DE3308733A1 - Praezisions-schnell-positioniermechanik und -verfahren - Google Patents

Description

Präzisions-Schnell-Positioniermechanik und -verfahren

In zahlreichen Fällen und Situationen muß ein Körper oder Gegenstand in eine 3-dimensional präzise vorgegebene Zuordnung zu einem anderen Körper oder Gegenstand gebracht werden. Die vorliegende Erfindung betrifft eine Positioniermechanik, mit der zwei Körper schnell und leicht in einer vorgegebenen räumlichen Zuordnung zueinander festgelegt und ebenso schnell und leicht wieder voneinander getrennt werden können.

Beispielsweise ist es in Fertigungsprozessen zuweilen erforderlich, ein Werkstück in eine präzise räumliche Zuordnung zu einer Maschine bzw. Bearbeitungsstation zu bringen. Bei solchen Fertigungsvorgangen ist der Zeitfaktor wichtig, und es ist daher von Vorteil, wenn man Vorrichtungen einsetzen kann, die sich schnell ansetzen und abnehmen lassen.

Eine spezielle Fertigungstechnologie, bei der ein präzises Positionieren von Teilen für den Erfolg besonders kritisch

ist, ist die Herstellung mikroelektronischer Schaltkreise. In dieser Branche ist es üblich, zunächst ein Substrat aus Halbleitermaterial herzustellen und an diesem dann eine Reihe von photolithographischen und anderen Bearbeitungsschritten durchzuführen, um eine Anzahl elektronischer Schaltkreise oder "Chips" herzustellen, wie sie häufig genannt werden.

Das Substrat liegt dabei idealerweise in Form eines dünnen flachen Materialplättchens vor, das durch eine Reihe von Bearbeitungsstationen geführt wird, wo eine entsprechende Anzahl von Meß-, photolithographischen und anderen Behandlungsschritten an ihm vorgenommen werden. Das fertige Produkt wird dann zu einer Anzahl von "Chips" aufgeteilt. Das Substrat bzw. Plättchen kann anfänglich eine maximale Ausdehnung von mehreren Zentimetern aufweisen, wobei jedes vom Substrat abgetrennte "Chip" eine maximale Abmessung von 2,5 cm und weniger hat. Da jeder "Chip" hunderte oder gar tausende einzelner elektronischer Schaltelemente tragen kann, ergibt sich, daß die physikalischen, chemischen und photographischen Verfahren, mit denen man die Struktur des "Chips" aufbaut, mit den kleinstmöglichen Abmessungstoleranzen durchgeführt werden müssen.

Zum Stand der Technik ist der Anmelderin keine näherkommende Vorveröffentlichung als die eigene sowjetische Patentschrift und Veröffentlichung der Anmelderin bekannt; die Erfinderurkunde Nr. 18 90 90 7 wurde am 16. September 1966 ausgestellt und der Artikel in der sowjetischen Fachzeit-

schrift "Electronic Technique",' 1974, Bd. Ill, Microtechnique, S. 153 - 162, veröffentlicht. £

Nach der vorliegenden Erfindung lagert man zwei starre Körper relativ zueinander an drei separaten Stützpunkten. Miteinander in Eingriff stehende Teile der beiden Körper an einem ersten Stützpunkt schränken drei Freiheitsgrade der Bewegung ein; an einem zweiten Stützpunkt schränken die miteinander in Eingriff stehenden Teile zwei Freiheitsgrade ein, und am dritten Stützpunkt ist nur ein Freiheitsgrad eingeschränkt.

Insbesondere ist am ersten Stützpunkt eine von einem der starren Körper getragene Halbkugel in eine freiliegende Öffnung im anderen Körper in Form einer triedrischen Pyramide so eingesetzt, daß die gekrümmte Oberfläche der Halbkugel an allen drei ebenen Flächen der Öffnung anliegt. An einem zweiten Stützpunkt ist eine, weitere Halbkugel in eine öffnung in Form eines diedrischen Prismas so eingesetzt, daß die gekrümmte Oberfläche der Halbkugel an beiden ebenen Flächen der Öffnung anliegt. Am dritten Stützpunkt liegt ein Vorsprung an einem Körper an einer ebenen Oberfläche auf dem anderen Körper an.

Nach der bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung dienen die Positioniereinrichtungen auch zur Lagerung. Mit anderen Worten: Der eine starre Körper ist über dem anderen unter der Wirkung der Schwerkraft mit den gleichen drei Stützpunkten gelagert, die die relative Lage der beiden Körper bestimmen.

In ihrer derzeit bevorzugten Anwendung auf Fertigungsverfahren hat die Schnell-Positioniermechanik nach der vorliegenden Erfindung weitere bevorzugte Eigenschaften. Der eine starre Körper ist vorzugsweise eine auf einem festen Unterteil montierte Aufnahmestation; der andere starre Körper ist vorzugsweise ein abnehmbarer Werkstückträger, der auf der Aufnahmestation in einer präzise vorbestimmten räumlichen Zuordnung zu dieser gelagert werden kann. Bevorzugt sind dann alle miteinander in Eingriff stehenden oder einander berührenden vorstehenden Elemente permanente Teile der Aufnahmestation. Die Aufnahmestation trägt folglich die Halbkugeln für den ersten und den zweiten Stützpunkt sowie auch den Vorsprung für den dritten Stützpunkt.·Der abnehmbare Werkstückträger ist dann frei von vorstehenden Teilen der Positioniermechanik, enthält jedoch freiliegende öffnungen für den ersten und den zweiten Stützpunkt und eine ebene Fläche für den dritten Stützpunkt. Diese Anordnung der Teile erleichtern den Transport des Werkstückträgers von einer Aufnahmestation zur nächsten, während die Bearbeitungsschritte entsprechend dem Fertigungsgang stattfinden.

Insbesondere weist eine Aufnahmestation nach der vorliegenden Erfindung auch Mittel zum Verstellen der Lage der zueinandergehörenden Teile der Positioniermechanik auf, die diese trägt. Entsprechend können die zueinandergehörenden Teile der Positioniermechanik auf dem Werkstückträger ebenfalls relativ zu diesem verstellbar sein. Diese Verstellbarkeit ermöglicht es, die Istposition des Werkstückträgers relativ zur Aufnahmestation innerhalb eines breiten Bereiches frei zu wählen.

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Eine weitere Besonderheit der vorliegenden Erfindung ist das Vorhandensein anderer spezieller mechanischer Merkmale der zueinandergehörenden Teile der Stützpunkte, die die Präzision und die Zuverlässigkeit äar Positionierung verbessern.

Eine neuartige Besonderheit der Erfindung in ihrer Anwendung auf die Fertigung mikroelektronischer Schaltkreise ist das Vorhandensein eines auf dem Werkstückträger angeordneten Werkstückhalters sowie von Mitteln, um die Lage des Werkstückhalters zweidimensional relativ zum Werkstückträger zu justieren.

