DE4307064C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Anordnung aus einem elektronischen Bauelement und einer gewickelten Spule - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus mindestens einem elektronischen Bauelement, wie einem integrierten Schaltkreis (IC), und mindestens einer aus Wickeldraht gewickelten Spule (Spulenanordnung), deren Wickeldrahtenden mit Anschlußflächen des Bau­ elements verbunden sind.

Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei der Herstellung von Spulenanordnungen der oben genannten Art treten insbesondere bei der Verbindung der Wickeldrahtenden mit den Anschlußflächen eines Chips Fertigungsprobleme auf, da sich das Applizie­ ren der Enden des sehr feinen, in der Regel nur we­ nige Hundertstel Millimeter starken Drahtes auf den Anschlußflächen zur nachfolgenden Verbindung mit diesen als sehr aufwendig erweist. Um das schwierige Aufnehmen der Wickeldrahtenden nach Abschluß eines Spulenwickelvorgangs zu vermeiden wird gemäß der WO 91/16718 A1 vor­ geschlagen, die Wickeldrahtenden nicht unmittelbar mit den Anschlußflächen eines IC′s zu verbinden, sondern als Träger für den IC′s eine Leiterplatte zu verwenden, die mit gegenüber den eigentlichen IC- Anschlußflächen wesentlich vergrößerten Anschlußflä­ chen versehen ist. Der von einem Drahtführer einer Spulenwickelmaschine aufgenommene Wickeldraht wird von einer bereits gewickelten Spule herkommend über die erste Anschlußfläche der Leiterplatte hinwegge­ führt, dann bis zum Erreichen der erforderlichen Windungsanzahl um einen Wicklungsträger herumgeführt und anschließend über die zweite Anschlußfläche der Leiterplatte hinweg zur nächsten Spulenwicklung wei­ tergeführt. Zur Verbindung des Wickeldrahts mit den Anschlußflächen wird nun ein Löt- oder Schweißvorgang ausgeführt, nach dem der Wickeldraht im Bereich der derart gebildeten Verbindungspunkte durchtrennt werden kann. Zur Fixierung der Leiter­ platte an der Spule wird eine Klebeverbindung zwi­ schen einem isolierten Teil der Leiterplatte und der Spule vorgesehen. Schließlich kann die derart aus der Leiterplatte und der Spule gebildete Spulenan­ ordnung beidseitig mit Kunststofflagen versehen wer­ den, um so etwa eine maschinell lesbare Kreditkarte zu bilden.

Zwar wird durch das vorstehend beschriebene Verfah­ ren die Herstellung derartiger Spulenanordnungen im Vergleich zu den bislang bekannten Verfahren wesent­ lich vereinfacht, da eine Aufnahme der Wickeldrah­ tenden zur Verbindung mit den Anschlußflächen ent­ fällt jedoch weist das bekannte Verfahren zwei we­ sentliche Nachteile auf.

Bei dem bekannten Verfahren zur Verbindung des IC′s mit den Wickeldrahtenden ist dessen vorherige Anord­ nung auf einer Leiterplatte notwendig, um hiermit die vergrößerten Anschlußflächen für die "indirekte" Verbindung der Wickeldrahtenden mit den Anschlußflä­ chen des IC′s zu schaffen. Neben einem erhöhten Tei­ leaufwand ergibt sich hieraus ein erhöhter Ferti­ gungsaufwand für die Spulenanordnung.

Durch das bekannte Verfahren wird eine Spulenanord­ nung geschaffen, bei der die Spule in einem Teilbe­ reich auf den Anschlußflächen der gedruckten Schal­ tung angeordnet ist. Hierdurch werden die Gesamtab­ messungen der Spulenanordnung nachteilig beeinflußt, da die Leiterplatte sowohl in Dickenrichtung "auf­ trägt" als auch zu einer Vergrößerung der Gesamt­ länge wie der Gesamtbreite der Spulenanordnung bei­ trägt. Dies führt zu einem relativ großvolumigen Endprodukt, was die Verwendungsmöglichkeit der Spu­ lenanordnung, etwa zur Schaffung einer Kreditkarte, einschränkt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaf­ fen, das bzw. die die Herstellung einer Spulenanord­ nung mit einer Spule ermöglicht, deren Wickeldraht­ enden unmittelbar mit den Anschlußflächen eines IC′s verbunden sind, und deren Gesamtabmessungen von den Spulenabmessungen bestimmt sind.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merk­ malen des Anspruchs 1 gelöst bzw. durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mit anderen Worten ein etwa als IC ausgebildetes Bauelement auf einem Wickel­ tisch ortsfest positioniert. Von einer ersten Halte­ einrichtung ausgehend wird mit einem Drahtführer der Wickeldraht aus einer Anfangsposition durch eine zweite Halteeinrichtung hindurchgeführt und von dieser durch zwei Führungseinrichtungen, zwischen denen der Chip mit seinen Anschlußflächen angeordnet ist, über eine erste Anschlußfläche des Chips hinweg in eine Halteposition geführt. Infolge der relativ zum Chip bzw. dessen Anschlußflächen festgelegten Ausrichtung der Führungseinrichtungen ergibt sich zwangsläufig eine Überdeckung zwischen dem Wickel­ draht und der ersten Anschlußfläche des Chips. Zur Verbindung des Wickeldrahts mit der Anschlußfläche wird dieser unter Temperatureinwirkung gegen die Anschlußfläche gedrückt. Gleichzeitig oder danach erfolgt ein Durchtrennen des Wickeldrahts an einer der Anschlußfläche in Wickeldrahtführungsrichtung vorgeordneten Stelle.

