Drehung des Verlegekopfes 1 ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, einen gleichmäßigen Verschleiß der Unterseite U des Ultraschallschweißwerkzeugs 5 und somit des Verlegekopfes 1 zu erzielen.
  • Während des Verlegens in eine Verfahrrichtung R1 können bzw. kann der Verschleiß und/oder eine Belastung an der Unterseite U des Ultraschallschweißwerkzeugs 5 gleichmäßig verteilt werden.
  • Mittels der Drehung des Verlegekopfes 1 ist eine Riefen- bzw. Rillenbildung an der Unterseite U vermeidbar. Unter Verschleiß ist eine Abnutzung der Unterseite U zu verstehen, wobei der Draht 2 in Verfahrrichtung R1 verlegbar ist.
  • Der Draht 2 schneidet bei herkömmlichen Verfahren in die Unterseite U des Ultraschallschweißwerkzeugs 5 während des Verlegens ein. Ein Verschleißbild an der Unterseite U des Verlegekopfes 1 spiegelt hierbei eine Verzugsrichtung einer verlegten Geometrie wieder. Diesem kann mittels der Drehbewegung entgegengewirkt werden. Dieses Einschneiden ist erfindungsgemäß mittels der kontinuierlichen Drehbewegung weitestgehend vermeidbar.
  • Ein sauberes und weitestgehend präzises Verlegen ist somit sichergestellt, da der Draht 2 nicht mehr durch eine sich kontinuierlich einschneidende Kerbe bzw. Rille unkontrolliert geführt wird. Dadurch verlängert sich signifikant eine Lebensdauer des Verlegekopfes 1.
  • In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform ist der Verlegekopf 1 am Ultraschallschweißwerkzeug 5 an bzw. in der Dreheinheit 7 angeordnet.
  • In einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform ist der gesamte Verlegekopf 1 in bzw. an der Dreheinheit 7 angeordnet.
  • Weiterhin ist es möglich, dass der Verlegekopf 1 und/oder der Ultraschallwandler 4 und/oder das Ultraschallschweißwerkzeug 5 als Dreheinheit 7 ausgebildet sind bzw. ist.
  • Mittels der kontinuierlichen Drehbewegung des Verlegekopfes 1 ist es ebenfalls möglich, sowohl sogenannte Backlackdrähte für Kupferlegierungen als auch Wolfrahmdrähte oder andere härtere oder weichere Drähte zu verlegen. Hierbei kann jeweils der gleichmäßige Verschleiß des Verlegekopfes 1 und das präzise Verlegen des Drahtes 2 sichergestellt werden.
  • Vorteilhaft ist auch, dass das Verlegen von flachen Drähten mit beispielsweise einem rechteckigen Querschnitt möglich ist, wobei eine Drahtwicklung bzw. eine Drahtspule der Verfahrrichtung R1 entsprechend nachführbar ist. Insbesondere eine Schlaufenbildung bzw. ein Umlegen des Drahtes 2 bei Kurvenfahrten kann zumindest vermieden werden.
  • Die Vorrichtung V ist alternativ ebenfalls für andere Anwendungen, bei denen Drähte verlegt werden, einsetzbar.
  • Der Verlegekopf 1 wird zweckmäßigerweise mittels zumindest einer Antriebseinheit 8 gedreht. D. h. die Drehbewegung des Verlegekopfes 1 wird zweckmäßigerweise von dieser zumindest einen Antriebseinheit 8 angetrieben. Zweckmäßigerweise ist daher die Dreheinheit 7 der Vorrichtung V als eine Antriebseinheit 8 ausgebildet oder umfasst zumindest eine Antriebseinheit 8, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt.
  • Zweckmäßigerweise ist die zumindest eine Antriebseinheit 8 als eine elektrische Antriebseinheit 8, insbesondere als ein Elektromotor, als eine pneumatische Antriebseinheit 8 und/oder als eine hydraulische Antriebseinheit 8 ausgebildet. Bei der pneumatischen Antriebseinheit 8 kann es sich dabei ebenfalls um einen Motor handeln, in diesem Fall dann um einen Pneumatikmotor. Ebenso kann es sich bei der hydraulischen Antriebseinheit 8 um einen Motor handeln, in diesem Fall dann um einen Hydraulikmotor. Mittels der zumindest einen Antriebseinheit 8 wird die aktiv angetriebene Drehbewegung des Verlegekopfes 1 realisiert.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Verlegekopf
