DE2008779A1 - - Google Patents

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DE2008779A1 DE19702008779 DE2008779A DE2008779A1 DE 2008779 A1 DE2008779 A1 DE 2008779A1 DE 19702008779 DE19702008779 DE 19702008779 DE 2008779 A DE2008779 A DE 2008779A DE 2008779 A1 DE2008779 A1 DE 2008779A1
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Description

PHN. 3906.PHN. 3906.

jw/rv. ing. (grcdj GUNTH^ M. DAVIDjw / rv. ing. (grcdj GUNTH ^ M. DAVID

Akia: PM- 3906
Anmeldung vom« 24. Febr. 1970Akia: PM-3906
Registration dated «Feb. 24, 1970

"Vorrichtung zum Verschweissen elektrisch leitender Teile eines Halbleiterkörpers mit elektrischen Leitern"."Device for welding electrically conductive parts of a semiconductor body with electrical conductors ".

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verschweissen einer Anzahl elektrisch leitender Teile eines Halbleiterelementes mit einer Anzahl elektrischer Leiter, die gegebenenfalls auf einem Substrat vorhanden sind, welche Vorrichtung einen Schweisstisch enthält, auf den die elektrischen Leiter hingestellt werden und wobei weiter ein von und zu dem Schweisstisch beweglicher Schweissarm vorhanden ist, der in der Nähe seines Endes ein Schweissblockchen trägt, das Mittel aufweist um mit Hilfe von Unterdruck das Halbleiterelement aufzunehmen.The invention relates to a device for welding a number of electrically conductive parts of a semiconductor element with a number of electrical conductors, which may be present on a substrate, which device is a welding table contains, on which the electrical conductors are placed and there is also a welding arm that can be moved from and to the welding table is, which carries in the vicinity of its end a welding block, which has means around the semiconductor element with the aid of negative pressure to record.

In einer bestehenden Vorrichtung, die in der niederländischen Patentanmeldung Nr. 6802279 beschrieben wurde, werden "Beam-In an existing device, which was described in Dutch patent application No. 6802279, "Beam-

009838/1501009838/1501

-2- PHH. 3906.-2- PHH. 3906.

lead"- Transistoren in Form von Streifen der Schweissvorrichtung zugeführt. Die Transistoren werden einzeln durch eine pneumatische Saugnadel festgenommen, vom Streifen abgebrochen, auf eine Messvorrichtung gestellt, danach auf dem Substrat ausgerichtet und mittels eines Schweissblöckchens damit verschwelest. Die pneumatische Saugnadel ist im Schweissblöckchen Verschiebbar angeordnet, welches BISckchen mit zwei oder mehreren Schweissspitzen versehen ist, die während des Vorganges gegen die Leiter des Transistors drücken.lead "- transistors in the form of strips are fed to the welding device. The transistors are picked up individually by a pneumatic suction needle, broken off from the strip and placed on a measuring device placed, then aligned on the substrate and smoldered with it by means of a welding block. The pneumatic suction needle is Slidably arranged in the welding block, which BISckchen with two or more welding tips are provided which press against the conductors of the transistor during the process.

In einer anderen Ausführungsform werden die TransistorenIn another embodiment, the transistors

™ einzeln von der Saugnadel aus einem Halter, der eine grosse Anzahl Transistoren enthält, aufgenommen, ausgerichtet und festgeschweisst.™ individually picked up by the suction needle from a holder containing a large number of transistors, aligned and welded in place.

Die grösste Schwierigkeit bei diesen Geräten liegt in der absoluten Notwendigkeit, beim Schweissen ein vollkommen gleicher Schweissdruck auf den Kontaktleitern zu haben. Dies lässt sich nur dadurch gewährleisten, wenn die Ebene, in der sich die Schweisspitzen befinden, absolut parallel zum Substrat, auf dem sich die Leiter befinden, und folglich zum Schweisstisch, auf dem das Substrat ruht, liegt.The greatest difficulty with these devices lies in the absolute necessity to have a completely equal welding pressure on the contact conductors when welding. This can only be guaranteed if the plane in which the welding tips are located is absolutely parallel to the substrate on which the conductors are located and consequently to the welding table on which the substrate rests.