Die vorliegende Erfindung schafft weiterhin ein neuartiges Fertigungsverfahren, in dem ein Werkstück einer Reihe von Bearbeitungsschritten unterworfen wird, für die jeweils eine präzise Justierung erforderlich ist. Durch Einsatz einer Reihe vorjustierter Arbeitsstationen läßt das Werkstück sich durch die Bearbeituhgsstationen führen, ohne daß weitere Justierschritte erforderlich werden. Insbesondere weist jede Bearbeitungsstation eine Aufnahmestation mit Justiereinrichtungen auf· und die Justiereinrichtungen sämtlicher Aufnahmestationen sind untereinander identisch. In jede Bearbeitungsstation ist ein Werkzeug oder eine Vorrichtung mit der Justiereinrichtung der zugehörigen Aufnahme in einer vorbestimmten Zuordnung ausgerichtet. Das Werkstück wird an einem Werkstückträger festgelegt, der seinerseits abnehmbar in jeder der aufeinanderfolgenden Aufnahmen in einer Relativlage festgelegt werden kann, die' durch die Ausrichteinrichtung der jeweiligen Aufnahme bestimmt wird. Ist das Werkstück' und/oder sein

Werkstückträger für die erste Bearbeitungsstation einwandfrei justiert, sind für die folgenden Bearbeitungsstationen keine weiteren Nacheinstellungen oder Justierungen mehr erforderlich.

Fig. 1 zeigt schaubildlich zwei nach der Lehre der vorliegenden Erfindung an drei Punkten abgestützte starre Körper;

Fig. 2 und 3 sind Schnittdarstellungen der ineinandergreifenden Teile an einem ersten der Stützpunkte;

Fig. 4 und 5 sind Schnitte durch die ineinandergreifenden Teile am zweiten Stützpunkt;

Fig. 6 ist ein Schnitt durch die einander berührenden Teile des dritten Stützpunktes;

Fig. 7 ist eine Draufsicht einer fabrikmäßigen Vorrichtung zur Herstellung von mikroelektronischen Schaltkrei- ■ sen mit mehreren Bearbeitungsstationen nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ist eine vergrößerte Draufsicht einer einzelnen Bearbeitungsstation nach Fig. 7;

Fig. 9 ist ein Seitenriß der Bearbeitungsstation der Fig. 8 mit einer Aufnahmestation und einem abnehmbaren Werkstückträger ;

Fig. 10 ist ein Vertikalschnitt durch die Bearbeitungsstation der Fig. 9 aus

der Ebene 10-10;

Fig.' 1.1 ist ein Vertikalschnitt durch die Bearbeitungsstation der Fig. 9 aus der Ebene 11-11;

Fig. 12 ist ein Vertikalschnitt durch den

. zweiten Stützpunkt der Bearbeitungsstation aus der Ebene 12-12 der Fig. 11;

Fig. 13 ist ein Horizontalschnitt durch

den ersten und den zweiten Stützpunkt aus der Ebene 13-13 der Fig. 11;

Fig. 14 ist ein Horizontalschnitt durch den

ersten Stützpunkt aus der Ebene 14-14 der Fig. 11;

Fig. 15 ■ · ■ zeigt die' ineinandergreifenden Teile ■ \ des ersten Stützpunkts in einer auseinandergezogenen Darstellung;

Fig. 16 zeigt die ineinandergreifenden Teile des zweiten Stützpunkts in einer auseinandergezogenen Darstellung;

Fig. 17 ist ein teilgeschnittener Aufriß des dritten Stützpunkts aus der Ebene 17-17;

Fig. 18 zeigt eine Einzelheit des Werkstückhalter aus der Ebene 18-18 der Fig. 9;

Fig. 19 ist ein Aufriß einer abgeänderten Bearbeitungsstation mit dem gleichen Werk- ··■ stückhalter wie in Fig. 9, aber einer abgeänderten Aufnahmestation; und

Fig. 20 zeigt eine weitere abgeänderte Bearbeitungsstation mit dem gleichen Werkstückhalter, aber einer weiteren Ausführungsform der Aufnahmestation.

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Das allgemeine Prinzip der Erfindung soll nun anhand der Fig. 1-6 der Zeichnung erläutert werden.

Wie die Fig. 1 zeigt, lassen sich die starren Körper B1, B2 an drei Stützpunkten aneinander festlegen. Um die Darstellung nicht zu überlasten, sind die beiden starren Körper jeweils als ebene Platten dargestellt.

Der obere starre Körper B1 enthält in seiner Unterseite eine freiliegende Öffnung 10. Die Öffnung 10 liegt in Gestalt einer triedrischen Pyramide vor, deren breiteste Ausdehnung sich am offenen bzw. unteren Ende befindet. Das obere Ende der Pyramide ist abgeschnitten.

Ebenso enthält der obere starre Körper auf seiner Unterseite eine zweite freiliegende Öffnung 30. Die öffnung 30 hat die Gestalt eines diedrischen Prismas, dessen breiteste Ausdehnung sich am offenen bzw. unteren Ende befindet. Das obere Ende des Prismas ist ebenfalls abgeschnitten. Weiterhin ist für den oberen starren Körper ein ebener Oberflächenteil 50 wichtig, der am besten in der Fig. 6 zu sehen ist. Diese ebene Fläche 50 liegt seitlich von einer gemeinsamen Achse versetzt, die genau oder angenähert durch die Mittelpunkte der öffnungen 10, 30 laufen könnte.

Eine starre Halbkugel 20 steht aus der Oberseite des unteren starren Körpers B2 vor. Die Halbkugel-Oberflache ist

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Teil einer vollständigen Kugel 21, die starr am oberen Ende eines kurzen Pfostens 22 befestigt ist, dessen unteres Ende starr auf der Oberseite der ebenen Platte festgelegt ist. Diese spezielle Art der Anbringung ist hier nur zur Erläuterung gewählt, da nur die vorstehende obere Hälfte der Kugelfläche der Erfindung dient.

■Eine weitere Halbkugelfläche 40 steht ebenfalls aus der Oberseite des unteren starren Körpers vor. Auch hier ist zur Erläuterung diese Halbkugelfläche als Teil einer vollständigen Kugel 41 dargestellt, die über einen Pfosten 42 auf der Platte B2 festgelegt ist.

Weiterhin ist auf der Oberseite des starren Körpers B2 ein im wesentlichen konischer Körper 61 mit einer konvex gekrümmten oberen Abschlußfläche 60 (vergl. Fig. 6) angeordnet.

Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, kann der obere starre Körper B1 auf den unteren starren Körper B2 so aufgesetzt werden, daß letzterer ihn stützt und lagert. Die Halbkugelfläche 20 ragt in die Pyramide 10 hinein, die einen ersten Stützpunkt P1 bildet; die Halbkugelfläche 40 ragt in das Prisma 30 hinein, das einen zweiten Stützpunkt P2 bildet. Die gekrümmte Fläche 60 legt sich an die ebene Fläche 50 an und bildet den dritten Stützpunkt P3.

Die Fig. 1 zeigt die beiden starren Körper BI, B2 voneinander getrennt. Demgegenüber stellen die Fig. 2-6 die

Lage der zueinandergehörenden Teile der drei Stützpunkte dar, wenn die beiden Körper aufeinander festgelegt sind. Die Fig. 2 und 3 zeigen also dengegenseitigen Eingriff der Teile 10, 20 des ersten Stützpunkts P1; die Fig. 2 ist dabei ein Schnitt durch die Fig. 3, die Fig. 3 ein Schnitt durch die Fig. 2.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die mechanischen Einzelheiten des Stützpunkts P1. Wie die Fig. 2 zeigt, ist die Größe der öffnung relativ zum Durchmesser der Kugel so angesetzt, daß die öffnung die Halbkugelfläche 20 nicht vollständig aufnimmt. Wie die Fig. 3 zeigt, liegt die Halbkugelfläche 20 an allen drei ebenen Flächen in der öffnung an. Der Berührungsbereich jedes der drei Anlagepunkte ist jedoch verhältnismäßig klein, wie sich aus der Fig. 2 ergibt, die nur einen dieser Berührungspunkte zeigt.

