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Verfahren zur Durchführung von
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Arbeisschkitten an mehreren Schaltkreisträgern und Vorrichtung zur
Durchführung dieses Verfahrens Gedruckte Schaltungen werden-in der, Regel in verhältnismäßig
großen Stückzahlen und mit identischem Aufbau hergestellt und mit Schaltelementen
bestückt, und es müssen die Leiterbahnen oder -streifen auf ihre Unversehrtheit
hin sowie die bestUektens gedruckten Schaltungen auf ihre
elektrischen
Funktionen hin überprüft werden. Dabei werden alle gedruckten Schaltungsplatten
den gleichen Arbeitsvorgängen unterworfen, was zu verhälnismäßig zeitaufwendigen,
manuellen Arbeiten führt. Entsprechendes gilt für andere Arbeitsschritte, wie die
Vermessung der von den bestückten, gedruckten Schaltungen gebildeten Schaltkreise,
den Dauerlauf dieser Schaltkreise, die Alterung gewisser Schaltelemente wie z.B.
des Quarzes elektrischer Uhrwerke, die Justierung gewisser Schaltelemente oder elektromechanischer
oder mechanischer Baugruppen, welche auf den gedruckten Schaltungen angeordnet oder
extern dazugeschaltet werden müssen - wenn im folgenden von Schaltelementen die
Rede ist, so sollen darunter alle Elemente und Bauteile verstanden werden, die mit
den gedruckten Schaltungen zusammenwirken.
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Ein Teil dieser Probleme tritt auch bei integrierten Schaltungen auf,
von denen üblicherweise eine-große Anzahl mit identischer Ausbildung auf einem einzigen
Halbleiterplättchen erzeugt wird. Das letztere wird entweder vor oder nach der Herstellung
der integrierten Schaltkreise so geritzt, daß es sich nach der Herstellung der Schaltkreise
leicht zerbrechen läßt> und zwar derart, daß die einzelnen integrierten Schaltkreise
voneinander getrennt werden Es ist ferner ein Prüfverfahren für integrierte Schaltungen
bekannt {DT-QS 2,319,011), bel dem die einzelnen von Halbleiterchips gebildeten
Schaltkrejsträger, in auf einer Tsolierplatte vorgesehene Fassungen #ingesetzt werden~
Diese Fassungen besitzen-PrA£kontakte,
die über auf der Isolierplatte
angeordnete Verbindungsleiterstreifen mit entsprechenden Kontakten der einzelnen
Halbleiterchips verbunden sind, wenn die letzteren in die Fassungen eingesetzt wurden.
Außerdem sind auf der Isolierplatte Verbindungsleiterstreifen vorgesehen, welche
Prüfkontakte von zwei oder mehr Fassungen miteinander verbinden.
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Bei dem bekannten Prüfverfahren wird dann die Isolierplatte mit einem
komputergesteuerten Prüfkopf angefahren, welcher Kontaktfinger besitzt, die in bestimmten
Prüfkopfstellungen gegen die Prüfkontakte jeweils einer Fassung der-Isolierplatte
anliegen, so daß die in die jeweilige Fassung eingesetzte, integrierte Schaltung
geprüft werden kann. Dann wird der Prüfkopf zur nächsten Fassung verschoben usw.
Aber auch dieses bekannte Prüfverfahren ist außerordentlich kompliziert, denn mit
dem Prüfkopf muß jede einzelne integrierte Schaltung präzise angefahren werden,
und es sind ebensoviele Prüfzyklen durchzuführen, wie die Isolierplatte Fassungen
aufweist bzw. integrierte Schaltungen trägt.
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Schließlich ist es noch nachteilig, daß die einzelnen Halbleiterchips
nach dem Abbrechen von dem ursprünglich für die Herstellung verwendeten gemeinsamen
Halbleiterplättchen in die Fassungen der Isolierplatte eingesetzt und diesen anschließend
wieder entnommen werden müssen; Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zur Durchführung von Arbeitsschritten an mehreren plättchenförmigen Schaltkreisträgern
zu finden, durch welches bei der Durchführung der vorstehend geschilderten Arbeitsschritt.