Eine Lösung wurde darin gesucht, dass das Ganze, dasA solution was sought in that the whole, that

^ Schweissblo'ckchen samt Saugnadel, geradlinig mit einem minimalen Spielraum in einem Gehäuse beweglich geführt wird, welches Gehäuse mit dem Schweisetift fest verbunden ist. Diese Lösung fuhrt jedoch zu einer schweren Konstruktion und erlaubt keine genauen Einstellungen.^ Welding block including suction needle, is guided in a straight line with minimal play in a movable housing, which housing with the Welding pin is firmly connected. However, this solution leads to one heavy construction and does not allow precise adjustments.

Die Erfindung löst die obengenannten Schwierigkeiten und weist dazu das Kennzeichen auf, dass der Schweisstisch um ein Univer- ' salgelenk einstellbar auf einem Sockel montiert ist und dass mit dem Schweissblöckchen ein Ausrichtkörper verbunden ist, der mit mindestens drei in untereinander verschiedenen Richtungen hinausragenden Sehen-The invention solves the above-mentioned difficulties and is characterized in that the welding table around a universal ' is adjustable on a base and that an alignment body is connected to the welding block, which is connected to at least three views protruding from each other in different directions

009838/1501009838/1501

-3- PHN. 3906.-3- PHN. 3906.

kein versehen ist, wobei die Enden der Schenkel beim Bewegen des Schweissarme zum Schweisstisch gegen den Schweiastisch geraten und diesen um seine Univeraalkupplung drehen lassen bis der Schweisstisch in der Ebene durch die Enden der Schenkel liegt.no is provided, the ends of the legs when moving the Welding arms come to the welding table against the welding elastic table and let this turn around its universal coupling until the welding table lies in the plane through the ends of the legs.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigernAn embodiment of the invention is in the drawings and is described in more detail below. Show it

Fig. 1 einen Schweissajparat, bei dem ein einstellbarer Schweisstift verwendet wird,Fig. 1 shows a welding apparatus in which an adjustable Welding pen is used,

Fig. 2 eine Draufsicht des dreischenkligen Ausrichtkörpers, Fig. 3 eine· detaillierte Darstellung des SchweissblBckchens Fig. 4 eine detaillierte Darstellung der Schwei ssvorrichtung. Der Schweisstisch cer in Fig. 1.dargestellten Vorrichtung ist mittels eines Kugelgelenkes ? gelenkig euf einem Sockel 3 angeordnet. Der Tisch 1, der in beschränkte· ι Kasse geler.kig ist, wird durch2 shows a top view of the three-legged alignment body, FIG. 3 shows a detailed illustration of the welding block, and FIG. 4 shows a detailed illustration of the welding device. The welding table cer in Fig. 1 shown device is by means of a ball joint ? articulated euf a base 3 arranged. The table 1, which is in the restricted cash register, is through

IlIl

eine pneumuti sehe Vorrichtung festgesetzt. Tiber die Leitung 41 die mit einer nicht dargestellten Saugpumpe und einem nicht dargestellten Ventil verbunden ist, kann man in der Kammer unter der Halbkugel 2 Unterdruck herrschen lassen und auf diese Weise die Kugel 2 in ihrem Sitz festklemmen. Die Schweissvorrichtung enthält einen Ultraschallgenerator 6, der mit dem Schweissarm 7 sowie mit dem Arm 8 verbunden und um die horizontale Achse 5 schwenkbar ist. Der Arm 8 trSgt an seinem Ende einen Zylinder 9» in dem eine Büchse 10 geradlinig gleitend gelagert ist. Diese Büchse 10 trSgt an der Unterseite einen Ausrichtkb*rper 16 mit drei hinausragenden Schenkeln 15» die an ihrem jeweiligen Ende eine Regelschraube 17 enthalten. Diese Regelschrauben 17 sind in mit Gewinde versehenen Löchern der Schenkel 15 angeordnet und ko'nnen mit ihrem Ende den Schweisstisch 1 berühren. Koaxial mit der Büchse 10a pneumuti see device fixed. Over the line 41 the with a suction pump, not shown, and a valve, not shown, can be in the chamber under the hemisphere 2 negative pressure let prevail and in this way clamp the ball 2 in its seat. The welding device contains an ultrasonic generator 6, which is connected to the welding arm 7 and to the arm 8 and is pivotable about the horizontal axis 5. The arm 8 carries on his End of a cylinder 9 »in which a sleeve 10 is mounted to slide in a straight line is. This sleeve 10 carries an alignment body on the underside 16 with three protruding legs 15 »on their respective End of a regulating screw 17 included. These regulating screws 17 are arranged in threaded holes of the legs 15 and can with their end touching the welding table 1. Coaxial with the sleeve 10

