DE2336584B2

DE2336584B2 - Kontaktierungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2336584B2
Application number: DE2336584A
Authority: DE
Inventors: Fumio Kodaira Arai; Yuzaburo Takasaki Sakamoto; Tetsuya Fuchu Takagaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1972-07-21
Filing date: 1973-07-18
Publication date: 1975-05-15
Also published as: JPS4931274A; JPS5230110B2; DE2336584A1; DE2336584C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktierungsvorrichtung zur Herstellung von Drahtverbindungen an Halbleiterbauelementen mit einem beweglichen Kontaktierungsarm, an dem eine drahtführende Kapillare befestigt ist.

Derartige Kontaktierungsvorrichtungen zur Herstellung von Drahtverbindungen zwischen elektroden von Halbleiterbauelementen und externen Zuleitungen sind bekannt (US-PS 31 86 446, GB-PS 9 95 988). Bei diesen Vorrichtungen ist es erforderlich, die drahtführende Kapillare gleichzeitig sowohl in horizontaler oder X- V-Richtung als auch in vertikaler oder Z-Richtung 7.U bewegen. Außerdem darf zwischen den Bewegungen in X- V-Richtung und in Z-Richtung keine Störung auftreten.

Bisher wurden derartige Verfahren zum Herstellen von MikroVerbindungen durchgeführt unter Verwendung einer ferngesteuerten Vorrichtung zum Bewegen der Kapillare in Z-Richtung, wobei an einer von der Verbindungssielle entfernten Stelle ein Hebel betätigt wurde. Da jedoch im Bewegungsweg zwischen dem Hebel und der Kapillare eine Anzahl von Wellen und Lagern vorgesehen ist, ergibt sich dadurch ein gewisses Spiel. Auch wird die Bewegung in X-V-Richtung durch die Hebelbewegung etwas beeinträchtigt.

Beim Betrieb derartiger manuell betätigter Drahtverbindungsvorrichtungen wird gewöhnlich jede Verbindungsstelle von einer Bedienungsperson dauernd mit Hilfe eines Mikroskops beobachtet; wenn sich also während des Betriebs ein derartiges Spiel ausbildet, kann dieses sofort korrigiert werden, so daß sich keine schwerwiegenden Fehler ergeben.

Wenn jedoch der Drahtverbindungsschritt automatisch durchgeführt wird, kann das Auftreten eines Spiels einen Fehler in der vertikalen Kontaktierungsposition bewirken und so den Verbindungsvorgang beeinträchtigen. Eine Automatisierung des Drahtverbindungsvorganges war daher nur möglich unter Verwendung einer Drahtverbindungsvorrichtung mit einem komplexen und kostspieligen Fehlerkorrigiermechanismus. In der Halbleiterfertigung sind eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit und eine Verringerung des Einsatzes menschlicher Arbeitskräfte von sehr großer Bedeutung, und insbesondere besteht ein sehr großer Bedarf nach Automatisierung des Drahtkontaktierungsschrittes.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, den Drahtkontaktierungsschritt, bei dem eine automatische fehlerfreie Bewegung der Kapillare in Z-Richtung unabhängig von ihrer Bewegung in X- V-Richtung gewährleistet sein soll, mit Hilfe einer Vorrichtung zu automatisieren, die einfach in der Konstruktion ist und keine Korrekturmittel benötigt.
Im Prinzip ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Lösung der obengenannten Aufgabe wie folgt au ige baut. Ein Arm, der an seinem einen Ende einen kugel förmigen Vorsprung hat, wird von einer sich horizontal erstreckenden Welle getragen, so daß der Vorsprung durch ein Lager vertikal bewegbar ist, und eine sich vertikal erstreckende Welle mit einer horizontalen Platte ist so gehaltert, daß sie über ein Lager vertikal verschiebbar ist, wobei das Lager des Armes und die vertikde Welle in bezug aufeinander derart angeordnet sind, daß das eine Teil relativ zum anderen in jede gewünschte horizontale Richtung bewegbar ist; der Vorsprung und die Fläche der horizontalen Platte stehen immer in Gleitkontakt miteinander, so daß eine Bewegung eines der beiden Teile in die vertikale oder Z-Richtung unmittelbar auf das andere Teil übertragen wird, ungeachtet irgendeiner dazwischen auftretenden Horizontalbewegung.

