DE2420980A1

DE2420980A1 - Drahtverbindungs-vorrichtung

Info

Publication number: DE2420980A1
Application number: DE2420980A
Authority: DE
Inventors: Fumio Arai; Tetsuya Takagaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-09-12
Filing date: 1974-04-30
Publication date: 1975-03-13
Also published as: US3894672A; GB1465956A; MY8000122A; JPS5329475B2; JPS5055263A; HK64079A

Description

PATENTANWÄLTE _t D-8 MÜNCHEN Θ0 MARIAHILFPLATZ 2 S: 3 DR. O. DITTMANN POSTADRESSE K. L. SCHIFF jj.₈ MÜNCHEN 95 DR. A. V. FÜNER POSTFACH 05 Ol 60 '

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dr. TJ. SCIIÜBBL-HOPF TBLEGR. auromarcpat München

KG. D. EBBINGHAUS TELKX 5-23 505 AURO D

HITACHI LIMITED PS/CW

DA-11182 30. April 1974

Priorität: 12. September 1973, Japan, Nr. 102 039

Drahtverb indungs-Vorr i chtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drahtverbindungs-Vorrichtung und betrifft insbesondere einen Mechanismus zur Steuerung der vertikalen Bewegungen der Kapillare einer solchen Vorrichtung.

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Beim Aufbau einer Halbleitereinrichtung, etwa eines Transistors und einer integrierten Schaltung, werden eine Elektrode eines Elements und eine externe Leitung durch Draht miteinander verbunden. Der Draht wird dabei in einem zugespitzten Keramikrohr gehalten, das als Kapillare bezeichnet wird. Die Kapillare führt die Verbindung derart aus, daß sie den Draht nach Transport in den horizontalen X- und Y-Richtungen in der vertikalen Z-Richtung bewegt. Bestehen bei einer derartigen Vorrichtung irgendwelche Störungen oder gegenseitige Beeinflussungen zwischen den Bewegungen in X- und Y-Richtung und der Bewegung in Z-Richtung, so tritt hinsichtlich des Verbindungspunktes ein Fehler auf, woraus sich eine minderwertige Verbindung ergibt. ■ ^v

In der japanischen Patentanmeldung Mr. 72544/1972 der gleichen Anmelderin ist ein Mechanismus beschrieben, der Störungenen oder gegenseitige Beeinflussungen zwischen den Bewegungen in X- und Y-Richtung und der Bewegung in Z-Richtung verhindert

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und eine fehlerlose und glatte Bewegung der Kapillare in Z-Richtung bewirkt.

Bei diesem in Fig. 1 gezeigten Mechanismus ist auf einer auf einen Maschinenbett 1 befestigten festen Basis 2 ein bewegbarer Support 5 in den horizontalen X- und Y-Richtungen gemäß den Pfeilen 3 und 4 bewegbar angeordnet. An einem oberen Teil des Supports 5 ist eine in X-Richtung verlaufende tragende ¥elle 6 angebracht, an deren mittlerem Teil ein die Welle 6 rechtwinklig schneidender und in Y-Richtung verlaufender Arm gelagert ist. Am äußersten Ende des Arms 7 ist eine Kapillare zur Führung und Halterung des Drahtes in Z-Richtung montiert. Am anderen Ende des Arms 7 ist an einem oberen Flächenteil ein kugeliger Vorsprung vorgesehen, auf dem eine bewegbare Stange 10 mit einem Flansch 9 hängt. Die Stange 10 verläuft in Z-Richtung und ist mit ihrer Mantelfläche vertikal verschiebbar in einer Führungshülse 11 gelagert, die an der Basis 2 vorgesehen ist. Am unteren Ende der Stange 10 ist eine Rolle 12 montiert, deren Mantelfläche in Berührung mit der Mantelfläche einer Nockenscheibe 14 gehalten ist; die Nockenscheibe 14 ist in einem am Maschinenbett 1 befestigten Lager 13 gelagert. Bei Drehung der Nockenscheibe 14 bewegt sich daher die Betätigungsstange aufwärts und abwärts und überträgt die Bewegung ihres Flansches 9 über den kugeligen Vorsprung auf den Arm 7. Aufgrund dieses Aufbaus, bei dem die Aufwärts- und Abwärtsbewegungen der Betätigungsstange 10 mittels des Flansches 9 und des kugeligen Vorsprungs auf den Arm 7 übertragen werden, läßt sich eine zuverlässige Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Arms 7 auch dann erreichen, wenn der Support 5 in X- oder Y-Richtung verstellt wird. Unter der Kapillare 8 ist eine Füiirungsbasis 15 angebracht, die zur Förderung eines Führungsrahmens mit einem daran angebrachten Halbleiterelement dient.

