DE1958328B2 - Verfahren und apparat zum pressverschweissen von zuleitungen elektrischer oder elektronischer bauelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden durch Preß- oder Thermodruckschweißung von mehreren über ein elektrisches oder elcKtronischcs Bauelement hervorstehenden Zuleitungen mit einem Muster von Leitern eines Trägers unter Verwendung eines mit den Zuleitungen in Eingriff tretenden und diese gegen die Leiter des Musters pressenden, eine Arbeitsfläche aufweisenden Vcrbindungswerkzeuge.4.

Die Erfindung betrifft ferner einen Schweißapparat zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei derartigen Verfahren und Apparaten ist es erforderlich, eine gut leitende Verbindung zwischen den genannten Leitungen des Bauelementes und den Leitern des Musters des Trägers herzustellen.

Vor Erfrierung der bekannten Verfahren und Apparate ist es zweckmäßig, kurz das in Rede stehende Anwendungsgebiet zu schildern.

Die meisten massenproduzierten Halbleiterele-

mente sind sehr klein und werden im allgemeinen zur Erhöhung ihrer Lebensdauer und Erreichung sonstiger Verbesserungen auf einem Träger montiert. Sie weisen äußere, zur Verbindung mit einer Schaltung geeignete Anschlüsse auf. Es war dabei üblich, sehr dünne, von den Elektroden der Halbleiterelemente ausgehende Drähte mit inneren Polstern oder Pfosten des Trägers zu verbinden und das betreffende Halbleiterelement und die inneren Drähte in den eigentlichen Träger einzukapseln. Der Vorgang der unmittelbaren Verbindung, d. h. des Verschweißens, Verlötens od. dgl., der feinen Drähte der Halbleitervorrichtung mit dem Träger war zeitraubend und führte zu gebrechlichen Verbindungen an einem ansonsten äußerst robusten und dauerhaften Element. Halbleiterelemente mit integrierten, eingekapselten Schaltungen sollten dünne Leitungsdrähte vermeiden. Das Element wird bei seiner Herstellung mit sehr Meinen elektrischen Zuleitungen versehen, die sich riach außen von der Oberkante (.es Elementes erstrecken und wie Ausleger aussehen. Die vorstehenden Zuleitungen werden dann mit einem entsprechenden Muster von elektrischen, an einem Träger angebrachten Leitern verbunden.

Ein bekanntes Verfahren und ein bekannter Apparat bestehen in der sogenannten Therrnodruck-Schweißung. Hiebei. hat sich jedoch die Einzelvereinigung der Leitungen und Leiter jedes Paares als wirtschaftlich unzufriedenstellend erwiesen. Bestrebungen, alle Zuleitungen gleichzeitig zu verbinden, ergaben Verbindungen, die nicht so gut und zuverlässig wie einzeln hergestellte Verbindungen sind. Man hat auch versucht, nacheinander die Zuleitungen einer Vorrichtung mit einem Träger zu verbinden, durch Halten eines Verbindungswerkzeuges auf einer senkrechten Achse und durch Bewegung der Unterlage, auf der der Träger montiert ist. Schwierigkeiten bei der Konstruktion solcher Vorrichtung haben eine praktische Lösung verhindert.

Ein bekannter Apparat zur gleichzeitigen Herstellung der Verbindungen zwischen allen Leitern und Leitungen ist beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 271555 offenbart, bei dem ein Werkzeugträger nebst Werkzeug von einer Tragkonstruktion auf und ab beweglich gehalten werden und mit der Tragkonstruktion um eif.e vom Werkzeug entfernte Achse in die Schweißlage verschwenkbar sind. Dieser Apparat hai. die vorangehend geschilderten Mangel sonstiger bekannter Verfahren und Apparate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile der vorbekannten Verfahren und Apparate zu vermeiden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geschieht dies dadurch,

daß das Verbindungswerkzeug bei der Herstellung der Verbindung zwischen den Zuleitungen des Bauelementes mit seiner Arbeitsfläche um eine unter einem Winkel zu seiner Arbeitsfläche bzw. zu einer Senkrechten auf dem Bauelement verlaufenden Winkel verschwenkt wird und
daß dabtj die Arbeitsfläche nacheinander mit den verschiedenen Zuleitungen in Eingriff gebracht wird und diese gegen die Leiter des Musters uuf dem Träger preßt unter Herstellung der Preß- oder Thermodruckschweißungen zwischen den Zuleitungen und den Leitern des Musters.