Durch diese Anordnung kann die Bewegung einer Kapillare etwa in Z-Richtung praktisch unmittelbar von der sich vertikal bewegenden horizontalen Platte über den mit der Platte in Kontakt stehenden kugelförmigen Vorsprung übertragen werden, so daß bei dieser Bewegungsübertragung praktisch kein Fehler auftreten kann. Die Bewegung in Z-Richtung wird daher im wesentlichen fehlerfrei auf die Kapillare übertragen.

Selbst wenn eine Bewegung in X- V-Richtung auf die Kapillare übertragen wird, gleitet der Vorsprung an dem Arm einfach an der Unterse^:te der ebenen Platte entlang, so daß die Bewegung in X- V-Richtung keinen Einfluß auf die Bewegung in Z-Richtung hat. Ebenso beeinflußi: die Bewegung der ebenen Platte in Z-Richtung nicht die Bewegung der Kapillare in X- V-Richtung. Es kann also unabhängig von der Bewegung in X- V-Richtung eine Bewegung in Z-Richtung auf die Kapillare übertragen werden.

Gemäß der Erfindung ist es weiterhin möglich, die gewünschte Bewegung der Kapillare mit äußerster Genauigkeit durchzuführen, so daß es nicht erforderlich ist, einen Mechanismus zur Korrektur der Position der Kapillare in einer automatischen Drahtverbindungsvorrichtung vorzusehen. Dadurch wird eine beträchtliche Verringerung der Kosten der Vorrichtung erreicht. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Von den Figuren zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung von F i g. 1 und

F i g. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die F i g. 1 und 2 zeigen eine automatische Drahtverbindungsvorrichtung mit einem Kontaktierungsarm 1, einer an einem Ende desselben vorgesehenen Kapillare 2. einem kugeiförmigen Vorsprung ?, der am anderen Ende des Arms 1 nach oben hervorsteht und durch eine Kugel ersetzt werden kann, die in eine in dem einen Ende des Arms 1 gebildete Ausnehmung eingepaßt wird, mit einer den Arm 1 tragenden Welle 4, einem gemäß einer bestimmten Voreinstellung in X- K-Richtung verschiebbaren Support 5, der den Arm 1 über die Welle 4 trägt, und mit einem festangeordneten Bett 6, auf dem der Support 5 angeordnet isi. Eine horizontale Platte 7 ist mit dem Oberende einer sich vertikal erstreckenden Welie 8 verbunden, und die Unterseite der horizontalen Platte steht mit der Oberfläche des Vorsprungs an dem Arm 1 in Berührung und hält dadurch den Kontaktierungsarm 1 in seiner horizontalen Lage. Die vertikale Welle 8 ist durch einen Zylinder 9 so gehalten, daß sie in vertikaler Richtung Dewegbar ist Der Zylinder 9 ist an dem festangeordneten Bett 6 befestigt. Die Vorrichtung weist ferner eine am Unterende der vertikalen Welle 8 befestigte Rolle 10 auf sowie eine von einer Welle 12 in Umdrehung versetzte Steuerscheibe 11 und ein Lager 13 für die Welle 12.

Bei der Durchführung des Kontaktierungsvorganges mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Steuerscheibe ti gedreht und überträgt auf die horizontale Platte 7 eine Bewegung in Z-Richtung, während sie gleichzeitig dem Support 5 eine Bewegung in X- V-Richtung erteilt; dadurch kann die Kapillare 2 eine Bewegung in die X- Y-Z-Richtungen ausführen, d. h. also eine räumliche Bewegung.

In F i g. 1 bezeichnet 14 einen Leiterträger, 16 eine Halbleitertablette, 17 einen Draht und 18 eine Drahtwickelspule.

Der Drahtverbindungsschritt kann automatisch durchgeführt werden, indem in geeigneter Weise die räumliche Bewegung der Kapillare 2 und die intermittierende Bewegung des Leiterträgers 14 kombiniert werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist so ausgelegt, daß die sich in Z-Richtung bewegende horizontale Platte der Kapillare des eine X- V-Bewegung ausführenden Kontaktierungsarms eine Bewegung in Z-Richtung erteilt.