Da bei diesem Mechanismus die Bewegung der Kapillare 8 von dem sich aufwärts und abwärts bewegenden Flansch 9 über den diesen Flansch berührenden kugelförmigen Vorsprung im wesentlichen direkt übertragen wird, ist die Möglichkeit, daß ein Fehler

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in den Übertragungsweg gelangt, sehr klein, und d in Z-Richtung läßt sich im wesentlichen fehlerlos der Kapillare zuführen.

Auch wenn Bewegungen in X- und Y-Richtung mit der Kapillare ausgeführt werden, gleitet der kugelige Vorsprung des Arms 7 lediglich an der unteren Fläche des Flansches 9, und die Bewegung in Z-Richtung wird dadurch nicht beeinflußt. In ähnlicher V/eise beeinflußt die Bewegung des Flansches 9 in Z-Richtung nicht die Bewegungen der Kapillare 8 in X- und Y-Richtung. Infolgedessen läßt sich die Bewegung in Z-Richtung unabhängig von den Bewegungen in X- und/oder Y-Richtung auf die Kapillare übertragen.

Die in diesen Mechanismus eingebaute Drahtverbindungs-Vorrichtung steuert jedoch die vertikale Bewegung der Kapillare über den Nocken, so daß bei Auswechseln der Kapillare der Abstand zwischen dem unteren Ende der Kapillare und einem Halbleiterplättchen oder einer Leitung größer oder kleiner wird als ein vorbestimmter Abstand. Ist der Abstand zu groß, so wird das Teil, das durch einen von der Kapillare gehaltenen Golddraht unter Druck verbunden werden soll, nicht fest genug niedergedrückt, und der Kontaktzustand des Teils mit einem Elektrodenabschnitt oder der Leitung auf dem Plättchen verschlechtert sich. Ist der Abstand zu gering, so wird das durch Druck verbundene Teil des Golddrahtes übermäßig gequetscht, und die Intensität des verbundenen Abschnitts nimmt ab. Bewegt sich nun die Kapillare nach oben, so trennt sich der Golddraht an der Verbindungsstelle, steigt mit der Kapillare und löst sich.

Der Abstand zwischen der Kapillare und der Leitung wird ferner infolge von Abnützungen an dem scharfen Ende der Kapillare ebenfalls kleiner, so daß das oben genannte Problem auftritt.

Der Erfindung liegt die generelle Aufgabe zugrunde, Nachteile zu vermeiden oder wenigstens abzumildern, wie sie bei derartigen Drahtverbindungs-Vorrichtungen nach dem Stand der

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Technik auftreten. In Anbetracht des oben geschilderten Standes der Technik kann eine speziellere Aufgabe der Erfindung darin gesehen werden, eine Drahtverbindungs-Vorrichtung zu schaffen, mit der sich eine Drahtverbindung in einem gewünschten Zustand durch Einstellen der Höhe der Kapillare durchführen läßt.

Diese Aufabe wicd erfindungsgemäß mittels eines Mechanismus gelöst, bei dem ein Arm über eine Betätigungsstange betätigbar ist, wobei die Betätigungsstange durch eine Nockenscheibe vertikal 'bewegt wird und an der Betätigungsstange ein Eingriffsteil vorgesehen ist, und wobei es ferner möglich ist, die Lage des Eingriffsteils zu verstellen. Damit läßt sich die Anschlagsstellung der Kapillare bei der Abwärtsbewegung nach Belieben einstellen.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1, auf die oben Bezug genommen wurde, eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung des Antriebsteils einer früheren Drahtverbindungs-Vorrichtung, und

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht des erfindungsgemäßen Aufbaus einer Drahtverbindungs-Vorrichtung.

