DE3333601C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine Drahtanschluß- bzw. Verdrahtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zum Beispiel bei den für die Montage von integrierten Schaltkreisen eingesetzten Drahtanschluß- oder Verdrahtungsvorrichtungen wird üblicherweise ein von einem Golddraht durchsetztes Kapillarrohr zunächst an den Anschlußstreifen eines Pellets als erster Anschlußstelle angedrückt und damit verbunden. Sodann wird das Kapillarrohr zum Herausziehen des Drahts lotrecht (senkrecht zur Pelletoberfläche) und in XY-Richtung (parallel zur Pelletoberfläche) bewegt, um den Draht mit dem Leiterteil einer Leiterplatte als zweiter Anschlußstelle zu verbinden. Danach werden das Kapillarrohr hochgezogen und der Draht durchgetrennt. Die Verdrahtung eines integrierten Schaltkreises bzw. ICs wird durch Wiederholung dieser Vorgänge fertiggestellt.
Beim beschriebenen Anschlußverfahren sind die Anschlußkraft und die Temperatur beim Andrücken eines Goldkügelchens am Ende des Golddrahts gegen die Pelletoberfläche durch das Kapillarrohr bezüglich der Anschlußergebnisse sehr bedeutsame Faktoren.
Die Anschlußverfahren umfassen zwei Systeme, nämlich das Wärmeandruck- bzw. TC-System und das Wärmeandruck/Ultraschallanschluß- bzw. TS-System. Beim TC-System wird das Pellet vor dem Verbinden auf etwa 300°C vorgewärmt. Beim TS-System wird das Goldkügelchen gegen das auf einer Temperatur von 200°C oder darunter gehaltene Pellet angepreßt, während das Kapillarrohr gleichzeitig mit Ultraschallschwingung beaufschlagt wird, so daß das Goldkügelchen für die Verbindung durch die Ultraschallschwingungsenergie geschmolzen wird.
Beim TS-System übt das Kapillarrohr eine vorgegebene Kraft auf das Goldkügelchen aus, worauf das Kapillarrohr zum Schmelzen des Goldkügelchens für eine gegebene Zeit mit Ultraschallschwingung beaufschlagt wird. An der Anschlußstelle am Pellet bildet sich somit eine Schicht aus einer Gold-Aluminiumlegierung. Hierbei ist die Zeit der Einwirkung der Ultraschallschwingung festgelegt. Wenn daher die Menge der vom Goldkügelchen absorbierten Ultraschallschwingungsenergie aufgrund einer Störung der Anschlußvorrichtung oder aufgrund von Oberflächenbedingungen des Pellets variiert, ändert sich auch die Form des Goldkügelchens nach dem Druckverbinden unter Beeinträchtigung der Gleichmäßigkeit und Zuverlässigkeit der Anschlußbereiche.
Fig. 1A veranschaulicht einen Idealzustand bei der Verbindung eines Golddrahts b mit einem Pellet a. Eine auf einen Elektronenabschnitt c aufgetragene oder aufgedampfte Aluminiumschicht d und ein Goldkügelchen e bilden dabei unter zweckmäßiger Erwärmung und Ultraschallschwingung eine Legierungsschicht, die gleichmäßig über die Gesamtfläche des durch Druckverbindung angebrachten Kügelchens e entsteht. In diesem Fall ist die zwischen dem Pellet a udn dem Goldkügelchen e erzielte Anschluß- oder Verbindungsfestigkeit groß.
Wenn jedoch die Verbindungskraft zu groß ist oder die Ultraschallschwingung zu lange einwirkt, wird das Goldkügelchen e gemäß Fig. 1B zusammengedrückt und über den Elektrodenabschnitt c hinaus verquetscht, wobei es mit den peripheren Verdrahtungsmustern (nicht dargestellt) in Berührung gelangt und damit zu einem fehlerhaften Pellet führt. Wenn dagegen die Ultraschallschwingung während einer zu kurzen Zeit einwirkt, trennt sich das angebrachte Kügelchen e bereits unter geringer Schwingung nach der Anbringung vom Pellet a (vgl. Fig. 1C).
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer Drahtanschluß- bzw. Verdrahtungsvorrichtung, mit welcher unter Verbesserung der Zuverlässigkeit der Anschlußstelle an dieser Anschlußkügelchen einer regelmäßigen Form oder Gestalt erzeugt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Drahtanschluß- bzw. Verdrahtungsvorrichtung ist demnach ein Ultraschalloszillator vorgesehen, der beim Anschlußvorgang ein Kapillarrohr über einen Werkzeugarm mit Ultraschallschwingung beaufschlagt. Der Ultraschalloszillator wird zur Einstellung der Schwingungszeit und/oder der Amplitude der Ultraschallschwingung gesteuert, um die Gestalt des Kügelchens zu vergleichsmäßigen, während die Verformung eines Kügelchens mittels eines Spaltfühlers überwacht wird, welcher die Relativstellungen des Werkzeugarms und eines Werkzeug-Hubarms mißt. Hierdurch wird eine Drahtanschlußvorrichtung geschaffen, die verbesserte Zuverlässigkeit besitzt und ein Kügelchen einer regelmäßigen Gestalt zu erzeugen vermag, auch wenn die das Kügelchen beaufschlagende Ultraschallenergie aufgrund von Änderungen der Ausgangsleistung des Ultraschalloszillators, das Kügelchen-Durchmessers oder des Oberflächenzustands eines Pellets usw. variiert.
Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1A bis 1C schematische Darstellungen der Verbindungs- oder Anschlußbedingungen zwischen einem Goldkügelchen am Ende eines Drahts und dem Anschlußstreifen eines IC-Pellets, wobei Fig. 1A einen idealen Verbindungszustand, Fig. 1B einen durch eine zu große Anschlußkraft hervorgerufenen mangelhaften Verbindungszustand und Fig. 1C einen Zustand, in welchem sich das Goldkügelchen des Drahts infolge einer ungenügenden Anschlußkraft vom Anschlußstreifen trennt, veranschaulichen,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Drahtanschluß- bzw. Verdrahtungsvorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 3A bis 3C graphische Darstellungen zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 2,
Fig. 4A bis 4D schematische Ansichten, welche das Goldkügelchen des Drahts in Stellungen entsprechend den einzelnen Punkten auf der Kurve gemäß Fig. 3A zeigen,
Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Kapillarrohrverschiebung und der Anschlußkraft,
Fig. 6 ein Blockschaltbild des Innenaufbaus einer Anschluß-Steuerschaltung und einer Werkzeugstellungs-Steuerschaltung nach Fig. 2,
Fig. 7A bis 7E Ablaufdiagramme der Arbeitsfolge der Vorrichtung mit dem Aufbau nach Fig. 6,
Fig. 8 ein Schaltbild eines speziellen Beispiels für einen Spaltfühler nach Fig. 2,
Fig. 9 ein Schaltbild des Aufbaus eines Richtungsdiskriminators nach Fig. 6,
Fig. 10 ein Blockschaltbild des Aufbaus eines Ultraschalloszillators nach Fig. 2 und
Fig. 11A bis 11B graphische Darstellungen der mittels der Anordnung nach Fig. 10 erzeugten Ultraschallschwingung.
Die Fig. 1A bis 1C sind eingangs bereits erläutert worden.
Fig. 2 veranschaulicht schematisch den Aufbau der (Leiter-)Drahtanschluß- bzw. Verdrahtungsvorrichtung. Dabei ist ein Träger 3 mit einer Achse 2 vorderen Bereich der Oberseite eines XY-Tisches 1 angerodnet. Auf der Achse 2 des Trägers 3 ist ein Werkzeug-Hubarm 4 schwenkbar gelagert, an dem mittels einer Blattfeder 5 ein Werkzeugarm-Halter 6 befestigt ist, während mit letzteren ein Werkzeugarm 7 verbunden ist. Am Vorderende des Werkzeugarms 7 ist ein einem Halbleiter-IC-Pellet 9 gegenüberstehendes Kapillarrohr 8 angebracht. Zwischen einem Federanker 10 am Vorderende der Oberseite des Hubarms 4 und einem Federanker 11 des Halters 6 ist eine Zugfeder 12 gespannt. Zwischen den beiden Federankern 10 und 11 ist weiterhin ein Ausgangsstellung-Einstellmechanismus 13 vorgesehen, bei dem eine Stellschraube 14 zum Verschieben eines Ausgangsstellung-Einstellstifts 15 zur Einstellung der Ruhestellung des Kapillarrohrs 8 drehbar ist.
