DE2929314A1 - Verfahren zur montage elektronischer bauteile - Google Patents
Verfahren zur montage elektronischer bauteileInfo
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Description
Verfahren zur Montage elektronischer Bauteile
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Montage elektronischer Bauteile, insbesondere elektronischer Bauteile sehr kleiner Größe auf eine elektronische
Schaltplattine oder ein Substrat bzw. Trägermaterial.
Sehr kleine elektronische Bauelemente bzw. Bauteile vom leiterlosen Typ, beispielsweise Mikrobaustein-Widerstände
und keramikbeschichtete Kondensatoren (diese elektronischen Bauteile werden im folgenden als Miniaturbausteine
bezeichnet) wurden bisher auf eine elektronische Schaltplattine (die elektronische Schaltplattine
wird im folgenden lediglich als Substrat bezeichnet) mittels zweier Verfahren aufgebracht. Das erste Verfahren
besteht im wesentlichen aus einem vorangehenden Auftragen eines Bindemittels oder einer Lötpaste auf ein
Substrat, beispielsweise durch ein Siebdruck- oder Schablonendruckverfahren oder einem Verteil- Auftragsbzw. Distributeur-Verfahren, einem kurzzeitig durchgeführten
Fixieren der Miniaturbausteine an vorgegebenen Stellen auf dem Substrat und einer nachfolgenden Prüfung
der Position der Miniaturbausteine auf dem Substrat sowie der geforderten elektrischen Eigenschaften
der Miniaturbausteine, einschließlich einem Verlöten der Elektroden der Miniaturbausteine an den vorgegebenen
Stellen des elektronischen Schaltkreises auf dem Substrat. Das zweite Verfahren besteht im wesentlichen darin,
daß zunächst eine Lötschicht auf dem Substrat an
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Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070
Dresdner Bank (München) Kto. 3939 844
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£"■9794"- "":
vorgegebenen Positionen, an denen die Miniaturbausteine mit dem elektronischen Schaltkreis verbunden werden sollen,
aufgetragen, ein Flußmittel auf die den Schaltkreis tragende Oberfläche des Substrates aufgebracht, die Bauteile
an den vorgegebenen Positionen auf dem Substrat fixiert, die Lötschicht auf dem Substrat erhitzt, um die
Elektroden der Miniaturbausteine an den vorgegebenen Stellen des elektronischen Schaltkreises zu verbinden,
und dann eine Überprüfung der Position und der elektrischen
Eigenschaften der Miniaturbausteine auf dem Substrat vorgenommen wird. Beim erstgenannten Verfahren
ist es notwendig, das Bindemittel oder die Lötpaste an den vorgegebenen Positionen auf dem Substrat mittels
einer externen Beschichtungseinheit, beispielsweise einer externen Schablonendruckeinheit aufzubringen, und
zwar vor einer Montage der Miniaturbausteine auf dem Substrat. Da die Verfahrensstufe des Beschichtens des
Substrates mit dem Bindemittel oder der Lötpaste mit Hilfe einer externen Beschichtungseinheit getrennt von
derjenigen Verfahrensstufe durchgeführt wird, bei welcher die Miniaturbausteine auf dem Substrat montiert
werden, weist das erstgenannte Verfahren einige Probleme auf. Unter anderem bestehen diese Probleme darin, daß
das klebrige Substrat zwischen den beiden vorstehend genannten Verfahrensstufen mit äußerster Sorgfalt behandelt
werden muß. Da ferner die Verfahrensstufe der Überprüfung der Miniaturbausteine mittels einer externen
Prüfeinheit durchgeführt wird, und zwar getrennt von der Verfahrensstufe der Miniaturbausteinmontage auf dem
Substrat, besteht die Gefahr einer Verschiebung der Miniaturbausteine von ihren vorgegebenen Positionen
während der Überprüfung, falls das Substrat nicht mit äußerster Sorgfalt behandelt wird.
Das zweitgenannte Verfahren weist gegenüber dem erstgenannten Verfahren insoweit Vorteile auf, als die
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Beschichtungseinheit relativ einfachen Aufbau hat und ferner zum Auftragen des Flußmittels auf die die Schaltung
tragende Oberfläche des Substrates verwendbar ist. Aber auch zur Durchführung des letztgenannten Verfahrens
wird eine externe Einheit zum Auftragen des Flußmittels benötigt. Demgemäß muß auch hierbei das
klebrige Substrat mit äußerster Sorgfalt behandelt werden, wenn das Flußmittel auf die gesamte Oberfläche
des Substrates aufgetragen wird. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß während des zum Zwecke der
Verlötung der Elektroden der Miniaturbausteine an den vorgegebenen Positionen des elektronischen Schaltkreises
durchgeführten Erhitzens häufig Rauch und schlechter Geruch in Folge der Verdampfung des Flußmittels
auftritt; ferner darin,daß die Haftkraft hierbei nachläßt und zu einer Verschiebung der Miniaturbausteine
von ihren vorgegebenen Positionen, an denen sie auf dem Substrat kurzzeitig befestigt worden sind, führt.
Auch das letztgenannte Verfahren wirft also insoweit ein Problem auf, als eine externe Prüfeinheit benötigt
wird. Hierauf wurde bereits bei der Behandlung des erstgenannten Verfahrens eingegangen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren derart zu verbessern, daß
die oben geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren unter weitestgehender Beibehaltung deren Vorteile
zumindest weitgehend vermieden werden, insbesondere das gattungsgemäße Verfahren zu rationalisieren
und hierbei insbesondere eine wirtschaftliche und bequeme Montage der Miniaturbausteine auf dem Substrat
zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch das Kennzeichen eines der Ansprüche 1-4 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Lösung hat folgende Vorteile:
1. Die Verwendung irgendeiner besonderen externen Einheit, beispielsweise einer externen Schablonendruckeinheit,
in der der Montagestufe vorangehenden Verfahrensstufe,ist nicht notwendig.