Der zur Ausführung dieses Verfahrens dienende erfindungsgemäße Schweißapparat zeichnet sich dadurch aus,

daß der Werkzeughalter in einem Gehäuse relativ zu diesem beweglich angebracht ist und
daß am Gehäuse und am Werkzeughalter Antriebs- und Führungsmittel angebracht sind, die den Werkzeughalter um eine zur Arbeitsfläche des Werkzeugs geneigte Achse auf einer Kegelflache verschwenken.

Weitere Merkmale des erfindungsgemäßen Apparates ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten

Ausführungsbeisptelen und den Unteransprüchen 3 bis 15. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt iuigs der Linie 2-2 der Fig. 1,

Fig. 7 einen Axialschnitt einer Variation der in Richtung der Pfeile 3-3 der F i g. 1 gesehen,

F i g 4 eine vergrößerte Draufsicht auf ein übliches Halbleiter-Bauelement mit vorstehenden Zuleitungen,

^a5 F i g. 5 eine vergrößerte Schnittansicht des Bindewerkzeuges in Stellung über einem Träger für elektrische Leitungen vor Beginn des Schweißvorganges, F i g. 6 eine der F i g. 5 entsprechende Schnittansicht in einer Stellung während des Schweißens,

F i g. 7 ein Achsialschnitt einer Variation der in Fig. 1 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 8 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 9 einen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 10 einen Axialschnitt durch eine vierte Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem in F i g. 1 bis 3 veranschaulichten bevor-

zugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Schweißapparat 10 ein Gehäuse 12, das in einem (nicht gezeigten) Ständer senkrecht auf und ab beweglich montiert ist und somit den Apparat in senkrechter oder »Z«-Richtung beweglich macht. Ein

hochdrehmomentiger, fest mit dem Gehäuse 12 verbundener Elektromotor 16 wird mittels eines (nicht gezeigte;i) Auslöseschalters erregt und dadurch in Gang gesetzt, worauf mittels eines Schalters 18 und eines auf der Motorwelle 22 befestigten Nockens eine

ä° ein/eine Drehung der Welle 22 bewirkt wird. Nach dem Sorten des Motors 16 und n?ch einer kleinen Anfangsdrehung seiner Welle 12 betätigt nämlich der Nocken 20 den Schalter 18, wobei letzterer unter Umgehung des Auslöseschalters die Erregung des

Motors aufrechterhält bis die Abflachung des Nokkens 20 den Schalter wieder freigibt und dadurch den Motor stillsetzt.

Nocken 20 ist integral mit einem Antriebsrad 24 ausgebildet. Rad 24 hat innere Verzahnung, die in

Eingriff mit einem Ritzel 26 auf einer Antriebswelle 28 steht. Ritzel 26 hat die halbe Anzahl von Zähnen wie Rad 24, so daß eine einzige Umdrehung des Rades 24 dem Ritzel 26 zwei vollständige Umdrehungen erteilt. Ritzel 26 ist fest mit der Antriebs-

welle 28 verbunden, deren Drehachse auf der Mittelachse 30 des Gehäuses 10 liegt. Welle 28 wird von einem oberen Kugellager 32 und einem unteren Kugellager 38 im Gehäuse 10 gehalten. Der äußere

Laufring des oberen Kugellagers 32 ist im Gehäuse 12 durch Schnappringe 34 gehalten, während sein innerer Laufring sich zwischen einem Einschnappring 36 der Welle 28 und einer Abstandshülse 42 befindet. Der innere Laufring des unteren Kugellagers 38 wird zwischen der Abstandshülse 42 und einer Schulter 40 der Welle 28 gehalten. Eine Vertiefung oder Nokkenfläche 44 im unteren Ende der Antriebswelle 28 ist außerachsig oder exzentrisch zur Achse 30 angeordnet. Die Vertiefung oder Nockenfläche 44 bewegt sich bei ihrer mittels des Motors 16 bewirkten Drehung auf einer kreisförmigen Bahn um die Achse 30.

