DE2949196A1

DE2949196A1 - Aufnahmevorrichtung fuer elektronische bauelemente in chip-form und verfahren zur serienweisen bereitstellung solcher bauelemente fuer fertigungsprozesse o.dgl.

Info

Publication number: DE2949196A1
Application number: DE19792949196
Authority: DE
Inventors: Fumihiko Kaneko; Koichi Nitta; Kouichi Saito
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1978-12-26
Filing date: 1979-12-06
Publication date: 1980-07-03
Also published as: DE2949196C2; GB2040569A; GB2040569B; FR2445273B1; FR2445273A1; US4298120A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Aufnahmevorrichtung für chipförmige elektronische Bauelemente und ein Verfahren zum Zuführen derartiger Bauelemente ^zu einer Aufnahmevorrichtung, zu einem Fertigungsprozeß oder dgl. Während zu früherer Zeit die meisten elektronischen Bauelemente noch Anschlußdrähte hatten, werden mit zunehmender Miniaturisierung elektronischer Geräte bereits zahlreiche elektronische Bauelemente in sog. Chip-Form verwendet, die überhaupt keine Anschlußdrähte mehr besitzen. Zur Erleichterung der Montage derartiger Bauelemente auf gedruckten Leiterplatten und dergleichen ist es erwünscht, sie reihenweise bereitzustellen.

In Fig. 1 der Zeichnung ist stark vergrößert eine als modernes chipförmiges Bauelement 1 der Elektronik ausgebildeter Kondensator, Widerstand od.dgl. dargestellt. An beiden Enden eines Bauelementkörpers 2 befindet sich je eine Anschlußelektrode 3 aus einem leitfähigen Material wie Silber od.dgl. Im Falle eines Kondensators besteht der Körper 2 aus einem dielektrischen Material, und im Falle eines Widerstands aus einem Widerstandsmaterial.

Ein derartiges chipförmiges elektronisches Bauelement 1 wird üblicherweise mit seinen äußeren Anschlußelektroden 3 direkt auf eine gedruckte Leiterplatte aufgelötet und damit mechanisch sowie elektrisch mit ihr verbunden.

Weil die Bestückung gedruckter Leiterplatten mit derartigen chipförmigen elektronischen Bauelementen möglichst automatisch durchgeführt werden soll und höchste Präzision

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erfordert, kann sie nicht manuell durchgeführt werden.

Zur Erhöhung der Bestückungspräzision sind bereits Aufnahmevorrichtungen für chipförmige elektronische Bauelemente verwendet worden. In den Figuren 2, 3 und 4 sind bekannte Aufnahmevorrichtungen vom Magazin- bzw. Palettentyp dargestellt.

Die in Fig. 2 dargestellte bekannte magazinartige Aufnahmevorrichtung 5 enthält in ihrem zylindrischen Gehäuse 4 mehrere übereinander gestapelte chipförmige elektronische Bauelemente, welche nacheinander zugeführt werden.

Die in Fig. 3 dargestellte bekannte palettenförmige Aufnahmevorrichtung 8 besteht im wesentlichen aus einer Platte 7 mit mehreren in Reihen und Kolonnen angeordneten Ausnehmungen 6 zur Aufnahme je eines chipförmigen elektronischen Bauelements 1.

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Fig. 4 zeigt eine andere bekannte magazinförmige Aufnahmevorrichtung 10, die einen oben offenen Kanal 9 bildet, worin die chipförmigen elektronischen Bauelemente 1 hintereinander aufgereiht liegen.

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Alle diese bekannten Aufnahmevorrichtungen 5, 8 und 10 sind starre Körper aus Aluminium, Kunststoff od.dgl. mit in Länge, Fläche od.dgl. festgelegten geometrischen Abmessungen. Wegen ihrer geringen Speicherkapazität müssen die Magazine 5 oder 10 oder die Palette 8 relativ häufig gewechselt werden. Bei einer automatischen Entnahme chipförmiger elektronischer Bauelemente 1 aus den Magazinen 5, 10 oder der Palette 8 ergeben sich weitere Probleme, weil

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man Einrichtungen zum Herausstoßen oder Herausziehen der elektronischen Bauelemente aus dem Magazin oder der Palette und außerdem Positioniereinrichtungen benötigt. Darüberhinaus besitzen die bekannten magazinartigen Aufnahmevorrichtungen noch den Nachteil, daß die darin aufgenommenen chipförmigen elektronischen Bauelemente 1 sich gegenseitig berühren und dabei beschädigen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend aufgeführten Nachteile durch eine verbesserte Aufnahmevorrichtung für chipförmige elektronische Bauelemente zu vermeiden, und außerdem ein Verfahren zum Zuführen chipförmiger elektronischer Bauelemente aufzuzeigen.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist vorrichtungsseitig im Patentanspruch 1 und verfahrensseitig im Patentanspruch 11 angegeben/ vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in jeweils nachgeordneten Unteransprüchen gekennzeichnet.

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung besteht darin, daß sie ein flexibles Band mit mehreren in Längsrichtung verteilten Aufnahmekammern für je ein chipförmiges elektronisches Bauelement aufweist. Die Ausnehmungen sind zumindest einseitig, vorzugsweise jedoch beiderseits durch je eine dünne Folie oder Schicht abgedeckt.

Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens können die Ausnehmungen durch einen Formprozeß in einem einstückigen bandförmigen Aufnahmeelement gebildet sein.