2. Eine Vorbereitung der Substrate und andere Verfahrensstufen werden erleichtert, da die auf die Beschichtung
der Substrate mit dem Bindemittel folgenden Verfahrensstufen innerhalb eines einzigen Gerätes
durchführbar sind, ohne daß hierbei ein Herausführen der Substrate aus dem Gerät notwendig wäre.
3. Die Verfahrensstufen des Auftragens des Bindemittels
und des Montierens der Miniaturbausteine sind innerhalb eines einzigen Gerätes durchführbar.
4. Die Verfahrensstufe des Überprüfens der Position der
auf dem Substrat montierten Miniaturbausteine und/ oder die Verfahrensstufe der überprüfung der elektrischen
Eigenschaften der Miniaturbausteine sind ohne Zuhilfenahme äußerer Spezialeinheiten innerhalb
des Montagegerätes durchführbar.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
ergibt sich aus dem Unteranspruch.
Insbesondere umfaßt die Erfindung demnach ein Verfahren
zur Montage elektronischer Bauteile sehr kleiner Größe auf elektronische Schaltplattxnen oder Substrate, bei
welchem die Substrate in vorgegebenen gegenseitigen Relativpositionen gehalten werden und eine ein Bindemittel
zum Anheften der elektronischen Bauteile auf jedem Substrat nach einem vorgegebenen Muster verteilende Verteilereinheit,
eine die elektronischen Bauteile auf jedem Substrat montierende Montageeinheit und/oder eine
die Lage und/oder die elektrischen Eigenschaften der auf dem Substrat montierten elektronischen Bauteile
überprüfende Prüfeinheit in denselben Relativpositio-
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nen wie die Substrate angeordnet werden, wobei die obengenannten Einheiten ihre Funktionen an den ihnen
zugeordneten Substraten durchführen. Hierdurch sind die elektronischen Bauteile äußerst effizient und
rationell auf die Substrate montierbar.
Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Ausführungsbeispiele mit Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen
noch näher erläutert.
In den Figuren zeigen:
Fig. 1 Eine perspektivische Gesamtansicht eines vorzugsweise zur Durchführung eines ersten Ausführungsbeispieles
der Erfindung verwendeten Miniaturbaustein-Montagegerätes ;
Fig. 2 u. 3
Fig. 2 u. 3
Schematische Schnittansichten zur Veranschaulichung des Prinzips des mit dem Gerät gemäß Figur
durchgeführten Verfahrens;
Fig. 4 Eine schematische Schnittansicht zur Veranschaulichung des Prinzips eines zweiten Ausführungsbeispieles
der Erfindung;
Fig. 5 u. 6
Fig. 5 u. 6
Schematische Schnittansichten zur Erläuterung des Prinzips eines dritten Ausführungsbeispieles der
Erfindung;
Fig. 7 Eine schematische Schnittansicht zur Veranschaulichung des Prinzips eines vierten Ausführungsbei-Spieles
der Erfindung;
Fig. 8 Eine perspektivische Gesamtansicht eines weiteren, vorzugsweise zur Durchführung eines fünften Ausführungsbeispieles
der Erfindung verwendeten Miniaturbaustein-Montagegerätes ;
Fig. 9, Io u. 11
Fig. 9, Io u. 11
Schematische Schnittansichten zur Veranschaulichung
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B 97 94
des Prinzips des mit dem Gerät gemäß Figur 8 durchgeführten Verfahrens;
Fig. 12, 13 u. 14
Schematische Schnittansichten zur Veranschaulichung der Prinzipien eines sechsten, siebten und
achten Ausführungsbeispieles der Erfindung; und
Fig. 15 Eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispieles für eine vorzugsweise zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Prüfeinheit.
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- 14 - 29293U
In Figur 1 ist ein Miniaturbaustein-Montagegerät dargestellt, das vorzugsweise zur Durchführung eines ersten
Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird. Das in Figur 1 dargestellte
Montagegerät weist im wesentlichen einen Gerätkörper 1 zur Halterung einer Miniaturbaustein-Transporteinheit
1' für den Transport eines Paares von Substraten 2 und
3 und deren Halterung in zueinander vorgegebenen Relativpositionen auf. Ferner ist unabhängig von der
Transporteinheit 1' ein XY-Tisch 4 auf dem Gerätkörper
1 vorgesehen. Auf dem XY-Tisch 4 sind eine Miniaturbaustein-Beschickungseinheit 5, eine Bindemittel-Verteilereinheit
6 zur intermittierenden Verteilung einer sehr kleinen, gleichgroßen Menge eines Bindemittels
auf das Substrat 2 derart, daß das Bindemittel an vorgegebenen Punkten auf das Substrat 2 geschichtet
wird, und eine Miniaturbaustein-Montageeinheit 9 zur Montage mehrerer Miniaturbausteine 8, die von der
Miniaturbaustein-Beschickungseinheit 5 zugeführt worden sind, auf vorgegebenen Positionen auf dem Substrat
3, fest angeordnet. Der XY-Tisch ist sowohl in der X-Richtung als auch in der Y-Richtung in einer horizontalen
Ebene bewegbar, um die Beschickungseinheit 5, die Verteilereinheit 6 und die Montageeinheit 9 an jede
vorgegebene Position zu bringen. Die gegenseitigen Relativpositionen der Verteilereinheit 6 und der Montageeinheit
9 auf dem XY-Tisch 4 sind so gewählt, daß sie den Relativpositionen der Substrate 2 und 3 auf
der Miniaturbaustein-Transporteinheit 1' entsprechen,
derart, daß die Punkte 7 auf dem Substrat 2, auf welche das Bindemittel von der Verteilereinheit 6 aufgebracht
wird, stets mit den Miniaturbaustein-Montagepositionen auf dem Substrat 3, auf dem die Miniaturbausteine
8 mittels der Montageeinheit 9 montiert werden, übereinstimmen.