Ein Werkzeughalter 46 wird auf der zentralen Achse des Gehäuses 10 mittels oberer und unterer Lagerelemente 48 bzw. SO, die axial feststehend auf dem Werkzeughalter 46 angebracht sind, gehalten. Die Lagerelemente 48,50 werden durch komplementär gestaltete Ausrichtflächen 52, 54 an Ausrichtungen 56 bzw. 58 des Gehäuses 12 mit Hilfe einer Feder 60 gehalten. Die oberen und unteren Aus- ao richtringe 56 bzw. 58 sind gegen Bewegung im Gehäuse 10 durch Einschnappringe 62 gesichert. Das obere Ende der Feder 60, die gleichzeitig einen dünnen, metallischen Balgen bildet, ist an einem ringförmigen, durch eine Setzschraube 66 am Gebluse 10 befestigten Band 64 befestigt. Das untere Ende der Feder 60 ist an einem ringförmigen Band 67, wie durch Preßpassung, auf dem Halter 46 befestigt und fernerhin gegen Bewegung in bezug iuf den Halter 46 durch einen Einschnappring 68 gesichert. Feder 60 ergibt eine Druckfeder-Vorspannung, die den Werkzeughalter 46 nach unten drängt und Eingriff zwischen den Lagerelementen 48,50 mit ihren komplementären Oberflächen 52 bzw. 54 bewirkt. Die balgenförmige Feder 60 kann sich frei biegen oder wie eine Harmonika falten und dient gleichzeitig als Mittel zur Verhinderung der Drehung des Werkzeughalters um seine Achse. Wenn sich der Werkzeughalter 46 in der in F i g. 1 veranschaulichten Stellung befindet, ist er nicht frei, sich horizontal *o oder in Drehrichtung relativ zum Gehäuse 10 zu bewegen. Wird der Werkzeughalter 46 jedoch relativ zum Gehäuse 10 angehoben, so treten die beiden Lagerelemente 48. 50 außer Eingriff mit ihren komplementären Flächen 52 bzw. 54, und der Werkzeughalter ist frei, sich in irgendeiner vorbestimmten horizontalen Richtung zu bewegen, obgleich er an Drehbewegung gehindert ist.

Ein im unteren Ende des Werkzeughalters 46 angebrachtes Werkzeug 70 hat eine Arbeitsfläche 72. die zur Herstellung von Thermodruckbindungen ausgebildet ist. Während die am besten in den F i g. 5 und 6 veranschaulichte Arbeitsfläche 72 als flache Arbeitsfläche dargestellt und im Querschnitt keilförmig gestaltet ist. könnten anders geformte Werkzeuge in den Werkzeughalter 46 eingesetzt werden. Die Verbindung der Zuleitungen 74 des Elementes 76 (F i g. 4) an den elektrischen Zuleitungen oder Polstern 48 des Trägers 80 wird nun wie folgt durchgeführt. Wenn die Vorrichtung 76 nicht in bezug auf den Träger 80 voreingestellt ist, wird das Werkzeug 70 in senkrechte Ausrichtung mit einer Vorrichtung 76 durch Einstellung eines (nicht dargestellten) Mikro-Manipulators gebracht, der vorzugsweise so ausgebildet ist, um den Träger in den »X«-, »Y«- und »Z«-Richtungen und in Drehrichtung zu bewegen. Vorzugsweise sind auf einer (nicht dargestellten) TräeenimcTlage Mittel vorgesehen, um den Träger zu drehen sowie um eine Grobeinstellung zu bewirken. Nach senkrechter Ausrichtung ergreift das mit Vakuummitteln 82 versehene Werkzeug 70 das Element 75, so daß die Arbeitsfläche 72 in Eingriff mit den Zuleitungen 74, aber nicht mit dem eigentlichen Element 76 tritt. Das abgehobene Element 76 kann nun richtig über dem Muster 78 des Trägers 80 orientiert werden. Wenn der Träger 80 nicht auf einer erhitzten Unterlage angebracht ist, so ist es wünschenswert, daß das Werkzeug 70 durch eine Heizvorrichtung 84, die eine auswechselbare Heizpatrone 85 aufweist, erhitzt wird. Die Heizquelle 84 und das erhitzte Werkzeug 70 werden zweckmäßig vom übrigen Teil des Apparates 10 durch eine flüssigkeitsgekühlte Schlange 86 isoliert.