Nach einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann die Innenoberfläche der Ausnehmungen mit einem Klebemittel od.dgl. bedeckt sein, um das in der Ausnehmung befind-

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liehe chipförmige elektronische Bauelement mittels einer gezielt begrenzten Haltekraft am Boden der Ausnehmung zu fixieren und sicher zu positionieren.

Alternativ dazu können die Bauelemente in ihren Ausnehmungen zumindest zeitweilig durch Unterdruck fixiert werden, der über Bodenöffnungen zugeführt wird.

Nach einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann die Bodenfläche jeder Aufηahme-Ausnehmung in dem flexiblen bandförmigen Aufnahmeelement so gestaltet sein, daß sie bei Druckanwendung leicht zerstört wird. Bei dieser Ausführung ist es möglich, die Bauelemente aus der bandförmigen Aufnahmevorrichtung dadurch zu entnehmen, daß ein Druck auf das Bauelement übertragen und dadurch der Boden der Ausnehmung zerstört wird.

Nach einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, die Bodenfläche der Aufnahme-Ausnehmung mit einem elastischen Material wie Schaumgummi od.dgl. auszulegen. Auf diese Weise können einerseits Abmessungstoleranzen der eingelegten Bauelemente ausgeglichen und andererseits verschieden gestaltete Bauelemente in Ausnehmungen mit gleichen Abmessungen eingelegt und präzise positioniert werden. Außerdem schützt der Schaumgummi das eingelegte chipförmige Bauelement vor Erschütterungen und dergleichen.

Das flexible bandförmige Aufnahmeelement kann ferner mit Transportlöchern od.dgl. versehen sein, welche bei der automatischen Zuführung der eingelegten elektronischen Bauelemente nützlich sind.

Darüberhinaus bietet die erfindungsgemäße flexible Aufnahmevorrichtung für chipförmige elektronische Bauelemente

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unter anderem folgende Vorteil:

Die Anzahl der so verpackten elektronischen Bauelemente kann während der Zuführung jederzeit leicht beobachtet und überwacht werden, das erleichtert die überwachung der Verarbeitung. Ferner bleiben die in Reihe verpackten chipförmigen elektronischen Bauelemente solange vor Zersetzung oder Beschädigung geschützt, bis sie nacheinander beispielsweise auf eine gedruckte Leiterplatte aufgebracht werden. Die erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung erlaubt ferner eine Langzeit la qeruna der darin verpackten Bauelemente, weil diese darin versiegelt und gegenüber der Atmosphäre geschützt untergebracht sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die in der erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung verpackten chipförmigen elektronischen Bauelemente stabil und genau positioniert sind, Verlagerungen und dergleichen sind ausgeschlossen. Ferner können ohne weiteres Bauelemente mit verschiedenen Abmessungen in der gleichen Aufnahmevorrichtung untergebracht werden.

Das im Patentanspruch 11 angegebene erfindungsgemäße Verfahren zum Zuführen chipförmiger elektronischer Bauelemente ermöglicht die reibungslose und ungestörte aufeinanderfolgende Aufbringung chipförmiger elektronischer Bauelemente auf gedruckte Leiterplatten und dergleichen, während das die Bauelemente enthaltende flexible bandförmige Aufnahmeelement in Längsrichtung transportiert wird. Im Zuge dieser Transportbewegung können die einzelnen Bauelemente zunächst in Position gebracht und dann nacheinander an der richtigen Position aus ihrer Aufnahme-Ausnehmung entnommen werden, wenn beispielsweise eine gedruckte Leiterplatte mit ihnen bestückt wird.

Die Entnahme der Bauelemente aus der Aufnahmevorrichtung und deren Bestückung kann mittels einer automatischen Montage-

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vorrichtung durchgeführt werden.

Nachstehend werden einige die Merkmale der ERfindung aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, die auch zum Stand der Technik gehörende Ausführunaen enthält, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine maßstäblich vergrößerte Perspektivdarstellung eines chipförmigen elektronischen Bauelements,

Fig.2,3 und 4 verschiedene bekannte Vorrichtungen

zur Aufnahme derartiger chipförmiger elektronischer Bauelemente,

Fig. 5A bis 5E Perspektivansichten verschiedener Fabrikationsschritte zur Herstellung eines erfindunqs-

aemäßen Aufnahmestreifeng zur seriellen Aufnahme chipförmiger Bauelemente,
Fig. 6A den gemäß Fig. 5 hergestellten Aufnahmestreifen im aufgerollten Zustand,
Fig. 6B den gemäß Fig. 5 hergestellten Aufnahmestreifen

im zickzackförmig gefalteten Zustand, Fig. 7 eine für ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Zuführen chipförmiger elektronischer Bauelemente verwendete Zuführvorrichtung, Fig. 8, 9 und 10 Schnittansichten weiterer erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele von Aufnahmestreifen für in einer Reihe angeordnete chipförmige elektronische Bauelemente,

Fig. 11 eine Schnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Bauelemente-Aufnahmestreifens, jedoch

ohne Bauelemente dargestellt,

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Fig. 12 eine Schnittansicht des mit unterschiedliche geometrische Abmessungen aufweisenden chipförmigen elektronischen Bauelementen bestückten Aufnahmestreifens von Fig. 11, Fig. 13 eine Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aufnahmestreifens für chipförmige elektronische Bauelemente,

Fig .14 einen Schnitt im Verlauf einer Ebene XIV-XIV

von Fig. 13,

Fig. 15 eine Vorrichtung zum Zuführen der in dem Aufnahmestreifen von Fig. 13 und 14 enthaltenen chipförmigen Bauelemente,

Fig. 16 eine Separatdarstellung einer Saugkammer aus

der Vorrichtung von Fig. 15, Fig. 17 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt aus

der Vorrichtung von Fig. 15,

Fig. 18 einen Schnitt durch eine Abwandlung des Haltestreifens von Fig. 13 und 14,

FIg. 19 eine Draufsicht auf ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Aufnahme

streifens für chipförmige Bauelemente,

Fig. 20 einen Schnitt im Verlauf einer Ebene XX-XX von Fig. 19, und

Fig. 21 eine Vorrichtung zum Zuführen der in dem Aufnahmestreifen von Fig. 19 und 20 enthaltenen

Reihe chipförmiger elektronischer Bauelemente.