Vor oder nach dem Verbinden des Wickeldrahts mit der Anschlußfläche und dessen Durchtrennung wird eine ringförmig ausgebildete Wickelmatrize derart auf den Wickeltisch aufgebracht, daß sich das Bauelement im Innenbereich der Wickelmatrize und der in Halteposi­ tion befindliche Drahtführer außerhalb der Wickelma­ trize befindet. Zu diesem Zeitpunkt wird der Wickel­ draht mit seinem freien Ende auf der ersten An­ schlußfläche des Chips und mit seinem fortlaufenden zu einem Wickeldrahtvorrat führenden Ende vom Drahtführer gehalten, so daß sich der Wickeldraht bei einer Relativdrehung zwischen dem Wickeltisch und dem Drahtführer außen auf die Wickelmatrize auf­ wickelt.

Mit dem Adjektiv "ringförmig" im Zusammenhang mit der Wickelmatrize soll lediglich zum Ausdruck gebracht werden, daß die Wickelmatrize gleichmäßig umlaufende Spulenwindungen ermöglicht und nicht, daß die Wickelmatrize etwa die Form eines in sich geschlossenen Ringes hat. Vielmehr kann die Wickelmatrize in ihrer äußeren Form auch ab­ schnittsweise unterbrochen ausgeführt sein.

Wenn die Wicklung der Spule ohne Kern erfolgt, wird die Spule vor Abnahme der Wickelmatrize vom Wickel­ tisch in ihrer Form fixiert. Nach Abnahme der Wic­ kelmatrize vom Wickeltisch wird der Drahtführer aus seiner Halteposition mit dem laufenden Wickeldraht­ ende über eine dritte Führungseinrichtung, die zweite Anschlußfläche des Bauelements, eine vierte Führungseinrichtung, die erste Halteeinrichtung und schließlich wieder in die Ausgangsposition zurückge­ führt. Infolge der Drahtführung durch die dritte und vierte Führungseinrichtung befindet sich der Wickel­ draht nunmehr in Überdeckung mit der zweiten An­ schlußfläche des Bauelements. In dieser Konfigura­ tion wird schließlich wie im Fall der ersten An­ schlußfläche eine Verbindung des Wickeldrahts mit der zweiten Anschlußfläche hergestellt. Gleichzeitig mit oder nach dieser Verbindung erfolgt ein Durch­ trennen des Wickeldrahts an einer in Drahtführungs­ richtung der zweiten Anschlußfläche nachgeordneten Stelle. Das freie Drahtende des Wickeldrahts wird somit nunmehr in der ersten Halteeinrichtung gehal­ ten.

Die schließlich aus dem Bauelement und der Spule gebildete Spulenanordnung kann vom Wickeltisch abge­ nommen werden und der Drahtführer kann erneut ausge­ hend von seiner Ausgangsposition mit dem in der er­ sten Halteeinrichtung gehaltenen freien Wickeldrah­ tende einen weiteren Wickelvorgang zur Herstellung einer neuen Spulenanordnung einleiten.

Dieses Verfahren ermöglicht somit die unmittelbare Verbindung der Anschlußflächen eines Chips mit den Wickeldrahtenden, ohne hierzu an­ schlußflächenvergrößernde Bauteile vorzusehen. Dar­ über hinaus erweist sich die Anordnung des Chips im Innenbereich der Wickelmatrize als vorteilhaft, da hierdurch die Herstellung einer Spulenanordnung mög­ lich wird, bei der der einzelne Chip oder auch etwa eine aus einer Vielzahl kleinster elektronischer Bauelemente bestehende elektronische Baugruppe im Innenraum der eigentlichen Spule angeordnet ist, so daß die Gesamtabmessungen der Spulenanordnung allein durch die Spule bestimmt werden. Somit zeichnet sich die durch das erfindungsgemäße Verfahren herstell­ bare Spulenanordnung durch eine besonders geringe Dicke bzw. ein besonders geringes Volumen aus, so daß die Spulenanordnung etwa besonders vorteilhaft zur Herstellung eines Mikro-Transponders, beispiels­ weise als Tiertransponder mit der Spulenanordnung in einem Glasröhrchen oder als Transponder zur Perso­ nenidentifizierung im Kreditkartenformat, verwendbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Verbindung des Wickeldrahts mit den Anschlußflächen des IC′s mit­ tels einer Thermokompressionseinrichtung. Diese Art der Ver­ bindungsherstellung weist den Vorteil auf, daß so­ wohl die zur Verbindung benötigte Wärmezufuhr als auch der notwendige Verbindungsdruck mit ein und derselben Einrichtung aufgebracht werden kann.