Die Fig. 4 und 5 zeigen den gegenseitigen Eingriff der Teile 30, 40 des zweiten Stützpunkts P2. Die Fig. 4 ist als Schnitt der Fig. 5, die Fig. 5 als Schnitt durch die Fig. 4 angegeben. Wie man sieht, ist die Größe der Öffnung 30 relativ zum Durchmesser der Kugel 41 so angesetzt, daß die öffnung nicht die gesamte Halbkugelfläche 40 aufnimmt. Die Halbkugelfläche liegt an beiden ebenen und geneigten Innenflächen der öffnung an. Die Berührungsbereiche sind verhältnismäßig klein, wie die Fig. 4 zeigt.

Der gegenseitige Eingriff der zueinandergehörigen Teile des dritten Stützpunkts P3 ist in Fig. 6 gezeigt. Auch

hier ist der Berührungsbereich verhältnismäßig klein.

Nach der Lehre der Erfindung beschränkt der Stützpunkt P1 drei Freiheitsgrade der Bewegung, die sonst zwischen den beiden starren Körpern möglich wäre. Er bestimmt also die (vertikale) Höhe des Körpers B1 an diesem Punkt und legt den oberen Körper sowohl gegen eine seitliche Bewegung als auch gegen eine Längsbewegung fest.

Weiterhin beschränkt nach der Lehre der Erfindung der zweite Stützpunkt P2 zwei Freiheitsgrade der Bewegung, die die beiden starren Körper sonst hätten. Er verhindert zwei Arten einer Winkelbewegung oder Drehung, die der obere Körper sonst durchführen könnte, und zwar einerseits in einer Vertikalebene, und andererseits in einer Horizontalebene.

Weiterhin beschränkt nach der Lehre der Erfindung der letzte Stützpunkt P3 den einen verbleibenden Freiheitsgrad der Bewegung der beiden Körper relativ zueinander. Insbesondere verhindert er eine Drehung des oberen starren Körpers um eine gemeinsame Achse 70 der beiden Kugeln. Dies erfolgt infolge des seitlichen Versatzes des dritten Stützpunkts P3 aus der Achse 70.

Das allgemeine Prinzip der Erfindung ist in den folgenden Punkten einer Beschränkung unterworfen. Die triedrische Pyramide 10 ist vorzugsweise symmetrisch, d.h. ihre drei Seitenflächen sind gleich groß und unter dem gleichen

Winkel geneigt. Das diedrische Prisma 30 ist ebenfalls vorzugsweise symmetrisch, d.h. seine beiden schrägen Seitenflächen sind unter dem gleichen Winkel geneigt. Das diedrische Prisma braucht nur so lang zu sein, daß die Kugel 41 mit Sicherheit keine der beiden Stirnflächen berühren kann. Die Längsachse 75 des Prismas 30 ist in den Fig. 1 und 5 gezeigt; sie ist vorzugsweise so gerichtet, daß sie eine vertikale Mittellinie 80 der Pyramide 10 schneidet; vergl. Fig. 1. Hier ist aber ein geringfügiger Fehler tolerierbar.

In der vorliegenden Darstellung sind beide Öffnungen 10, im gleichen starren Körper enthalten. Dies ist nach der Erfindung jedoch nicht erforderlich. Beispielsweise kann die Kugel 41 am oberen starren Körper angebracht, die Öffnung 30 im unteren starren Körper enthalten sein. Im allgemeinen kann einer der beiden zueinandergehörenden Teile jedem der drei Stützpunkte in dem einen oder dem anderen der starren Körper zugeordnet sein, sofern dann der zugehörige Teil des jeweiligen Stützpunktes im anderen starren Körper vorliegt und dort in geeigneter Weise angeordnet ist. Es ist jedoch wesentlich, daß der Ort des dritten Stützpunkts P3 aus der gemeinsamen Achse der Stützpunkte P1, P2 seitlich versetzt ist. Mit anderen Worten: Es ist eine Dreipunktabstützung erforderlich.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Aufeinanderfestlegen der beiden Körper unter der Wirkung der Schwerkraft, wobei ein Körper auf den anderen aufgesetzt wird und die ineinandergreifenden bzw. aneinander-

liegenden Teile der Stützpunkte durch die Schwerkraft im Eingriff bzw. aneinander gehalten werden. Die vorliegende Erfindung umfaßt jedoch auch das Aufbringen einer äußeren Kraft an einem oder mehreren Stützpunkten, um die beiden starren Körper aufeinander festzuhalten, sofern dies zweckmäßig erscheint.

Die Fig. 7 bis 20 einschließlich zeigen die Anwendung der vorliegenden Erfindung bei der Herstellung eines Produktes wie beispielsweise von mikrominiaturisierten elektronischen Halbleiter-Schaltkreisen.

Bei der Anwendung der Erfindung auf eine fabrikmäßige Anordnung zur Herstellung von Produkten wird eine Reihe separater Bearbeitungsstationen verwendet. In jeder Bearbeitungsstation befindet sich eine Aufnahmestation sowie ein Werkzeug oder eine Vorrichtung, das bzw. die auf einem festen Unterteil angebracht ist und einen Schritt im Produktionsverfahren ausführt. Ein abnehmbarer Werkstückträger, der ein in der Fertigung befindliches Produkt trägt, wird zunächst an einer der Bearbeitungsstationen in die Sollage gebracht und abnehmbar an der Aufnahme festgelegt. Das Werkzeug bzw. die Bearbeitungsvorrichtung ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Nachdem der Verfahrensschritt in der ersten Bearbeitungsstation durchgeführt worden ist, wird der Werkstückträger von deren Aufnahmestation abgenommen, einer weiteren Bearbeitungsstation zugeführt und an deren Aufnahme erneut festgelegt.

Bei der Durchführung von Fertigungsschritten nach der vorliegenden Erfindung ist wesentlich, daß die Einstellbzw. Justiervorrichtungen, die die Stützpunkte P1, P2 und P3 für alle Aufnahmen bilden, untereinander identisch sind. Vor Fertigungsbeginn werden sämtliche Werkzeuge mit ihren zugehörigen Aufnahmestationen ausgerichtet. Dann wird ein Träger mit einem Werkstück in alle Bearbeitungsstationen nacheinander eingebracht. Ist das Werkstück in der ersten Bearbeitungsstation mit dem Werkzeug einwandfrei ausgerichtet, gilt dies auch für alle folgenden Bearbeitungsstationen und deren Werkzeuge.

Ein nach der Erfindung aufgebauter Werkstückträger ist in den Fig. 8 bis 18 der Zeichnung dargestellt. Die Fig. 7-14 zeigen ebenfalls die gegenseitige Zuordnung des Werkstückträgers und einer ersten Form einer Aufnahmestation. Die Fig. 19 und 20 zeigen die Zuordnung zwischen einem Werkstückträger und zwei weiteren Ausgestaltungen der Aufnahmestation.