In den Fig.5A bis 5E ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aufnahmestreifens zur Aufnähme einer Reihe chipförmiger elektronischer Bauelemente in mehreren aufeinanderfolgenden Fabrikationsschritten dargestellt. Tragendes Element dieses Aufnahmestreifens ist ein aus Papier, Kunststoff, Metall wie Stahl oder Aluminium, Gummi, vorzugsweise aus einem flexiblen Material gerolltes

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oder gewalztes Band 11, welches in Längsrichtung von in gleichmäßigen Abständen entfernten und voneinander getrennten öffnungen 12 durchsetzt ist. Diese öffnungen 12 sind beispielsweise gleichzeitig mit daneben angeordneten und die gleichen Abstände aufweisenden Transportlöchern 13 durch das Band 11 gestanzt worden. Dadurch wird eine hohe Lagegenauigkeit erzielt, die für das automatische Einbringen elektrischer Bauelemente in das Band 11 günstig ist.

Oberseitig sind die öffnungen 12 unter Aussparung der Transportlöcher 13 mit einer vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden dünnen Deckfolie 14 abgedeckt, die entweder durch Wärmeeinwirkung auf der Oberseite des Bandes 11 verschweißt oder mittels eines Klebers befestigt ist. Bei dem Befestigungsvorgang der Deckfolie 14 wird selbstverständlich dafür Sorge getragen, daß in den öffnungen 12 befindliche chipförmige elektronische Bauelemente nicht an der Deckfolie 14 festkleben. Beim thermischen Versiegeln wird man deshalb nicht die gesamte Deckfolie 14, sondern beispielsweise nur die beiden Außenrandbezirke des Bandes 11 örtlich erhitzen.

Gemäß Fig. 5D werden chipförmige elektronische Bauelemente 1 einzeln in die einseitig mit der Deckfolie 14 verschlossenen öffnungen 12 eingesetzt, und dann wird gemäß Fig. 5E auch noch die andere Oberfläche des Bandes 11 unter Freilassung der Transportlöcher 13 mit einer zweiten dünnen Deckfolie 15 verschlossen.

Anschließend wird der gemäß Fig. 5E fertiggestellte Aufnahmestreifen 16 für eine Reihe chipfönniger Bauelemente spiralförmig auf einen Kern 17 (Fig. 6A) oder eine Spule 18 (Fig. 7) aufgewickelt. Stattdessen kann der Aufnahmestreifen 16 mit der Reihe chipförmiger Bauelemente von geeigneter

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Länge auch im Zickzack gefaltet werden, siehe Fig. 6B.

Ein solcher mit einer Vielzahl chipförmiger elektronischer Bauelemente 1 bestückter Aufnahmestreifen 16 kann zum Versand gebracht und in eine automatische Montagevorrichtung eingelegt werden. In einer bestimmten Streifenlänge ist eine entsprechende Anzahl von Bauelementen enthalten, die als Vorrat für einen längeren Montagezeitraum dienen kann.

Wenn die elektronischen Bauelemente verarbeitet werden sollen, wird der Aufnahmestreifen 16 unter Ausnutzung der Transportlöcher 13 in einer automatischen Montagevorrichtung weiterbewegt, und dabei werden die Deckfolien 14 und 15 vom Band 11 abgestreift, um die chipförmigen Bauelemente 1 einzein und aufeinanderfolgend zu entnehmen.

Die in Fig. 7 schematisch dargestellte Zuführvorrichtung dient zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrene zum Zuführen chipförmiger elektronischer Bauelemente. Von der bereits erwähnten Vorratsspule 18 wird der Aufnahmestreifen 16 mit der darin enthaltenen Reihe von elektronischen Bauelementen mittels einer Transportstufe 21 in Pfeilrichtung 19 über eine Führung 20 gezogen. Ein intermittierend angetriebenes Förderband 22 der Transportstufe 21 besitzt in entsprechenden Abständen angeordnete Zähne 23, welche in die Transportlöcher 13 (Fig. 5E) des Aufnahmestreifens 16 eingreifen, während sie eine Förderstrecke 24 durchlaufen.

Diese Förderband-Anordnung von Fig. 7 könnte auch einfach durch ein Förderrollenpaar ersetzt werden, welches den Aufnahmestreifen 16 von beiden Seiten sandwichartig einklemmt und transportiert. In einem solchen Fall könnte auf

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die Transportlöcher 13 verzichtet werden, wenn das Transportrollenpaar beispielsweise am Umfang verzahnt ist, um einen schlupffreien Transport zu ermöglichen.