Würde das Werkzeug 70 in der in F i g. 5 gezeigten Lage gleichzeitig in senkrechtem Eingriff mit allen Zuleitungen 74 gebracht, wie dies bei vorbekannten Apparaten der Fall war. so ergibt sich keine gleich gute Schweißung aller Zuleitungen 74 an das Muster 70 des Trägers 80. Wenn jedoch das Werkzeug, wie in Fig. 6 gezeigt, verschwenkt wird, werden die F-iileitungen 74 nacheinander je längs einer Kante des Werkzeugs 70 mit ungefähr gleicher Kraftgüte verbunden. Die Ausrichtung des Werkzeuges 70 in bezug auf die Ebene des Trägers 80 muß genau sein, um eine gleiche Verteilung des Andruckes zu ergeben.

Bei der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausbildung des Apparates 10 sind Halter 46 und Werkzeug 70 normalerweise senkrecht in oezug auf die Mittelachse 30 ausgerichtet. Während eines Schweißvorganges werden die Zuleitungen 74 gegen das Schaltmuster 78 des Trägers 80 so gepreßt, wobei Werkzeug 70 und Halter 46 in bezug auf das Gehäuse 12 angehoben werden. Bei Anheben des Werkzeughalters 46 tritt das untere Lagerelement 50 außer Eingriff mit der komplementären Fläche 54 und das obere Lagerelement 48 außer Eingriff der komplementären Fläche 54; hierbei tritt das obere Lagerelement 48 in Eingriff mit der Nockenfläche oder Vertiefung 44 und bewirkt Verschwenkung des Werkzeuges 70 aus der in F i g. 5 gezeigten Stellung in die übertrieben in F i g. 6 gezeigte Stellung. Während das obere Lagerelement 48 in Eingriff mit \λχ Vertiefung 44 steht, wird der Motor 16 erregt, woraul dem Werkzeug 70 zwei volle Kreisläufe einer Taumelbewegung erteilt werden. Da das obere Lagerele ment 45 in einer horizontalen Ebene durcn dei kreisförmigen Pfad der Vertiefung 44 bewegt wird umkreist Arbeitsfläche 72 des Werkzeuges 70 da Element 76 und übt der Reihe nach eine vorbe stimmte Kraft auf jede der Zuleitungen 74 aus. Wi in F i g. 6 gezeigt, bestimmt der Schnittpunkt de senkrechten Achse 30 und der geneigten Achse 8 im allgemeinen einen fokalen Punkt 90. um den d^; Arbeitsfläche 72 des Werkzeuges 70 verschwenl wird. Andere als kreisförmige Bewegungen könne dem oberen Ende des Werkzeughalters 46 erte^: werden, um eine Bewegung zu erzeugen, die abwec selnd und/oder der Reihe nach die Verbindungen d Zuleitungen 74 während der Verschwenkung um d' fokalen Punkt 90 an der Arbeitsfläche 72 des Wer zeuges 70 herstellen.

Der Apparat 10 kann gewichtsmäßig ausgeglich sein, damit das Werkzeug 70 einen vorbestimmi Druck auf die Zuleiter 74 der Vorrichtung 76 a¹ übt. Wenn das Werkzeug 70 eine ringförmige /

7 8

beitsläche 72 hat, dann bleibt der Punkt 90 theore- systeme zur Verfügung. Wenn die Schulter 118 ar

tisch feststehend in bezug auf das Element 76; andere Werkzeughalter 46 ft mit dem Lager 116 in Eingrif

Formen der Arbeitsflächen 72 bewirken, daß der steht, so wird der gesamte Druck durch den Balge

fokale Punkt des Werkzeuges 70 sich mit dem Wan- 60 6 und den Werkzeughalter 46 b übertragen. Zu

dem der Arbeitsfläche 72 um die Zuleitungen anhebt 5 sätzlicher Druck kann durch Ineingrifftreten de

und absenkt. Der letztgenannte Zustand tritt in der Schulter 118 mit dem Lager und durch Aufbringe:

