DE29810313U1 - Vorschubeinheit - Google Patents
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Description
P.O.BOX192438 ■ D-01282Dresden 08. Juni 1998
Telefon +49(0)3 51.3 18 18-0
Telefax +49(0)3 51.3 18 1833
Telefax +49(0)3 51.3 18 1833
Hesse & Knipps GmbH
33100 Paderborn
Die Erfindung betrifft eine Vorschubeinheit zum Bewegen von beliebigen Bauteilen über geringe Distanzen, vorzugsweise zum
Bewegen von Drahtklammern oder Drahtzangen an Drahtbondern, insbesondere zum Vorschub des Bonddrahtes mit Hilfe von Drahtklammern
bzw. Drahtzangen an Ultraschall-Drahtbondern.
Für die Ausführung von Drahtbondvorgängen mit Hilfe von Drahtbondvorrichtungen
ist es insbesondere bei Ultraschall-Drahtbondvorrichtungen notwendig, den Bonddraht - üblicherweise
Aluminium-Bonddraht - unter das Wedge,.bzw. das Drahtbondwerkzeug vorzuschieben, so daß die erste Bondung bzw. Verbindung
mit Hilfe von Ultraschalleinwirkung hergestellt werden kann. Der Vorgang des Vorschubes des Bonddrahtes wird mit Hilfe der
Drahtzange ausgeführt. Anschließend muß der Bonddraht zum Ziehen der Drahtbrücke zum zweiten Bondkontakt von der Drahtzange
freigegeben werden, so daß der Bonddraht von einer Vorratsspule abgezogen werden kann. Nach Erreichen der zweiten
Bondstelle, oder deren geringfügigem Überfahren muß der Bonddraht wieder festgehalten werden, damit eine notwendige
Schleife (loop) gelegt werden kann und nach der Ausführung der zweiten Bondung abgerissen werden kann. Für die notwendige
Bewegung der Drahtzange werden beispielsweise Kurvenscheiben (bei größeren notwendigen Bewegungen) oder auch Magnetantriebe
(bei kürzeren schnelleren Bewegungen) verwendet, wobei die Drahtzange selbst in geeigneten Führungen, wie Linearführun-
gen, geführt werden muß.
Als Magnetantriebe kommen beispielsweise Tauchspulantriebe
oder auch Voice-Coil-Antriebe in Betracht, die jedoch den besonderen Nachteil aufweisen, daß diese Antriebe mechanisch
nicht sehr steif sind, d.h. bei einer schnellen Bewegung des Bondkopfes, wie dies bei Drahtbondern mit drehbarem Bondkopf
der Fall ist, leicht aus ihrer Grundstellung ausgelenkt werden. Diese Auslenkung kann dann zu Fehlern bei nachfolgenden
Bewegungen oder auch zu Positionierproblemen führen. Darüberhinaus muß bei derartigen Antrieben auf Festanschläge gearbeitet
werden, die erheblich verschleiß-behaftet sind. Daraus
resultiert auch die Notwendigkeit, die Festanschläge einstellbar auszuführen, was wiederum den Einstell- und Wartungsaufwand
erheblich vergrößert.
Um diese Nachteile weitgehend zu beseitigen, kann grundsätzlich auch ein Antrieb vorgesehen werden, der piezoelektrisch
betätigt wird. Beispielsweise sind hier Antriebe mit Stapeltransistoren
denkbar, mit denen die nötigen Bewegungen realisiert werden können.
Ein derartiges piezoaktuatorisches Antriebs- bzw. Verstellelement ist aus der DE 44 45 642 Al bekannt geworden. Hierzu
sind zwei Stapeltranslatoren nebeneinander angeordnet, wobei die jeweils unteren Enden über Festkörpergelenke mit einem
Schenkel verbunden sind. Die oberen Enden der Stapeltranslatoren sind in einer biegesteifen Traverse befestigt, die
über ein Festkörpergelenk mit einem oberen Schenkel verbunden ist. Die beiden Schenkel sind zu einem Festkörperparallelogramm
miteinander verbunden.