In der Fig. 7 sind die Aufnahmestationen 101, 101a permanent auf einem festen Unterteil 100 angeordnet, bei dem es sich um eine Werkbank oder dergleichen handeln kann. Die Aufnahmestation 101 und der festgelegte Unterteil 100 mit einem Werkzeug bzw. einer Vorrichtung (nicht speziell dargestellt) bilden eine erste Bearbeitungsstation, während die Aufnahmestation 101a und der festgelegte Unterteil 100 gemeinsam mit einem anderen Werkzeug bzw. einer anderen Vorrichtung eine zweite Bearbeitungsstation bilden. Ein Werkstückträger 105 (gestrichelt dargestellt)

kann von der ersten Bearbeitungsstation, ein weiterer Werkstückträger 105a (ebenfalls gestrichelt dargestellt) von der zweiten Bearbeitungsstation aufgenommen werden.

Die Fig. 8 und 9 zeigen die Aufnahmestation 101 und den abnehmbaren Werkstückträger 5 ausführlicher in ihrer gegenseitigen Zuordnung, wobei die Anordnung in Fig. 8 in der Draufsicht und in Fig. 9 im Aufriß gezeigt ist. Der Werkstückträger 105 hat eine allgemein rechteckige flache Metallplatte 106. An einem Ende weist die Platte 106 einen mittig trapezförmig vorstehenden Ansatz 106a auf. Die Aufnahmestation 101 weist eine im wesentlichen rechteckige flache Metallplatte 170 auf, desgleichen einen L-förmigen Metallhalter 171, der starr an einer Seite der Platte festgelegt ist, von ihr aufwärts absteht und einen überhängenden Arm 172 hat. Der trapezförmige Ansatz 106a des abnehmbaren Werkstückträgers 105 ist zwischen die Platte 170 und den überhängenden Arm 172 der Aufnahmestation eingeführt. Die Stützpunkte P1, P2 sind zwischen der Platte 170 und den entsprechenden Ecken des zugehörigen Endes der Platte 106 angelegt, der Stützpunkt P3 zwischen dem vorstehenden Ansatz 106a der Platte 106 und dem überhängenden Arm 172.

Daraus ergibt sich, daß in der Ausführungsform der Fig. und 9 der Werkstückträger 105 von der Aufnahmestation frei auskragend angeordnet ist. Der abnehmbare Träger bringt eine Abwärtskraft über die Stützpunkte P1, P2 auf die Platte 170 auf, während eine Aufwärtskraft im Stützpunkt P3 auf den überhängenden Arm 172 aufgebracht wird.

In der Ausführungsform der Fig. 8 und 9 sind die miteinander in Eingriff stehenden Teile der Stützpunkte P1 , P2 und P3 wie folgt angeordnet. Der abnehmbare Werkstückträger 105 enthält Öffnungen für die Stützpunkte P1, P2 sowie eine ebene Fläche für den Stützpunkt P3. Die Aufnahmestation 101 trägt vorstehende Halbkugelflächen für alle drei Stützpunkte. Während andere Anordnungen möglich sind, wird diese spezielle Anordnung bevorzugt, da der abnehmbare Werkstückträger 105 im Verlauf der Fertigung von einer zur anderen Bearbeitungsstation transportiert wird; aus seinem selbsttragenden Aufbau vorstehende halbkugelige Flächen würden daher leichter beschädigt werden und das zu transportierende Gewicht erhöhen.

Der abnehmbare Werkstückträger 105 weist weiterhin eine Anordnung auf, die als alternativer dritter Stützpunkt P3' wirkt, sowie einen mit P3" bezeichneten weiteren Stützpunkt. Der Stützpunkt P3¹ wird in der Anordnung der Fig. 19, der Stützpunkt P3" in der Anordnung der Fig. 20 benutzt.

Es ist also einzusehen, daß der abnehmbare Werkstückträger 105 Stützvorrichtungen für fünf separate Stützpunkte hat, während die Aufnahmestation101 Stützvorrichtungen für nur drei Stützpunkte hat. Jede dieser acht Vorrichtungen ist vertikal justierbar ausgeführt. Sowohl die Platte 170 der Aufnahmestation 101, als auch die Platte 106 des Werkstückträgers 105 befinden sich normalqr· weise in einer waagerechten Lage, wie in Fig. 9 gezeigt. Kleinere Höhenverstellungen können unter Umständen an einem oder mehreren der Stützpunkte erforderlich sein; daher ist die Justiermöglichkeit für alle acht Stützvorrichtungen vorgesehen.

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Jede der acht Stützvorrichtungen weist einen Pfosten auf, der durch eine öffnung in der zugehörigen waagerechten Platte verläuft und in dieser öffnung vertikal verstellbar ist. Eine typische öffnung ist, wie in Fig. 17 gezeigt, die zylindrische öffnung 107 im Ansatz 106a der Platte 106. An einer Stelle der Umfangskontur der öffnung 107 ist eine Führungsnut 108 ausgebildet. Entsprechende öffnungen mit Führungsnuten sind für alle acht Stützvorrichtungen vorgesehen.

Die Fig. 11 und 13 bis 15 zeigen mechanische Einzelheiten des Stützpunkts P1. Ein Pfosten 121 verläuft vertikal durch eine mit einer Führungsnut versehene öffnung in der Platte 170 der Aufnahmestation 101. Eine Außenfläche im Mittelteil 122 des Pfostens 121 ist glatt durchgehend und paßt in die öffnung in der Platte 170. Der Mittelteil 122 trägt einen radial vorstehenden Anschlag 123, der in die Führungsnut vorsteht, so daß sich der Pfosten 121 nicht relativ zur Platte 170 drehen kann. Eine Sechskantmutter 124 ist auf das obere Ende des Pfostens 121 bis zur Oberfläche der Platte 170 aufgeschraubt, eine entsprechende Mutter 125 auf das untere Ende des Pfostens bis zur Unterseite der Platte 170. Um die vertikale Lage des Pfostens zu ändern, muß eine oder müssen beide Muttern gelockert werden; dann kann man den Pfosten in die gewünschte Lage verschieben und schließlich die beiden Muttern erneut festziehen.

Auf dem oberen Ende des Pfostens 121 ist eine Öffnung in Form einer triedrischen Pyramide ausgebildet; vergl. Fig. 14, 15. Eine Kugel 120 paßt in die öffnung 127. Die Kugel 120 enthält eine vertikal durchverlaufende Bohrung 128, die an ihrem oberen Ende zu einer Senkbohrung aufgeweitet ist, und einen Bolzen 126, dessen Kopf mit Innensechskant durch die öffnung verläuft und unten aus der Kugel hinaus vorsteht. Eine Gewindeöffnung 129 entlang der Längsachse des oberen Endes des Pfostens 121 setzt die öffnung 127 nach unten fort und nimmt den Gewindeschaft des Bolzens 126 auf. Mit dem Festziehen des Bolzens 126 im Pfosten 121 wird die Kugel 120 präzise und zuverlässig am Pfosten festgelegt, so daß der Kugelmittelpunkt auf der Längsachse des Pfostens liegt und die Sollage der Kugel relativ zum Pfosten zuverlässig erhalten bleibt.

Weiterhin ist am Stützpunkt P1 ein Pfosten 111 justierbar an der Platte 106 des abnehmbaren Werkstückträgers 105 festgelegt. Der glatte Mittelteil 112 des Pfostens 11 wird von der Öffnung in der Platte 106 aufgenommen und hat einen radial vorstehenden Anschlag 113, der in die Führungsnut eingreift. Auf die Gewinde auf dem oberen und unteren Ende des Pfostens sind über und unter der Platte die Sechskantmuttern 114, 115 aufgeschraubt. Die vertikale Justierung des Pfostens erfolgt so, wie oben bereits beschrieben.