    2
    Draht
    3
    Substrat
    4
    Ultraschallwandler
    5
    Ultraschallschweißwerkzeug
    6
    Drahtführung
    7
    Dreheinheit
    8
    Antriebseinheit
    A
    Achse
    D
    Drehrichtung
    V
    Vorrichtung
    U
    Unterseite
    R1
    Verfahrrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 2039460 A2 [0003]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Verlegen eines Drahtes (2) auf einem Substrat (3) und/oder zum Kontaktieren des Drahtes (2) mit einer elektronischen Komponente (3), wobei ein Verlegekopf (1) zur Drahtführung (6) des Drahtes (2), Verlegen und/oder Kontaktieren des Drahtes (2) verwendet wird, wobei der Verlegekopf (1) zumindest abschnittsweise an und/oder in einer Dreheinheit (7) angeordnet und/oder als Dreheinheit (7) ausgebildet ist und während des Verlegens und/oder des Kontaktierens des Drahtes (2) um seine eigene Achse (A) kontinuierlich oder in einer vorgegebenen Frequenz gedreht wird, und wobei – eine kontinuierliche Drehgeschwindigkeit oder die vorgegebene Frequenz einer auszuführenden Drehbewegung des Verlegekopfes (1) mittels der Dreheinheit (7) eingestellt wird und/oder – eine Drehrichtung (D) mittels der Dreheinheit (7) eingestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlegen und/oder Kontaktieren des Drahtes (2) durch Ultraschallschweißen erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht (2) zentrisch durch den Verlegekopf (1) geführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlegekopf (1) mittels zumindest einer Antriebseinheit (8) gedreht wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlegekopf (1) mittels einer elektrischen Antriebseinheit (8), insbesondere mittels eines Elektromotors, mittels einer pneumatischen Antriebseinheit (8) und/oder mittels einer hydraulischen Antriebseinheit (8), gedreht wird.
  6. Vorrichtung (V) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verlegekopf (1) zumindest abschnittsweise an und/oder in einer Dreheinheit (7) angeordnet und/oder als Dreheinheit (7) ausgebildet ist und während des Verlegens und/oder des Kontaktierens des Drahtes (2) um seine eigene Achse (A) kontinuierlich oder in einer vorgegebenen Frequenz drehbar ist, und wobei – eine kontinuierliche Drehgeschwindigkeit oder die vorgegebene Frequenz einer auszuführenden Drehbewegung des Verlegekopfes (1) mittels der Dreheinheit (7) einstellbar ist und/oder – eine Drehrichtung (D) mittels der Dreheinheit (7) einstellbar ist.
  7. Vorrichtung (V) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlegekopf (1) zumindest einen Ultraschallwandler (4) und ein mit dem Ultraschallwandler (4) energieleitend gekoppeltes Ultraschallschweißwerkzeug (5) umfasst.
  8. Vorrichtung (V) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinheit (7) als eine Antriebseinheit (8) ausgebildet ist oder zumindest eine Antriebseinheit (8) umfasst.
  9. Vorrichtung (V) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Antriebseinheit (8) als eine elektrische Antriebseinheit (8), insbesondere als ein Elektromotor, als eine pneumatische Antriebseinheit (8) und/oder als eine hydraulische Antriebseinheit (8) ausgebildet ist.
DE102016212763.2A 2015-07-16 2016-07-13 Verfahren zum Verlegen eines Drahtes sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Active DE102016212763B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015213325 2015-07-16
DE102015213325.7 2015-07-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016212763A1 true DE102016212763A1 (de) 2017-01-19
DE102016212763B4 DE102016212763B4 (de) 2017-09-14