Werden beide Stapeltranslatoren mit unterschiedlichen elektrischen
Spannungen beaufschlagt, so wird eine seitliche Auslenkung
des Festkörperparallelogrammes bewirkt. Die Größe der seitlichen Auslenkung wird von der angelegten elektrischen
Spannung und der Spannungsdifferenz zwischen beiden Stapeltranslatoren
bestimmt.
Ein derartiges Antriebs- bzw. Verstellelement ist sehr kompliziert
aufgebaut und daher teuer in der Herstellung. Darüberhinaus besitzt dieses Verstellelement in der Grundstellung
nur eine ungenügende Steifigkeit. Damit ist ein solches Antriebselement für den Antrieb von Drahtzangen, insbesondere
für drahtzangen an Drehkopfbondern, nicht geeignet.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine preiswert herzustellende Vorschubeinheit zu schaffen, die eine ausreichende
Systemsteifigkeit gewährleistet und die eine präzise und schnelle programmierbare Positionierung ermöglicht.
. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung wird bei einer Vorschubeinheit der eingangs genannten Art gelöst durch
ein übersetzendes Festkörperparallelogramm mit einer in diesem angeordneten Antriebseinheit, die mit einem vorgegebenen Anstellwinkel
von kleiner 90° und größer 45° durch das übersetzende Festkörperparallelogramm verläuft und an jeweils einem
von zwei parallel liegenden biegesteifen Schenkeln gelenkig angelenkt ist, wobei die Schenkel über federnde Elemente miteinander
verbunden sind.
Eine derartige Vorschubeinheit läßt sich kostengünstig fertigen und weist bereits eine verhältnismäßig große Systemsteifigkeit
auf, die sich erheblich vergrößert, wenn als Antriebseinheit ein Stapeltranslator verwendet wird. Bei einer
derartigen Positioniereinheit kann innerhalb des Stellbereiches jede beliebige Position als Nullstellung bzw. Ausgangsposition
durch elektrische Stellgrößen vorgegeben werden. Das bedeutet aber auch, daß jegliche Anschläge entfallen können.
Zur Vermeidung von relativ zueinander bewegten und damit Verschleiß
verursachenden Teilen ist es von Vorteil, wenn der Stapeltranslator im Bereich seiner Enden über Festkörpergelenke
mit dem Festkörperparallelogramm verbunden ist.
Um den Montageaufwand auf ein Minimum zu beschränken, sind die
Festkörpergelenke einstückig mit dem Festkörperparallelogramm verbunden und sind zusätzlich jeweils mit einem Aufnahmeelement
für den Stapeltranslator versehen.
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In einer Fortführung der Erfindung ist der Stapeltranslator kraftschlüssig zwischen den Aufnahmelementen eingespannt.
Zusätzlich kann eine Klebverbindung vorgesehen werden.
Das Festkörperparallelogramm ist weiterhin dadurch gekennzeichnet,
daß die parallel liegenden biegesteifen Schenkel über Festkörper-Federelemente miteinander verbunden sind, die
bevorzugt durch Ausnehmungen im Festkörperparallelogramm gebildet sind.
Der geringste Fertigungs- und Montageaufwand wird erreicht, wenn das Festkörperparallelogramm einstückig .ausgebildet wird.
Das kann dadurch erfolgen, daß das Festkörperparallelogramm aus einer Metallplatte durch Fräsen oder Erodieren ausgearbeitet
wird.
In einer Variante kann das Festkörperparallelogramm auch mehrteilig
ausgeführt werden, wobei zwischen den biegesteifen Schenkeln Blattfedern oder blattfederartige Elemente anzuordnen
sind.
Eine weitere vorteilhafte Fortführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Drahtklammer unmittelbar an
einen biegesteifen Schenkel des übersetzenden Festkörperparallelogrammes befestigt ist und daß der andere biegesteife
Schenkel am Bondkopf befestigt ist.