An seinem unteren Ende hat der Pfosten 111 eine freiliegende öffnung 110 in Form einer triedrischen Pyramide; vergl. Fig. 11, 13 und 15. Wird der Werkstückträger 105

von der Aufnahmestation 101 aufgenommen, wie es die Fig. 9-11 zeigen, bewirkt sein Gewicht, daß der Pfosten 111 sich selbst über der Kugel 120 so zentriert, daß der Kugelmittelpunkt genau auf der Längsachse des Pfostens liegt, wobei jedoch eine gewisse Exzentrizität der pyramidenförmigen öffnung 110 relativ zur Längsachse des Pfostens auftreten kann.

Am Stützpunkt P2 ist der Aufbau der gleiche wie am Stützpunkt P1. Die vom Pfosten 141 getragene Kugel 140 stimmt also in jeder Hinsicht mit der Kugel 120 und dem Pfosten 121 sowohl hinsichtlich des Aufbaus als auch hinsichtlich der Funktion überein.

Der obere Teil des Stützpunkts P2 unterscheidet sich natürlich von der Lehre der Erfindung, wie sie im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben wurde. Ein Pfosten 131 mit Außengewinde ist an der Platte 106 auf die gleiche Weise befestigt wie der Pfosten 111. Sein unteres Ende trägt jedoch ein diedrisches Prisma 130, das die halbkugelige Oberseite der Kugel 140 aufnimmt; vergl. Fig. 11, 12, 13 und 16. Das Gewicht des Werkstückträgers bewirkt, daß der Pfosten 131 von der Kugel 140 in Bezug auf zwei Freiheitsgrade beschränkt wird.

Der Aufbau des Stützpunkts P3 ist in den Fig. 10 und 17 dargestellt. Der untere Stützpunktteil weist einen Pfosten 152 auf, der relativ zur Platte 106 höhenverstellbar ist und eine flache obere Stirnfläche 150 hat. Der obere Stützpunktteil weist einen Pfosten 161 auf, der im über-

hängenden Arm 172 vertikal verstellbar ist. Ein spezielles Gehäuse 166 ist am unteren Ende des Pfosten 161 befestigt und eine Kugel 160 ist locker in den unteren Teil dieses Gehäuses eingesetzt. Die gestrichelte Linie 160' in Fig. 17 zeigt, daß, wenn die beiden Stützkonstruktionen voneinander abheben, die Kugel 160 geringfügig abwärts fällt. Drückt man die beiden Stützkonstruktionen aufeinander, bewegt die Kugel sich aufwärts in die gezeigte Lage, in der sie mit ihrem obenliegenden Flächenteil sich an die ebene untere Stirnfläche 167 des Gehäuses 166 anlegt. Berühren die beiden Stützkonstruktionen am Stützpunkt P3 einander, kann die Kugel 160 sich geringfügig drehen und ihre endgültige Ruhelage suchen, wobei eher eine Roll- als eine Gleitreibung auftritt, so daß an den Stützkonstruktionen kein erheblicher Moment angreift und auch keine anderen Spannungen auftreten, die die Präzision der räumlichen Justierung beeinträchtigen könnten. Wenn die Kugel 160 auf diese Weise in ihre Ruhelage gelangt, bildet sie gemeinsam mit dem Gehäuse bzw. der.sie halternden Fassung 166 einen festen Vorsprung des starren Körpers 170, 172 der Ausnahmestation 101.

Die Verwendung einer Kugel 120 beispielsweise am Stützpunkt P1 hat folgenden Vorteil. Der Werkstoff der Kugel besitzt eine weit höhere Härte als der des Pfostens 121, auf dem sie angebracht ist. Mit bekannten Verfahren läßt sich die Kugel auch weit präziser herstellen als eine Halbkugelfläche unmittelbar auf dem oberen Ende des Pfostens.

Wie in den Zeichnungen gezeigt, werden bei der Herstellung von mikrominiaturisierten elektronischen Schaltkreisen drei unterschiedliche Anordnungen bzw. Ausgestaltungen von Aufnahmestationen verwendet. Die Aufnahmestation 101 ist bereits ausführlich beschrieben worden. Die in Fig. 19 gezeigte Aufnahmestation 1Ö1' bietet ebenfalls eine frei auskragende Lagerung; die Stützpunkte sind jedoch umgeordnet. Der Stützpunkt P3 ' ist auf der unteren Platte 170' der Aufnahme durch den Pfosten 161' und das Gehäuse 166', die Stützpunkte P1, P2 am überhängenden Arm 172' vorgesehen.

Die Fig. 20 zeigt eine dritte Ausgestaltung in der Aufnahmestation 101". Dabei ist der Werkstückträger nicht auskragend angeordnet. Die Platte 170" ist in etwa der gleichen Länge wie die Platte 106 des Werkstückträgers ausgeführt. Die Stützpunkte P1, P2 sind an einem Ende der Platte 170", der Stützpunkt P3" an ihrem anderen Ende mittels des Pfostens 161" und des Gehäuses 166" vorgesehen.

Obgleich es möglich ist, unterschiedliche Ausführungsformen der Aufnahmestation zu benutzen, müssen ihre Justiereinrichtungen so präzise identisch wie möglich ausgeführt werden. Insbesondere müssen die Stützvorrichtungen für die Stützpunkte P1 und P2 die gleichen zwei Raumpunkte mit dem gleichen Abstand zwischen ihnen vorgeben. Wo die Aufnahmestation (bevorzugte) Halbkugelflächen aufweist, müssen die Radien dieser Oberflächen

ebenso wie deren Mittelpunktabstände identisch sein.

Insbesondere müssen die Halbkugelflächen 120, 140 in jeder Aufnahmestation den gleichen Durchmesser und den gleichen Mittelpunktabstand haben. Diese Zuordnung gewährleistet, daß unabhängig von der einen Werkstückträger jeweils aufnehmenden Station die Halbkugelfläche 120 an den gleichen drei kleinen Berührungsflächen in der Öffnung 110 und die Halbkugelfläche 140 an den gleichen zwei kleinen Berührungsflächen in der Öffnung 130 anliegen.

Weiterhin ist wesentlich, daß für alle Aufnahmestationen einer bestimmten Ausführungsform der Stützpunkt P3 die gleiche Ebene bezüglich der gemeinsamen Achse zwischen den Stützpunkten P1, P2 aufspannt. Insbesondere muß der Ort des Gehäuses 166 und der Kugel 160 bezüglich der gemeinsamen Achse der Halbkugelfläche 120, 140 so genau wie möglich identisch sein.

Bei der Herstellung der Aufnahme werden die Öffnungen für die Pfosten 121, 141 in die Metallplatte 170 nach Präzisionsverfahren eingebohrt. Jeder Pfosten wird anfänglich mit Übermaß hergestellt. In seinem oberen Ende wird die triedrische pyramidenförmige Öffnung sowie deren mit einem Gewinde versehene mittige Fortsetzung ausgebildet. Die Kugeln 120, 140 werden mit dem jeweils zugehörigen Pfosten verschraubt. Dann wird jeder Pfosten auf die Sollgröße abgearbeitet, wobei die Kugel zur Festlegung der Mittellinie dient.