Gemäß Fig. 2 ist auf einem Maschinenbett 1 eine feste Basis 2 befestigt. Auf der oberen Fläche der Basis 2 ist ein bewegbarer Support 5 montiert, der in den horizontalen X- und Y-Richtungen längs Gleitstangen 16 und 17 bewegbar ist. Über dem Support 5 ist eine in X-Richtung verlaufende tragende Welle 6 angeordnet, an der über Armaturen 18 ein die Welle 6 rechtwinklig schneidender und in Y-Richtung verlaufender Arm 7 angebracht ist. Der Arm 7 trägt an seinem äußeren Ende eine Kapillare 8 zur Halterung eines Drahtes 19 in der vertikalen Z-Richtung. Die Kapillare 8 erhält den Draht 19 aus einer dar-

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überliegenden Spule 22 und verbindet einen Leiterabschnitt eines Führungsrahmens 20 auf der darunterliegenden Führungsbasis 15 mit einem Elektrodenabschnitt eines in der Mitte des Führungsrahmens 20 montierten Elements 21.

Andererseits ist auf der oberen E'läche am anderen Ende des Arms 7 ein kugeliger Vorsprung 23 vorgesehen auf dem ein Kontaktelement 24 mit einem Flansch 9 ruht, wobei das Kontaktelement 24 mit einer bewegenbaren Stange versehen ist, die dessen mittleren Teil vertikal durchsetzt und über eine Schraube 25 und eine Sperrmutter 26 mit dem Element zu einer Einheit verbunden ist. Die Stange 10 ist mit„ihrer Mantelfläche in einer an der Basis 2 montierten Führungshülse 11 in vertikaler Aufwärts- und Abwärts-Richtung gleitend gelagert. Am unteren Ende der Stange 10 ist ferner über eine in horizontaler Richtung verlaufende Welle 27 eine Rolle 12 gelagert, deren Mantelfläche mit der Mantelfläche einer Nockenscheibe 14 in Berührung steht. Die Nockenscheibe 14 ist ihrerseits auf eine Welle 28 montiert, die in einem am Maschinenbett 1 befestigten Lager 13 gelagert ist. Bei Drehung der Nockenscheibe 14 bewegt sich die Stange 10 aufwärts und abwärts und verschwenkt dabei den Arm 7 über den Flansch 9 und das an ihr befestigte Kontaktelement 24 um die tragende Welle 6, so daß die Kapillare 8 in Z-Richtung aufwärts und abwärts bewegt wird.

Um zu erreichen, daß die Nockenscheibe 14 und die Rolle 12 ständig in Berührung stehen, ist zwischen der Führungshülse 11 eine Schrauben-Zugfeder 29 gespannt. Um ferner sicherzustellen, daß der kugelige Vorsprung 23 am anderen Ende des Armes 7 stets in Berührung mit der unteren Fläche des Flansches 9 steht, ist an Befestigungselementen 37, die an dem Support 5 angebracht sind, ein Bolzen 38 vorgesehen, an dem eine mit dem Arm 7 verbundene Zugfeder 30 befestigt ist. Der Verbindungsdruck am spitzen Ende der Kapillare 8 läßt sich durch Verschiebung des Bolzens 38 nach oben oder unten einstellen.

Finden Aufwärts- und Abwärts-Bewegungen der Stange 10 statt, wärend sich die Führungshülse 11 dreht, so ändert sich die