Bei der Montagevorrichtung von Fig. 7 wird mittels Federn 25 ein Druckstück 26 gegen die Oberfläche des Förderbandes 22 gedrückt, um die Zähne 23 im Eingriff mit den Transportlöchern 13 zu halten. Während des Transportes des Aufnahmestreifens 16 durch die Montagevorrichtung wird seine obere Deckfolie 15 um eine Abziehrolle 27 herum vom Streifen gelöst und von einer in geeigneter Weise angetriebenen Aufwickelspule 29 unter Aufbringung einer Zugkraft aufgewickelt. In Transportrichtung hinter der Abziehrolle 27 befindet sich ein Saugkopf 30, der unter Anwendung eines Unterdruckes jeweils ein freigelegtes chipförmiges elektronisches Bauelement 1 ansaugt, festhält und beispielsweise auf eine nicht dargestellte gedruckte Leiterplatte überträgt. Der leere Aufnahmestreifen 16 wird über eine Führung 31 in Pfeilerichtung 32 abtransportiert.Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren zum Zuführen chipförmlger elektronischer Bauelemente wird das Band 11 mit der darin enthaltenen Bauelement-Reihe in Längsrichtung transportiert und dabei werden die einzelnen Bauelemente 1 auf eine gedruckte Leiterplatte oder dergleichen übertragen.

Fig. 8 zeigt eine andere erfindungsgemäße Ausführung eines Aufnahmestreifens für chipförmige elektronische Bauelemente in Reihenanordnung mit einem Band 35, welches zwei nebeneinanderliegende Reihen von öffnungen 33 und 34 zur Aufnahme von Bauelementen besitzt. Wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind beide Seiten dieses Bandes 35 mit je einer Deckfolie 36 bzw. 37 soweit bedeckt, daß am Rand liegende Transportlöcher 38 frei bleiben. Dieses

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Ausführungsbeispiel kann also pro Längeneinheit des Bandes 35 die doppelte Anzahl chipförmiger elektronischer Bauelemente 1 aufnehmen. Durch entsprechende Anordnung von öffnungen 33/ 34 ... können zwei oder mehr Reihen von Bauelementen nebeneinander untergebracht werden.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele von Aufnahmestreifen sind lediglich Beispiele, auf welche sich die Erfindung keineswegs beschränkt. So können beispielsweise zwei oder mehrere Reihen von Transportlöchern am Streifen sein, oder die Transportlöcher können durch am Rand des Bandes oder Streifens in gleichmäßigen Abständen verteilte Nasen oder Vertiefungen ersetzt sein. Ferner ist es selbstverständlich möglich, pro öffnung für ein Bauelement mehrere Transportlöcher od.dgl. anzuordnen. Die Teilung der Transportlöcher od.dgl. braucht auch nicht mit der Teilung der öffnungen für die Bauelemente übereinzustimmen. Auch ist es nicht unbedingt notwendig, daß beim Fertigungsprozeß des Aufnahmestreifens die Transportlöcher od.dgl. frei liegen müssen. Sie können vielmehr ursprünglich bedeckt sein. In diesem Fall werden sie vor dem Einlauf in die Transportstufe der Montagevorrichtung durch einen Haken, einen Stößel od. dgl. freigelegt.

Bei dem in Fig. 5A bis 5E dargestellten Aufnahmestreifen berührt die Deckfolie 14 nicht die chipförmigen elektronischen Bauelemente 1. Ein leichter Kontakt zwischen Folie und Bauelement ist jedoch möglich. Beispielsweise kann die Deckfolie 14 ein viskos ausgebildeter Klebestreifen sein, welcher den Boden der öffnung 12 im Band 11 bildet und so das in der öffnung 12 befindliche chipförmige Bauelement 1 mittels einer geringen Klebekraft festhält. Beim Entnehmen der Bauelemente aus der öffnung wird diese bewußt begrenzte Klebekraft überwunden.

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Da jedes chipförmige elektronische Bauelement 1 in seiner öffnung 12 bzw. 33, 34 genau zentriert und lagerichtig gehalten ist, kann das Entnehmen und Übertragen der Bauelemente durch die automatische Montagevorrichtung von Fig. 7 mit äußerster Genauigkeit erfolgen. Die zuvor erläuterte Klebekraft der unteren Deckfolie 14 verhindert, daß die Bauelemente auf der Förderstrecke zwischen der Abziehrolle und dem Saugkopf 30 durch äußere Einflüsse wie Schwingungen, Luftbewegungen od.dgl. aus ihrer öffnung geschleudert werden, bevor sie der Saugkopf 30 erfassen kann.

Nachstehend werden weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Aufnahmestreifen erläutert. In Fig. 9 enthält ein Band 39 mehrere in gleichmäßigen Abständen über seine Längsrichtung verteilte und voneinander abgegrenzte Ausnehmungen 40, deren innere Bodenfläche entweder mit einem Klebemittel 41, einem viskosen Medium oder einem doppelseitigen Klebeband ausgelegt ist, so daß diese innere Bodenfläche ein in die Ausnehmung 40 gelegtes elektronisches Bauelement 1 mittels einer Klebekraft festhält.

Fig. 10 zeigt ein ähnliches dünnes Band 42 mit in gleichmäßigen Abständen verteilten konkaven Ausnehmungen 43, deren innere Bodenoberfläche mit einem Klebemittel 44, einem Viskosemittel oder einem doppelseitigen Klebeband belegt ist, um jeweils ein elektronisches Bauelement mittels Klebekraft darin festzuhalten.