Im Mittelbereich der Oberseite des XY-Tisches 1 befindet sich ein als Antrieb dienender Linearmotor 16 mit einem Magnetkreis aus einem Joch 17 und einem Dauermagneten 18 und einer Schwingspule 20, die in einer Ebene senkrecht zu dem Magnetfluß schwingt, welcher Spaltabschnitte 19 des Magnetkreises durchsetzt. Der Linearmotor 16 besitzt somit denselben Aufbau wie ein sogen. dynamischer Lautsprecher. Die Schwingspule 20 ist mit der Unterseite des hinteren Endabschnitts des Werkzeug-Hubarms 4 verbunden. Letzterer wird durch den Linearmotor 16 in der Weise aufwärts und abwärts verschwenkt, daß das Kapillarrohr 8 über den Werkzeugarm 7 eine entsprechende Aufwärts- und Abwärtsbewegung durchführt. Am Vorderendabschnitt des Hubarms 4 ist ein Spaltfühler 21 zur Erfassung der Relativbewegung zwischen Hubarm 4 und Werkzeugarm 7 angebracht. Am hinteren Ende des Hubarms 4 ist ein Stellungs- bzw. Lagenfühler 22 zur Bestimmung der Lage und Bewegungsgeschwindigkeit des Hubarms 4 angeordnet. Für den Lagenfühler 22 kann ein Linearstellungsgeber oder ein um die Achse 2 drehbarer Drehstellungsgeber verwendet werden.
Mit dem hinteren Endabschnitt des Werkzeugarms 7 ist ein Ultraschallschwinger 23 verbunden, welcher das Kapillarrohr 8 über den Werkzeugarm 7 mit Ultraschallschwingung beaufschlagt.
Der Spaltfühler 21 ist mit einer Anschluß-Steuerschaltung 25 über einen Spaltfühler-Verstärker 24 verbunden, der aus einem Linearverstärker 24 A und einem Analog/Digital- bzw. A/D-Wandler 24 B besteht. Ein Ausgangssignal E 21 des Spielfühlers 21 wird durch den Verstärker 24 in ein Digitalsignal E 24 einer vorbestimmten Größe umgesetzt und an den Eingang der Anschluß-Steuerschaltung 25 angelegt. Nach Maßgabe des Digitalsignals E 24 erfaßt und steuert die Steuerschaltung 25 die Relativverschiebung zwischen dem Hubarm 4 und dem Werkzeugarm 7 sowie die Änderung dieser Relativverschiebung, und sie liefert ein Lagenbefehlssignal E 25 und ein Befehlssignal D 25 für Einleitung und Beendigung der Schwingung zu einer Werkzeugstellungssteuerschaltung 26 bzw. einem Ultraschaloszillator 27 zur Betätigung des Ultraschallschwingers 23. Bei Eingang des Lagenbefehlssignals E 25 liefert die Steuerschaltung 26 ein Ansteuer- oder Treibersignal E 26 zu einem Motortreiber 28, und zwar nach Maßgabe des vom Lagenfühler 22 gelieferten, auf Lage und Geschwindigkeit bezogenen Zweiphasen-Sinuswellensignals E 22. Nach Maßgabe des Treibersignals E 26 steuert der Motortreiber 28 den Linearmotor 16 an. Durch das Lagenbefehlssignal E 25 wird somit ein Steuerziel vorgegeben, wodurch eine Servosteuerung für Lage bzw. Stellung und Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeug-Hubarms 4 bewirkt wird.
Die beschriebene Drahtanschlußvorrichtung arbeitet auf die im folgenden beschriebene Weise. Fig. 3A veranschaulicht eine typische Kurve für die Bewegung des Werkzeugs bzw. Kapillarrohrs. Fig. 3B veranschaulicht die Änderungen des Ausgangssignals E 21 des Spaltfühlers 21 entsprechend der Werkzeug-Kurve gemäß Fig. 3A, während Fig. 3C ein der Kurve nach Fig. 3B entsprechendes Ausgangssignal E 27 des Ultraschalloszillators 27 darstellt. Die Fig. 4A bis 4D veranschaulichen das Goldkügelchen (Goldperle) 29 in seinen Zuständen entsprechend der Werkzeugkurve nach Fig. 3A. An einem Punkt A 1 gemäß Fig. 3A wird zunächst das äußerste Ende des Golddrahts mittels eines elektrischen Brenners angeschmolzen und dabei durch Oberflächenspannung zu einem sphärischen Körper geformt. In diesem Zustand wird das Lagenbefehlssignal E 25 der Werkzeugstellungs-Steuerschaltung 26 entsprechend den in der Anschlußsteuerschaltung 25 gespeicherten Werkzeug-Kurvendaten zugeliefert. Infolgedessen beginnt sich das Kapillarrohr 8 mit einer durch die abfallende Flanke gemäß Fig. 3A dargestellten Geschwindigkeit abzusenken. Die Anschluß-Steuerschaltung 25 überwacht weiterhin das Ausgangssignal E 21 des Spaltfühlers 21 über den Verstärker 24. Wenn sich das Kapillarrohr 8 bis zu einem Punkt B 1 auf der Werkzeug-Kurve abgesenkt hat, ändert sich gemäß Fig. 3B der Pegel des Ausgangssignals E 21 des Spaltfühlers 21 plötzlich. Diese plötzliche oder schlagartige Änderung wird deshalb hervorgerufen, weil dann, wenn eine auf das mit seiner Spitze das Pellet 9 berührende Kapillarrohr 8 ausgeübte Aufwärtskraft eine vorbestimmte Anfangskraft y 0 gemäß Fig. 5 übersteigt, die Zugfeder 12 sich dehnt und die Blattfeder 5 sich durchbiegt, so daß eine Relativverschiebung oder -bewegung zwischen dem Werkzeug-Hubarm 4 und dem Werkzeugarm 7 auftritt.
Die Anschluß-Steuerschaltung 25 erfaßt die plötzliche Änderung im Ausgangssignal E 21 des Spaltfühlers 21 und registriert dabei die Berührung zwischen dem Pellet 9 und dem Kapillarrohr 8. Wenn der Hubarm 4 nach dieser Berührung ein vorgegebenes Stück abgesenkt wird, drückt das Kapillarrohr 8 das Goldkügelchen 29 mit einer vorgeschriebenen Kraft gegen das Pellet 9 an. Diese Anschlußkraftbeaufschlagung erfolgt am Punkt C 1 gemäß Fig. 3A und entspricht dem Zustand gemäß Fig. 4B.