BADORiGiNAL 009838/1501BADORiGiNAL 009838/1501

-4- PHN. 3906.-4- PHN. 3906.

ist eine teleskopische Saugnadel 14 angeordnet, die an der Oberseite in eine Kammer 12 mündet, die mit einer Saugleitung 13' verbunden ist. In Fig. 3 wird das Ende des Schweissarms 7 dargestellt. Dieser Schweissarm 7 ist mit einem Hohlraum versehen, in dem ein Schweissblöckchen 18 montiert ist. Dieses Schweissblockchen 18 trägt an der Unterseite zwei oder mehrere Schweisspitzen 19» während die'Saugnadel 14 in einer Zentralbohrung des Schweissblb'ckchens gleiten kann,a telescopic suction needle 14 is arranged on the top opens into a chamber 12 which is connected to a suction line 13 '. In Fig. 3, the end of the welding arm 7 is shown. This sweat arm 7 is provided with a cavity in which a welding block 18 is mounted. This welding block 18 has two on the underside or several welding tips 19 »while the suction needle 14 is in a central bore the welding pad can slide,

Fig. 4 zeigt ein Substrat 23» das auf dem Schweisstisch 1 liegt. Ein Transistor 20 ist mit den Kontaktleitern 21 versehen, die mit den Kontaktflächen 22 des Substrates verschweisst werden müssen.4 shows a substrate 23 on the welding table 1 lies. A transistor 20 is provided with the contact conductors 21 which have to be welded to the contact surfaces 22 of the substrate.

Ein auf dem Substrat zu befestigender Transistor wird durch die Saugnadel aufgenommen, nachgemessen und über das Substrat gebracht. Diese erfolgt durch eine relative Bewegung zwischen dem Sockel 3 und dem Schweissarm 7·A transistor to be attached to the substrate is picked up by the suction needle, measured and brought over the substrate. This takes place through a relative movement between the base 3 and the welding arm 7

Wenn der Transistor 20 über dem Substrat 23 ausgerichtet ist, wird durch Betätigung eines nicht dargestellten Nockens der Schweissarm um die Achse 5 geschwenkt, so dass der Transistor 20 zum Substrat 23 bewegt wird. Während dieser Bewegung berühren zunächst die drei Regelschrauben 17 den gelenkigen Schweisstisch 1 und richten diesen Tisch derart aus, dass die obere Fläche des Substrates 23 absolut parallel ist zur Ebene, in der die unteren Flächen der Schweisspitzen 19 liegen. Zur Erhaltung dieser Parallelität lassen sich die drei Regelschrauben einmalig einstellen. Da diese Regelschrauben 17 verhöltnismässig weit von der Stelle, an der der Transistor festgeschweisst wird, entfernt ist, ist es nicht schwer, äusserst kleine Abweichungen an der Schweisstelle durch verhältnismässig grobe Verdrehungen der Regelschrauben 17 auszugleichen. Nach diesem ersten Kon-When transistor 20 is aligned over substrate 23, the welding arm is pivoted about the axis 5 by actuating a cam (not shown), so that the transistor 20 faces the substrate 23 is moved. During this movement the three first touch Regulating screws 17 the articulated welding table 1 and align this table in such a way that the upper surface of the substrate 23 is absolute is parallel to the plane in which the lower surfaces of the welding tips 19 lie. To maintain this parallelism, the three Adjust the regulating screws once. Since these regulating screws 17 proportionally far from where the transistor is welded, it is not difficult, extremely small Compensate for deviations at the welding point by turning the regulating screws 17 relatively roughly. After this first con

009838/1501009838/1501

-5- PHN. 3906.-5- PHN. 3906.

takt wird bei einer weiteren Abwärtsbewegung der Transistor 20 auf das Substrat gebracht, wobei jeder Kontaktleiter auf seiner zugehörigen Kontaktfläche ruht. Die Schweissvorriohtung bewegt sich weiter abwärts, während die Büchse 10 im Zylinder 9 nach oben schiebt, indem der Kontakt mit dem Schweisstisch 1 aufrechterhalten wird. Die Säugnadel 14 schiebt ebenfalls nach oben und hält der Transistor 20 an seinem Platz bis die Schweisspitzen 19 auf die Kontaktleiter 21 drücken. Der Tisch 1 wird durch Erzeugung von Unterdruck in der Leitung 4 festgeklemmt und der Ultraschallgenerator 6 wird eingeschaltet, so dasB der Schweiss-Vorgang stattfindet. Der Schweissdruck wird dabei durch ein Gegengewicht geregelt. When the transistor 20 moves further downwards, the clock is set to the Brought to the substrate, with each contact conductor on its associated Contact surface rests. The welding device continues to move downwards, while the sleeve 10 in the cylinder 9 pushes up by the contact is maintained with the welding table 1. The nursing needle 14 also pushes up and holds transistor 20 in place until the welding tips 19 press onto the contact conductor 21. The table 1 is clamped by generating negative pressure in the line 4 and the ultrasonic generator 6 is switched on, so that the welding process takes place. The welding pressure is regulated by a counterweight.