Der Werkstückträger 105 weist die Platte 106 auf, die die justierbaren Pfosten 111, 131 trägt, die die öffnung 110 für den Stützpunkt P1 bzw. die Öffnung 130 für den Stützpunkt P2 bilden. Diese öffnungen werden bei allen drei Ausführungsformen der Aufnahmestation benutzt. Der verstellbare Pfosten 151 (Fig. 17) weist bei der Aufnahmestation nach den Fig. 7-18 die ebene Fläche 150 für den Stützpunkt P3 auf.

Weiterhin weist der Werkstückträger 105 den Pfosten 151' auf der Innenseite der Pfosten 111, 131 auf; vergl. Fig. 9 und 19. Diese Einrichtung ist für die Aufnahme der Fig. 19 bei gewendetem Träger gedacht.

Zusätzlich weist der Werkstückträger einen justierbaren Pfosten 151" auf, der sich am gegenüberliegenden Ende der Platte 106 befindet und eine abwärts gewandte ebene Fläche 150" aufweist. Diese Ausführung ist für die Aufnahmekonfiguration der Fig. 20 gedacht.

Wie am besten die Fig. 8 und 9 zeigen, ist ein Substrat 190, das das Werkstück darstellt, aus dem mikrominiaturisierte elektronische Schaltkreise herzustellen sind, auf der Oberseite eines Werkstückhalters 180 befestigt. Der Werkstückhalter 180 liegt im wesentlichen als ebene Platte vor, die ihrerseits auf der Oberseite der Platte

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des Werkstückträgers 105 angeordnet ist. Der Werkstückhalter 180 enthält an seinen Enden Löcher 181, die Bolzen 182 zürn Festlegen des Werkstückhalters auf der Platte 106 aufnehmen; vergl. Fig. 8, 9 und 10. Jedes Loch ist groß genug, um eine seitliche Justierung des Werkstückhalters 180 zuzulassen. Nachdem man beide Bolzen 182 gelöst hat, kann man den Werkstückhalter 180 relativ zur tragenden Platte 106 parallel verschieben.

Um ein Herstellungsverfahren nach der vorliegenden Erfindung durchzuführen, ist eine Reihe von BearbeitungsStationen vorgesehen. Jede Bearbeitungsstation weist eine auf einem festen Unterteil festgelegte Aufnahmestation sowie ein zugehöriges Werkzeug bzw. eine Vorrichtung auf, mit dem bzw. der ein bestimmter Schritt im Herstellungsverfahren durchgeführt werden soll.

Weiterhin ist eine große Anzahl von Werkstückträgern erforderlich, um das herzustellende Teil zu fertigen. Während die Anzahl der Bearbeitungsstationen verhältnismäßig gering ist, kann eine sehr große Anzahl von Arbeits-Werkstückträgern vorliegen. Zusätzlich zu den Arbeits- Werkstückträgern gibt es einen besonderen Werkstückträger, der als Muster oder Vorlagestück dient. Er ist auf die gleiche Weise aufgebaut wie die anderen Werkstückträger.

Die Anordnung bietet insgesamt zahlreiche Einstellmöglichkeiten. Insbesondere können in jeder Aufnahmestation

alle drei Stützpunkte P1, P2, P3 vertikal so justiert werden, daß sich ein bestimmtes Bezugssystem ergibt. Jeder Werkstückträger hat ebenfalls drei Vertikalverstellungen entsprechend den Stützpunkten P1, P2, P3. Weiterhin läßt sich der Werkstückhalter 180 seitlich, längs oder winklig relativ zum Werkstückträger justieren, auf dem er gelagert ist.

Das Verfahren läßt sich wie folgt zusammenfassen: Im ersten Schritt bedient man sich des Muster-Werkstückträgers, um die Aufnahmen aller Bearbeitungsstationen einzurichten. Als zweiter Schritt wird das Werkzeug bzw. die Vorrichtung in jeder Bearbeitungsstation mit dem Bezugssystem der zugehörigen Aufnahmestation ausgerichtet und hierzu ebenfalls der Muster-Werkstückträger verwendet. Der dritte Schritt besteht darin, alle Arbeits-Werkstückträger so zu justieren, daß sie dem Muster-Werkstückträger entsprechen. Dies erfolgt, indem man alle Werkstückträger nacheinander in eine bestimmte Bearbeitungsstation einsetzt. Der abschließende Schritt (wenn man die Produktion an einem bestimmten Werkstück beginnen will) besteht darin, dieses Werkstück relativ zu seinem .Werkstückträger auszurichten. Dies erfolgt in einer bestimmten Bearbeitungsstation, und danach ist keine weitere Justierung mehr erforderlich, während das Werkstück die aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen durchläuft.

Das Einrichten der Aufnahmen erfolgt nach folgendem Verfahren: Eine wesentliche Besonderheit des Muster-Werkstückträgers ist, daß seine Stützpunkte P1, P2, P3 ver-

tikal endgültig justiert sind und danach nicht mehr geändert werden. Der Muster-Werkstückträger weist keinen Werkstückhalter oder Werkstück auf, ist aber mit geeigneten Mitteln versehen, die seine Lage kennzeichnen beispielsweise ein optisches Bezugsraster auf der Oberfläche der Platte 106. Der Muster-Werkstückträger wird in die Aufnahme der ersten Bearbeitungsstation eingesetzt. Die Aufnahme-Pfosten 121, 141 und 161 werden vertikal so verstellt, bis man die gewünschte Höhe sowie den gewünschten Neigungswinkel des Muster-Werkstückträgers erreicht hat. Beispielsweise kann erwünscht sein, den Muster-Werkstückträger so anzuordnen, daß die ebene Oberseite der Platte 106 präzise waagerecht liegt. Vorzugsweise sollten die vertikalen Positionen der Pfosten 121, 141 sich nicht wesentlich unterscheiden, da dies eine gewisse Änderung des waagerechten Abstands zwischen den Punkten P1, P2 im von der Aufnahme hergestellten Bezugssystem bewirken würde. Nachdem die Aufnahme der ersten Bearbeitungsstation justiert ist, wird der Muster-Werkstückträger durch sämtliche anderen Bearbeitungsstationen nacheinander geführt und deren Aufnahme jeweils auf die gleiche Weise justiert.

Die Werkzeuge werden wie folgt justiert: Nachdem die Aufnahme der ersten Bearbeitungsstation eingerichtet worden ist, trägt sie den Muster-Werkstückträger in der Soilage. Sodann wird das Werkzeug, die Photomaske oder dergleichen Produktionsvorrichtung der ersten Bearbeitungsstation in die Sollage bezüglich des Muster-Werkstückträgers gebracht. Dann überführt man den Muster-Werkstückträger nacheinander in alle anderen Bearbeitungsstationen und richtet dort das Werkzeug bzw. die Vorrichtung für

jede Bearbeitungsstation auf die gleiche Weise ein.

Falls zweckmäßig, kann man den Muster-Werkstückträger zunächst zum Einrichten der Aufnahmen sämtlicher Bearbeitungsstationen und dann zum Justieren der Werkzeuge in sämtlichen Bearbeitungsstationen verwenden. Alternativ kann man, wenn der Muster-Werkstückträger in die erste Bearbeitungsstation eingebracht wird, das Einrichten sowohl der Aufnahme als auch des Werkzeugs abschließen, bevor man den Muster-Werkstückträger weiterführt. In jeder weiteren Bearbeitungsstation dient dann der Muster-Werkstückträger dazu, sowohl die Aufnahme als auch das Werkzeug bzw. die Vorrichtung der jeweiligen Bearbeitungsstation einzurichten, bevor der Muster-Werkstückträger zur nächsten Bearbeitungsstation weitergeführt wird.