Wenn die Anschluß-Steuerschaltung 25 das Befehlssignal D 25 zur Einleitung der Schwingung zum Ultraschalloszillator 27 liefert, erzeugt der Ultraschallschwinger 23 Ultraschallschwingungsenergie. Diese wird über den Werkzeugarm 7 auf das Goldkügelchen 29 übertragen, wobei durch Schwingungsreibung zwischen dem Kapillarrohr 8 und dem Goldkügelchen 29 einerseits sowie zwischen dem Goldkügelchen 29 und dem Pellet 9 andererseits Wärme erzeugt wird. Diese Schwingungsenergie wird nämlich im Goldkügelchen 29 in Wärme umgewandelt, so daß das Goldkügelchen 29 anschmilzt und sich zu verformen beginnt. Gleichzeitig verbinden sich das Gold des Goldkügelchen 29 und das Aluminium des Pellets 9 zu einer Legierungsschicht. Dieser Vorgang ist anhand einer Änderung h des Ausgangspotentials des Spaltfühlers 21 an den Punkten C 2, D 2 und E 2 gemäß Fig. 3B festzustellen. Die Punkte C 2, D 2 und E 2 gemäß Fig. 3B entsprechen den Zuständen gemäß den Fig. 4B, 4C bzw. 4D. Eine Änderung des Abstands entsprechend der Potentialänderung h liegt in der Größenordnung von 20-40 µm und wird entsprechend dem Anfangsdurchmesser des Goldkügelchens 29 auf eine zweckmäßige Größe voreingestellt. Wenn die Änderung h die vorbestimmte Größe erreicht, wird das Befehlssignal D 25 zur Beendigung der Schwingung zum Ultraschalloszillator 27 geliefert, wobei der dem Punkt E 1 nach Fig. 3A entsprechende Zustand gemäß Fig. 4D erreicht ist. 2-3 ms nach Erreichen dieses Zustands hebt sich das Kapillarrohr 8 wieder an, worauf die Verbindung bzw. das Anschließen an der Leiterplattenseite eingeleitet wird. Der Punkt (F 1 nach Fig. 3A), an welchem sich das Kapillarrohr 8 wieder aufwärts zu bewegen beginnt, wird durch einen plötzlichen Abfall (am Punkt F 2 gemäß Fig. 3B) des Pegels des Signals E 21 angezeigt. Beim Anschließen an der Leiterplattenseite kann weiterhin der EIN/AUS- bzw. START/STOP-Befehl D 25 zum Ultraschalloszillator 27 geliefert werden, während der Kontakt zwischen dem Kapillarrohr 8 und der Leiterplatte sowie das Absenken des Kapillarrohrs 8 unter Ultraschallabschwingung nach Bedarf überwacht werden.
Fig. 6 veranschaulicht den Innenaufbau der Steuerschaltungen 25 und 26. Die Periode T (Fig. 3C), während welcher das Ausgangssignal E 27 des Ultraschalloszillators 27 geliefert wird, wird auf der Grundlage der Potentialänderung des Ausgangssignals E 21 des Spaltfühlers 21 in Übereinstimmung mit einem Analog- oder Digitalsystem bestimmt. Ein Digitalsystem gewährleistet eine höhere Steuer- bzw. Regelgenauigkeit als ein Analogsystem. Im Vergleich zum Analogsystem ist außerdem beim Digitalsystem vorteilhaft, daß die Aufwärts/Abwärts-Bewegungssteuerung für das Kapillarrohr 8 parallel zur Anschlußsteuerung erfolgt. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung werden daher digital arbeitende Steuerschaltungen 25 und 26 verwendet.
Ein analoges Ausgangssignal E 21 des Spaltfühlers 21 wird durch einen Spaltfühler-Verstärker 24 in ein Digitalsignal E 24 umgesetzt, das über eine Datensammelschiene 25 H einem in der Steuerschaltung 25 vorgesehenen Hauptrechner bzw. einer Zentraleinheit (CPU) 25 A in Form eines handelsüblichen Mikrorechners zugeliefert wird. Die Zentraleinheit 25 A ist über die Sammelschiene 25 H mit einem Festwertspeicher (ROM) 25 B und einem Randomspeicher (RAM) 25 C verbunden. Außerdem ist die Zentraleinheit 25 A über die Sammelschiene 25 H und eine Eingabe/Ausgabestelle 25 D mit dem Ultraschalloszillator 27, über eine Eingabe/Ausgabestelle 25 E mit der Werkzeugstellungs-Steuerschaltung 26, über eine Eingabe/Ausgabestelle 25 F mit einer XY-Tisch- Steuerschaltung 60 und über eine Eingabe/Ausgabestelle 25 D mit einer Brenner-Aktiviereinheit 62 verbunden. Letztere aktiviert den nicht dargestellten elektrischen Brenner (torch) für das Anschmelzen des äußersten Endes des dünnen Golddrahts an der Spitze des Kapillarrohrs 8 gemäß Fig. 2. Die Steuerschaltung 60 ist mit dem XY-Tisch 1 gemäß Fig. 2 zur Steuerung seiner zweidimensionalen Bewegung verbunden. Bei dieser XY-Tisch- Steuerschaltung 60 handelt es sich um eine herkömmliche Schaltung. Für die Erfassung oder Feststellung der Anschlußstreifenlage am IC-Pellet 9 gemäß Fig. 2 bei der XY-Steuerung können die Vorrichtungen gemäß den US-PS 43 90 955 oder 42 91 334 verwendet werden, auf die hiermit Bezug genommen wird. Die Vorgänge und die von der Zentraleinheit 25 A ausgeführte Steuerung werden später noch erläutert werden.
Das über die Eingabe/Ausgabestelle 25 E gelieferte Lagenbefehlssignal E 25 wird über eine Eingabe/Ausgabestelle 25 A in der Steuerschaltung 26 und eine Datensammelschiene 26 H zu einer Neben-Zentraleinheit (CPU) 26 B geliefert, welche die Bewegung des Kapillarrohrs 8 längs der senkrecht zur Ebene des XY-Tisches 1 liegenden Richtung (Z-Achse) steuert und bei der es sich um eine handelsübliche Einheit handeln kann. Die Neben- Zentraleinheit 26 B ist über die Sammelschiene 26 H mit einem Festwertspeicher (ROM) 26 C und einem Randomspeicher (RAM) 26 D verbunden. Weiterhin ist die Neben- Zentraleinheit 26 B über einen Zähler 26 E und einen Richtungsdiskriminator 26 F an den Lagenfühler 22 und über einen D/A-Wandler 26 G an den Motortreiber 28 angeschlossen. Der Diskriminator 26 F unterscheidet zwischen Hochfahr- und Herabfahrbewegung des Kapillarrohrs 8 und speist den Zähler 26 E mit Signalen E 22, die entsprechend der Aufwärts/Abwärtsbewegung des Kapillarrohrs 8 variieren. Der Zähler 26 E zählt die Signale E 22 und beschickt die Neben-Zentraleinheit 26 B mit einer die Stellung des Kapillarrohrs 8 angebenden Zählgröße.
Im folgenden sind anhand der Wellenformdiagramme gemäß Fig. 3A bis 3C sowie der Ablaufdiagramme nach Fig. 7A bis 7E die Arbeitsfolgen von Haupt- und Neben-Zentraleinheit 25 A bzw. 26 B (Fig. 6) beschrieben. In diesen Ablaufdiagrammen bezeichnen die Schritte ST 10-ST 80 die Arbeitsfolge der Zentraleinheit 25 A und die Schritte ST 110-ST 170 diejenigen der Neben-Zentraleinheit 26 B.
Im folgenden ist aus Vereinfachungsgründen als Zähler 26 E (Fig. 6) ein herkömmlicher Aufwärts/Abwärtszähler vorausgesetzt. In diesem Fall gibt die Zählgröße (Inhalt bzw. Zählstand) des Zählers 26 E die Verschiebungsgröße (Stellung) des Kapillarrohrs 8 an, die durch die Punkte A 1-G 1 usw. gemäß Fig. 3A wiedergegeben ist. Wenn sich beispielsweise das Kapillarrohr 8 zum Punkt A 1 bewegt, wird die Ansteuerung des Linearmotors 16 beendet, sobald der Inhalt des Zählers 26 E dem Punkt A 1 entspricht, während der Zählstand des Zählers 26 E überwacht wird.
Bei der noch zu beschreibenden Ausführungsform gemäß Fig. 9 wird andererseits als Zähler 26 ein programmierbarer Abwärtszähler verwendet. In diesem Fall sind beispielsweise für den Punkt A 1 repräsentative Daten im Zähler 26 E vorgegeben, wobei der Zähler 26 E mit der Ansteuerung des Motors 16 herabzählt. Die Ansteuerung bzw. Aktivierung des Motors 16 wird beendet, wenn der Zählstand des Zählers 26 E zu Null wird. Auf diese Weise kann das Kapillarrohr 8 ebenfalls zum Punkt A 1 geführt werden.