Gleichzeitig mit der Verbindungsherstellung kann das Durchtrennen des Wickeldrahts erfolgen; entweder mit der Thermokompressionseinrichtung selbst oder mit einer die­ ser zugeordneten Trenneinrichtung. Die erstgenannte Möglichkeit kann dadurch verwirklicht werden, daß durch eine entsprechende Ausgestaltung eines Teilbe­ reichs der Thermokompressionseinrichtung eine im Vergleich zur Verbindungsstelle erhöhte Wärmezufuhr und/oder Druckapplizierung auf den Draht erfolgen kann, der somit durchtrennt wird.

Zur Durchführung des eigentlichen Wickelvorgangs der Spule erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn der Wickeltisch um seine Mittelpunktsachse ro­ tiert und diese Rotationsbewegung des Wickeltisches mit einer hin und her gehenden Translationsbewegung überlagert wird. Durch die Rotationsbewegung erfolgt die Radialwicklung der Spule, wobei infolge der Translationsbewegung die radiale Wickelebene axial verlagert werden kann, so daß insgesamt eine etwa helixförmige Wicklung mit geringer Steigung erziel­ bar ist, um eine Spule mit möglichst gleichmäßig ausgebildetem Spulenquerschnitt zu schaffen. Dabei kann die Translationsbewegung vom Wickeltisch oder auch vom Drahtführer ausgeführt werden, der hierzu im Fall einer horizontal ausgerichteten Wickeltisch­ ebene ausgehend von seiner Halteposition auf und abbewegt wird.

Um die fertiggewickelte Spule vom Wickeltisch abneh­ men zu können, ohne zur Vermeidung eines Auseinan­ derfallens bei lose aufeinander liegenden Windungen weitere unterstützende Hilfsmittel verwenden zu müs­ sen, kann die Spule thermisch fixiert werden. Die thermische Fixierung kann auf besonders vorteilhafte Weise durch Beheizung des Wickeltisches oder der Wickelmatrize oder auch durch eine gemeinsame Behei­ zung der beiden genannten Teile erfolgen. Hierdurch wird vermieden, daß gesonderte Beheizungseinrichtun­ gen vorgesehen werden müssen. Alternativ ist es je­ doch auch möglich, die Fixierung der Spule mittels Heißluft, etwa durch ein Gebläse, oder auch mittels Wärmestrahlung, etwa durch eine Infrarotlichtbeauf­ schlagung vorzunehmen.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist als wesentli­ che Bestandteile einen Wickeltisch, eine Wickelma­ trize zur Aufnahme in einer Aufnahmeeinrichtung des Wickeltisches, eine erste und zweite Einrichtung zum Halten eines Wickeldrahtanfangs bzw. eines Wickel­ drahtendes, mindestens vier, jeweils paarweise ein­ ander zugeordnete Führungseinrichtungen zur Führung des Wickeldrahts über Anschlußflächen eines elektro­ nischen Bauelements, wie eines Chips, hinweg, eine Rotationsantriebseinrichtung zum Antrieb des Wickel­ tisches und/oder des Drahtführers und eine Verbin­ dungseinrichtung zum Verbinden des über die An­ schlußflächen des Bauelements hinweggeführten Wickel­ drahts mit den Anschlußflächen sowie eine Trenneinrichtung zum Durchtrennen des Wickeldrahts beim oder nach dem Verbinden mit den Anschlußflä­ chen.

Der Wickeltisch ist mit einer Aufnahmeeinrichtung zur positionierenden Aufnahme des Bauelements ver­ sehen, so daß dieser mit seinen Anschlußflächen ex­ akt in einem Überdeckungsbereich mit dem durch die Führungseinrichtungen über die Anschlußflächen hin­ wegeführten Wickeldraht angeordnet werden kann. Durch die Aufnahmeeinrichtung zur positionierenden Aufnahme der Wickelmatrize wird eine genau festge­ legte Anordnung des Bauelements im Innenbereich der etwa ringförmig ausgebildeten Wickelmatrize ermög­ licht. Die Rotationsantriebseinrichtung ermöglicht eine Relativrotation zwischen dem Drahtführer und dem Wickeltisch, so daß eine Wicklung des Wickel­ drahts um die Wickelmatrize herum erfolgen kann. Dabei kann entweder der Wickeltisch gegenüber dem Drahtführer oder auch der Drahtführer gegenüber dem Wickeltisch rotiert werden. Auch ist es möglich, den Drahtführer und den Wickeltisch gegenläufig rotieren zu lassen, um somit den Wickelvorgang möglichst schnell ausführen zu können.