Mit der erfindungsgemäßen Vorschubeinheit kann eine präzise
und schnelle Positionierung der Drahtklammer bei hoher Stellkraft realisiert werden, wobei die Positionierung durch die
Vorgabe elektrischer Stellgrößen möglich ist. In Verbindung mit einem elektrischen Regelkreis läßt sich problemlos eine
Lageregelung der Drahtklammer realisieren, so daß darüber-
hinaus auch die Taillänge programmierbar vorgegeben werden kann.
Das bedeutet, daß sämtliche Bondparameter, die von der Drahtzange
und deren Bewegung beeinflußt werden, durch die erfindungsgemäße Vorschubeinheit nunmehr auch durch die Programmsteuerung
des Bonders vorgegebenen werden können. Durch die hohe Systemsteifigkeit werden Probleme bei der genauen
Positionierung der Spitze des Bondwerkzeuges bei hohen Drehgeschwindigkeiten des Drehkopfbonders vermieden.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Prinzipdarstellung
zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorschubeinheit.
Die erfindungsgemäße Vorschubeinheit 1 besteht aus einem über-.setzenden
Festkörperparallelogramm 1, bestehend aus zwei parallel zueinander angeordneten Schenkeln 2, 3, die über Federelemente
4, 5 miteinander verbunden sind. Die Federwirkung wird hierbei durch Ausnehmungen 11, 12, 13, 14 in den Federelementen
4, 5 realisiert. Die Ausnehmungen 11, 12, 13, 14 sind dabei unmittelbar am Übergang zu den Schenkeln 2, 3 eingearbeitet
und wirken hier als Festkörpergelenke.
Innerhalb des übersetzenden Festkörperparallelogrammes 1 befindet
sich als Antriebselement ein Stapeltranslator 6, der sich in einem vorgegebenen Winkel zwischen kleiner 90° und
größer 45° durch das Festkörperparallelogramm 1 erstreckt und über Festkörpergelenke 7, 8 mit diesem verbunden ist. Der
konkret im Einzelfall vorzusehende Winkel hängt von den jeweiligen Einsatzbedingungen ab. Grundsätzlich ist davon auszugehen,
daß ein Anstellwinkel von nahezu 90° eine maximal möglich Auslenkung zur Folge hat, wobei durch den Stapeltranslator
6 erheblich größere Kräfte aufgebracht werden müssen, als bei einer flacheren Anordnung des Stapeltranslators 6,
z.B. um 45°.
Zur Aufnahme des Stapeltranslators sind Aufnahmeelemente 9, 10 an den Festkörpergelenken 7, 8 vorgesehen, zwischen denen der
Stapeltranslatator 6 kraftschlüssig eingespannt ist. Zusätzlieh kann noch eine Klebverbindung vorgesehen werden.
Sämtliche Bestandteile des Festkörperparallelogrammes 1, d.h. die federnden Elemente 2, 3 mit den Ausnehmungen 11, 12, 13,
14, die Festkörpergelenke 7, 8 und die Aufnahmelemente 9, 10 sind einstückig ausgeführt, was eine kostengünstige Fertigung
ohne Einstellarbeiten ermöglicht.
Die hohe Steifigkeit dieser Vorschubeinheit ermöglicht in Verbindung mit der elektrisch progammierbaren Längenänderung
des Stapeltranslators eine äußerst präzise Positionierung beispielsweise einer mit dieser Vorschubeinheit verbundenen
Drahtzange. Da die piezoelektrisch erzeugbaren Kräfte erheblich sind, ist die erfindungsgemäße Vorschubeinheit in Verbindung
mit der hohen Systemsteifigkeit zur Verwendung in schnellen Drehkopfbondern besonders geeignet.