Die Einstellung des Schweisstisches mit Hilfe der Ausrichtvorrichtung ist auch anwendbar, wenn das Schweissen durch Thermokompression oder auf eine beliebige andere Weise stattfindet.Adjustment of the welding table with the help of the alignment device is also applicable when welding takes place by thermocompression or in any other way.

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Claims (4)

-6- PHN. 3906. PATENTANSPRÜCHE!-6- PHN. 3906. PATENT CLAIMS! 1.) Vorrichtung zum Verschweiesen einer Anzahl elektrisch leitender Teile eines Halbleiterelementes mit einer Anzahl elektrischer Leiter, die gegebenenfalls auf einem Substrat vorhanden sind, welche Vorrichtung einen Schweisstisch enthält auf den die elektrischen Leiter gebracht werden und w«bei weiter ein von und zu dem Schweisstisch beweglicher Schweissarm vorhanden ist, der in der NShe seines Endes ein SchweissblSckchen trägt, das Mittel aufweist, um mit Hilfe von Unterdruck das Halbleiterelement aufzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweisstisch um ein Universalgelenk einstellbar auf einem Sockel angeordnet ist, und dass mit dem SchweissblBckchen ein AusrichtkSrper verbunden ist, der mit mindestens drei in untereinander verschiedenen Richtungen hinausragenden Schenkeln versehen ist, wobei die Enden der Schenkel beim Bewegen des Schweissarms zum Schweisstisch gegen den Schweisstisch geraten und diesen um seine Universalkupplung drehen lassen, bis der Schweisstisch in der Ebene durch die Enden der Schenkel liegt.1.) Device for welding a number of electrically conductive ones Parts of a semiconductor element with a number of electrical conductors, which may be present on a substrate, which device Contains a welding table onto which the electrical conductors are brought and where there is also a movable from and to the welding table Welding arm is present, which carries a welding pad in the near of its end, which has means to with the help of negative pressure to accommodate the semiconductor element, characterized in that the welding table can be adjusted around a universal joint on a base is arranged, and that an alignment body with the welding block is connected, which is provided with at least three legs protruding in mutually different directions, the ends of the Legs when moving the welding arm to the welding table against the Welding table and let it rotate around its universal coupling until the welding table is level through the ends of the legs lies. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Schenkel des AusrichtkBrpers in der NShe seines Endes einen zum Schweisstisch gerichteten Vorsprung enthält, in den eine Regelschraube aufgenommen ist.2. Device according to claim 1, characterized in that each leg of the AusrichtkBrpers in the NShe of its end to one Welding table-directed projection contains in which a regulating screw is received. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schweissarm um eine Achse schwenkbar ist, die sich dazu parallel zum Schweisstisch erstreckt während am Schweissarm ein Tragarm mif einem Halter befestigt ist, in welchem Halter der Ausrichtkörper gleitend angeordnet ist.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that that the welding arm can be pivoted about an axis which extends parallel to the welding table while a support arm mif on the welding arm a holder is attached, in which holder the alignment body is slidable is arranged. 4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Anspröche dadurch4. Device according to one of the preceding claims thereby 009838/1501009838/1501 -7- PHN. 3906.-7- PHN. 3906. gekennzeichnet, dass das Universalgelenk aus einer am Schweisstisch befestigten Kugel besteht, die in einem Sitz im Sockel ruht, wobei im Sockel eine durch die Kugel abgeschlossene Kammer vorhanden ist, an die eine Saugleitung angeschlossen ist, so dass die Kugel durch Unterdruck in ihrem Sitz festklemmbar ist.marked that the universal joint consists of one on the welding table There is a fixed ball, which rests in a seat in the base, with a chamber closed off by the ball being present in the base which is connected to a suction line so that the ball is caused by negative pressure can be clamped in its seat. 009838/1501009838/1501
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