Die Vorrichtung ermöglicht aufgrund der vorteilhaften Kombination und Relativanordnung ihrer Einzelelemente eine Durchführung des vorste­ hend geschilderten erfindungsgemäßen Verfahrens mit all seinen Vorteilen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrich­ tung weist der Wickelrahmen einen etwa einstückig mit diesem ausgebildeten Verbindungsteil auf, der zum positionierenden Einsetzen in eine entsprechende Aufnahmeeinrichtung des Wickeltisches dient. Dabei kann die Verbindung zwischen dem Verbindungsteil und der Aufnahmeeinrichtung mit einer Klemmeinrichtung versehen sein, die ein leichtes Einstecken des Ver­ bindungsteils in die Aufnahmeeinrichtung und ein sicheres Halten des Verbindungsteils in der Aufnah­ meeinrichtung ermöglicht.

Vorzugsweise weist der Wickelrahmen an einem Basis­ rahmen einen zumindest bereichsweise radial vor­ springenden Flanschrand auf, wobei der Basisrahmen zur Bildung einer Radialanlagefläche und der Flan­ schrand zur Bildung einer Axialanlagefläche dient. Hiermit wird bei auf dem Wickeltisch aufgesetzter Wickelmatrize zusammen mit der Wickeltischoberfläche ein Zwischenraum gebildet, der als ein zu drei Sei­ ten hin begrenzter Wickelraum zur Aufnahme der Spu­ lenwindungen beim Spulenwickeln zur Verfügung steht.

Als vorteilhaft erweist es sich, wenn die Führungseinrichtungen aus etwa V-förmigen Einschnit­ ten gebildet sind, die in einem ringförmigen Steg auf dem Wickeltisch angeordnet sind, der in seiner Radialumfangskontur mit der Radialanlagefläche des Wickelrahmens übereinstimmend ausgebildet sein kann. Infolge der V-förmigen Ausbildung der Einschnitte ergibt sich beim Durchführen des unter Zugspannung stehenden Wickeldrahts durch die Führungseinrichtun­ gen ein zwangsläufiges Ausrichten des Wickeldrahts über den Anschlußflächen des Bauelements, wenn die­ se, etwa infolge einer Bewegung des Drahtführers auf die Wickeltischebene zu, in die Spitze des V-förmi­ gen Einschnitts gezwungen werden.

Bei einer hinsichtlich der radialen Umfangskontur mit der Radialanlagefläche der Wickelmatrize über­ einstimmenden Ausbildung des Stegs kann dieser eben­ falls als Radialanlagefläche dienen, so daß ein Ab­ nehmen der Wickelmatrize nach dem Wickelvorgang er­ leichtert wird. Die Wickelmatrize kann auch mit ei­ ner Abstreifeinrichtung versehen sein.

Die Rotationsantriebseinrichtung zur Realisierung einer Relativdrehung zwischen dem Wickeltisch und dem Drahtführer kann als auf die Mittelachse des Wickeltischs wirkender Drehantrieb ausgebildet sein.

Um eine axiale Verlagerung der Wickelebenen beim Radialwickeln der Spule und damit insgesamt eine etwa helixförmige Spulenwicklung zu erzielen, kann der Drahtführer mit einer Translationsantriebsein­ richtung versehen sein, die eine Hin- und Herbewe­ gung des Drahtführers quer zur Wickeltischebene, also auch eine Zustellbewegung ermöglicht. Diese Zustellbewegung kann auch für die vorstehend be­ schriebene Ausrichtung des Wickeldrahts in den V- förmigen Führungseinschnitten verwendet werden.

Die Verbindungseinrichtung zur Verbindung des Wickel­ drahts mit den Anschlußflächen des Bauelements kann aus einer quer zur Wickeltischebene bewegbaren Thermokompressionseinrichtung bestehen, die zusätzlich mit einer Trenneinrichtung kombiniert sein kann, um praktisch gleichzeitig mit dem Verbindungsvorgang ein Durchtrennen des Wickeldrahts zu ermöglichen.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand einer Vorrichtung mit zugehörigen Zeichnungen nä­ her erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Drauf­ sicht auf einen Wickeltisch mit zugehörigen Halteeinrichtungen und Darstellung der Wickeldrahtführung über eine erste Anschluß­ fläche eines Chips;

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 darge­ stellten Wickeltisches mit einer Wickelma­ trize und einer Thermokompressionseinrichtung;