Im Ablaufprogramm gemäß Fig. 7A wird zunächst der Netzschalter der Vorrichtung gemäß Fig. 2 geschlossen (ST 10). Sodann werden Haupt- und Neben-Zentraleinheit 25 A bzw. 26 B initialisiert (ST 12, ST 110). Als Folge der Initialisierung weist die Neben-Zentraleinheit 26 B den Motortreiber 28 an, das Kapillarrohr 8 hochzufahren (ST 112). Wenn sich das Kapillarrohr 8 in der Stellung entsprechend dem Inhalt A 0 des Zählers 26 E befindet, wird das Aufwärtsansteuersignal E 26 dem Motorteiber 28 zugeführt, bis sich der Inhalt des Zählers 26 E von A 0 auf A 1 erhöht (Fig. 3A; ST 114, NEIN). Wenn das Kapillarrohr 8 die Stellung entsprechend A 1 erreicht, stellt die Zentraleinheit 26 B fest, daß der Inhalt des Zählers 26 E zu A 1 (ST 114, JA) geworden ist, und sie erzeugt ein Signal A 1 (ST 116).
Vor Eingang des Signals A 1 von der Neben-Zentraleinheit 26 B befindet sich die Haupt-Zentraleinheit 25 A im Bereitschaftszustand, weil sie initialisiert ist (ST 14, NEIN). Wenn die Zentraleinheit 25 A das Signal A 1 (ST 14, JA) abnimmt, liefert sich eine vorgeschriebene Stellungs- bzw. Lagendateneinheit zur XY-Tisch-Steuerschaltung 60. Daraufhin wird das Kapillarrohr 8 über einen vorgegebenen Anschlußstreifen des IC-Pellets 9 bewegt, der durch die Lagendaten bezeichnet ist (ST 16). Sodann wird das Ende des dünnen Golddrahts an der Spitze des Kapillarrohrs 8 durch den nicht dargestellten elektrischen Brenner angeschmolzen. Hierbei bildet sich am Ende des Drahts das Goldkügelchen 29 gemäß Fig. 4A ST 18).
Nach der Bildung des Goldkügelchens 29 am Ende des Kapillarrohrs 8 liefert die Haupt-Zentraleinheit 25 A ein Signal DD zur Neben-Zentraleinheit 26 B für die Anweisung oder Bezeichnung der Abwärtsbewegung des Kapillarrohrs 8 (ST 20 in Fig. 7B). Vor Eingang des Signals DD hält die Neben-Zentraleinheit 26 B das Kapillarrohr 8 in der Stellung A 1 gemäß Fig. 3A (ST 118, NEIN). Wenn die Neben-Zentraleinheit 26 B das Signal DD erhält (ST 118, JA), senkt sie das Kapillarrohr 8 schnell ab (ST 120). Diese schnelle Abwärtsbewegung entspricht dem Gefälle vom Punkt A 1 zum Punkt SP 1 gemäß Fig. 3A. Das Absenken des Kapillarrohrs 8 hat ein Dekrement bzw. Herabzählen des Inhalts des Zählers 26 E von A 1 auf SP 1 zur Folge (ST 112, NEIN). Wenn das Kapillarrohr 8 die Stellung entsprechend dem Suchpunkt SP 1 erreicht, stellt die Neben-Zentraleinheit 26 B fest, daß der Inhalt des Zählers 26 E auf SP 1 übergegangen ist (ST 122, JA), und sie beendet die (weitere) Abwärtsbewegung des Kapillarrohrs 8 (ST 124). Wenn das Kapillarrohr 8 anhält, liefert die Nebenzentraleinheit 26 B das Signal SP 1 zur Haupt- Zentraleinheit 25 A (ST 126).
Vor Eingang des Signals SP 1 unterbricht die Zentraleinheit 25 A die Ausführung der Sequenz bzw. Arbeitsreihenfolge nach der Erzeugung des Signals DD (ST 22, NEIN). Wenn die Haupt-Zentraleinheit 25 A das Signal SP 1 empfängt (ST 22, JA), liefert sie Daten SS, welche die Absenkgeschwindigkeit (Suchgeschwindigkeit) des Kapillarrohrs 8 anzeigen (ST 24). Die auf die Daten SS bezogene Absenkgeschwindigkeit entspricht dem Kurven-Gefälle vom Punkt SP 1 zum Punkt B 1 gemäß Fig. 3A.
Vor Eingang der Daten SS unterbricht die Neben-Zentraleinheit 26 B die Ausführung der Arbeitsreihenfolge nach der Erzeugung des Signals SP 1 (ST 128, NEIN). Wenn die Neben-Zentraleinheit 26 B die Daten SS abnimmt (ST 128, JA), senkt sie das Kapillarrohr 8 mit einer niedrigen, durch die Daten SS angegebenen Geschwindigkeit ab (ST 130). Bei dieser Absenkbewegung des Kapillarrohrs 8 verringert sich der Inhalt des Zählers 26 E von SP 1 auf B 1 (ST 132, NEIN). Wenn sich das Kapillarrohr 8 abzusenken beginnt, aktiviert die Haupt-Zentraleinheit 25 A den Spaltfühler 21 (ST 26). Der Spaltfühler 21 beginnt daraufhin die Überwachung zur Feststellung, ob das Goldkügelchen 29 (Fig. 4A) am Ende des Kapillarrohrs 8 das Pellet 9 berührt hat (ST 29, NEIN). Wenn das Goldkügelchen 29 das Pellet 9 berührt (ST 28, JA), steigt das Potential des Ausgangssignals E 21 vom Spaltfühler 21 plötzlich bzw. schlagartig an (Fig. 3B). Hierbei liefert die Haupt-Zentraleinheit 25 A ein Signal B 1 zur Neben-Zentraleinheit 26 B (ST 30). Bei Eingang des Signals B 1 (ST 132, JA) beendet die Neben-Zentraleinheit 26 B die Abwärtsbewegung bzw. das Absenken des Kapillarrohrs 8 (ST 134).
Nach der Erzeugung des Signals B 1 liefert die Haupt- Zentraleinheit 25 A ein Signal C 1 zur Neben-Zentraleinheit 26 B (ST 32, Fig. 7C). Das Signal C 1 wird auch als Schwingungseinleitbefehl D 25 um Ultraschalloszillator 27 übertragen. Vor Eingang des Signals C 1 hindert die Neben-Zentraleinheit 26 B das Kapillarrohr 8 an einer Absenkbewegung (ST 136, NEIN). Wenn die Neben-Zentraleinheit 26 B das Signal C 1 (ST 136, JA) abnimmt, senkt sie das Kapillarrohr 8 langsam ab, so daß das Goldkügelchen 29 sanft gegen den Anschlußstreifen des Pellets 9 angedrückt wird (ST 138). Unmittelbar vor Beginn dieses Andrückens betätigt die Haupt-Zentraleinheit 25 A den Ultraschalloszillator 27 (ST 34). Wenn das Kapillarrohr 8 auf diese Weise mit Ultraschallschwingung abgesenkt wird (ST 34, ST 138), wird das Goldkügelchen 29 allmählich zusammengedrückt (Fig. 4B bis 4D), wobei sich das Potential des Spaltfühler-Ausgangssignals E 21 verringert (Fig. 3B, Punkte C 2-E 2). Der Potentialabfall wird durch die Haupt-Zentraleinheit 25 A geprüft bzw. abgegriffen (ST 36). Die Prüfung des Ausgangssignals E 21 wird entsprechend der Änderung der digitalen Größe des Digitalsignals E 24 fortgesetzt, bis der Wert bzw. die Größe des Potentialabfalls des Ausgangssignals E 21 der vorbestimmten bzw. Sollgröße h entspricht (ST 38, NEIN). Die Größe h ist eine bekannte Dateneinheit, die bei der Initialisierung (ST 12) im Randomspeicher 25 C gespeichert wird.