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Der Grundgedanke des ersten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der Figuren
und 3 näher erläutert. Die Verteilereinheit 6 und die Montageeinheit 9 werden stets in den dargestellten
Relativpositionen auf dem XY-Tisch 4 gehalten. Das erste Substrat 2 wird fest auf der Transporteinheit
1' in einer der vorgegebenen Positionen unter der Verteilereinheit 6 gehalten. In diesem Zustand wird
der XY-Tisch intermittierend nach einem vorgegebenen Programm derart bewegt, daß jedesmal dann, wenn der
XY-Tisch von einer Position zur nächsten bewegt worden ist, das Bindemittel 7, das mit konstanten Mengen
von der Verteilereinheit 6 ausgegeben wird, auf einen der vorgegebenen Punkte auf dem Substrat 2 aufgebracht
wird. Wenn alle vorgegebenen Punkte auf dem ersten Substrat 2 mit dem Bindemittel 7 beschichtet worden
sind, dann wird das Substrat 2 in die andere vorgegebene Position auf der Transporteinheit 11 gebracht, so
daß es fest unter der Montageeinheit 9 angeordnet ist; dieser Zustand ist in Figur 3 dargestellt. Demgemäß
übernimmt das mit dem Bindemittel 7 beschichtete Substrat 2 die in Figur 3 dargestellte Position des Substrates
3.
Gemäß Figur 3 ist ein neues oder zweites Substrat fest auf der Transporteinheit 1' in der vorgegebenen Position
unter der Verteilereinheit 6 angeordnet. Der XY-Tisch wird intermittierend gemäß dem vorgegebenen
Programm wiederum so bewegt, daß das mit konstanten Mengen von der Verteilereinheit 6 abgegebene Bindemittel
7 auf vorgegebenen Punkten des Substrates 2 aufgetragen wird. Dieser Vorgang geschieht während der programmierten
Bewegung des XY-Tisches 4. Gleichzeitig werden die von der Beschickungseinheit 5 zugeführten
Miniaturbausteine 8 mittels der Montageeinheit 9 auf dem Substrat 3, das an den vorgegebenen Punkten mit
dem Bindemittel 7 beschichtet ist, montiert. Das vor-
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stehend geschilderte Verfahren wird wiederhol^92 9 3 1
so daß die Beschichtung des Substrates 2 mit dem Bindemittel 7 und die Montage der Miniaturbausteine
auf das Substrat 3 gleichzeitig - und damit effektiv mittels der programmierten Bewegung eines einzigen
Tisches, nämlich des XY-Tisches 4, durchgeführt werden kann. Nach einer Montage der Miniaturbausteine
auf dem Substrat 3 wird eine externe Einheit, beispielsweise eine übliche Tauchbad-Löteinheit verwendet,
um die Elektroden der Miniaturbausteine 8 an vorgegebenen Stellen des elektronischen Schaltkreises
auf dem Substrat 3 zu verlöten und dadurch das Endprodukt zu erhalten.
Anhand der Figur 4 wird ein zweites Ausführungsbeispiel
der Erfindung erläutert. Gemäß Figur 4 sind drei Substrate 2,3 und 3' fest in deren vorgegebenen gegenseitigen
Relativpositionen auf der Transporteinheit 1 angeordnet. Der XY-Tisch 4 trägt eine Lötpaste - Auftrageinheit
1o, die Miniaturbaustein-Montageeinheit und eine Wärmefixiereinheit 11, wobei jede Einheit jeweils
einem Substrat 2,3 und 31 zugeordnet ist. Der
XY-Tisch 4 wird, wie im ersten Ausführungsbeispiel, intermittierend nach einem vorgegebenen Programm bewegt.
Demgemäß werden eine Beschichtung mit Lötpaste vorgegebener Punkte auf dem Substrat 2, eine Montage
der Miniaturbausteine 8 an vorgegebenen Positionen auf dem Substrat 3 und eine lokale Erhitzung des Substrates
31 zur Fixierung der Miniaturbausteine mittels
geschmolzenem Lot gleichzeitig durchgeführt, und zwar in Übereinstimmung mit der programmierten Bewegung
eines einzigen Tisches, nämlich des XY-Tisches 4.
Dieses Verfahren ist äußerst rationell, da sämtliche zur vollständigen Herstellung des Produktes notwendigen
Schritte gleichzeitig - und damit mit hoher Effizienz - innerhalb eines einzigen Gerätes durchführbar
sind.
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Anhand der Figuren 5 und 6 wird ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Gemäß Figur
5 werden die Bindemittel-Verteilereinheit 6 und die Miniaturbaustein-Montageeinheit 9 stets in den
dargestellten gegenseitigen Relativpositionen gehalten. Ein erstes Substrat 2 ist fest auf einem XY-Tisch
12 in einer der vorgegebenen Positionen unter der Verteilereinheit 6 angeordnet. Der XY-Tisch 12 ist
sowohl in der X-Richtung als auch in der Y-Richtung in einer horizontalen Ebene bewegbar. In diesem Zustand
wird der XY-Tisch 12 intermittierend nach einem vorgegebenen Programm bewegt, derart, daß jedesmal
dann, wenn der XY-Tisch 12 von einer Position zur nächsten bewegt worden ist, das Bindemittel 7 mit
einer konstanten Menge von der Verteilereinheit 6 abgegeben und auf einem der vorgegebenen Punkte auf
dem Substrat 2 aufgetragen wird. Sind alle vorgegebenen Punkte auf dem Substrat 2 mit dem Bindemittel 7
beschichtet, dann wird das Substrat 2 zu seiner nächsten vorgegebenen Position auf dem XY-Tisch 12 weiterbefördert.
Es ist danach fest unter der Montageeinheit 9 gemäß der Darstellung in Figur 6 angeordnet.
Demgemäß wird das mit dem Bindemittel 7 beschichtete Substrat 2 zu dem in Figur 6 dargestellten Substrat
Gemäß Figur 6 wird ein neues oder zweites Substrat fest auf dem XY-Tisch 12 in der vorgegebenen Position
unterhalb der Verteilereinheit 6 angeordnet. Der XY-Tisch 12 wird dann intermittierend gemäß dem vorgegebenen
Programm wiederum so bewegt, daß das in konstanten Mengen von der Verteilereinheit 6 abgegebene
Bindemittel 7 auf vorgegebene Punkte auf dem Substrat 2 während der programmierten Bewegung des
XY-Tisches 12 aufgetragen wird. Gleichzeitig werden die Miniaturbausteine 8 mittels der Montageeinheiten
auf dem Substrat 3, das an den vorgegebenen Punkten mit dem Bindemittel 7 beschichtet worden ist, montiert.