Fig. 3 eine weitere Draufsicht auf den in Fig. 1 dargestellten Wickeltisch nach Durchführung einer Spulenwicklung unter Darstellung ei­ ner Drahtführung über eine zweite An­ schlußfläche eines Chips.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung 10 zur Her­ stellung einer Spulenanordnung 11 (Fig. 3) darge­ stellt. Die Herstellungsvorrichtung 10 weist einen Wickeltisch 12 auf, der mit einer Wickelmatrize 13 kombinierbar ist. Hierzu ist im Wickeltisch 12 eine Aufnahmeeinrichtung 14 vorgesehen, die zur Aufnahme eines Verbindungsteils 15 der Wickelmatrize 13 dient. Im Innenbereich 16 eines hier umlaufend aus­ gebildeten Stegs 17 ist eine hier nicht näher darge­ stellte Aufnahmeeinrichtung zur positionierenden Aufnahme eines Bauelementes bzw. Chips 18 vorgesehen.

Der Steg 17 weist vier Führungseinrichtungen 19, 20, 21, 22 auf, von denen jeweils zwei auf einer gemein­ samen Verbindungsgeraden 23 bzw. 24 derart angeord­ net sind, daß der Chip 18 zwischen ihnen zu liegen kommt.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Herstellungsvorrichtung 10 befinden sich rechts vom Wickeltisch 12 zwei Halteeinrichtungen 25, 26, die zum Halten eines mittels eines Drahtführers 27 ge­ führten Wickeldrahts 28 dienen. Unterhalb des Wickeltischs 12 befindet sich eine Rotationsantriebs­ einrichtung 29, die den Wickeltisch 12 in Rotation um seine Mittelachse 30 setzen kann. Des weiteren ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine hier nicht näher dargestellte Translationsan­ triebseinrichtung vorgesehen, die, wie durch den Pfeil (Richtung der Translationsbewegung) 31 angedeutet, eine Hin- und Herbewegung des Drahtführers 27 quer zur Ebene des Wickeltischs 12 ermöglicht. Ferner zeigt die Fig. 2 eine oberhalb des Wickeltischs 12 vorgesehene Thermokompressionseinrichtung 32, die, wie durch den Pfeil 33 angedeutet, zur Wickeltischebene zugestellt und von dieser wegbewegt werden kann.

Nachfolgend wird ein mit der vorstehend beschriebenen Herstellungsvorrichtung 10 durchführbares Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Spulenanordnung 11 näher beschrieben.

Zu Beginn des Verfahrens wird zunächst der Chip 18 oder auch eine etwa aus mehreren Chips und/oder an­ deren Bauelementen bestehende Baugruppe von einer hier nicht näher dargestellten "Pick-and-Place"-Ein­ richtung in die hier ebenfalls nicht näher darge­ stellte Chipaufnahmeeinrichtung des Wickeltischs 12 eingesetzt. Hierdurch ist der Chip 18 dann derart im Innenbereich 16 des Stegs 17 positioniert, daß seine Anschlußflächen 34, 35 jeweils in Überdeckung mit der Verbindungsgeraden 23 bzw. 24 angeordnet sind.

Der eigentliche Wickelvorgang zur Herstellung einer in Fig. 3 dargestellten Spule 36 beginnt ausgehend von der Halteeinrichtung 25, in der ein freies Ende 37 des Wickeldrahts 28 gehalten wird. Das von einer hier nicht näher dargestellten Wickeldrahtrolle lau­ fende Ende des Wickeldrahts 28 ist im Drahtführer 27 gehalten, der den Wickeldraht 28 um eine Umlenkein­ richtung 38 herum in eine Ausgangsposition 39 führt, in der der Wickeldrahtführer 27 mit gestricheltem Linienverlauf dargestellt ist. Ausgehend von der Ausgangsposition 39 wird der Wickeldraht 28 durch die zunächst geöffnete und anschließend verschlossene Halteeinrichtung 26 geführt und mittels einer gera­ deaus gerichteten Drahtführerbewegung zunächst durch die erste Führungseinrichtung 19 und dann durch die zweite Führungseinrichtung 20 in eine Halteposition 40 überführt, in der der Wickeldrahtführer 27 ge­ schwärzt dargestellt ist.

In dieser Verfahrensphase kann der zwischen der Hal­ teeinrichtung 26 und dem in der Halteposition 40 befindlichen Drahtführer 27 verlaufende Wickeldraht 28 entweder durch eine Zustellbewegung des Drahtfüh­ rers 27 und der Halteeinrichtungen 25, 26 in Rich­ tung auf die Wickeltischebene oder eine Zustellbewe­ gung des Wickeltisches 12 in Richtung auf den Wickeldraht 28 in einen hier nicht näher dargestellten Kerbgrund der im Querschnitt V-förmig ausgebildeten Führungseinrichtungen 19, 20 gezwungen werden, so daß der sich zwischen den Führungseinrichtungen 19, 20 erstreckende Wickeldraht 28 auf der Verbindungs­ geraden 23 zu liegen kommt und eine Überdeckung zwi­ schen dem Wickeldraht 28 und der ersten Anschlußflä­ che 34 des Chips 18 gegeben ist.