Gemäß der Erfindung ist die horizontale Platte so angeordnet, daß sie bei Aufrechterhaltung ihrer horizontalen Position eine Bewegung in vertikaler Riehtung ausführt; auch steht die Platte mit dem Arm nur über einen Vorsprung in Berührung, der an ihrer Unterseite entlanggleitet, so daß die Korizontalbewegung des Arms nicht beeinträchtigt wird. Es ist also möglich, der Kapillare die Bewegung in X- V-Richtung pnd die Bewegung in Z-Richtung unabhängig voneinander zu erteilen. Da außerdem die Bewegung der Steuerscheibe die Kapillare unmittelbar ohne Störung durch Wellen oder Lager erreicht, ist eine Ausbildung eines Spiels nicht möglich, und es ist daher kein eine etwaige Verschiebung korrigierender Mechanismus erforderlich.

Die Erfindung kann auch bei einer Vorrichtung zum Zuführen von Leiterträgern zum Kontaktierteil einer Drahtverbindungsvorrichtung Anwendung finden, wie F i g. 3 veranschaulicht

Bei dieser Ausführungsform ist ein Tragrahmen 19 vorgesehen auf einer horizontalen Platte 7, die über eine manuelle Fernbetätigung in X-Y-Richtung bewegbar ist, und zehn Stück Leiterträger 14 sind in dem Tragrahmen übereinander angeordnet Wenn einer dieser Leiterträger 14 zugeführt wird und der Drahtverbindungsschritt in bezug auf diesen Leiterträger durchgeführt ist, führt eine zehn Stufen aufweisende Steuerscheibe 21 eine Drehbewegung um einen einer Stufe entsprechenden Betrag aus und bewirkt so, daß der Arm 1 unter Führung durch ein Lager 20 sich nach unten bewegt, was wiederum eine entsprechende Abwärtsbewegung des Vorsprungs 3 auf dem Arm 1 zur Folge hat; dadurch wird der in bezug auf den Tragrahmen zweite Leiterträger von unten mit der Einführöffnung ausgerichtet und in gleicher Weise wie der erste Leiterträger dem Verbindungsteil der Vorrichtung zugeführt. Dieser Vorgang wird wiederholt, und nacheinander werden zehn Leiterträger zugeführt, während die Steuerscheibe eine volle Umdrehung ausführt.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß F i g. 3 wird der sich horizontal bewegenden ebenen Platte von dem sich vertikal bewegenden Vorsprung eine Bewegung in Z-Richtung erteilt, und sowohl die Halterung der Steuerscheibe als auch die des Lagers sind am gleichen Block vorgesehen. Bei dieser Vorrichtung hat eine Änderung der Höhe des Tragrahmens 19 keinen Einfluß auf die horizontale Position des Tragrahmens, so daß immer eine reibungslose und sichere Zuführung von Leiterträgern möglich ist.

Die Erfindung kann nicht nur bei Kontaktierungsvorrichtungen der oben beschriebenen Art Anwendung finden, sondern auch bei allen anderen Vorrichtungen, bei denen die Bewegungen eines Objekts in X-, Y- und Z-Richtung unabhängig voneinander gesteuert werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Kontaktierungsvorrichtung zur Herstellung von Drahtverbindungen an Halbleiterbauelementen mit einem beweglichen Kontaktierungsarm, an dem eine drahtführende Kapillare befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktierungsarm (1) an seinem einen Ende einen in vertikaler Richtung bewegbaren Vorsprung (3) aufweist, und daß eine ebene Platte (7) derart gehaltert ist, daß sie ebenfalls in vertikaler Rich lung bewegbar ist, wobei die ebene Platte (7) und der Kontaktierungsarm (1) relativ zueinander in einer Ebene in der X- oder V-Richtung bewegbar sind und der Vorsprung (3) und die eine Seite der ebenen Platte (7) immer in Gleitkontakt miteinander stehen und so unabhängig von einer Bewegung in der genannten Ebene die Bewegung in der zu der Ebene vertikalen Z-Richtung übertragen.

2. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (3) kugelförmig ist

3. Kontaktierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Vorsprungs (3) eine Kugel vorgesehen ist, die engpassend in einer an einem Ende des Kontaktierungsarms (1) ausgebildeten Ausnehmung aufgenommen ist.