Zeit und manuelle Vorgänge eingespart werden können,
-Ausgehend
von einem Verfahren zur Durchführung von Arbeitsschritten an mehreren plättchenformigen
Schaltkreisträgern aus einem isolierenden Werkstoff, welche Leiterstreifen sowie
ggf Schaltelemente tragen, wobei die Schaltkreisträger durch eine Isolierplatte
mechanisch miteinander verbunden und an von der Isolierplatte getragene Verbindungsleiterstreifen
elektrisch angeschlossen werden, wurde diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst
daß die Schaltkreisträger und die Isoiierplatte aus einem gemeinsamen9 plattenförmigen
Substrat aus isolierendem Werkstoff gebildet und auf diesem die Schaltkreisträger-Leiterstreifen
und die als Prüfleiterstreifen zur uberprüfung der Leiterstreifen und/oder der Schaltelemente
der Schaltkreisträger ausgebildeten Verbindungsleiterstreifen gemeinsam erzeugt
werden, worauf die Arbeitsschritte durchgeführt werden Wie bereits erwähnt, sollen
unter dem Ausdruck Schaltelemente natürlich nicht nur die üblichen aktiven oder
passiven Schaltelemente, sondern auch elektromechanische oder mechanisehe Elemente,
elektro nische, elektromechanische oder mechanische Baugruppen usw verstanden werden
9die mit den Schaltkreisträgern zusammenwirken. Durch die Erfindung werden folgende
Vorteile erzielt: Da durch das Substrat alle Schaltkreisträger zusammengehalten
werden, schafft die Erfindung die Voraussetzung'dafür, daß alle auf einem Substrat
vorgesehenen Schaltkreise gleichzeitig an ein Prüfgerät angeschlossen und durch
dieses gleichzeitig oder nacheinander überprüft werden, beispw. daraufhin'# obdie
Schaltkreis-Leiterstreifen einwandfrei ausgebildet sinds ob die einzelnen Schaltkreise
einwandfrei
funktionieren usw.; auch können zu justierende Schaltelemente justiert werden, solange
das Substrat an das Prüfgerät angeschlossen ist. Wenn es sich bei den Schaltkreisträgern
um gedruckte Schaltungen handelt, die alle in identischer Weise bestückt werden
müssen, so ist es aber natürlich auch einfacher, alle auf dem Substrat vorgesehenen
gedruckten Schaltungen nacheinander zunächst mit einem ersten Schaltelement, dann
mit einem zweiten Schaltelement usw. zu bestücken, als zunächst eine erste integrierte
Schaltung mit allen Schaltelementen, dann die zweite gedruckte Schaltung ebenfalls
mit allen Schaltelementen usw. zu bestücken. Die Herstellung des Substrats mit Schaltkreisträger-Leiterstreifen
und Verbindungsleiterstreifen ist aber keinesfalls aufwendiger als die bekannten
Herstellungsverfahren, denn es muß lediglich die Druckvorlage für die Schaltkreise
entsprechend der Anzahl, Lage und Ausbildung der Verbindungsleiterstreifen ergänzt
werden.
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Um nach der Durchführung aller an den einzelnen Schaltkreisen in
gleicher Weise zu erledigenden Arbeitsschritte die einzelnen Schaltkreisträger leicht
von den übrigen Teilen des Substrats trennen zu können, empfiehlt es sich, das Substrat
mit geschwächten Bereichen zum Abtrennen der Schaltkreisträger vom Substrat zu versehen.
Diese geschwächten Bereiche können die Form von Ritz- oder Prägelinien, durchgestanzten
Schlitzen od.dgl. haben und sie könnten nach Durchführung aller Arbeitsschritte
erzeugt werden. Um jedoch Beschädigungen der Schaltkreise zu vermeiden, ist es vorteilhafter,
die geschwächten Bereiche möglichst frühzeitig zu erzeugen, insbesondere schon vor
dem Aufbringen
der Leiterstreifen auf das Substrat. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Schaltkreisträger vor
dem Durchführen der Arbeitsschritte aus dem Substrat ausgestanzt, wobei vorzugsweise
schmale Verbindungsstege zwischen Substrat und Schaltkreisträgern stehenbleiben,
in denen die Verbindungsleiterstreifen verlaufen. Es wäre aber auch denkbar, die
Schaltkreisträger vollständig auszustanzen und sie dann wieder in das Substrat hineinzudrücken,
worauf es sich empfehlen wird, Schnittstellen in den Leiterbahnen zu überlöten,
damit diese mit Sicherheit funktionsfähig sind.
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Eine bevorzugte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß auf dem Substrat die Leiterstreifen mehrerer
Schaltkreisträger sowie die Verbindungsleiterstreifen, welche zu vom Substrat getragenen
Anschlußkontakten führen, angeordnet sind. Zweckmäßigerweise ordnet man die Anschlußkontakte
am Rand, vorzugsweise an einer Seitenkante, des Substrats an, so daß es nach Art
einer Steckkarte in Prüf- und Meßgeräte eingesetzt werden kann. Ferner kann es sich
empfehlen, alle Schaltkreisträger über mindestens einen Verbindungsleiterstreifen
miteinander sowie mit einem gemeinsamen Anschlußkontakt zu verbinden, um so z.B.
gewisse Potentiale oder Signale an alle Schaltkreise gleichzeitig anlegen zu können
bzw. um einen der Meßkontakte für alle Schaltkreise verwenden zu können.
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Gemäß der Erfindung werden also mehrere Einzelleiterplatten in einen
Streifen oder einer Platte des Leiterplattenmaterials miteinander verkettet und
es werden elektrische Ein- und Ausgänge, Prüfkontakte und dgl. über Einzel- oder
Sammelleiter über die Kontur der einzelnen Leiterplatten hinausgeführt, um vorzugsweise
in einer Randzone des Substrats eine steckbare Kontaktreihe zu bilden. Die Vorteile
kommen bei der Weiterverarbeitung der Leiterplatten zum Tragen, da die einzelnen
Leiterplatten für gewisse Schritte der weiteren Fertigung oder für die gesamte weitere
Bearbeitung im Substrat verbleiben. Es ergeben sich dadurch neue technische Möglichkeiten
in der Mengenfertigung und in der Überprüfung und Vermessung der Schaltkreise, da
über Mehrfach-Einrichtungen gleichzeitig alle im Substrat enthaltenen Schaltkreise,
deren Schaltelemente oder angeschlossene Bauteile oder Baugruppen aktiv gemessen
und geprüft werden können.