Praxis auf, und die Fähigkeit des Apparates, sich eines zusätzlichen Druckes durch das Gehäuse 12'

diesen Bedingungen anzupassen, trägt zu seinem Er- aufgebracht werden. Das Prinzip ist im wesentliche!

folg bei. das gleiche wie bei dem bevorzugten Ausführung*

Die auf die Zuleitungen 74 eines Elementes76 io beispiel der Fig. 1, wobei das untere Ausrichtlage

durch den Apparat 10 ausgeübte Kraft wird das 50 b von seinem unteren Ausrichtring 58 b freige

Gehäuse 12 und in den Federbalgen 60, den Werk- geben wird, um dem Werkzeug 70 zu gestatten, dai

zeughalter 46 und schließlich auf das Werkzeug 70 es um ieine Arbeitsfläche 72 geschwenkt wird. De

übertragen. Somit muß das Gesamtgewicht des Ap- Werkzeughalter 46 wird an Drehung während eine

parates 10 ziemlich genau ausbalanciert sein. Die auf 15 Schweißkreislaufs durch Balgen 60b, der als Univei

das Werkzeug ausgeübten Drücke sind in der salgelenk oder Kupplung zwischen dem Gehäus-. un«

Größenordnung von 50 bis 200 g. dem Werkzeughalter wirkt, gehindert. Die in Fig. 7 veranschaulichte abgeänderte Aus- Fig. 9 zeigt eine umgekehrte Hülse 102r, die da

bildung umfaßt ein Kraftsystem, das kleine vorbe- Ritzel 26 c trägt und zusätzlich einen schwenkbar au

stimmte Kräfte direkt auf das Bindewerkzeug 70 ao ihr angebrachten Hebelarm 120 aufweist. Ein Lager

ausüben kann. Die Oberseite des Balgens 60 σ ist an element 122 ist schwenkbar auf dem Hebelarm ange

einem schwebenden Ring 92 angebracht, wobei bracht und kann axial durch Schnappringe am Werk

letzterer an einem um eine Verlängerung des Ge- zeughalter festgelegt sein. Bei der in F i g. 9 gezeigtei

häuses 12 a schwenkbaren Schwenkarm 94 angebracht Stellung bewirkt das Lagerelement 122 senkrecht·

ist. Am Schwenkarm angebrachte Gewichte 95 über- »5 Ausrichtung des Werkzeughalters 46c in der Hüls*

tragen eine konstante vorbestimmte Kraft auf das 102 c. Wird das Werkzeug 70 c auf ein Bauelemen

Werkzeug 70. An den oben offenen Balgen 60 a sind 76 gepreßt, so hebt sich das obere Lagerelement 48. Vakuummittel 82a mit dem Werkzeughalter 46 zwecks seitlicher Bewegung ab. und der Hebelarm 12«

außerhalb des Gehäuses 12a verbunden. schwingt um den Werkzeughalter 46 c auf einer ge

Die Antriebswelle 28a erstreckt sich nach oben 30 neigen (nicht gezeigten) Achse 88c. Während sicr

durch das Gehäuse 12 a und endet in einem Kopf Werkzeug und Werkzeughalter auf der geneigtei

98 an dem Gewichte 100 oder ein Druckerzeugungs- Achse befinden, wird die Hülse 103 c in Drehung

system angreifen können. Welle 28a ist drehbar in versetzt; dies bewirkt, daß Werkzeug 70 um seim

einer Antriebshülse 102 mit Gleitringen 104 ange- Arbeitsfläche schwingt und um die Zuleitungen 74

bracht. Hülse 102 ist in axialer Richtung durch 35 des Elementes 76 c herumwandert. Feder 124 dräng

Mittel wie Schnappringe festgelegt und kann durch den Hebelarm 120 in seine normaie Stellung, abet

das mit Rad 24a der Antriebsmittel 14a zusammen- ihre Kraft wird durch Feder 126 überwunden, wenr

wirkende Ritzel 26a in Drehung versetzt werden. Ein das Werkzeug 70c nach unten auf ein Bauelement 7(

oben an der Hülse 102 befestigter Ring 106 weist gedruckt wird. Wenn der Hebelarm 120 in F.ingrif

ein Paar Stifte 108 auf, die sich auf beiden Seiten 40 mit dem Anschlag 128 tritt, wird Druck durch der

eines horizontalen, sich über einem an der Welle Anschlag 128 sowie die Feder 124.126 auf dei