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B 9,
2^29314
Die vorstehend geschilderten Verfahrenschritte werden
wiederholt, so daß das Auftragen des Bindemittels 7 auf den vorgegebenen Punkten auf dem Substrat 2 und
die Montage der Miniaturbausteine 8 auf den vorgegebenen Positionen auf dem Substrat 3 aufgrund der
programmierten Bewegung eines einzigen Tisches, nämlich des XY-Tisches 12, gleichzeitig und damit effizient
durchgeführt werden können. Nach einer Montage der Miniaturbausteine 8 auf dem Substrat 3, wird eine
externe Einheit, beispielsweise ein übliches Löt-Tauchbad eingesetzt, um die Elektroden der Miniaturbausteine
8 an den vorgegebenen Stellen des elektronischen Schaltkreises auf dem Substrat 3 zu verlöten, um damit
das Endprodukt zu erhalten.
■ Anhand der Figur 7 wird ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Gemäß Figur 7 sind drei
Substrate, nämlich die Substrate 2,3 und 3' fest an vorgegebenen gegenseitigen Relativpositionen auf dem
XY-Tisch 12 angeordnet. Die Lötpaste - Auftragseinheit
12, die Miniaturbaustein-Montageeinheit 9 und die Wärmefixiereinheit 11 sind oberhalb der Substrate
2, 3 bzw. 3' angeordnet. Der XY-Tisch 12 wird - wie im zweiten Ausführungsbeispiel - gemäß einem vorgegebenen
Programm intermittierend bewegt, so daß das Auftragen der Lötpaste auf die vorgegebenen Punkte auf
dem Substrat 2, die Montage der Miniaturbausteine 8 an den vorgegebenen Stellen auf dem Substrat 3 und die
lokale Erwärmung des Substrates 31 zur Fixierung der
Miniaturbausteine 8 mittels geschmolzenem Lot während der programmierten Bewegung eines einzigen Tisches,
nämlich des XY-Tisches 12, gleichzeitig durchgeführt werden können.
Das beschriebene Verfahren ist äußerst rationell, da sämtliche,zur Herstellung eines Endproduktes erforderlichen
Schritte äußerst effizient in einem einzigen
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Gerät durchführbar sind.
Anhand der Figur 8 wird ein anderes Miniaturbaustein-Montagegerät dargestellt, das vorzugsweise zur Durchführung
eines fünften Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendet wird. Das in Figur 8 dargestellte Gerät besteht im wesentlichen aus
dem Gerätekörper 1 mit darauf gehalterter Transporteinheit 1', welche drei Substrate, nämlich die Substrate
2,3 und 14 trägt und in zueinander vorgegebenen Relativpositionen hält. Unabhängig von der Transporteinheit
1' ist der XY-Tisch 4 auf dem Gerätkörper 1 angeordnet.
Auf dem XY-Tisch 4 sind die Miniaturbaustein-Beschickungseinheit 5, die Bindemittel-Verteilereinheit
6 zur intermittierenden Abgabe einer sehr kleinen, konstanten Menge von Bindemittel auf das Substrat 2,
um damit vorgegebene Punkte auf dem Substrat 2 mit einem Bindemittel zu beschichten, die Miniaturbaustein-Montageeinheit
9 zur Montage von Miniaturbausteinen 8, die von der Miniaturbaustein-Beschickungseinheit
5 vorgegebenen Positionen auf dem Substrat 3 zugeführt worden sind , und eine Miniaturbaustein-Prüfeinheit
13 zur überprüfung der Position der auf
dem Substrat 14 montierten Miniaturbausteine 8, fest angeordnet. Der XY-Tisch 4 ist sowohl in der X-Richtung
als auch in der Y-Richtung in einer horizontalen Ebene bewegbar, um die Beschickungseinheit 5, die
Verteilereinheit 6, die Montageeinheit 9 und die Prüfeinheit 13 an die gewünschten Positionen bringen
zu können. Die gegenseitigen Relativpositionen der Verteilereinheit 6, der Montageeinheit 9 und der Prüfeinheit
13 auf dem XY-Tisch 4 sind so ausgewählt, daß sie den Relativpositionen der ihnen zugeordneten Substrate
2,3 und 14 auf der Transporteinheit 1' entsprechen, so daß die Punkte 7 auf dem Substrat 2, auf
welche das Bindemittel von der Verteilereinheit 6 aufgetragen wird, stets mit den Miniaturbaustein-Montage-
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Positionen auf dem Substrat 3, an denen die Miniaturbausteine 8 mittels der Montageeinheit 9 montiert werden,
übereinstimmen und ferner,daß die von der Prüfeinheit 13 überprüften Positionen stets mit den Positionen
übereinstimmen, auf welche die Miniaturbausteine 8 auf dem Substrat 14 montiert sind.
Der dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung zugrundeliegende
Gedanke wird anhand der Figuren 9 bis 11 näher erläutert. Gemäß Figur 9 werden die Verteilereinheit
6 und die Montageeinheit 9 stets in den dargestellten Relativpositionen auf dem XY-Tisch 4 gehalten,
während ein erstes Substrat 2 fest auf der Transporteinheit 1' auf einer vorgegebenen Position unter
der Verteilereinheit 6 angeordnet wird. In diesem Zustand wird der XY-Tisch nach einem vorgegebenen Programm
intermittierend bewegt, derart, daß jedesmal dann, wenn der XY-Tisch 4 von einer Position zur
nächsten bewegt worden ist, das Bindemittel 7 mit einer konstanten Menge von der Verteilereinheit 6 auf eine
der vorgegebenen Punkte auf dem Substrat 2 aufgetragen wird. Wenn alle vorgegebenen Punkte auf dem Substrat
mit dem Bindemittel 7 beschichtet worden sind, dann wird das Substrat 2 zur nächsten vorgegebenen Stelle
auf der Transporteinheit 1' weiter bewegt und fest unter der Montageeinheit 9 angeordnet. Dies ist in
Figur 1o dargestellt. Das mit dem Bindemittel 7 beschichtete
Substrat 2 wird demnach zu dem in Figur 1o dargestellten Substrat dargestellten Substrat 3.