In dieser Stellung wird die Thermokompressionseinrichtung 32 auf den in Überdeckung mit der ersten Anschlußfläche 34 befindlichen Wickeldraht 28 abgesenkt und drückt diesen unter gleichzeitiger Temperatureinwirkung ge­ gen die etwa mit einem "Gold-Bump" versehene Anschluß­ fläche 34. Hierbei erfolgt eine thermische Verbin­ dung des Wickeldrahts 28 mit der Anschlußfläche 34 sowie über eine an der Thermokompressionseinrichtung 32 aus­ gebildete, hier nicht näher dargestellte Schneidkan­ te ein Durchtrennen des Wickeldrahts 28 an der in Fig. 1 mit dem Pfeil 41 bezeichneten Stelle.

Statt der Thermokompressionseinrichtung kann auch eine hier nicht näher dargestellte Lasereinrichtung zur Ver­ bindungsherstellung genutzt werden, wobei der not­ wendige Verbindungsdruck etwa durch eine auf dem Verbindungsbereich aufliegende Glasplatte aufge­ bracht werden kann, die den Wickeldraht gegen die Anschlußfläche drückt und die Energiestrahlung des Lasers im wesentlichen ungehindert hindurchtreten läßt.

Nunmehr wird durch Einsetzen der Wickelmatrize 13 in die hierfür vorgesehene Aufnahmeeinrichtung 14 des Wickeltischs 12 ein Wickelraum 42 zur Aufnahme der Wickeldrahtwindungen beim Wickelvorgang geschaf­ fen.

Hierzu weist, wie in Fig. 2 dargestellt, die über­ einstimmend mit dem Steg 17 zur Erzeugung der späte­ ren Spulenform etwa ringförmig ausgebildete Wickel­ matrize 13 einen Basisrahmen 43 auf, der in seiner Umfangskontur mit dem Steg 17 übereinstimmt und bei Auflage mit diesem eine Radialanlagefläche 44 zur radialen Anlage der Wickeldrahtwindungen bildet. Ein radial über den Basisrahmen 43 vorspringender Flan­ schrand 45 bildet eine Axialanlagefläche 46, die parallel zur Wickeltischoberfläche 47 zu liegen kommt.

Wie aus Fig. 2 ferner zu ersehen ist, ist in der Aufnahmeeinrichtung 14 zur Aufnahme des Verbin­ dungsteils 15 der Wickelmatrize 13 eine hier als Kugeldruckeinrichtung 48 ausgebildete Sicherung zur verliersicheren Aufnahme der Wickelmatrize 13 in der Aufnahmeeinrichtung 14 vorgesehen. Nach dem Einset­ zen der Wickelmatrize 13 und der damit erfolgten Bildung des ringförmigen Wickelraums 42 wird der Wickeltisch 12 mittels der Rotationsantriebseinrich­ tung 29 in Drehung versetzt, so daß ein Umwickeln der Wickelmatrize 13 mit Wickeldraht 28 und die Aus­ bildung der Spule 36 im Wickelraum 42 erfolgt. Der Drehbewegung des Wickeltischs 12 wird eine quer zur Wickeltischebene gerichtete Hin- und Herbewegung des Drahtführers ausgehend von der Halteposition 40 überlagert, so daß sich insgesamt ein helix-förmi­ ger, auf- und abverlaufender Wicklungsverlauf im Wickelraum ergibt.

Nach Erreichen der erforderlichen Wicklungszahl wer­ den die Wickelbewegungen beendet und es erfolgt über eine im Wickeltisch 12, etwa in Form einer Heizpa­ trone vorgesehene Heizeinrichtung eine Beheizung der Spule 36. Hierdurch wird die Backlackbeschichtung des Wickeldrahts 28 angeschmolzen, was zu einem Mit­ einanderverkleben der einzelnen Wickeldrahtwindungen nach einem Abkühlungsvorgang und damit zu einer form­ stabilen Spule 36 führt.