Wenn die Größe des Potentialabfalls des Ausgangssignals E 21 der Größe h entspricht (ST 38, JA), liefert die Haupt- Zentraleinheit 25 A das Signal E 1 (ST 40). Das Signal E 1 wird als Schwingungsendebefehl D 25 zum Ultraschalloszillator 27 übertragen, woraufhin dieser abgeschaltet wird (ST 42). Der Ultraschalloszillator 27 liefert nämlich ein Ultraschallausgangssignal E 27 (Fig. 3C) zum Ultraschallschwinger 23 (Fig. 2) während der Zeitspanne von dem Zeitpunkt, zu dem das Signal C 1 erzeugt wird (ST 32), bis zum Zeitpunkt der Erzeugung des Signals E 1 (ST 40). Während dieser Zeitspanne (ST 32-ST 40) unterliegt außerdem das Spaltfühler-Ausgangssignal E 21 einem dem Potentialunterschied h äquivalenten Potentialabfall.
Nach Beendigung der Ultraschallschwingung liefert die Haupt-Zentraleinheit 25 A ein Signal F 1 zur Neben-Zentraleinheit 26 B (ST 44). Vor Eingang des Signals F 1 bewirkt die Neben-Zentraleinheit 26 B das weitere Andrücken des Kapillarrohrs 8 (ST 140, NEIN). Wenn die Zentraleinheit 26 B das Signal F 1 erhält (ST 140, JA), weist sie den Motortreiber 28 zum schnellen oder schlagartigen Anheben des Kapillarrohrs 8 an (ST 142). Das Kapillarrohr 8 fährt sodann hoch und hält in der Stellung an, in welcher der Inhalt des Zählers 26 E zu G 1 wird (ST 142). Im Augenblick der Erzeugung des Signals F 1 wird der Spaltfühler 21 deaktiviert (ST 46). Sodann wird das Kapillarrohr 8 über die vorbestimmte Leiterplatte verschoben (ST 48). Diese Verschiebung wird durch die XY-Tisch-Steuerschaltung 60 ausgeführt. Hierauf wird an der Spitze des Kapillarrohrs 8 am Golddraht ein Goldkügelchen 29 angeformt (ST 50), und zwar mittels der Brenner-Aktiviereinheit 62.
Nach der Ausbildung des Goldkügelchens 29 am Ende bzw. an der Spitze des Kapillarrohrs 8 liefert die Haupt- Zentraleinheit 25 A ein Signal DD zur Neben-Zentraleinheit 26 B zur Ausführung der Abwärts-Bezeichnung für das Kapillarrohr 8 (ST 52, Fig. 7D). Vor Eingang des Signals DD bewirkt die Neben-Zentraleinheit 26 B das Halten des Kapillarrohrs 8 in der Stellung G 1 gemäß Fig. 3A (ST 144, NEIN). Wenn die Zentraleinheit 26 B das Signal DD erhält (ST 144, JA), bewirkt sie das schnelle Absenken des Kapillarrohrs 8 (ST 146). Dies entspricht dem Kurven-Gefälle vom Punkt G 1 zum Punkt SP 3 in Fig. 3A. Das Absenken des Kapillarrohrs 8 hat ein Herabzählen des Inhalts des Zählers 26 E von G 1 auf SP 3 zur Folge (ST 148, NEIN). Wenn das Kapillarrohr 8 die Stellung entsprechend dem Suchpunkt SP 3 erreicht, stellt die Neben-Zentraleinheit 26 B fest, daß der Inhalt des Zählers 26 E auf SP 3 übergegangen ist (ST 148, JA), und sie hält das Kapillarrohr 8 gegen eine Abwärtsbewegung an (ST 150). Wenn das Kapillarrohr 8 angehalten ist, liefert die Neben-Zentraleinheit 26 B das Signal SP 3 zur Haupt- Zentraleinheit 25 A (ST 152).
Vor Eingang des Signals SP 3 unterbricht die Haupt- Zentraleinheit 25 A die Ausführung der Arbeitsreihenfolge bzw. Sequenz nach der Erzeugung des Signals DD (ST 54, NEIN). Bei Eingang des Signals SP 3 (ST 54, JA) liefert die Haupt-Zentraleinheit 25 A Daten SS, welche die Absenkgeschwindigkeit (Suchgeschwindigkeit) des Kapillarrohrs 8 angeben (ST 56). Die auf die Daten SS bezogene Absenkgeschwindigkeit entspricht dem Gefälle vom Punkt SP 3 zum Punkt B 3 gemäß Fig. 3A.
Vor Eingang der Daten SS unterbricht die Neben-Zentraleinheit 26 B die Ausführung der Sequenz nach der Lieferung des Signals SP 3 (ST 154, NEIN). Bei Eingang der Daten SS (ST 154, JA) bewirkt die Neben-Zentraleinheit 26 B das Absenken des Kapillarrohrs 8 mit einer niedrigen, durch die Daten SS bezeichneten Geschwindigkeit (ST 156). Bei dieser Absenkbewegung des Kapillarrohrs 8 verringert sich der Inhalt des Zählers 26 E von SP 3 auf B 3 (ST 158, NEIN). Zu Beginn der Absenkbewegung des Kapillarrohrs 8 aktiviert die Haupt-Zentraleinheit 25 A den Spaltfühler 21 (ST 58). Daraufhin beginnt der Spaltfühler 21 mit der Überwachung, um festzustellen, ob das Goldkügelchen 29 (Fig. 4A) am Ende des Kapillarrohrs 8 die Leiterplatte berührt hat (ST 60, NEIN). Wenn das Goldkügelchen 29 die Leiterplatte berührt (ST 60, JA), steigt das Potential des Ausgangssignals E 21 vom Spaltfühler 21 plötzlich an (Fig. 3B). Auf diesen plötzlichen Anstieg hin liefert die Haupt-Zentraleinheit 25 A ein Signal B 3 zur Neben-Zentraleinheit 26 B (ST 62). Bei Eingang des Signals B 3 (ST 158, JA) bewirkt die Neben- Zentraleinheit 26 B die Beendigung der Absenkbewegung des Kapillarrohrs 8 (ST 160).
Nach Erzeugung des Signals B 3 liefert die Haupt-Zentraleinheit 25 A ein Signal C 3 zur Neben-Zentraleinheit 26 B (ST 64 in Fig. 7E). Das Signal C 3 wird auch als Schwingungseinleitbefehl D 25 zum Ultraschalloszillator 27 übertragen. Vor Eingang des Signals C 3 verhindert die Neben-Zentraleinheit 26 B eine Absenkbewegung des Kapillarrohrs 8 (ST 162, NEIN). Bei Eingang des Signals C 3 (ST 162, JA) bewirkt die Neben-Zentraleinheit 26 B das langsame Absenken des Kapillarrohrs 8, so daß das Goldkügelchen 29 sanft gegen den Verbindungs- oder Anschlußteil der Leiterplatte angedrückt wird (ST 164). Unmittelbar vor Beginn des Andrückens betätigt die Haupt-Zentraleinheit 25 A den Ultraschalloszillator 27 (ST 66). Während das Kapillarrohr 8 auf diese Weise unter Beaufschlagung mit Ultraschallschwingung abgesenkt wird (ST 66, ST 164), wird das Goldkügelchen 29 allmählich zusammen- bzw. auseinandergedrückt Fig. 4B bis 4D). Dabei fällt das Potential des Spaltfühler-Ausgangssignals E 21 ab (Fig. 3B, Punkt C 4-E 4). Der Potentialabfall wird durch die Haupt-Zentraleinheit 25 A geprüft bzw. abgegriffen (ST 68). Die Prüfung des Ausgangssignals E 21 wird nach Maßgabe der Änderung der digitalen Größe des Digitalsignals E 24 fortgesetzt, bis die Größe des Potentialabfalls des Ausgangssignals E 21 der vorbestimmten bzw. Soll-Größe h entspricht (ST 70, NEIN). Die Größe h ist eine bekannte Dateneinheit, die bei der Initialisierung (ST 12) im Randomspeicher 25 C gespeichert wird.