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Berührungsstelle zv;ischen der Rolle 12 und der Nockenscheibe usw. Um eine Drehung zu verhindern, ist in Längsrichtung der Stange 10 eine lange Nut 31 vorgesehen, in die ein in der Führungshülse 11 montierter Stift 32 mit seinem vorderen Ende eingreift. Im übrigen ist das Kontaktelement 24 bei diesem. Mechanismus vertikal verstellbar. Dazu ist das Kontaktelement mit einem Außengewinde 33 am oberen Teil seiner Mantelfläche versehen, auf das eine Schraubkappe 35 mit einejji an ihrer Innenwand vorgesehenen Innengewinde 34 aufgeschraubt ist. Die Betätigungsstange 10 durchsetzt den mittleren Teil der Schraubkappe An der Stelle, an der die Stange 10 die Kappe 35 durchsetzt, ist die Stange dünner ausgeführt, so daß die Schraubkappe 35 sich nicht nach unten bewegen kann. Außerdem ist an der Austrittsstelle der Stange 10 aus der Kappe 35 ein Schnappring 36 vorgesehen, so daß sich die Kappe 35 nicht von der Stange 10 lösen kann. Das Kontaktelement 24 läßt sich daher in Vertikalrichtung gegenüber der Betätigungsstange 10 derart einstellen, daß nach Lösen der Sperrmutter 26 und der Schraube 25, über die das Kontaktelement 24 an der Stange 10 befestigt ist, die Schraubkappe 35 gedreht wird. Nach Einstellung der Lage des Kontaktelements 24 werden die Schraube 25 und die Sperrmutter 26 wieder festgezogen.

Ist bei einem derartigen Mechanismus der Abstand zwischen dem spitzen Ende der Kapillare und dem Elektrodenteil des Elements der auf der Führungsbasis 15 angeordneten Halbleitereinrichtung zu kurz oder zu lang, so wird das Kontaktelement 24 aufwärts oder abwärts bewegt und verstellt, indem, wie oben angegeben, die Schraube 25 und die Sperrmutter 26 gelöst und danach die Schraubkappe 35 verdreht wird. Die Stellung der unteren Fläche des Flansches 9 wird also verändert, so daß auch die ^&ge des an der unteren Fläche angreifenden Armendes und die Lage des unteren Endes der Kapillare 8 verändert werden. Dadurch, daß mit Hilfe der Schraubkappe 35 der unterste Punkt eingestellt wird, auf den die Kapillare 8 durch die Nockenscheibe gebracht werden kann, werden die nach dem Stand der Technik auftretenden Schwierigkeiten bezüglich einer ungenügenden Verbindung des Drahtes oder einer Lösung des Drahtes infolge einer über-

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mäßigen Quetschung verhindert.

Die erfindungsgemäße Drahtverbindungs-Vorrichtung beschränkt sich nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel ·, vielmehr können die Betätigungsstange und das Kontaktelement zur vertikalen Steuerung des Arms auch mit einem anderen Verstellmechanismus versehen sein.

Wie oben beschrieben, läßt sich bei der erfindungsgemäßen Drahtverbindungs-Vorrichtung die Anschlagsstellung der Kapillare bei Abwärtsbewegung fein einstellen, so daß sich der Spielraum für das Zusammendrücken des Drahtes frei wählen läßt und Schwierigkeiten eines Lösens, wie sie einer minderwertigen Verbindung oder einer übermäßigen Quetschung des Drahtes zuzuschreiben sind, vermeidbar sind. Entsprechend erhöht sich die Ausbeute bei dem Drahtverbindungs-Vorgang.

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Claims

Patentansprüche

Y 1 .y/Drahtverbindungs-Vorrichtung gekennzeichnet durch eine mit dem Umfang einer Nockenscheibe (14) in Berührung stehende bewegbare Betätigungsstange (10) mit einem Eingriffsteil (9),' der mit einem Ende eines Armes (7) in Berührung steht, wobei der Arm an seinem anderen Ende eine Kapillare (8) zur Führung des Verbindungsdrahtes (19) trägt und um einen mittleren Punkt schwenkbar gelagert ist, sowie einen Verstellmechanismus (24, 35) zur Verstellung der Lage des Eingriffsteils.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellmechanismus ein mit dem Eingriffsteil (9) verbundenes Element (24), das auf die Betätigungsstange (10) aufgeschoben und mit einem Außengewinde (33) versehen ist, sowie eine auf das Element (24) aufgeschraubte Schraubkappe (35) umfaßt, an der die Betätigungsstange (10) befestigt ist.·
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (10) relativ zu dem Element (24) durch eine Stellschraube (25) lösbar fixiert ist.

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