Family

ID=57630393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016212763.2A Active DE102016212763B4 (de) 2015-07-16 2016-07-13 Verfahren zum Verlegen eines Drahtes sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016212763B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112968397A (zh) * 2021-02-04 2021-06-15 清草(广州)百货用品有限公司 一种可智能化调节放线速率且防止线杂乱的电缆放线装置
CN113411966A (zh) * 2021-05-11 2021-09-17 武汉市木邦电器有限公司 一种基于金属丝的超声熔接系统及熔接方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3083738B1 (fr) 2018-07-11 2022-07-22 Plastic Omnium Cie Composant modulaire en matière plastique

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2039460A2 (de) 2004-11-02 2009-03-25 HID Global GmbH Verlegevorrichtung, Kontaktiervorrichtung, Zustellsystem, Verlege- und Kontaktiereinheit, herstellungsanlage, Verfahren zur Herstellung und eine Transpondereinheit

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5698900A (en) * 1980-01-07 1981-08-08 Hitachi Ltd Device for automatically wiring printed circuit board

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2039460A2 (de) 2004-11-02 2009-03-25 HID Global GmbH Verlegevorrichtung, Kontaktiervorrichtung, Zustellsystem, Verlege- und Kontaktiereinheit, herstellungsanlage, Verfahren zur Herstellung und eine Transpondereinheit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112968397A (zh) * 2021-02-04 2021-06-15 清草(广州)百货用品有限公司 一种可智能化调节放线速率且防止线杂乱的电缆放线装置
CN113411966A (zh) * 2021-05-11 2021-09-17 武汉市木邦电器有限公司 一种基于金属丝的超声熔接系统及熔接方法
CN113411966B (zh) * 2021-05-11 2022-04-15 武汉市木邦电器有限公司 一种基于金属丝的熔接方法

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016212763B4 (de) 2017-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE10311659B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zur optimierten elektrohydraulischen Druckpulserzeugung
DE102016212763B4 (de) Verfahren zum Verlegen eines Drahtes sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102012007791A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen in einer Strahlschmelzanlage
DE102005043817A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Kraftstoffpumpe
DE3301151A1 (de) Verschleiss- und schleif-warneinrichtung fuer kranz- oder scheibenbremsen
DE102012109424A1 (de) Sputtermagnetron und Verfahren zur dynamischen Magnetfeldbeeinflussung
DE60221203T2 (de) Isolierende Rotorverbindung
DE202018104875U1 (de) Schrumpfgerät mit Futtererkennung und automatischer Spulenverstellung
DE102014110778A1 (de) Vorrichtung, system und verfahren zum kühlen eines elektromotors
DE112018003442T5 (de) Kraftbetriebenes Drehwerkzeug mit Borsten
EP0435056B1 (de) Verfahren zur fortlaufenden Kennzeichnung von langgestrecktem Gut
DE102013211617A1 (de) Linearbewegungsvorrichtung mit Geräuschkompensation
DE102017107617A1 (de) Verfahren zum intermittierenden Ultraschallbearbeiten einer Materialbahn
DE102017006277A1 (de) Stromversorgungsvorrichtung für einen feldwicklungsmotor sowie feldwicklungsmotor, der diese enthält
DE102012221135A1 (de) Verfahren zum Herstellen einer Ventileinrichtung sowie entsprechende Ventileinrichtung
DE102014203569B3 (de) Gleitringdichtungsanordnung mit OH-Radikal-Erzeugungsvorrichtung
DE102008058528B4 (de) Endblock für eine Magnetronanordnung mit einem rotierenden Target
DE102013221965A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formteiles und elektrische Maschine mit einem solchen Formteil
EP3772546B1 (de) Herstellen einer struktur mittels eines kaltgasspritzverfahrens
DE102015222801B4 (de) System zum Erzeugen und Verteilen einer Luftströmung in einem Fahrzeug sowie Fahrzeug
WO2019207074A1 (de) Vorrichtung, verfahren und computerprogramm zur beschichtung zumindest einer faser
DE102018207145A1 (de) Vorrichtung in einem Fahrzeug mit einem Tilger
DE102011015973B4 (de) Führung
EP3144654A1 (de) Bremstestverfahren zur funktionsprüfung einer haltebremse für einen elektromotor in einem elektrischen antriebsystem
WO2018133984A1 (de) Schleifroboter zum schleifen elektrisch leitfähiger werkstücke und verfahren zum betrieb eines solchen

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final