3o
Gemäß Figur 1o wird ein neues oder zweites Substrat 2
fest auf der Transporteinheit 1' angeordnet und zwar
in einer vorgegebenen Stellung unter der Verteilereinheit 6. Der XY-Tisch 4 wird nach einem vorgegebenen
Programm wiederum intermittierend bewegt, so daß das in konstanten Mengen von der Verteilereinheit 6 abgegebene
Bindemittel auf vorgegebene Punkte auf dem Substrat 2 während der programmierten Bewegung des XY-
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Tisches 4 aufgetragen wird. Gleichzeitig werden die von der Miniaturbaustein-Beschickungseinheit 5 zugeführten
Miniaturbausteine 8 mittels der Montageeinheit 9 an den vorgegebenen Positionen auf dem Substrat
3, das an eben diesen vorgegebenen Positionen mit dem Bindemittel 7 beschichtet ist, montiert.
Sind alle vorgegebenen Punkte auf dem Substrat 2 mit dem Bindemittel 7 beschichtet und an allen vorgegebenen
Positionen die Miniaturbausteine 8 auf das Substrat 3 montiert, dann wird das Substrat 2 zur
nächsten vorgegebenen Position auf der Transporteinheit 1'weiterbefördert und fest unter der Montageeinheit
9 angeordnet und ferner das Substrat 3 zur Endposition auf der Transporteinheit 11 weiterbefördert
und fest unter der Prüfeinheit 13 angeordnet.
Diese Verhältnisse sind in Figur 11 dargestellt. Demgemäß wird das mit dem Bindemittel beschichtete Substrat
2 zum in Figur 11 dargestellten Substrat 3 und das Substrat 3 nach Montage der Miniaturbausteine zum
- ebenfalls in Figur 11 dargestellten - Substrat 14.
Gemäß Figur 11 wird ein drittes Substrat 2 fest auf der Transporteinheit 1' angeordnet und zwar an einer
vorgegebenen Position unter der Verteilereinheit 6. Der XY-Tisch wird wiederum nach dem vorgegebenen Programm
intermittierend bewegt, derart, daß das in konstanten Mengen von der Verteilereinheit 6 abgegebene
Bindemittel 7 auf vorgegebenen Punkten auf dem Substrat 2 während der programmierten Bewegung des XY-Tisches
4 aufgetragen wird. Gleichzeitig werden die von der Miniaturbaustein-Beschickungseinheit 5 zugeführten
Miniaturbausteine 8 mittels der Montageeinheit 9 an den vorgegebenen Positionen auf dem Substrat 3, das
zuvor mit dem Bindemittel 7 an eben diesen vorgegebenen Positionen beschichtet worden ist, montiert. Ebenfalls
gleichzeitig untersucht die Prüfeinheit 13 die Positionen der Miniaturbausteine 8, auf dem Substrat
14, auf welches die Miniaturbausteine 8 montiert sind.
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Die oben geschilderten Verfahrensschritte werden wiederholt, so daß das Beschichten mit dem Bindemittel
7 an den vorgegebenen Stellen auf dem Substrat 2, das Montieren der Miniaturbausteine 8 an den vorgegebenen
Positionen auf dem Substrat 3 und die Überprüfung der Positionen der Miniaturbausteine 8 auf dem
Substrat 14 gleichzeitig, und damit effizient mittels der programmierten Bewegung eines einzigen Tisches,
nämlich des XY-Tisches 4 durchführbar sind. Nach Uberprüfung der Positionen sämtlicher Miniaturbausteine
8 auf dem Substrat 14 mittels der Prüfeinheit 13 kann
eine externe Einheit, beispielsweise ein übliches Löt-Tauchbad verwendet werden, um die Elektrode der Miniaturbausteine
8 an den vorgegebenen Stellen des elektronischen Schaltkreises auf dem Substrat 14 zu verlöten,
um damit ein Endprodukt zu erhalten.
Anhand der Figur 12 wird ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Gemäß Figur 6 sind
4 Substrate, nämlich die Substrate 2, 3, 3" und 31'
fest in vorgegebenen gegenseitigen Relativpositionen auf der Transporteinheit 11 angeordnet. Der XY-Tisch.
4 haltert die Lötpaste - Auftrageinheit 1o, die Miniaturbaustein-Montageeinheit
9, die Prüfeinheit 13 und die Wärmefixiereinheit 11. Jeweils eine dieser vier Einheiten
ist jeweils einem Substrat 2, 3, 31 und 311
zugeordnet. Der XY-Tisch 4 wird - wie im fünften Ausführungsbeispiel
- nach einem vorgegebenen Programm intermittierend bewegt. Demgemäß sind das Auftragen
der Lötpaste an vorgegebenen Stellen auf dem Substrat 2, die Montage der Miniaturbausteine 8 an vorgegebenen
Positionen auf dem Substrat 3, die Prüfung der elektrischen Eigenschaften, beispielsweise der Widerstandswerte,
der Miniaturbausteine 8 auf dem Substrat 31 und
die lokale Erwärmung des Substrates 3'1 zur Fixierung der Miniaturbausteine 8 mittels geschmolzenem Lot
gleichzeitig während der programmierten Bewegung eines
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einzigen Tisches, nämlich des XY-Tisches 4 durchführbar.
Das oben geschilderte Verfahren ist äußerst rationell, da sämtliche zur Herstellung eines Endproduktes notwendigen
Schritte effizient innerhalb eines einzigen Gerätes durchführbar sind.