Somit werden bei den Ausführungen gemäß Fig. 9 und 10 die Aufnahmevertiefungen für chipförmige elektronische Bauelemente 1 nur durch das Band 39 bzw. 42 gebildet, während sie bei der Ausführung von Fig. 5 durch das Band 11 und die eine Deckfolie 14 begrenzt war. Folglich wird bei der Aus-

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führung gemäß Fig. 9 beispielsweise eine Deckfolie 14 eingespart. Die Ausnehmungen 40 in dem Band 39 werden beispielsweise durch Formen eines Materials wie Kunststoff, Gummi od.dgl., oder durch Pressen eines Blechmaterials aus Stahl, Aluminium od.dgl. hergestellt.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 10 werden die Ausnehmungen 43 durch einen Ziehvorgang des dünnen Bandes 42 hergestellt. Auch hierbei entfällt die eine Deckfolie 14 gemäß Fig. 5. Das gezogene dünne Bandmaterial 42 kann Papier, Kunststoff, Gummi, dünnes Stahl- oder Aluminiumblech od.dgl. sein.

Der gemäß Fig. 9 oder 10 hergestellte Aufnahmestreifen wird selbstverständlich oberseitig in ähnlicher Weise wie gemäß Fig. 5A bis 5E durch eine Deckfolie verschlossen.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Aufnahmestreifen für chip-förmige elektronische Bauelemente in einer Reihe ist in Fig. 11 leer, und in Fig. 12 mit ungleichmäßig gestalteten chipförmigen elektronischen Bauelementen 1a bis 1c gefüllt dargestellt. Dieser Aufnahmestreifen 45 ist im wesentlichen vierlagig aufgebaut, nämlich aus einem oberen Band 46, einer Grundplatte 47, einer Schwammschicht 48 und einem unteren Band 49, die miteinander verklebt sind. Ein besonderes Merkmal dieser Ausführung ist die Schwammschicht 48, die aus einem schwammartig weich geschäumten Kunstharz hergestellt sein kann. Das obere Band 46, die Grundplatte und das untere Band 49 können aus flexiblen Materialien wie Papier, Kunststoff, Metall od.dgl. hergestellt sein. Mehrere in Längsrichtung der Grundplatte 47 verteilte öffnungen 50 bilden jeweils eine von dem oberen Band 46, der Grundplatte und der Schwammschicht 48 umschlossene Kammern 51 zur Auf-

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nähme jeweils eines chipförmigen elektronischen Bauelements.

Gemäß Fig. 12 befinden sich in verschiedenen Kammern 51 chipförmigen elektronische Bauelemente 1a, 1b bzw. 1c mit unterschiedlichen Abmessungen, jedoch genau definierter Lage. Bauelement 1b ist dicker als 1a, und Bauelement 1c viel dicker als 1b, jedoch werden die unterschiedlichen geometrischen Abmessungen durch die Schwammschicht 48 vorteilhaft ausgeglichen, so daß sehr verschiedene chipförmige elektronische Bauelemente 1a, 1b, 1c usw. in den umschlossenen Kammern 51 desselben Aufnahmestreifens 45 untergebracht werden können.

Da in der Praxis chipförmige elektronische Bauelemente nur etwa 1 mm dick sind, werden die geometrischen Dickenabmessungen höchstens Unterschiede von etwa 0,2 mm aufweisen. Wegen dieses geringen Toleranzbereichs genügt auch eine relativ dünne Schwammschicht 48. Selbstverständlich können auf diese Weise auch unterschiedliche Arten von elektronischen Bauelementen mit sehr abweichenden geometrischen Abmessungen in einer Reihe hintereinander in einem solchen Aufnahmestreifen 45 untergebracht werden.

Bei dem in Fig. 11 und 12 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das untere Band 49 über die Schwammschicht 48 an der Grundplatte 47 festgeklebt. Meist reicht eine Schwammschicht 48 auf einer Seite der Kammer 51 aus. Abweichend davon könnte der Aufnahmestreifen 45 auch nur aus dem oberen Band 46, der Grundplatte 47 und der Schwammschicht 48 gebildet sein, wenn auf ein unteres Band 49 verzichtet wird.

Da bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 11 und 12 die einzelnen Bauelemente durch weichen Schaumgummi geschützt sind,

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können sie auf dem Transportweg oder während der Bestükkung bis zur eigentlichen Montage nicht beschädigt werden. Auch macht es diese Ausführung möglich, verschiedene chipartige elektronische Bauelemente mit unterschiedlichen Abmessungen und unterschiedlichen Eigenschaftn in einem einzigen Aufnahmestreifen 45 unterzubringen und zu montieren.

Das in Fig. 13 und 14 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aufnahmestreifens 5 3 für eine Reihe chipförmiger Bauelemente 1 ist dreilagig aus einem oberen Band 54, einer mehrere Kammern 52 zur Aufnahme je eines Bauelementes bildenden Grundplatte 55 und einem unteren Band 56 zusammengesetzt. Diese drei Lagen 54, 55 und 56 sind miteinander verklebt. Die Grundplatte 55 enthält mehrere rechteckige öffnungen 57, die in Längsrichtung in gleichen Abständen verteilt sind und die bereits erwähnten Aufnahmekammern 52 bilden. Oben und unten sind die Kammern 52 durch die Bänder 54 bzw. 56 verschlossen, so daß jedes darin befindliche Bauelement sauber ausgerichtet bleibt.

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Aus weiter unten in Verbindung mit dem Montageverfahren erläuterten Gründen ist das untere Band 56 im Bereich jeder Aufnahmekammer 52 mit einer kleinen Saugöffnung 58 versehen, durch die das Bauelement 1 nicht hindurchfallen kann.