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Außerdem liegt ein außergewöhnlicher Rationalisierungsfortschritt
in der gleichzeitigen Bearbeitung beliebig vieler Einzelleiterplatten. Schließlich
wird eine Teil-oder sogar Vollautomatisierung ermöglicht, da über eine Steckeinrichtung
alle wichtigen elektrischen Größen und Daten abgefragt werden können.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben
sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder aus der nachfolgenden Beschreibung'und
der beigefügten zeichnerischen Darstellung zweier bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung; es zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Substrats mit drei Schaltkreisträgern, und Fig. 2 einen Teil des
Substrats einer zweiten Ausführungsform, wobei jedoch der Einfachheit halber nur
ein einziger Schaltkreisträger sowie die zugehörigen Leiterstreifen dargestellt
wurden.
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Die Figur 1 zeigt ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Substrat, bei
dem es sich um eine Platte aus isolierendem Material handelt, wie sie üblicherweise
für die Herstellung gedruckter Leitungsplatten verwendet wird. In diesem Substrat
sind mit Nuten 12 rechteckige Schaltkreisträger 14 unrissen, welche dank der beispielsweise
durch ein Anstanzen erzeugten Nuten leicht aus dem Substrat herausgebrochen werden
können. Jeder dieser Schaltkreisträger trägt ein nicht näher dargestelltes -Muster
an Leiterstreifen, wobei dieses Muster auf jedem Schaltkreisträger identisch sein
kann aber nicht identisch sein muß. Dargestellt wurden auf jedem Schaltkreisträger
nur zwei Leiterstreifen 16 und 18 dieses Musters.
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-en Erfindungsgemäß trägt das Substrat ein/allen Schaltkreisträgern
14 gemeinsamen Verbindungsleiterstreifen 20 sowie drei Verbindungsleiterstreifen
22, 24 und 26, von denen jeweils einer-einem-der Schaltkreisträger 14' zugeordnet
ist, indem er dessen Leiterstreifen 18 mit einem der Kontakte 28-32 verbindet, die
am linken Rand des Substrats 10 angeordnet sind - bei diesen Kontakten handelt es
sich vorzugsweise um verbreiterte Bereiche der Leiterstreifen. Auch
der
Verbindungsleiterstreifen 20 weist am linken Rand des Substrats 10 einen Kontakt
34 auf, mit dem er die Leiterstreifen 16 der Schaltkreisträger 14 verbindet.
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Selbstverständlich werden alle Leiterstreifen 16, 18, 20, 22, 24 und
26 zusammen mit den Kontakten 28, 30, 32 und 34 gleichzeitig in.üblicher Weise auf
dem Substrat 10 erzeugt.
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Die Nuten 12 können geprägt oder gestanzt werden, ehe die Leiterstreifen
aufgedruckt werden, es ist aber auch möglich, die Schaltkreisträger 14 nach der
Erzeugung der Leiterstreifen ganz oder teilweise auszustanzen und an den Schnittstellen
die Leiterstreifenabschnitte wieder zusammenzulöten, nachdem die Schaltkreisträger
wieder in das Substrat hineingedrückt worden sind.
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Man könnte nun sofort über die Kontakte 28-34 die Unversehrtheit der
Leiterstreifen prüfen, es ist aber auch möglich, die Schaltkreisträger zunächst
mit den erforderlichen Schaltelementen zu bestücken, was deshalb vorteilhaft ist,
weil dann nicht einzelne Schaltkreisträger gehandhabt werden müssen, sondern die
Bestückung im Verbund des Substrats 10 vorgenommen werden kann. Anschließend lassen
sich dann die Funktionen der einzelnen Schaltkreise über die Kontakte 28-34 prüfen,
die elektrischen Daten vermessen und eventuell erforderliche Justierarbeiten an
Schalt- und Bauelementen durchführen.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform
nach Figur 1 lediglich dadurch, daß an die Stelle der Nuten 12 Schlitze 12' treten,
zwischen denen Stege 12" stehenbleiben, über die hinweg Verbindungsleiterstreifen
20' und 22' an die gezeigten Schaltkreisleiterstreifen 16' und 18' angeschlossen
sind. Nach Durchführung aller Arbeitsschritte, die an allen Schaltkreisträgern durchgeführt
werden müssen, können dann die einzelnen Schaltkreisträger 14' leicht aus dem Substrat
10' herausgebrochen werden.
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Bei Anwendung des Grundgedankens der Erfindung auf integrierte Schaltkreise
besteht das Substrat natürlich nicht aus vollständig isolierendem Werkstoff, sondern
aus Halbleitermaterial, welches eine gewisse Eigenleitfähigkeit besitzt.
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