Ein Siebes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird
anhand der Figur 13 erläutert. Gemäß Figur 13 sind drei Substrate, nämlich die Substrate 2,3 und 31 fest
in vorgegebenen gegenseitigen Relativpositionen auf dem XY-Tisch 12 angeordnet. Die Lötpaste-Auftragseinheit
1o, die Miniaturbaustein-Montageeinheit 9 und die Miniaturbaustein-Prüfeinheit 13 sind über dem
Substrat 2, 3 bzw. 31 angeordnet. Der XY-Tisch 12 wird
nach einem vorgegebenen Programm intermittierend bewegt, darart, daß das Auftragen der Lötpaste auf die
vorgegebenen Punkte auf dem Substrat 2, die Montage der Miniaturbausteine 8 an den vorgegebenen Positionen auf
dem Substrat 3 und die Überprüfung der elektrischen Eigenschaften der Miniaturbausteine 8 auf dem Substrat
3 gleichzeitig und während der programmierten Bewegung eines einzigen Tisches, nämlich des XY-Tisches 12
durchführbar sind.
Ein achtes Ausführungsbeispiel wird anhand der Figur 14 näher erläutert. Gemäß Figur 14 sind vier Substrate,
nämlich die Substrate 2, 3, 31 und 311 fest in vorgegebenen
gegenseitigen Relativpositionen auf dem XY-Tisch angeordnet. Die Lötpaste-Auftrageinheit 1o, die
Miniaturbaustein-Montageeinheit 9, die Miniaturbaustein-Prüfeinheit
13 und die Wärmefixiereinheit 11 sind über den Substraten 2,3,3' bzw. 311 angeordnet.
Der XY-Tisch 12 wird nach einem vorgegebenen Programm bewegt, derart, daß das Auftragen der Lötpaste auf
vorgegebene Punkte auf dem Substrat 2, die Montage der
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Miniaturbausteine 8 an vorgegebenen Positionen auf dem Substrat 3, die Überprüfung der Miniaturbausteine
auf dem Substrat 3' und die lokale Erwärmung des Substrates 311 zur Fixierung der Miniaturbausteine mittels
geschmolzenem Lot, gleichzeitig während der programmierten Bewegung eines einzigen Tisches, nämlich des
XY-Tisches 12,durchführbar sind. Das geschilderte Verfahren
ist äußerst rationell, da sämtliche zur Herstellung eines Endproduktes notwendigen Schritte
effizient innerhalb eines einzigen Gerätes durchführbar sind.
Anhand der Figur 15 wird eine Ausführungsform der
Prüfeinheit 13 erläutert, die vorzugsweise zur Durchführung
vorliegender Erfindung eingesetzt wird. Gemäß Figur 15 ist das in Figur 11 dargestellte Substrat
14 fest auf dem XY-Tisch 12 angeordnet. Der XY-Tisch
12 ist sowohl in der X-Richtung als auch in der Y-Richtung
bewegbar und zwar orthogonal zur Bewegungsrichtung der Prüfeinheit 13. Die Miniaturbausteine 8 sind
mit Hilfe des Bindemittels 7 auf dem Substrat 14 befestigt. In diesem Zustand wird der XY-Tisch nach
einem vorgegebenen Programm intermittierend bewegt, wobei die Position jedes einzelnen Miniaturbausteines
8 auf den Substrat 14 geprüft wird und zwar mittels eines Paares von Nicht-Kontakt-Prüfklemmen 15, die
in der Prüfeinheit 13 vorgesehen sind.
Gemäß dem in Figur 15 dargestellten Ausführungsbeispiel
haben die Nicht-Kontakt-Prüfklemmen 15 jeweils
einen Abstand voneinander, der gleich den gesamten Toleranzbereich bzw. Verschiebungsbereich jedes einzelnen
Miniaturbausteines 8 von seiner Normalposition ist. Ist nun ein Miniaturbaustein 8 in seiner Normalposition
montiert, dann kommen die Nicht-Kontakt-Prüf klemmen 15 nicht in Kontakt mit dem Miniaturbaustein
8. Ist dagegen, ein Minaturbaustein 8 jen-
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seits der zulässigen Toleranzgrenzen montiert, dann kommen die Nicht-Kontakt-Prüfklemmen 15 in Kontakt
mit eben diesem Miniaturbaustein. Mierdurch wird die
Versetzung des Miniaturbausteins 8 gegenüber der Normalposition angezeigt.
Bei einer anderen Ausführungsform der Prüfeinheit 13,
die ebenfalls zur Messung und Prüfung der elektrischen Eigenschaften der Miniaturbausteine 8 dient, ist ein
Paar von Kontaktfingern vorgesehen, die jeweils in Kontakt mit den Klemmen jedes einzelnen Miniaturbausteines
8 bringbar und zusätzlich zur überprüfung der Lage des Miniaturbausteines 8 einsetzbar sind.
Aus der vorgehenden Beschreibung ergeben sich die Vorteile der Erfindung. Die Vorteile können wie folgt
zusammengefaßt werden:
1. Irgend eine spezielle externe Einheit, beispielsweise
eine externe Schablonendruckeinheit, ist in der der Montagestufe vorangehenden Verfahrensstufe nicht
notwendig.
2. Die Vorbereitung der Substrate und andere Verfahrensstufen
werden dadurch erheblich erleichtert,
daß die mit dem Bindemittel beschichteten Substrate innerhalb des Montagegerätes behandelt werden können,
ohne daß sie hierzu (zwischenzeitlich) aus dem Gerät herausgeführt werden müßten.
3o
3. Die Anlage bzw. das Verfahren arbeitet äußerst rational, da sowohl das Auftragen des Bindematerials
als auch die Montage der Miniaturbausteine innerhalb eines einzigen Gerätes durchführbar sind.
4. Die Überprüfung der Position der auf dem Substrat
montierten Miniaturbausteine und/oder die Überprü-
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fung der elektrischen Eigenschaften der Miniaturbausteine
können innerhalb des Montagegerätes durchgeführt werden, ohne daß es hierzu besonderer externer
Einheiten bedürfte.