Wenn die Größe des Potentialabfalls des Ausgangssignals E 21 der Größe h entspricht (ST 70, JA), liefert die Haupt-Zentraleinheit 25 A ein Signal E 3 (ST 72). Das Signal E 3 wird als Schwingungsendebefehl D 25 dem Ultraschalloszillator 27 zugeführt, woraufhin dieser deaktiviert wird (ST 74). Der Ultraschalloszillator 27 liefert nämlich das Ultraschallausgangssignal E 27 (Fig. 3C) zum Ultraschallschwinger 23 (Fig. 2) während der Zeitspanne vom Zeitpunkt der Erzeugung des Signals C 3 (ST 64) bis zum Zeitpunkt der Erzeugung des Signals E 3 (ST 72). Während dieser Zeitspanne (ST 64-ST 72) unterliegt auch das Spaltfühler-Ausgangssignal E 21 einem der Potentialdifferenz h äquivalenten Potentialabfall.
Nach Beendigung der Ultraschallschwingung liefert die Haupt-Zentraleinheit 25 A ein Signal F 3 zur Neben- Zentraleinheit 26 B (ST 76). Vor Eingang des Signals F 3 bewirkt die Neben-Zentraleinheit 26 B das weitere Andrücken des Kapillarrohrs 8 (ST 116, NEIN). Wenn die Zentraleinheit 26 B das Signal F 3 (ST 166, JA) empfängt, weist sie den Motortreiber 28 zum schnellen bzw. schlagartigen Anheben des Kapillarrohrs 8 an (ST 168). Das Kapillarrohr 8 fährt hierauf hoch und hält in der Stellung an, in welcher der Inhalt des Zählers 26 E zu A 1 wird (ST 168). Im Augenblick der Lieferung des Signals F 3 wird der Spaltfühler 21 deaktiviert (ST 78). Hierauf ist die Verdrahtung zwischem einem Anschlußstreifen und einer Leiterplatte fertiggestellt. Danach werden alle Schritte des Anschluß- oder Verbindungsverfahrens auf vollständige Durchführung geprüft (ST 80, ST 170). Falls der Anschlußvorgang (noch) nicht abgeschlossen ist, folgen auf die Schritte ST 80 und ST 170 die Schritte ST 16 bzw. ST 118. Im anderen Fall wird die gesamte Sequenz an den Schritten ST 80 und ST 170 beendet. Die Entscheidungen an den Schritten ST 80 und ST 170 können auf der Grundlage des Inhalts der nicht dargestellten Indexzähler der Zentraleinheit 25 A und 26 B erfolgen.
Fig. 8 veranschaulicht ein spezielles Beispiel für den Spaltfühler 21, der eine Brückenschaltung aufweist, die aus einer Sensor- oder Meßspule 21 B mit einem verschiebbaren Ferritkern 21 A, einer einstellbaren Induktivität bzw. Drossel 21 C sowie Widerständen 21 D und 21 E gebildet ist. Ein Hochfrequenzoszillator 21 F mit einer Schwingfrequenz von z. B. 1 MHz ist zwischen die Verzweigung zwischen Spule 21 B und Drossel 21 C sowie die Verzweigung der Widerstände 21 D und 21 E geschaltet. Die Primärwicklung eines Hochfrequenz-Transformators 21 G ist zwischen die Verzweigung von Drossel 21 C und Widerstand 21 D einerseits sowie Spule 21 B und Widerstand 21 E andererseits geschaltet. Ein an der Sekundärwicklung des Transformators 21 G erzeugtes Hochfrequenzsignal (Wechselspannung) wird durch einen Gleichrichterkreis aus einer Diode 21 H, einem Kondensator 21 I und einem Widerstand 21 J ein in Gleichspannungssignal E 21 umgesetzt.
Wenn der verschiebbare Kern 21 A den Werkzeugarm 7 gemäß Fig. 2 berührt, taucht er in die Spule 21 B ein. Die Induktivität bzw. Drossel 21 C ist so eingestellt, daß die Brückenschaltung abgeglichen ist, d. h. E 21 = 0 V, wenn der Kern 21 A nicht am Werkzeugarm 7 anliegt. Wenn sich der Kern 21 A mit dem Werkzeugarm 7 in Berührung bewegt, ändert sich die Induktivität der Spule 21 B unter Aufhebung des Abgleichs der Brückenschaltung. Daraufhin besitzt das Signal E 21 ein Gleichspannungspotential entsprechend dem Grad oder Ausmaß der Abgleichstörung bzw. der Verschiebung des Kerns 21 A.
Fig. 9 veranschaulicht den Aufbau des Richtungsdiskriminators 26 F. Das Ausgangssignal E 22 des Lagendetektors oder -fühlers 22 besteht aus zwei Sinuswellensignalen E 22 A und E 22 B. Das Signal E 22 A wird durch einen Wellenformkreis 92 in ein Rechteckwellensignal E 92 umgesetzt, während das Signal E 22 B durch einen Wellenformkreis 112 in ein Rechteckwellensignal E 112 umgesetzt wird. Das Signal E 92 wird über Umsetzer bzw. Inverter 94 und 96 an den nicht-invertierenden Eingang eines UND-Glieds 102 sowie an den Eingang J und an den invertierenden Eingang eines JK-Flip-Flops (JK-FF) 98 angelegt. Das Ausgangssignal Q des Flip-Flops 98 wird den Eingangsklemmen J und eines JK-Flip-Flops 100 aufgeprägt, dessen Ausgang Q am invertierenden Eingang eines UND- Glieds 102 liegt. Das Ausgangssignal des Inverters 94 wird an die nicht-invertierende Eingangsklemme eines UND-Glieds 108 sowie an den Eingang J und den invertierenden Eingang eines JK-Flip-Flops 104 angelegt. Der Ausgang Q des Flip-Flops 104 liegt an den Eingängen J und eines JK-Flip-Flops 106, dessen Ausgang Q am invertierenden Eingang des UND-Glieds 108 liegt.
Auf ähnliche Weise wird das Signal E 112 über Inverter 114 und 116 an den nicht-invertierenden Eingang eines UND-Glieds 122 sowie den Eingang J und den invertierenden Eingang eines JK-Flip-Flops 118 angelegt, dessen Ausgang Q an den Eingängen J und eines JK-Flip-Flops 120 liegt, dessen Ausgang Q wiederum im invertierenden Eingang des UND-Glieds 122 liegt. Das Ausgangssignal des Inverters 114 wird dem nicht-invertierenden Eingang eines UND-Glieds 128 sowie den Eingängen J und eines JK-Flip-Flops 124 aufgeprägt, dessen Ausgang Q an den Eingängen J und eines JK-Flip-Flops 126 liegt, dessen Ausgang Q wiederum mit der invertierenden Eingangsklemme des UND-Glieds 128 verbunden ist.
Die JK-Flip-Flops 98, 100, 104, 106, 118, 120, 124 und 126 werden mittels Impulsen getaktet, die beispielsweise mit dem Betriebs- bzw. Arbeitstakt der Neben- Zentraleinheit 26 B gemäß Fig. 6 synchronisiert sind.