Der Sinn der Einstellung der Arbeits-Werkstückträger ist, deren vertikale Lage der Stützpunkte P1, P2 und P3 präzise an die des Muster-Werkstückträgers bzw. der Vorlage anzupassen..Dies erfolgt in einer einzigen Bearbeitungsstation. Die speziellen Instrumente oder Vorrichtungen, die in dieser Bearbeitungsstation zum Einrichten der Werkstückträger eingesetzt werden, brauchen nicht herumtransportiert zu werden. Einer der Arbeits-Werkstückträger wird in die Bearbeitungsstation eingesetzt und seine Stützpunkte auf die Sollage eingestellt. Dann nimmt man diesen Werkstückträger wieder ab, setzt einen weiteren Werkstückträger ein und justiert ihn. Dann werden alle anderen Arbeits-Werkstückträger in der gleichen Bearbeitungsstation justiert.

Nachdem man sämtliche Arbeits-Werkstückträger justiert hat, muß aber noch jedes Werkstück relativ zu dem Werkstückträger justiert werden, auf dem es transportiert werden soll. Dieses Justieren erfolgt innerhalb der Justiermöglichkeiten des Werkstückhalters 180. Das Werkstück wird in der ersten Bearbeitungsstation justiert; für die weiteren Bearbeitungsstationen ist ein Ändern der Einstellposition des Werkstückhalters 180 dann nicht mehr erforderlich.

Insbesondere ist nach der Erfindung die erste Bearbeitungsstation nur mit denjenigen Vorrichtungen ausgerüstet, die zum Ausrichten des Werkstücks benutzt werden, nicht aber mit anderen Werkzeugen oder Einrichtungen zum Durchführen eines Bearbeitungsschritts selbst. Die Anzahl der BearbeitungsStationen muß daher gleich der um eins vermehrten Anzahl der durchzuführenden Bearbeitungsschritte sein. Sind beispielsweise 10 unterschiedlicne Bearbeitungsschritte am Werkstück durchzuführen, müssen elf Bearbeitungsstationen vorhanden sein, da die erste Bearbeitungsstation nur zum Ausrichten des Werkstücks relativ zu dessen Träger dient.

Bei der Fertigung von mikrominiaturisierten Halbleiterschaltkreisen auf einem Substrat wie beispielsweise dem Substrat 190 kann jedoch der Schritt des Ausrichtens des Werkstücks in der ersten Bearbeitungsstation entfallen. Dieses Ergebnis ist erreichbar, wenn man das Substrat erheblich größer als eigentlich erforderlich macht. Derjenige Teil des Substrats, der dann tatsächlich verwendet wird, befindet sich sicher innerhalb der Substrat-

kontur/ und wenn alle Fertigungsschritte abgeschlossen sind, bleibt ein Randbereich des Substrats, der weggeworfen oder in den Verfahrenslauf rückgeführt werden kann. In diesem Fall sind dann also nur zehn Bearbeitungsstationen zum Durchführen einer Serie von zehn Fertigungsschritten erforderlich.

Im Fertigungsprozeß wird ein bestimmtes Werkstück auf einem bestimmten Werkstückträger in der ersten Bearbeitungsstation gelagert. Falls ein Ausrichten des Werkstücks erforderlich ist, wird dies an dieser Stelle durchgeführt; ansonsten wird hier der erste Fertigungsschritt durchgeführt - z.B. das Bohren eines Lochs oder eine Maßnahme zur photolithographischen Behandlung. Danach wird der Werkstückträger aus der ersten Bearbeitungsstation genommen und in die zweite Bearbeitungsstation übergeführt. In dieser zweiten Bearbeitungsstation sind weder am Werkstückträger noch an der Bearbeitungsstation selbst Justiermaßnahmen erforderlich, und in der zweiten Bearbeitungsstation läßt sich nunmehr ein Bearbeitungsschritt durchführen. Auf ähnliche Weise läßt der Werkstückträger sich rasch aus der zweiten Bearbeitungsstation herausnehmen und genau so schnell in die dritte Bearbeitungsstation einsetzen, wo ein dritter Fertigungsschritt erfolgt. Dieser Vorqang setzt sich fort, bis das Werkstück sämtliche Bearbeitungsstationen durchlaufen hat. Die Handhabung des Werkstücks während des Fertigungsvorgangs kann dabei durch Arbeitskräfte mit verhältnismäßig niedrigem Ausbildungsniveau erfolgen, da diese die Einrichtung der verschiedenen Ausrüstungsgegenstände weder ändern müssen noch sollten. Falls ein Aus-

richten des Werkstücks in der ersten Bearbeitungsstation nötig ist, muß diese Aufgabe unter Umständen von höher ausgebildetem lter sonal ausgeführt werden.

Erfindungsgemäß sollten sämtliche Aufnahmen so genau wie möglich identisch ausgeführt sein, und zwar insbesondere bezüglich der Halbkugelflächen 120, 140, des Abstands zwischen den Mittelpunkten der Halbkugeln und der Ebene, die von der Fläche 150 zusammen mit der gemeinsamen Achse der Halbkugeln aufgespannt wird. Mit anderen Worten: Sämtliche Aufnahmen sollten untereinander identische Bezugssysteme vorgeben. In unterschiedlichen Konfigurationen der Aufnahme wird die von der Fläche 150 vorgegebene Ebene natürlich ebenfalls verschieden sein. Es ist daher bei der Fertigung der Aufnahme eine hohe Präzision erforderlich.

Bei der Herstellung der Arbeits-Werkstückträger ist eine sehr hohe Präzision jedoch nicht erforderlich, da die gleichen sechs kleinen Kontaktflächen des Werkstückträgers von der Aufnahme berührt werden, und zwar unabhängig von der Bearbeitungsstation, in der der Werkstückträger sich befindet. Da sehr große Mengen von Werkstückträgern benötigt werden, ist von erheblicher praktischer Bedeutung, wenn n.an auch mit geringer Präzision auskommen kann.

Während der Fertigungsprozeß läuft, kann eine Anzahl von Arbeitskräften eingesetzt werden, die gleich der oder größer als die der Eearbeitungsstationen ist. Es kann zweck-

mäßig sein, daß ein bestimmter Mitarbeiter ein bestimmtes Werkstück durch sämtliche Bearbeitungsstationen führt. Alternativ bleibt jeder Mitarbeiter immer einer bestimmten Bearbeitungsstation zugeordnet. Auf jeden Fall macht es das rasche Ineingriffbringen des Werkstückträgers und der Aufnahmestation nach der vorliegenden Erfindung möglich, jedes Werkstück in der Bearbeitungsstation praktisch augenblicklich und einwandfrei ausgerichtet in die Sollaae zu bringen und es ebenso rasch aus ihr herauszunehmen, wenn die an der jeweiligen Bearbeitungsstation durchzuführende Behandlung beendet ist.

■3T-

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Claims (10)

1. 8383 Wilshire Boulevard, Beverly Hills, California, V.St.A.