28α befestigten Bund 112 nach außen erstrecken. Das Werkzeughalter 46 c aufgebracht. Ein Auslegerarrr

Ritzel 26a dreht die Hülse 102 und bewirkt Drehung 130 ist am Werkzeughalter 46c befestigt und arbei

der axial beweglichen Welle 28a. Wenn sich das tet mit einer Gehäuseverlängerung 12c zusammen obere Ausrichtlagerelement 48 in der Vertiefung 44 45 um Drehung oder Wenden des Werkzeuges 7© unc

befindet, wird der Bund 112 von der Hülse 102 ab- des Werkzeughalters 46 c zu verhindern. gehoben, und somit wirken das Gewicht der Welle Alle bis hierher erörterten Werkzeuge arbeiter

28(7. des Bundes 112 und der Gewichte 100 auf den nach dem Prinzip der Anordnung der Arbeitsfläche Werkzeughalter 46 ein. Um zu verhindern, daß die 72 des Bindewerkzeuges 70 auf eine Vorrichtung 76 Unterseite der Hülse 102 die Welle 28a während 50 um das Werkzeug nach oben in bezug auf das Geeines Sch weiß Vorganges berührt, sind geeignete An- häuse zu bewegen und somit den von der Arbeitsscliläoe auf dem ^»Ζκ-Gleitcr. an derrTdas Gehäuse fläche 72 entfernten Antriebsmitteln 14 zu gestatten Ma angebracht ist. vorgesehen. Die in Fig. 7 veran- das Werkzeug 70 auf einem vorbestimmten Pfad zv schaulichte abgeänderte Ausbildung arbeitet nach bewegen, während die Arbeitsfläche 72 des Werkdemselben Prinzip wie die bevorzugte Ausbildung 55 zeuges die Schweißung bewirkt. Der in Berührung ^_er ρ j σ j " rnit den Anschlüssen 74 stehende Teil der Arbeits-

Fig."8 zeigt einen vereinfachten Schweißapparat. fläche 72 wird dabei der momentane Fokalpunkt fü' bei dem der auf das Werkzeug 70 ausgeübte Druck die Bewegung des Werkzeuges. Da der Werkzeugdurch das" Gehäuse 12 ft und "Balgen 60 b auf den halter vorzugsweise weniger als 3^C geneigt ist. wire Werkzeughalter ACb übertragen wird. Hülse 102ft ist 60 der Druck, der bemüht ist. das Werkzeug 70 seitlicr drehbar Γη dem Gehäuse \2b angebracht. Die zylin- zu bewegen, so klein, daß sie vernachlässigbar ist drischc Vertiefung 114 in der Hülse 102 b ist ex'zen- Einrichtungen der Type mit feststehendem Fokaltrisch zur Achse der Hülse 102 b, so daß Lager 116 punkt an der Arbeitsfläche 72 des Bindewerkzeug; in der Vertiefung 114 auf einer kreisförmigen Bahn 70 verursachen kein »Schlittern« oder kein seitliche: angetrieben wird", um den Werkzeughalter^ ft auf 65 Bewegen des zu verhindernden Bauelementes 76. E· einer ständig geneigten Achse 88 b "zu halten. Ist war jedoch schwierig, die äußerste Genauigkeit zv Werkzeug 70 erst einmal auf das Element 76 abge- erzielen, die notwendig ist, um einen Apparat mi senkt.'so" stehen ein oder zwei Drückübertragungs- einem tatsächlich feststehenden Fokalpunkt zubauen

der unempfindlich gegen dimensionale Änderungen infolge von thermalen Änderungen ist.