Innerhalb dieses Aufnahmestreifens 53 bilden die chipförmigen elektronischen Bauelemente 1 eine Reihe 59. Fig. zeigt eine an diese Aufnahmestreifen-Ausführung angepaßte Transportstufe 21 aus der im übrigen gemäß Fig. 8 gestalteten Montagevorrichtung. Unterhalb des die Förderstrecke 24 in Fig. 15 durchlaufenden Förderbandes 22 befindet sich eine in Fig. 16 separat und perspektiv dargestellte Saug-

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kanuner 60. Diese Saugkammer 60 ist in Fig. 17 nocheinmal vergrößert und zusammen mit entsprechenden Teilen der Montagevorrichtung und des Aufnahmestreifens 53 dargestellt.
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Der Aufnahmestreifen gemäß Fig. 13 und 14 mit der darin untergebrachten Reihe 59 chipförmiger elektronischer Bauelemente wird durch die Transportstufe 21 in der Zeichnung nach rechts befördert und erreicht dabei zuerst die Abziehrolle 27 und dann die einen relativ großen Bereich der Förderstrecke 24 überspannende Saugkammer 60. Diese besitzt oberseitig eine über einen Anschluß 62 mit einer Unterdruckquelle verbundene Saugöffnung 61 von gegebener Länge. Die Unterdruckquelle ist beispielsweise eine Vaku-

15 umpumpe.

Gemäß Fig. 17 ist die Saugöffnung 61 der Saugkammer den Saugöffnungen 58 im unteren Band 56 des Aufnahmestreifens 53 zugekehrt. Auf diese Weise werden die in den Aufnahmekammern 52 befindlichen chipförmigen elektronischen Bauelemente 1 unmittelbar hinter der Stelle, wo das obere Band 54 durch die Abziehrolle 27 entfernt wird, mittels Unterdruck gegen den Kammerboden im Bereich der Saugöffnung 58 gepreßt. Auf diese Weise wird vorteilhaft verhindert, daß aufgrund von Erschütterungen, Luftbewegungen od.dgl. Bauelemente aus geöffneten Kammern herausgerissen werden.

Der einen Zkylus von Vertikal- und Seitwärtsbewegungen ausführende Saugkopf 30 holt die chipförmigen elektronischen Bauelemente 1 einzeln und nacheinander aus ihren geöffenten Kammern 52 und setzt sie beispielsweise auf eine nicht dargestellte gedruckte Leiterplatte. Der Saugkopf 30 hat eine so große Saugkraft, daß er die Unterdruck-Haltekraft der

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Saugkammer 60 überwinden und die Bauelemente entnehmen kann.

Abweichend von der beschriebenen und dargestellten Ausführung könnte auch das obere Band 54 geeignete Luftöffnungen enthalten, um bereits vor dem Abstreifen des oberen Bandes eine Saugwirkung auf die Kammer 52 ausüben zu können. Nach einer weiteren Abwandlung könnte das obere Band 54 statt abgedichtet unter Freilassung eines Spaltes an der Grundplatte 55 befestigt sein. Dieser Spalt könnte beispielsweise durch Rillen in der Oberseite der Grundplatte 55 gebildet sein.

Der in Fig. 18 dargestellte Aufnahmestreifen 63 ist eine Abwandlung gegenüber dem AusfUhrungsbeispiel von Fig. 13, 14. Dieser Aufnahmestreifen 63 besteht nur aus zwei Lagen, nämlich einem oberen Band 64 und einem unteren Band 65, die beide aus einem flexiblen Material wie beispielsweise Papier, Kunststoff, Metall od.dgl. hergestellt sind. In das untere Band 65 sind durch einen Zieh- oder Warmpreßvorgang Näpfe 66 eingeformt, welche jeweils eine Aufnahmekammer 67 für ein Bauelement 1 bilden. Jede Aufnahmekammer 67 besitzt in ihrer Unterseite eine Saugöffnung 68, welche im wesentlichen die gleiche Funktion wie die in Verbindung mit Fig. 13 und 14 beschriebene Saugöffnung 58 hat.

Ein weiterer, in Fig. 19 und 20 dargestelleter Aufnahmestreifen 69 für eine Reihe 71 chlpförmiger elektronischer Bauelemente 1 ist dreilagig aus einem oberen Band 72, einer Grundplatte 73 und einem unteren Band 74 hergestellt. Während das obere Band 27 und die Grundplatte 73 aus flexiblen Materialien wie Papier, Kunststoff, Metall od.dgl. bestehen, ist das untere Band 74 vorzugsweise eine Aluminiumfolie. Mehrere

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in Längsrichtung der Grundplatte 73 angeordnete öffnungen bilden Aufnahmekammern 70 für je ein Bauelement 1, die durch das obere und untere Band 72, 74 abgeschlossen sind.

Bei der Herstellung dieser Bauelemente-Reihe 71 werden chipförmige elektronische Bauelemente 1 in die öffnungen 75 der Grundplatte 73 eingelegt, an deren Unterseite bereits das untere Band 74 angeklebt ist. Die so gefüllten Aufnahmekammern 70 werden dann durch Festkleben des oberen Bandes 72 auf der Oberseite der Grundplatte 73 verschlossen. Zum Verkleben der Bänder 72 und 74 an der Grundplatte 73 wird vorzugsweise ein Klebemittel benutzt, wobei vorzugsweise nicht die Gesamtoberfläche, sondern nur der in Fig. 19 mit 76 und 76a bezeichnete Linienbereich mit Klebemittel beschichtet ist. Wird statt eines Klebstoffes eine Thermoschweißung angewendet, dann erfolgt auch diese vorzugsweise nur im Verlauf der Linien 76 und 76a. Auf diese Weise werden die bereits in die Aufnahmekammern 70 eingeführten elektronischen Bauelemente vom Klebeprozeß verschont.