Das Ausgangssignal des UND-Glieds 102 wird an einen Eingangsstift 1 einer Torschaltung 110 und einen Eingangsstift 2 einer Torschaltung 130 angelegt. Das Ausgangssignal des UND-Glieds 108 wird einem Eingangsstift 4 der Torschaltung 110 und einem Eingangsstift 5 der Torschaltung 130 aufgeprägt. Das Ausgangssignal des UND-Glieds 112 wird den betreffenden Eingangsstiften 11 der Torschaltungen 110 und 130 aufgeprägt; das Ausgangssignal des UND-Glieds 128 wird andererseits an die betreffenden Eingangsstifte 13 der Torschaltungen 110 und 130 angelegt. Anstelle des genannten Schaltkreises kann für die Torschaltungen 110 und 130 eine Logikschaltung verwendet werden, die durch die Funktionstabelle gemäß nachstehender Tabelle I dargestellt ist.
Tabelle I
In Fig. 9 ist das Signal E 22 A im Vergleich zum Signal E 22 B in seiner Phase beschleunigt oder verlangsamt. Dies bedeutet, daß ein bestimmter Phasenunterschied zwischen den beiden Signalen E 22 A und E 22 B vorhanden ist. Wenn das Kapillarrohr 8 hochfährt, eilt das Signal E 22 A dem Signal E 22 B in seiner Phase voran. Beim Absenken des Kapillarrohrs 8 eilt andererseits das Signal E 22 A phasenmäßig dem Signal E 22 B nach. Der Diskriminator 26 F erfaßt die Phasenvoreilung oder -nacheilung zum Diskriminieren bzw. Unterscheiden zwischen Hochfahrbewegung und Absenken des Kapillarrohrs 8. Die Bewegung oder Verschiebung des Kapillarrohrs 8 kann durch Zählen der Wiederholungszahl des E 22 A oder E 22 B mittels des Zählers 26 E bestimmt werden. Wenn das Kapillarrohr 8 hochfährt, zählt der programmierbare Zähler 26 E nach Maßgabe des Ausgangssignals E 110 der Torschaltung 110 herab, bis die Vorgabegröße im Zähler 26 E zu Null wird. Die Vorgabegröße wird von der Neben-Zentraleinheit 26 B über die Sammelschiene 26 H geliefert. Beim Absenken des Kapillarrohrs 8 zählt der Zähler 26 E nach Maßgabe eines Ausgangssignals E 130 der Torschaltung 130 herab, bis die Vorgabegröße zu Null wird. Das Kapillarrohr 8 wird bzw. ist somit in die der Vorgabegröße entsprechende Stellung verschoben, wenn der Zählstand im Zähler 26 E gleich Null ist.
Bei der beschriebenen Ausführungsform wird die Berührung bzw. der Kontakt zwischen dem Kapillarrohr und dem Pellet, ebenso wie die Absenkgröße des Kapillarrohrs infolge der Verschmelzung des Goldkügelchens, durch einen einzigen Spaltfühler erfaßt bzw. gemessen. Wahlweise kann jedoch die Berührung zwischen Kapillarrohr und Pellet durch einen getrennt vom Spaltfühler 21 vorgesehenen Sensor oder Meßfühler erfaßt werden. Der Linearmotor für den Antrieb des Werkzeug-Hubarms kann durch einen Gleichstrom-Servomotor oder eine Kombination aus einem Impuls- bzw. Schrittmotor und einem Schneckenvorschubmechanismus ersetzt werden. Außerdem kann anstelle des Spaltfühlers ein Wirbelstrom-Verschiebungsfühler, ein optischer oder ein magnetischer Verschiebungsfühler verwendet werden. Weiterhin kann die Amplitude AM (Fig. 3C) der Ultraschallschwingung gleichzeitig mit der Zeitdauer der Ultraschallschwingung gesteuert werden.
Fig. 10 veranschaulicht den Aufbau des Ultraschalloszillators 27 gemäß Fig. 2. Das Befehlssignal D 25 zur Einleitung und Beendigung der Schwingung, das von der Steuerschaltung 25 geliefert wird, besteht aus einem Startsignal C 1 (oder C 3) und einem Stopsignal E 1 (oder E 3). Das Signal C 1 (oder C 3) wird durch die Haupt-Zentraleinheit (CPU) 25 A (Fig. 6) im Schritt ST 32 nach Fig. 7C (bzw. ST 64 in Fig. 7E) erzeugt. Das Signal E 1 (oder E 3) wird durch die Zentraleinheit 25 A im Schritt ST 40 nach Fig. 7C (bzw. ST 72 nach Fig. 7E) geliefert. Das Signal C 1 (C 3) setzt ein RS-Flip-Flop 27 A, während das Signal E 1 (E 3) das RS-Flip-Flop 27 A rücksetzt und einen Adressenzähler 27 D freimacht. Ein Q- Ausgangssignal E 27 A des RS-Flip-Flops 27 A wird an den einen Eingang eines UND-Glieds 27 B und den Toreingang (gate input) einer Analogtorschaltung 27 G angelegt. Ein Taktimpuls E 27 C vom Taktoszillator 27 C wird dem anderen Eingang des UND-Glieds 27 B aufgeprägt. Ein UND- mäßig verknüpftes Ausgangssignal E 27 B der Torschaltung 27 B wird an den Takteingang des Zählers 27 D angelegt. Eine Zählausgangsdateneinheit D 27 D des Zählers 27 D wird als Adressendateneinheit eines Gewichtungsnetzes (Festwertspeicher bzw. ROM) 27 E benutzt. Letzteres liefert eine Dämpfungsdateneinheit D 27 E (entsprechend der Dateneinheit D 27 D) auf der Grundlage einer durch die Dateneinheit D 27 D bezeichneten Adresse.
Die Dämpfungsdateneinheit D 27 E wird einem programmierbaren analogen Dämpfungsglied eingespeist, das außerdem über die analoge Torschaltung 27 G mit einem Ultraschallsignal E 27 G von einem Ultraschallsignalgenerator 27 H gespeist wird. Das Signal E 27 G wird mit einem Dämpfungsgrad (Gewinn) entsprechend der Dateneinheit D 27 E gedämpft und einem Stromverstärker 27 I eingegeben, welcher eine Stromverstärkung des eingespeisten, gedämpften Signals bewirkt und dieses Signal dem Ultraschallschwinger 23 zuliefert.
Die Fig. 11A bis 11H veranschaulichen schematisch die Arbeitsweise des Ultraschalloszillators 27 gemäß Fig. 10. Wenn das Kapillarrohr 8 bei einem Streifen- Anschlußvorgang den Punkt C 1 gemäß Fig. 11A erreicht, erzeugt die Haupt-Zentraleinheit 25 A (Fig. 6) das Signal C 1 gemäß Fig. 11C (ST 32 in Fig. 7C). Das RS- Flip-Flop 27 A wird durch das Signal C 1 gesetzt, um das UND-Glied 27 B und die analoge Torschaltung 27 G durchzuschalten. Daraufhin beginnt der Zähler 27 D den Taktimpuls E 27 B zu zählen. Dabei werden die Zählausgangsdaten D 27 D gemäß Fig. 11E für jeden Takt des Impulses E 27 B erhöht. Bei jeder Erhöhung der Daten D 27 D wird die Ausleseadresse des Festwertspeichers 27 E geändert. Bei dieser Adressenänderung ändert sich auch die Dämpfungsdateneinheit D 27 E. Infolgedessen ändert sich der Dämpfungsgrad des Dämpfungsglieds 27 F, und die Amplitude des Ultraschallsignals E 27 ändert sich entsprechend den Daten D 27 D.
Wenn das Kapillarrohr 8 den Punkt E 1 gemäß Fig. 11A erreicht, erzeugt die Haupt-Zentraleinheit 25 A das Signal E 1 gemäß Fig. 11D (ST 40 in Fig. 7C). Durch das Signal E 1 werden das RS-Flip-Flop 27 A und der Zähler 27 D rückgesetzt bzw. freigemacht. Gleichzeitig werden das UND- Glied 27 B und die analoge Torschaltung 27 G gesperrt, und das Ultraschallsignal E 27 wird gelöscht bzw. beendet.