F i g. 10 zeigt einen Apparat zum Halten der die Arbeitsfläche 72Λ des Werkzeuges 70 d auf einen feststehenden (nicht dargestellten) Fokalpunkt 9Od. Gehäuse 12 d ist mit einer kugelförmig gestalteten Fläche 132 versehen; eine gleiche Oberfläche 134 ist ihr gegenüber auf dem Werkzeughalter 46 d angeordnet und durch Lager 136 von ihr getrennt. Mittel (nicht dargestellt) dienen dazu, um die Werkzeughalterfläche 134 auf die Gehäusefläche 132 hin zu drücken. Hülse 102 d ist in einem Gleitstück 137, das von dem Betrachter fortbewegbar ist, montiert. Die zylindrische Ausnehmung 114 rf in der Hülse ist exzentrisch oder außerachsig zur Drehachse der Hülse 102 d. Lager 116d ist in der exzentrisch angeordneten Ausnehmung 114 d montiert, so daß Drehung der Hülse Antrieb des Lagers 116 d auf einem zur senkrechten Achse konzentrischen Pfad bewirkt. Bewegung des Gleitstücks gestattet die senkrechte Ausrichtung des normalerweise geneigten Werkzeughalters 46d für den Aufnahme- und Ablagevorgang eines Bauelementes 76 und Neigung der Vorrichtung für einen Schweißarbeitsgang. Der Fokalpunkt ist, wie ersichtlich, eine Funktion der Radien der Oberflächen 132,134. Der bevorzugte fokale Punkt 9Od liegt in der Ebene der Arbeitsfläche 72 des Werkzeuges 70, wie es in bezug auf F i g. 6 vorangehend beschrieben wurde. Um genau den feststehenden Fokalpunkt zu erhalten, sollte das Werkzeug 70 axial in bezug auf den Werkzeughalter, wie z. B. mittels Setzschrauben 138, einstellbar sein.

Der erfindungsgemäße Apparat ist in sich abgeschlossen, ist klein und leicht und kann bequem auf einem »Z«-Gleitelement montiert werden. Ein MikroManipulator gestattet die schnelle und genaue Zentrierung des Apparates über einem Bauelement 76. Die Arbeitsfläche 72 des Werkzeuges 70 kann mit den Zuleitungen 74 des Elementes 76 in Eingriff

ίο treten, ohne daß es selbst die Arbeitsfläche des Werkzeuges 70 berührt. Da die aufzunehmenden Bauelemente sich gewöhnlich in einer Schale in wahlloser Anordnung befinden, sind Mittel zum Drehen des Bauelementes in bezug auf das Werkzeug vorgesehen.

wie z. B. in Gestalt von Mitteln zum Drehen des Werkzeuges, der Schale oder der die Schale tragenden Basis. Nach Aufnahme eines Bauelementes 76 durch Vakuummittel 82 kann das Element 76 zum Träger 80 bewegt oder die Bewegungen können um-

ao gekehrt werden. Da sich das Werkzeug in einer senkrechten oder im wesentlichen senkrechten Stellung befindet, kann es leicht in Stellung über dem Muster 78 am Träger 80 gebracht und der Arbeitsgang durch Erregung der Antriebsmittel 14 durchgeführt werden.

»5 Obgleich die dargestellten Antriebsmittel 14 das eine Ende des Werkzeughalters 46 in einem umlauf- oder kreisförmigen Pfad bewegen, können im Rahmen der Erfindung Schaukelbewegungen, Kreuzbewegungen oder verschiedene andere geometrische Bewegungen erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zum Verbinden durch Preß- oder Thermodruckschweißung von mehreren über ein elektrisches oder elektronisches Bauelement hervorstehenden Zuleitungen mit einem Muster von Leitern eines Trägers unter Verwendung eines mit den Zuleitungen in Eingriff tretenden und diese gegen die Leiter des Musters pressenden, eine Arbeitsfläche aufweisenden Verbindnngswerkzeuges, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungswerkzeug (70) bei der Herstellung der Verbindung zwischen den Zuleitungen (74) des sich bereits in Position befindlichen _ts Bauelementes (76) und den Leitern (78) des Musters mit seiner Arbeitsfläche (72) um eine unter einem Winkel zu seiner Arbeitsfläche (72) bzw. zu einer Senkrechten auf dem Bauelement (76) verlaufenden Winkel verschwenkbar wird und daß dabei die Arbeitsfläche (72) nacheinander mit den verschiedenen Zuleitungen (74) in Eingriff gebracht wird und diese gegen die Leiter des Musters (78) auf dem Tr'Sger (80) preßt unter Herstellung der Preß- oder Thermodruck- _a5 schweißungen zwischen den Zuleitungen (74) und den Leitern des Musters (78).