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Wie zuvor erwähnt, besteht das untere Band 74 vorzugsweise aus einer Aluminiumfolie, einer Papierschicht oder ähnlichen Materialien, die sich durch Eindrücken leicht zerstören lassen. Zwar lassen sich Kunststoffmaterialien wegen ihrer größeren Dehnfähigkeit nicht so leicht zerreißen, aber wenn beispielsweise das untere Band 74 vorher perforiert wird, läßt es sich auch bei Verwendung von Kunststoff leicht bei Druckanwendung zerstören.

Abweichend von dem beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiel können die Grundplatte 73 und das untere Band 74 auch einteilig hergestellt und nur der Bodenabschnitt so dünn ausgebildet sein, daß er mit Hilfe einer Perforation leicht durchbrochen werden kann.

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Zur Verarbeitung des Aufnahmestreifens 69 von Fig. 19, 20 kann die in Fig. 21 schematisch und teilweise vergrössert dargestellte Montagevorrichtung verwendet werden. Der die Reihe 71 von elektronischen Bauelementen enthaltende Aufnahmestreifen 69 ist auf einer drehbar gelagerten Vorratsspule 18 aufgewickelt und wird durch eine nicht dargestellte Transporteinrichtung intermittierend in Pfeilrichtung 77 bewegt. Hierfür kann entweder ein Förderband oder ein den Aufnahmestreifen einklemmendes Förderrollenpaar verwendet werden. Zu Transportzwecken kann der Aufnahmestreifen 69 mit Transportlöchern versehen sein, in die Vorsprünge der Fördereinrichtung eingreifen, welche für den richtigen Transportvorschub des Aufnahmestreifens 69 sorgen.

Im Verlauf der durch die Pfeilrichtung 77 angegebenen Förderstrecke befindet sich eine Abziehrolle 78, über deren Umfang des obere Band 72 vom Aufnahmestreifen 69 gelöst und in Pfeilrichtung 79 voneiner angetriebenen Aufweickelspule 80 aufgenommen wird. In Transportrichtung hinter der Abziehrolle 78 befindet sich ein vertikal bewegbarer Stempel 81, der bei jedem Abwärtshub 82 ein chipförmiges elektronisches Bauelement 1 erfaßt, dabei das untere Band 74 zerreißt und das Bauelement in eine trichterförmige öffnung einer Führung 83 drückt. Durch diese Führung 83 wird das herausgelöste Bauelement an die vorgesehene Stelle einer gedruckten Leiterplatte 84 gesetzt.

Gemäß Fig. 21 wird der Stempel 81 vorzugsweise mit seiner gesamten unteren Stirnfläche auf die Oberfläche des chipförmigen Bauelementes 1 gesetzt. Diese breite Auflagefläche verhindert ein Verkanten des Bauelementes 1. Gemäß Fig. 21 ist der Stempel 81 ein Hohlzylinder, an dessen Mittelbohrung während einer Ubertragungsperiode des Bauelementes 1 auf die Leiterplatte 84 ein Unterdruck wirkt. Auf

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diese Weise erfolgt die übertragung des chipförmigen elektronischen Bauelements 1 mit höchster Genauigkeit und Zuverlässigkeit.

Bei der vorhergehenden Beschreibung der verschiedenen Aufnahmestreifen-Ausführungen wurden mehrfach Transportlöcher im Aufnahmestreifen erwähnt. Es besteht jedoch eine Möglichkeit, auf separate Transportlöcher zu verzichten und stattdessen die Aufnahmeöffnungen für die Bauelemente bei der übertragung der Förderbewegung auszunutzen, nachdem das obere Band bzw. die obere Deckfolie entfernt und die elektronischen Bauelemente entnommen worden sind. Durch diese vorteilhafte Lösung werden alle Probleme vermieden, die sonst durch Lagefehler zwischen Transportlöchern und Aufnahmeöffnungen entstehen können. Dadurch wird die Zuführgenauigkeit der Reihe elektronischer Bauelemente noch erhöht.

Ferner könnten auch rechtwinklige oder schräge Außenflächen von Aufnahmestreifen-Vertiefungen, wie sie die in Fig. 10 bzw. 18 dargestellten Ausführungen haben, beim Transport der Reihe elektronischer Bauelement vorteilhaft ausgenutzt werden.

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Claims

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

Beim Eurepilachen Patentamt zugelaeeene Vertreter Prof. Repreaentatlve» before the European Patent Office - MandaUlree agreee pree l'Offloe european dee brevet«

Dipl.-Chem. Dr. N. tar Meer Dipl.-Ing. F. E. Müller Trittstrasse 4, D-8000 MÖNCHEN 22

Dlpl.-Ing. H. Steinmeister

Siekerwall 7 biekerwaii 7, 0-4800 BIELEFELD 1

FP-0964
Mü/Gdt/vL

6. Dezember 1979

Murata Manufacturing Co., Ltd. 26-10, Tenj in 2-chome, Nagaokakyo-shi, Kyoto-fu, Japan

Aufnahmevorrichtung für elektronische Bauelemente in Chip-Form und Verfahren zur serienweisen Bereitstellung solcher Bauelemente für Fertigungsprozesse

oder dergleichen

Prioritäten: 26. Dezember 1 978, Japan, Ser.Nr. 1 63580/1 978 26. Dezember 1 978, Japan, Ser.Nr. 1 63581/1 978 26. Dezember 1 978, Japan, Ser.Nr. 1 63582/1 978 18. Januar 1 979, Japan, Ser.Nr. 5100/1 979 9. Januar 1 979, Japan, Ser.Nr. 2471/1 979

PATENTANSPRÜCHE

1.) Aufnahmevorrichtung für chipförmige elektronische Bauelemente, gekennzeichnet durch ein flexibles bandförmiges Aufnahmeelement (11; 39; 47; 55; 65; 73) mit in mindestens einer in der Längsrichtung des Elementes verlaufenden Reihe angeordneten und durch eine erste Abdeckung (z.B. 14; 36; 42; 48; 56; 65; 74)

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bedeckten Ausnehmungen (12; 40; 50; 57; 66; 75) zur Aufnahme jeweils eines chipförmigen elektronischen Bauelementes (1).

2. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen durch öffnungen (z.B. 12) in dem bandförmigen Aufnahmeelement (z.B. 11) gebildet und endseitig durch eine zweite Abdeckung (z.B. 15) überdeckt sind.

3. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (z.B. 66) durch einen Formprozeß in einem einstückigen bandförmigen Aufnahmeelement (65) gebildet sind (Fig. 18).

4. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekenn ze ichnet, daß die innere Bodenoberfläche der Ausnehmungen (z.B. 40) durch ein Klebemittel oder ein viskoses Medium (41) gebildet bzw. mit einem solchen bedeckt ist.

5. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Abdeckung (15; 37; 46; 54; 64; 72) eine mit der Oberfläche des bandförmigen Aufnahmeelementes (z.B. 11) verklebte oder verschweißte Folie bzw. Schicht ist.

6. Aufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Ausnehmungen (z.B. 12) so präpariert ist, daß er leicht durchbrochen werden kann.

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7. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche der Ausnehmungen (50) durch eine elastische Schicht (48) gebildet ist.

8. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche der Ausnehmungen (57; 66) eine öffnung (58; 68) aufweist, die an einen Unterdruck anschließbar ist.

9. Aufnahmevorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Aufnahmeelement (z.B. 11) Transportlöcher (13) zur übertragung der in dem Element enthaltenen Reihe (59; 71) chipförmiger elektronischer Bauelemente (1) aufweist.

10. Aufnahmevorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme-Ausnehmungen (33, 34) in mehreren Reihen angeordnet sind (Fig. 8).

11. Verfahren zum Zuführen von chipförmigen elektronischen Bauelementen zu einer Montagevorrichtung oder dgl., dadurch gekennzeichnet, daß

- zur Bildung mindestens einer Reihe von chipförmigen elektronischen Bauelementen ein flexibles bandförmiges Element präpariert wird, welches mehrere hintereinander liegende und zumindest einseitig mit einer Abdekkung bedeckte Ausnehmungen zur Aufnahme je eines Bauelementes enthält,

- die so gebildete Reihe aus den chipförmigen elektronischen Bauelementen in ihrer Längsrichtung transportiert wird, um die Bauelemente nacheinander zuzuführen,

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- die Abdeckung von dem bandförmigen Element abgezogen und die chipförmigen elektronischen Bauelemente aus einer ersten festgelegten Position entnommen, und

- die entnommenen Bauelemente

in eine zweite festgelegte Position überführt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die so gebildete Reihe chipförmiger elektronischer Bauelemente aufgerollt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die so gebildete Reihe chipförmiger elektronischer Bauelemente in gewünschten Abständen gefaltet und zickzack-förmig gestapelt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß das bandförmige Element mit Transportlöchern versehen und unter Benutzung derselben die gebildete Reihe chipförmiger elektronischer Bauelemente in Längsrichtung befördert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die so gebildete Reihe chipförmiger elektronischer Bauelemente dadurch transportiert wird, daß in die Aufnahme-Ausnehmungen des bandförmigen Elementes eingegriffen wird, nachdem die Bauelemente aus ihnen entnommen wurden.

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16. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Reihe von chipförmigen elektronischen Bauelementen eine dünne Folie bzw. Schicht so nach einer Seite ausgewölbt wird, daß die Aufnahme-Ausnehmungen entstehen; und daß die Reihe der chipförmigen elektronischen Bauelemente unter Erfassung der ausgewölbten Folienabschnitte transportiert wird.

17. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche der Aufnahme-Ausnehmungen so gestaltet wird, daß sie leicht durchstoßbar ist, und daß die chipförmigen elektronischen Bauelemente bei ihrer Entnahme so nach unten gepreßt werden, daß dabei die Bodenfläche der Aufnahme-Ausnehmung zerstört wird.

18. Verfahren nach Anspruch 11,

dadurch gekennzeichnet, daß bei der Entnahme der chipförmigen elektronischen Bauelemente zuerst die obere Abdeckung abgenommen und danach das in der Ausnehmung befindliche chipförmige elektronische Bauelement nach oben entnommen wird.

19. Verfahren nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß die chipförmigen elektronischen Bauelemente mittels einer Saugeinrichtung entnommen werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß die chipförmigen elektronischen Bauelemente mittels einer relativ geringen Klebkraft an der Bodenfläche ihrer Aufnahme-Ausnehmung fixiert werden, und daß die Herausnahme der chipförmigen elektronischen Bauelemente unter Überwindung dieser Klebkraft erfolgt.

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21. Verfahren nach Anspruch 18,

dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche der Aufnahme-Ausnehmungen über öffnungen mit einer Unterdruckquelle verbunden ist, welche einen relativ geringen Unterdruck erzeugt, welcher bei der Entnahme der in ihren Ausnehmungen befindlichen chipförmigen elektronischen Bauelemente überwindbar ist.

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