Nach Erreichen einer ausreichenden Formstabilität der Spule 36 wird die Wickelmatrize 13 vom Wickel­ tisch 12 abgehoben und der Drahtführer 27 wird, wie in Fig. 3 dargestellt, ausgehend von der Halteposi­ tion 40 mit dem laufenden Ende des Wickeldrahts 28 um eine Umlenkeinrichtung 49 herum und über die Füh­ rungseinrichtungen 21, 22 durch die jetzt geöffnete Halteeinrichtung 25 hindurch wieder in die Ausgangs­ position 39 überführt. Dabei erfolgt auf die gleiche Art und Weise, wie vorstehend im Zusammenhang mit den Führungseinrichtungen 19, 20 bereits beschrieben, eine Ausrichtung des Wickeldrahts 28 mit der Verbin­ dungsgeraden 24 (Fig. 1) zur Ausbildung eines Über­ deckungsbereichs zwischen der zweiten Anschlußfläche 35 des Chips 18 und dem Wickeldraht 28.

Damit der Wickeldraht auch nach Ausbildung der Spule 36 im Wickelraum 42 sicher durch die Führungsein­ richtungen geführt ist, sind diese, wie in Fig. 2 dargestellt, den Steg 17 überragend ausgebildet. In der Wickelmatrize 13 befinden sich entsprechende Aufnahmen 50, 51.

Nachfolgend wird mittels der Thermokompressionseinrichtung 32 eine thermische Verbindung zwischen der Anschlußflä­ che 35 und dem Wickeldraht 28 sowie eine Durchtren­ nung des Wickeldrahts 28 an der mit 52 bezeichneten Stelle durchgeführt. Hiermit ist dann die Spulenan­ ordnung 11 fertiggestellt und kann vom Wickeltisch 12 abgenommen werden.

Der Wickeldraht 28 wird nun mit seinem freien Ende in der Halteeinrichtung 25 gehalten und der Drahtfüh­ rer 27 kann ausgehend von der Ausgangsposition 39 zur Herstellung einer weiteren Spulenanordnung in die Halteposition 40 überführt werden.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung einer Anordnung aus mindestens einem elektronischen Bauelement, wie einem integrierten Schaltkreis (IC), und mindestens einer aus Wickeldraht gewickelten Spule (Spulenanordnung), deren Wickeldrahtenden mit Anschlußflächen des Bauelements verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das Bauelement (18) ortsfest auf einem Wickel­ tisch (12) positioniert wird,
• b) der in einer ersten Halteeinrichtung (25) mit einem Ende (37) gehaltene Wickeldraht (28) von einem Drahtführer (27) ausgehend von einer An­ fangsposition (39) über eine zweite Halteein­ richtung (26), eine erste Führungseinrichtung (19), eine erste Anschlußfläche (34) des Bauele­ ments (18) und eine zweite Führungseinrichtung (20) in eine Halteposition (40) geführt wird,
• c) der Wickeldraht (28) zur Verbindung mit der ersten Anschlußfläche (34) unter Temperaturein­ wirkung gegen diese gedrückt wird und ein Durchtrennen des Wickeldrahts (28) im Bereich der Anschlußfläche (34) oder an einer der An­ schlußfläche in Wickeldrahtführungsrichtung vorgeordneten Stelle erfolgt,
• d) eine ringförmige Wickelmatrize (13) derart auf den Wickeltisch (12) aufgebracht wird, daß das Bauelement im Innenbereich (16) und der in Halteposition (40) befindliche Draht­ führer (27) außerhalb der Wickelmatrize (13) an­ geordnet ist,
• e) in einem parallel zum Wickeltisch (12) gelegenen Wickelebenenbereich infolge einer Relativdrehung zwischen dem Wickeltisch (12) und dem Drahtfüh­ rer (27) ein Umwickeln der Wickelmatrize (13) zur Ausbildung einer Spule (36) erfolgt,
• f) die derart ausgeführten Wickeldrahtwindungen zur Ausbildung einer formstabilen Spule (36) fixiert werden,
• g) die Wickelmatrize (13) unter Zurücklassung der Spule (36) auf dem Wickeltisch (12) von diesem entfernt wird,
• h) der Drahtführer (27) aus der Halteposition (40) über eine dritte Führungseinrichtung (21), eine zweite Anschlußfläche (35) des Bauelements (18), eine vierte Führungseinrichtung (22) und die er­ ste Halteeinrichtung (25) wieder zurück in die Anfangsposition (39) geführt wird,
• i) der Wickeldraht (28) zur Verbindung mit der zweiten Anschlußfläche (35) unter Temperaturein­ wirkung gegen diese gedrückt wird und ein Durch­ trennen des Wickeldrahts (28) erfolgt, und
• j) die fertiggestellte Spulenanordnung (11) vom Wickeltisch (12) abgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wickeldraht (28) zur Verbindung mit den Anschlußflächen (34, 35) des Bauelements (18) mittels einer Thermokompressionseinrichtung (32) gegen diese gedrückt wird, wobei gleichzeitig mit dem Verbindungsvorgang das Durchtrennen des Wickeldrahts (28) erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Wickeln der Spule (36) der Wickeltisch (12) um seine Mittelachse (30) rotiert und diese Rotationsbewegung mit einer hin- und hergehen­ den Translationsbewegung (31) quer zur Wickel­ tischebene überlagert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Translationsbewegung (31) ebenfalls vom Wickeltisch (12) ausgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Translationsbewegung (31) vom Drahtfüh­ rer (27) ausgehend von dessen Halteposition (40) ausgeführt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorange­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung der Wickeldrahtwindungen ther­ misch erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung mittels einer Beheizung des Wickeltischs (12) und/oder der Wickelmatrize (13) erfolgt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung mittels Heißluft erfolgt.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung mittels Wärmestrahlung er­ folgt.