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Leerseite
Claims (5)
1.} Verfahren zur Montage elektronischer Bauteile, gekennzeichnet durch die folgenden
Verfahrensstufen:
a) Vorbereiten mehrerer Substrate zur Montage mehrerer elektronischer Bauteile (8) auf denselben;
b) Anordnen der Substrate auf einer ersten beweglichen Einrichtung (1 ';12) derart, daß die Substrate zueinander
in vorgegebenen Relativpositionen gehalten werden;
c) Anordnen einer Verteilereinheit (6) zur Abgabe
eines Bindemittels (7) zum Befestigen der elektronischen Bauteile (8) auf jedem Substrat sowie einer
Montageeinheit (9) zur Montage der elektronischen Bauteile (8) auf jedem Substrat auf einer zweiten
beweglichen Einrichtung (4) derart, daß die Verteilereinheit (6) und die Montageeinheit (9) zueinander
die gleichen Relativpositionen wie die Substrate auf der ersten beweglichen Einrichtung
(1') haben;
d) Bewegen der zweiten beweglichen Einrichtung (4) relativ zur ersten beweglichen Einrichtung (1')
nach einem vorgegebenen Programm, wobei die Verteilereinheit (6) und die Montageeinheit (9) derart
betätigt werden, daß das Bindemittel (7) von der Verteilereinheit (6) auf vorgegebene Punkte auf
dem zur Verteilereinheit (6) ausgerichteten Substrat aufgebracht wird, während gleichzeitig die
Montage der elektronischen Bauteile (8) mittels der Montageeinheit (9) an vorgegebenen Positionen
auf dem relativ zur Montageeinheit (9) ausgerichteten Substrat durchgeführt wird;
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e) nachfolgendes überführen des erstgenannten Substrates mittels der ersten beweglichen Einrichtung
(11) von der der Verteilereinheit (6) zugeordneten
Position zu derjenigen, welche der Montageinheit (9) zugeordnet ist; und
f) Wiederholen der vorstehenden Verfahrensstufen, wobei nacheinander das Bindemittel (7) auf die gleichen
Punkte auf dem Substrat aufgebracht und die elektronischen Bauteile an ebenfalls den gleichen Positionen
montiert werden.
2. Verfahren zur Montage elektronischer Bauteile, gekennzeichnet durch folgende V«rfahrenestufen:
a) Vorbereiten von wenigstens drei Substraten (2,3,3') für eine darauf erfolgende Montage von mehreren elektronischen
Bauteilen (8);
b) Anordnen der drei Substrate (2,3,3") auf einer ersten
beweglichen Einrichtung (1') derart, daß die drei Substrate in zueinander vorgegebenen Relativpositionen
gehalten werden;
c) Anordnen einer Verteilereinheit (6) zur Ausgabe eines Bindemittels (7) zum Befestigen der elektronischen
Bauteile (8) auf jedem Substrat (2,3,3'), einer Montageeinheit (9) zur Montage der elektronischen Bauteile
auf jedem Substrat (2,3,3') und einer Fixiereinheit (11) zur Fixierung des Bindemittels (7) jeweils
auf einer zweiten beweglichen Einrichtung (4) derart, daß die Verteilereinheit (6), die Montageeinheit
(9) und die Fixiereinheit (11) in den gleichen Relativpositionen zueinander wie die drei Substrate auf
der ersten beweglichen Einrichtung (11) gehalten
werden;
d) Bewegen der zweiten beweglichen Einrichtung (4) relativ zur ersten beweglichen Einrichtung (1') nach
einem vorgegebenen Programm, wobei die Verteilereinheit (6), die Montageeinheit (9) und die Fixiereinheit
(11) derart betätigt werden, daß das Bindemittel
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&293K
(7) von der Verteilereinheit (6) auf vorgegebene Punkte auf dem zur Verteilereinheit ausgerichteten
Substrat aufgebracht wird, während gleichzeitig die elektronischen Bauteile (8) mittels der
Montageeinheit (9) an vorgegebenen Positionen auf dem zur Montageeinheit (9) ausgerichteten Substrat montiert
werden und das Bindemittel (7) mittels der Fixiereinheit (11) auf dem zur Fixiereinheit ausgerichteten
Substrat fixiert wird;
e) nachfolgendes überführen mittels der ersten beweglichen
Einrichtung (11) des erstgenannten Substrates
von derjenigen Position, die der Verteilereinheit (6) zugeordnet ist, zu derjenigen, die der
Montageeinheit (9) zugeordnet ist, während gleich-5 zeitig das zweitgenannte Substrat von derjenigen Position,
welche der Montageeinheit (9) zugeordnet ist, zu derjenigen, welche der Fixiereinheit (11) zugeordnet
ist,überführt wird; und f) Wiederholen der vorstehend genannten Verfahrensstufen,
so daß nacheinander das Aufbringen des Bindemittels auf die gleichen Punkte des Substrates,
die Montage der elektronischen Bauteile an ebenfalls den gleichen Positionen des Substrates und
die Fixage des Bindemittels auf dem Substrat erfolgen.