   2. Schwetfapparat zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem auf und ab beweglichen Werkzeughalter und einem eine Arbeitsfläche an eineni Ende aufweisenden, von dem Halter getragenen Werkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeughalter (46) in einem Gehäuse (12) relativ zu diesem beweglich angebracht ist und daß am Gehäuse (12) und am _3S Werkzeughalter (46) Antriebs- und Führungsmittel (16, 20, 22, 24, 26, 28, 44) angebracht sind, die den Werkzeughalter (46) um eine zur Arbeitsfläche (72) des Werkzeuges (70) geneigte Achse (30) auf einer Kegelfläche verschwenken. ^₀

   3. Apparat nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen vom Gehäuse beweglich getragenen Werkzui£ha1ter (46), der aufwärts beweglich aber gegen Dreh-, Abwärts- und Seitenbewegungen gesichert durch das Gehäuse (12) angebracht und frei schwingbar um seine Arbeitsfläche (72) ist.

   4. Apparat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) wenigstens zwei in Richtung der Werkzeugachse voneinander angeordnete Lager (48. 50) am Werkzeughalter (46) aufweist zur Lagebestimmung des Werkzeughalters (46) in bezug auf das Gehäuse (12).

   5. Apparat nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Antriebsmittel (16. 20. 22. 24, 26. 28) für das eine Lagerelement (48), das mit zu seiner Drehachse exzentrischen Teilen (44) mit dem oberen Ende des Werkzeughalters (46) beim Andrücken des Werkzeuges (70) an die zu verschweißenden Leitungen (74) und Muster (78) im Eingriff steht.

   6. Apparat nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Andrücken des Werkzeuges (70) das andere Lagerelement (50) von dem Gehäuse (12) gelöst ist.

   7. Apparat nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bewegung des Werkzeuges (70) und des Werkzeughalters (46) in eine geneigte Stellung eine Nockenfläche (44) an den Antriebsmitteln aufweisen (Fig. 1 und 7). 3, Apparat nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche (72) des Btndewerkzeuges (46) um einen in der Ebene dieser Fläche (72) liegenden Fokalpunkt (90) verschwenkbar ist

   9. Apparat nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bewegung des Werkzeuges (70 c) und Werkzeughalters (46 r) in einer geneigten Stellung einen an den Antriebsmitteln schwenkbar montierten Auslegearm (120) umfassen (F i g. 9).

   10. Apparat nach einem der Ansprüche 2 bis 9, gekennzeichnet durch Drehung des Werkzeuges (70) und des Werkzeughalters (46) um ihre Längsachse verhindernde Mittel (6U; 60a; 60 />; 130).

   11. Apparat nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine die Lagerelemente (48, 50) normalerweise im Eingriff mit dem Gehäuse (12) drängende Feder (60; 60a; 60b), die gleichzeitig das die Drehung des Werkzeughalters (46) und Werkzeugen (70) verhindernde Mittel bilden kann.

   12. Apparat nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Verhinderung des Drehens bzw. die Feder als metallischer Balgen (60; 60a; 605) ausgebildet sind.

   13. Apparat nach Anspruch 10, daß die Mittel zur Verhinderung des Drehens des Werkzeughalters (46; 46c) und Werkzeuges (70; 70c) al, am Gehäuse (12 a; 12 c) angebrachter Schwenkhebel (94; 130) ausgebildet sind oder einen solchen umfassen (F i g. 7; 9).

   14. Apparat nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehung des Werkzeughalters (46) und des Werkzeuges (70) verhindernden Mittel (94) mit Mitteln (96) zur Ausübung eines vorbestimmten Werkzeug-Anpreßdruckes ausgebildet sind (Fig. 7).

   15. Apparat nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel eine durch Gewichte (100) belastete Welle (28 a) aufweisen, zur Ausübung einer vorbestimmten Kraft auf das Werkzeug (70).