10. Vorrichtung zur Herstellung einer Anordnung aus mindestens einem elektronischen Bauelement, wie einen integrierten Schaltkreis (IC), und minde­ stens einer aus Wickeldraht gewickelten Spule (Spulenanordnung), nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, deren Wickeldrahtenden mit Anschlußflächen des Bauelements, verbunden sind, mit einem Wickeltisch und einem Drahtführer zum Wickeln einer Spule auf dem Wickeltisch, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) der Wickeltisch (12) mit einer Aufnahmeein­ richtung zur positionierenden Aufnahme des Bau­ elements (18) versehen ist,
• b) der Wickeltisch (12) mit einer Aufnahmeeinrich­ tung (14) zur positionierenden Aufnahme einer ringförmigen Wickelmatrize (13) versehen ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung der­ art angeordnet ist, daß ein in ihr aufgenommenes Bauelement (18) im Innenbereich (16) der in die Matrizenaufnahme (14) eingesetzten Wickelmatrize (13) zu liegen kommt,
• c) dem Wickeltisch (12) eine erste Halteeinrichtung (25) zum Halten eines Wickeldrahtanfangs und eine zweite Halteeinrichtung (26) zum Halten eines Wickeldrahtendes zugeordnet ist,
• d) der Wickeltisch (12) mit mindestens vier, je­ weils paarweise einander zugeordneten Führungs­ einrichtungen (19, 20; 21, 22) versehen ist, die derart angeordnet sind, daß eine Anschlußfläche (34, 35) des in die Aufnahmeeinrichtung einge­ setzten Bauelements (18) einen Überdeckungsbe­ reich mit einer Verbindungsgeraden (23; 24) zwei­ er Führungseinrichtungen (19, 20; 21, 22) bildet,
• e) der Wickeltisch (12) und/oder der Drahtführer (27) mit einer Rotationsantriebseinrichtung (29) zur Ausführung einer Wickelbewegung um die Wickelmatrize (13) versehen ist,
• f) dem Wickeltisch (12) eine Verbindungseinrich­ tung zum Verbinden des Wickeldrahts (28) mit den Anschlußflächen (34, 35) und eine Trenn­ einrichtung zum Durchtrennen des Wickeldrahts (28) beim oder nach dem Verbinden zugeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelmatrize (13) einen Basisrahmen (43) mit einem einstückig damit verbundenen Verbindungsteil (15) aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelmatrize (13) einen zumindest be­ reichsweise an dem Basisrahmen (43) angeordne­ ten, radial vorspringenden Flanschrand (45) auf­ weist, wobei der Basisrahmen (43) zur Bildung einer Radialanlagefläche (44) und der Flansch­ rand (45) zur Bildung einer Axialanlagefläche (46) dient.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Aufnahmeeinrichtung (14) einge­ setzte Wickelmatrize (13) mit ihrer Axialanla­ gefläche (46) unter Ausbildung eines Zwischen­ raums gegenüber einer Wickeltischoberfläche (47) zu liegen kommt, wobei ein im Zwischenraum ge­ bildeter Wickelraum (42) durch die Axialanlage­ fläche (46) und die Radialanlagefläche (44) der Wickelmatrize (13) sowie die Wickeltischober­ fläche (47) nach drei Seiten hin begrenzt ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen (19, 20; 21, 22) aus vorzugsweise V-förmigen Einschnitten in einem ringförmigen Steg (17) auf dem Wickeltisch (12) gebildet sind, der in seiner radialen Umfangs­ kontur vorzugsweise mit der Radialanlagefläche (44) der Wickelmatrize (13) übereinstimmend aus­ gebildet ist.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotationsantriebseinrichtung (29) aus einem den Wickeltisch (12) um seine Mittelachse drehenden Drehantrieb gebildet ist.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtführer (27) mit einer Translations­ antriebseinrichtung zur Hin- und Herbewegung des Drahtführers (27) quer zur Wickeltischebene ver­ sehen ist.

17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprü­ che 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung aus einer quer zur Wickeltischebene bewegbaren Thermokompressionseinrichtung (32) besteht, die vorzugsweise mit einer Trenneinrichtung kombinierbar ist.