Bei einem Leiterplatten-Anschlußvorgang zählt der Zähler 27 D ebenfalls die Impulse E 27 B zur Lieferung der Daten D 27 D während der Zeitspanne vom Zeitpunkt der Erzeugung des Signals C 3 (ST 64 in Fig. 7E) bis zum Zeitpunkt der Erzeugung des Signals E 3 (ST 72).
Die Art und Weise, auf welche sich die Amplitude des Signals E 27 entsprechend den Daten E 27 D ändert, hängt vom Inhalt des Festwertspeichers 27 E ab. Fig. 11F veranschaulicht das Signal E 27, das dann erhalten wird, wenn der Dämpfungsgrad des Dämpfungsglieds 27 F proportional zu der sich monoton erhöhenden Dateneinheit D 27 D verringert wird. Fig. 11G veranschaulicht das Signal E 27, das erhalten wird, wenn sich der Dämpfungsgrad erhöht, nachdem er bei sich vergrößernder Dateneinheit D 27 D einmal (zuerst) verringert worden ist. Fig. 11H veranschaulicht einen Fall, in welchem sich der Dämpfungsgrad in der einen Betriebsart für den Anschlußstreifen-Anschlußvorgang und in einer anderen Betriebsart für den Leiterplatten-Anschlußvorgang ändert. In ersterem Fall erhöht sich der Dämpfungsgrad exponentiell entsprechend der Vergrößerung der Dateneinheit D 27 D. In letzterem Fall ist der Dämpfungsgrad dagegen unabhängig von der Änderung der Dateneinheit D 27 D festgelegt. In diesem Fall wird die Zähloperation des Zählers 27 D beendet, und in Abhängigkeit vom Signal C 3 wird eine feste Dateneinheit im Zähler 27 D vorgegeben bzw. voreingestellt, wobei der Zähler 27 D auf das Signal E 3 hin freigemacht wird. Je nach dem Inhalt des Festwertspeichers 27 E kann das Ultraschallsignal E 27 beliebige ander Hüllkurven besitzen. Falls das Signal E 27 eine feste Amplitude besitzt (Fig. 3C), kann das Signal E 27 G unmittelbar an den Eingang des Stromverstärkers 27 I angelegt werden.
Bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung wird der Ultraschalloszillator 27 zur Einstellung der Schwingungszeit und/oder der Amplitude der Ultraschallschwingung gesteuert, während die Verformung des Goldkügelchens durch den Spaltfühler 21 überwacht wird, welcher die Relativstellungen von Werkzeug- Hubarm 4 und Werkzeugarm 7 erfaßt bzw. abgreift. Das angebrachte (angelötete) Goldkügelchen kann daher eine regelmäßige Gestalt besitzen, auch wenn die es beaufschlagende Ultraschallschwingungsenergie durch verschiedene Einwirkungen einer Änderung unterworfen ist; infolgedessen besitzt der hergestellte Anschluß eine verbesserte Betriebszuverlässigkeit. Auf die beschriebene Weise kann verhindert werden, daß das Goldkügelchen unter Herbeiführung eines Kurzschlusses mit angrenzenden Elektroden zerquetscht wird oder sich vom Pellet trennt, so daß das Fertigungsausbringen deutlich verbessert wird.

Claims (5)

1. Drahtanschluß- bzw. Verdrahtungsvorrichtung mit Werkzeugelementen (1-8, 10-20, 22, 26, 28) zur Überführung eines Anschluß-Kugelteils (29) am Ende eines Drahts zu einem Anschluß-Zielpunkt (9), einer mit den Werkzeugelementen gekoppelten Ultraschalleinheit (23, 27) zur Lieferung von Ultraschallschwingungsenergie zum Anschluß-Kugelteil (29) und einer mit den Werkzeugelementen gekoppelten Detektor- oder Meßfühlereinheit (21) zur Lieferung eines Kontaktsignals (E 21) entsprechend dem Kontakt- bzw. Andruck zwischen dem Anschluß-Kugelteil (29) und dem Anschluß-Zielpunkt (9), sobald beide miteinander in Berührung gelangen, gekennzeichnet durch eine mit der Meßfühlereinheit und der Ultraschalleinheit gekoppelte Anschluß-Steuereinheit (24, 25) zur Änderung der Größe (T × AM) der Ultraschallschwingungsenergie nach Maßgabe einer Änderung des Kontaktsignals (E 21).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugelemente Armelemente (1-8) zum Halten des Anschluß-Kugelteils (29) und zur Änderung eines Relativabstands zwischen dem Anschluß-Zielpunkt (9) und dem Kugelteil (29), mit dem Armelementen gekoppelte oder verbundene Antriebselemente (16-20, 28) zur Erzeugung einer Kraft für eine Änderung des Relativabstands, eine mit der Armelementen gekoppelte oder verbundene Lagenfühlereinheit (22) zur Lieferung eines für den Relativabstand repräsentativen Stellungs- oder Lagensignals (E 22) und eine mit der Lagenfühlereinheit, den Antriebselementen und den Anschluß-Steuereinheiten gekoppelte oder verbundene Stellungs-Steuereinheit (26) für die Servosteuerung des Relativabstands auf der Grundlage eines von der Anschluß-Steuereinheit (25) gelieferten Befehlssignals (E 25) sowie auf der Grundlage des Stellungssignals (E 22) umfassen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß-Steuereinheit(en) eine Schwingungsbefehlseinheit (25 A) zur Lieferung eines Schwingungsbefehlssignals (D 25) während einer Zeitspanne (T), in welcher das Kontaktsignal (E 21) einer vorbestimmten Größe (C 2-E 2) entspricht, aufweist (aufweisen) und daß die Ultraschalleinheit (23, 27) eine Ultraschallschwingung mit einer vorbestimmten Amplitude zu erzeugen vermag, um die Ultraschallschwingungsenergie nur während der Zeitspanne (T) der Lieferung des Schwingungsbefehls (D 25) zu liefern.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschluß-Steuereinheit(en) eine Schwingungsbefehlseinheit (25 A) zur Erzeugung eines Schwingungsbefehls (D 25) während einer Zeitspanne (T), in welcher das Kontaktsignal (E 21) einer vorbestimmten Größe (C 2-E 2) entspricht, aufweist (aufweisen) und daß die Ultraschalleinheit (23, 27) eine Ultraschallschwingung mit einer Amplitude, die sich entsprechend der Zeitspanne (T), während welcher der Schwingungsbefehl (D 25) geliefert wird, ändert, zu erzeugen und damit die Ultraschallschwingungsenergie zu liefern vermag.
5. Drahtanschluß- bzw. Verdrahtungsvorrichtung, nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zusammen mit einem Antrieb (16) aufwärts und abwärts bewegbaren Werkzeug-Hubarm (4),
durch einen an letzterem angebrachten, an seinem Ende ein Kapillarrohr (8) tragenden Werkzeugarm (7),
durch einen Spaltfühler (21) zur Erfassung oder Bestimmung der Relativstellungen von Werkzeug-Hubarm (4) und Werkzeugarm (7),
durch einen Ultraschalloszillator (23, 27) zur Beaufschlagung des Kapillarrohrs (8) mit Ultraschallschwingung über den Werkzeugarm (7),
durch eine Werkzeugstellungs-Steuerschaltung (26) zur Steuerung des Antriebs (16) des Werkzeug-Hubarms (4) auf der Grundlage von Signalen (E 22) von einem Lagerfühler (22) zur Erfassung der lotrechten Verlagerung des Werkzeug-Hubarms (4) und
durch eine Anschluß-Steuerschaltung (25) zur Überwachung eines Signals (E 21) vom Spaltfühler (21) und zur Steuerung der Schwingung des Ultraschalloszillators bei gleichzeitiger Überwachung der durch die Ultraschallschwingung bewirkten Verformung eines am Ende eines Anschluß-Drahts gebildeten Kügelchens auf der Grundlage einer Pegeländerung des Signals (E 21) vom Spaltfühler (21).
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