   Patentansprü ehe

   "\. ) Präzisions-Positioniermechanik zum lösbaren Befestigen zweier starrer Körper aneinander an drei Stützpunkten derart, daß die Körper sich schnell und leicht trennen und in genau ihrer ursprünglichen Zuordnung wieder aneinandersetzen lassen, mit zwei Körpern, die zusammenwirkend die drei Stützpunkte vorgeben, dadurch gekennzeichnet,

   daß an einem ersten Stützpunkt ein Körper eine freiliegende Öffnung in der Form einer triedrischen Pyramide enthält, deren breiteste Abmessung an deren äußerem Ende sich befindet, wobei der andere Körper eine vorstehende Halbkugel aufweist, die von der öffnung an allen drei ebenen Flächen derselben anliegend aufnehmbar ist,

   daß an einem zweiten Stützpunkt ein Körper eine öffnung in Form eines diedrischen Prismas aufweist,, dessen breiteste Abmessung an deren äußerem Ende sich befindet, und der andere Körper eine vorstehende Halbkugel aufweist, die

   von der öffnung an beiden ebenen Flächen derselben
   anliegend aufnehmbar ist, wobei die Längsachse des
   Prismas zum ersten Stützpunkt hin verläuft, und
   daß an einem dritten Stützpunkt ein Körper einen Vorsprung aufweist, der außerhalb einer dem ersten und
   dem zweiten Stützpunkt gemeinsamen Achse liegt, und
   der andere Körper eine freiliegende Stützfläche hat,
   an die der Vorsprung sich im wesentlichen rechtwinklig
   anlegt.
2. 2. Positioniermechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Körper eine auf einem festen Unterteil angeordnete Aufnahmestation ist, daß beide Halbkugeln sich an
   der Aufnahmestation befindet, daß es sich bei dem anderen Körper um einen abnehmbaren Werkstückträger handelt und die drei Stützpunkte so liegen, daß der Werkstückträger über der Aufnahmestation anbringbar ist und durch die Schwerkraft auf ihr aehalten wird.
3. 3. Positioniermechanik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung ein konvex gekrümmtes Ende hat,
   mit dem er sich an die freiliegende Fläche anlegt.
4. 4. Positioniermechanik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Vorsprung um eine starre Kugel handelt, die locker in einer Fassung im zweiten starren Körper gehalten ist. ,
5. 5. Positioniermechanik nach Anspruch 1, 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß am ersten Körper Einrichtungen vorgesehen

   sind, um die Position einer der freiliegenden öffnungen relativ zum Rest des Körpers zu justieren.
6. 6. Positioniermechanik nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Körper im wesentlichen als eine ebene Platte mit querverlaufenden öffnungen vorliegt, die ein entsprechendes Paar von Pfosten aufnehmen, wobei die freiliegenden öffnungen in den Enden der Pfosten ausgebildet sind und die Pfosten in den querverlaufenden öffnungen rechtwinklig zur Platte verstellbar sind, um die Lage der freiliegenden Öffnungen justieren zu können.
7. 7. Positioniermechanik nach Anspruch 1,2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Körper Mittel zum Verstellen der Position einer freiliegenden Öffnung im Körper relativ zum Rest des Körpers aufweist.
8. 8. Positioniermechanik nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Körper als im wesentlichen ebene flache Platte mit einer querverlaufenden Öffnung zur Aufnahme eines Pfostens vorliegt und daß weiterhin ein länglicher Pfosten vorgesehen ist, in dessen äußerem Ende eine freiliegende öffnung ausgebildet ist und dessen inneres Ende in der querverlaufenden öffnung liegt, und daß der Pfosten in der querverlaufenden öffnung axial verstellbar ist, um die Lage der zugehörigen freiliegenden öffnung relativ zur Platte zu verstellen.

   -A-
9. 9. Positioniermechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein festes Unterteil vorgesehen ist, daß
   einer der Körper eine auf dem festen Unterteil gelagerte Aufnahmestation ist, daß die Aufnahmestation zwei Halbkugelflächen besitzt, die von ihr aufwärts vorstehen, sowie einen Vorsprung aufweist, der festgelegt und von einer durch die Mittelpunkte beider Halbkugelflächen verlaufenden Achse
   seitlich versetzt ist, daß der andere Körper ein abnehmbarer Werkstückträger allgemein in Form einer rechteckigen Platte mit zwei freiliegeriden Öffnungen in der Unterseite ist und daß der Werkstückträger über der Aufnahmestation angeordnet ist und die Halbkugelflächen jeweils
   von einer zugeordneten der öffnungen aufgenommen werden, daß die schräg verlaufenden Seitenflächen der Öffnungen
   auf den Halbkugelflächen aufliegen, daß der Werkstückträger auch eine ebene Fläche aufweist, die sich auf den festen Vorsprung auflegt, so daß die Aufnahmestation den Werkstückträger an den drei Stützpunkten lagert, daß einem der Stützpunkte eine separate Einrichtung zugeordnet ist, um die Höhe des Werkstückträgers relativ zur Aufnahme einzustellen, daß auf der Oberseite des Werkstückträgers ein Werkstückhalter angeordnet ist, der auf einer Oberfläche ein Substrat aufnimmt, aus dem miniaturisierte Schaltkreise herstellbar sind, und,daß Mittel vorgesehen sind, um die waagerechte Lage des Werkstückhalters relativ zum Werkstückträger einzustellen;
10. 10. Positioniermechanik zum lösbaren Aneinanderfestlegen zweier starrer Körper in einer präzise vorbestimmten Zuordnung mit einer Einrichtung für einen Befestigungspunkt zwischen zwei Körpern, gekennzeichnet

    durch einen ersten starren Körper mit einer freiliegenden Öffnung in Form einer triedrischen Pyramide, deren weiteste Ausdehnung sich an ihrem äußeren Ende befindet,

    durch einen zweiten starren Körper mit einer freiliegenden Öffnung in Form einer triedrischen Pyramide, deren breiteste Ausdehnung sich an ihrem äußeren Ende befindet, wobei der zweite Körper auch eine Öffnung mit einem Innengewinde enthält, die als Fortsetzung des inneren Endes der freiliegenden Öffnung ausgebildet ist,

    durch eine starre Kugel, deren Durchmesser so angesetzt ist, daß die beiden Öffnungen sie in ihren äußeren Enden, jedoch mit weniger als der Hälfte des Kugelvolumens gleichzeitig aufnehmen können, wobei die Kugel einen durch ihren Mittelpunkt verlaufenden Kanal enthält, der an ihrem einen Ende zu einer Senkung aufgeweitet ist, und
    durch einen Bolzen, dessen Kopf vom aufgeweiteten Ende des Kanals aufgenommen wird und dessen Schaft durch den Kanal verläuft, wobei der Schaft ein vorstehendes Ende mit einem Außengewinde aufweist, mit dem er in die Innengewindeöffnung des zweiten starren Körpers einschraubbar ist,

    wobei die Kugel von der freiliegenden Öffnung des zweiten starren Körpers aufgenommen wird und der Bolzen in der Gewindeöffnung so festgezogen ist, daß die Kugel fest an allen drei ebenen Wänden der freiliegenden Öffnung des zweiten starren Körpers anliegt, so daß, wenn die beiden Körper aufeinandergedrückt werden, beide eine präzise vorbestimmte Lage relativ zum Kugelmittelpunkt einnehmen.