3. Verfahren zur Montage elektronischer Bauteile
gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen :
a) Vorbereiten mehrerer Substrate (2,8,14) zur Montage mehrerer elektronischer Bauteile (8) auf den
Substraten;
b) Anordnen der Substrate auf einer ersten beweglichen Einrichtung (11) derart, daß die Substrate
in zueinander vorgegebenen Relativpositionen gehalten werden;
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»29314
c) Anordnen einer Verteilereinheit (6) zur Abgabe eines Bindemittels (7) für die Befestigung der
elektronischen Bauteile auf jedem Substrat (2,3,14) einer Montageeinheit (9) zur Montage der elektronischen
Bauteile (8) auf jedem Substrat (2,3,14) und einer Prüfeinheit (13) zur Überprüfung der Lage
und/oder der elektrischen Eigenschaften der auf jedem Substrat (2,3,14) montierten elektronischen
Bauteile (8) auf einer zweiten beweglichen Einrichtung (4) derart, daß die Verteilereinheit (6), die
Montageeinheit (9) und die Prüfeinheit (13) in den gleichen Relativpositionen zueinander gehalten werden,
wie die Substrate (2,3,14) auf der ersten beweglichen Einrichtung (1f);
d) Bewegen der zweiten beweglichen Einrichtung (4) relativ zur ersten beweglichen Einrichtung (11)
nach einem vorgegebenen Programm, während die Verteilereinheit (6), die Montageeinheit (9) und die
Prüfeinheit (13) betätigt werden, derart, daß die Verteilereinheit (6) Bindemittel (7) auf vorgegebene
Punkte auf demjenigen Substrat (2) aufträgt, das relativ zur Verteilereinheit (6) ausgerichtet
ist, gleichzeitig die elektronischen Bauteile (8) mittels der Montageeinheit (9) an vorgegebenen
Positionen auf demjenigen Substrat (8) montiert werden, das relativ zur Montageeinheit (9) ausgerichtet
ist und mittels der Prüfeinheit (13) die
Position und/oder elektrischen Eigenschaften der auf demjenigen Substrat (14) montierten elektronisehen
Bauteile (8) geprüft werden, das zur Prüfeinheit (13) ausgerichtet ist;
e) nachfolgendes überführen mittels der ersten beweglichen
Einrichtung (11) des erstgenannten Substrates
(2) von derjenigen Position, welche der Verteilereinrichtung (6) zugeordnet ist, zu derjenigen, welche
der Montageeinheit (9) zugeordnet ist, während
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gleichzeitig das zweitgenannte Substrat (3) von derjenigen Position, welche der Montageeinheit (9) zugeordnet
ist, zu derjenigen Position, welche der Prüfeinheit (13) zugeordnet ist, bewegt wird;
und
f) Wiederholen der obengenannten Verfahrensstufen derart, daß nacheinander das Bindemittel (7) auf die
gleichen Punkte der Substrate (2,3,14) aufgebracht, die elektronischen Bauteile (8) an den selben Punkten
der Substrate (2,3,8) montiert und die Überprüfung der Position und/oder elektrischen Eigenschaften
der auf den Substraten (2,3,13) montierten elektronischen Bauteile durchgeführt werden.
4. Verfahren zur Montage elektronischer Bauteile gekennzeichnet durch folgende Verfahrensstufen
:
a) Vorbereiten von wenigstens vier Substraten (2,3,3',311J
zur Montage elektronischer Bauteile (8) auf diesen Substraten;
b) Anordnen der vier Substrate auf einer ersten beweglichen Einrichtung (11) derart, daß die Substrate
in zueinander vorgegebenen Relativpositionen gehalten werden;
c) Anordnen einer Verteilereinheit (6) zur Abgabe eines Bindemittels (7) zum Befestigen der elektronischen
Bauteile (8) auf jedem Substrat, einer Montageeinheit (9) zur Montage der elektronischen Bauteile
(8) auf jedem Substrat, einer Prüfeinheit (13) zur überprüfung der Lage und/oder elektrischen Eigenschaften
der auf jedem Substrat angeordneten elektronischen Bauteile und einer Fixiereinheit (11) zur
Fixierung des Bindemittels auf jedem Substrat auf einer zweiten bewegleichen Einrichtung (4) derart,
daß die Verteilereinheit (6), die Montageeinheit (9), die Prüfeinheit (13) und die Fixiereinheit (11)
zueinander in den gleichen Relativpositionen wie die
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vier Substrate auf der ersten beweglichen Einrichtung (11) gehalten werden;
d) Bewegen der zweiten beweglichen Einrichtung (4) relativ zur ersten beweglichen Einrichtung (11) nach
einem vorgegebenen Programm, wobei die Verteilereinheit (6), die Montageeinheit (9), die Prüfeinheit (13)
und die Fixiereinheit (11) derart betätigt werden, daß das Bindemittel (7) von der Verteilereinheit
(6) auf vorgegebene Punkte auf demjenigen Substrat
(2) aufgebracht wird, das der Verteilereinheit (6;1o) zugeordnet ist, während gleichzeitig die elektronischen
Bauteile (8) mittels der Montageeinheit (9) an den vorgegebenen Positionen auf demjenigen Sub- .
strat (3) montiert werden, das zur Montageeinheit (9) - ausgerichtet ist, die überprüfung der Position und/
oder der elektrischen Eigenschaften der auf dem gegenüber der Prüfeinheit (13) ausgerichteten Substrat
angeordneten elektronischen Bauteile (8) vorgenommen und die Fixage des Bindemittels (7) mittels der
Fixiereinheit (11) auf dem der Fixiereinheit
(11) zugeordneten Substrat (311) vorgenommen werden;
e) nachfolgendes Überführen mittels der ersten beweglichen
Einrichtung (11) des erstgenannten Substrates
(2) von der der Verteilereinheit (6;1o) zugeordneten Position zu derjenigen Position, welche der
Montageeinheit (9) zugeordnet ist, während gleichzeitig das zweitgenannte Substrat (3) von der der
Montageeinheit (9) zugeordneten Position zu der der Prüfeinheit (13) zugeordneten Position bewegt und
das an dritter Stelle genannte Substrat (31) von der
der Prüfeinheit (13) zugeordneten Position zu der der Fixiereinheit (11) zugeordneten Position bewegt
werden; und
f) Wiederholen der obengenannten Verfahrensstufen, so daß die Verteilung des Bindemittels auf -die gleichen
Punkte auf den Substraten, die Montage der elektroni-
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sehen Bauteile an den selben Positionen auf den
Substraten, die Überprüfung der Position und/oder elektrischen Eigenschaften der auf den Substraten montierten elektronischen Bauteile und die Fixage des Bindemittels auf den Substraten erfolgen.
Substraten, die Überprüfung der Position und/oder elektrischen Eigenschaften der auf den Substraten montierten elektronischen Bauteile und die Fixage des Bindemittels auf den Substraten erfolgen.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß als Fixierexnheit (11) eine thermische Fixiereinheit verwendet wird.
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