7 LIPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER Hu/hu
Patentanwälte European Patent Attorneys· European Trademark Attorneys
P.O.Boxl92438D-01282Dresden - 08. Juni 1998
Telefon +49(0)3 51.3 18 18-0 Telefax +49(0)3 51.3 18 1833
Hesse & Knipps GmbH
33100
Paderborn
Drahtklammer-Vorschub Bezugszeichenliste
1 Festkörperparallelograinin
2 Schenkel
3 Schenkel
4 Federelement 5 Federelement
6 Stapeltranslator
7 Festkörpergelenk
8 Festkörpergelenk
9 Aufnahmeelement 10 Aufnahmeelement
11 Ausnehmung
12 Ausnehmung
13 Ausnehmung
14 Ausnehmung 15 Ausnehmung
Claims (12)
- LIPPERT, STACHOW, SCHMIDT & PARTNER Hu/huPatentanwälte European Patent Attorneys· European Trademark AttorneysP.O.Boxl92438D-01282Dresden 08. Juni 1998Telefon +49(0)3 51.3 18 18-0Telefax +49(0)3 51.3 18 1833Hesse & Knipps GmbH 33100 PaderbornVorschubeinheitAnsprüche1. Vorschubeinheit zum Bewegen von beliebigen Bauteilen über geringe Distanzen, vorzugsweise zum Bewegen von Drahtklammern oder Drahtzangen an Drahtbondern, insbesondere zum Vorschub des Bonddrahtes mit Hilfe von Drahtklammern 0 an Ultraschall-Drahtbondern, gekennzeichnet
durch ein übersetzendes Festkörperparallelogramm (1) mit einer in diesem angeordneten Antriebseinheit, die mit einem vorgegebenen Anstellwinkel von < 90° und > 45° durch das Festkörperparallelogramm (1) verläuft und an jeweils einem von zwei parallel liegenden biegesteifen Schenkeln (2, 3) gelenkig angelenkt ist, wobei die Schenkel (2, 3) über Federelemente (4, 5) miteinander verbunden sind. - 2. Vorschubeinheit nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß die Antriebseinheit als Stapeltranslator (6) ausgebildet ist.
- 3. Vorschubeinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapeltranslator (6) im Bereich seiner Enden über Festkörpergelenke (7, 8) mit den Schenkeln (2, 3) des Festkörperparallelogrammes (1) verbunden ist.
- 4. Vorschubeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörpergelenke (7, 8) einstückig mit dem Festkörperparallelogramm (1) verbunden sind.
- 5. Vorschubeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Festkörpergelenken (7, 8) jeweils ein Aufnahmeelement (9; 10) für den Stapeltranslator (6) ausgebildet ist.
- 6. Vorschubeinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stapeltranslator (6) zwischen den Aufnahmelementen (9, 10) kraftschlüssig eingespannt ist.
- 7. Vorschubeinheit nach den Ansprüchen 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet, daß die parallel liegenden biegesteifen Schenkel (2, 3) über Festkörper-Federelemente miteinander verbunden sind.
- 8. Vorschubeinheit nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörper-Federelemente durch Ausnehmungen (11, 12, 13, 14) im Festkörperparallelogramm (1) gebildet sind.
- 9. Vorschubeinheit nach den Ansprüchen 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet, daß das Festkörperparallelogramm (1) einstückig ausgebildet ist.
- 10. Vorschubeinheit nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Festkörperparallelogramm (1) aus einer Metallplatte durch Fräsen oder Erodieren ausgearbeitet ist.
- 11. Vorschubeinheit nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Festkörperparallelogramm (1) mehrteilig ausgeführt ist, wobei zwischen den biegesteifen Schenkeln (2, 3) Blattfedern oder blattfeder-&iacgr;&ogr;artige Elemente angeordnet sind.
- 12. Vorschubeinheit nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Drahtklammer unmittelbar an einen der biegesteifen Schenkel (2; 3) des übersetzenden Festkörperparallelogrammes (1) befestigt ist und daß der andere biegesteife Schenkel (2; 3) am Bondkopf befestigt ist.
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Legal Events
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Effective date: 19980924 |
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R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20010802 |
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R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20040915 |
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R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20060629 |
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R071 | Expiry of right |