DE4325334A1 - Wickelkopf - Google Patents
WickelkopfInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Herstellung einer Spulenwicklung aus Wickeldraht
auf einem Wicklungsträger mit einem eine Drahtfüh
rungseinrichtung aufweisenden, relativ zum Wick
lungsträger bewegbaren Wickelkopf. Des weiteren be
trifft die Erfindung ein mittels dieser Vorrichtung
durchführbares Verfahren zur Herstellung einer elek
trisch leitfähigen Verbindung.
Vorrichtungen der obengenannten Art können bei der
Herstellung von Spulenanordnungen verwendet werden,
bei denen ein Drahtleiter mittels eines Wickelkopfs
zur Bildung einer Spulenwicklung um den Wicklungs
träger gewickelt wird und Drahtenden des Wickel
drahts mit Anschlußflächen des Wicklungsträgers oder
denen benachbarter Bauelemente verbunden werden. Um
die Verbindung der Drahtenden mit den Anschlußflä
chen herzustellen, werden neben dem Wickelkopf wei
tere Einrichtungen, nämlich eine Verbindungseinrich
tung und eine Drahttrenneinrichtung benötigt. Bei
der Herstellung einer derartigen Spulenanordnung
kann dabei so vorgegangen werden, daß zunächst mit
tels der Verbindungseinrichtung ein Drahtende mit
einer Anschlußfläche verbunden wird, anschließend
mittels dem Wickelkopf die Ausbildung der eigentli
chen Spulenwicklung um den Wicklungsträger herum
erfolgt, und schließlich das laufende Drahtende des
Wickeldrahts mittels der Verbindungseinrichtung mit
einer weiteren Anschlußfläche verbunden und mittels
der Drahttrenneinrichtung durchtrennt wird. Eine
derartige Anordnung zur Durchführung des vorstehend
grob erläuterten Verfahrens ist in der PCT-Anmeldung
PCT/DE92/00928 der Anmelderin näher beschrieben.
Durch die Vielzahl der an der Herstellung einer de
rartigen Spulenanordnung beteiligten Einrichtungen
ergibt sich ein insgesamt komplexer Aufbau bei der
bekannten Vorrichtung, wobei sich insbesondere durch
die vom Wickelkopf zwischen den einzelnen, örtlich
fest installierten Fertigungsstationen (Verbindungs
station, Trennstation zurückzulegenden Wege ent
sprechend hohe Fertigungszeiten ergeben.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun
de, eine gattungsgemäße Vorrichtung bzw. ein Verfah
ren zu schaffen, die bzw. das einen möglichst kom
pakten Aufbau und eine Verkürzung der Fertigungszei
ten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die
Drahtführungseinrichtung, die Verbindungseinrichtung
und die Drahttrenneinrichtung integrale Einrichtun
gen des Wickelkopfs. Durch eine derartige Vorrich
tung ist quasi ein hochintegrierter Wickelkopf ge
schaffen, der neben der eigentlichen Drahtfüh
rungsfunktion beim Wickeln eines Drahtleiters auf
einen Wicklungsträger auch gleichzeitig die Funktio
nen des Verbindens der Drahtenden mit dem Wicklungs
träger oder einem hiervon separaten anderen An
schlußflächenträger und die abschließende Draht
trennfunktion übernimmt. Durch die Zusammenfassung
in einer baulichen Einheit stellt die gesamte Vor
richtung eine kompakte Anordnung dar, so daß in ein
und derselben Relativposition gegenüber der An
schlußfläche des Anschlußflächenträgers sowohl die
Verbindung des Drahtleiters mit der Anschlußfläche
als auch das Durchtrennen des Drahtleiters erfolgen
kann. Hierdurch entfallen bei der Verbindungsher
stellung Zwischenwege, die dadurch entstehen, daß
bei Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik die
Drahtführungseinrichtung von einer Verbindungsein
richtung zu einer Trenneinrichtung geführt werden
muß.
Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung sich, wie
vorstehend erläutert, besonders zur Herstellung von
Spulenanordnungen, also sowohl zur Durchführung ei
nes Wickelvorganges als auch zur Durchführung der
Verbindungstechnik eignet, läßt sich die erfindungs
gemäße Vorrichtung gleichermaßen vorteilhaft ganz
allgemein dort verwenden, wo es darauf ankommt, an
bestimmten Stellen Verbindungen zwischen einem
Drahtleiter und einer Anschlußfläche zu schaffen und
im Zwischenbereich den Drahtleiter mit der hier als
Wickelkopf bezeichneten erfindungsgemäßen Wickel/-
Verbindungs-Vorrichtung auf einer vorgegebenen Bewe
gungsbahn von der einen Verbindungsstelle zur ande
ren Verbindungsstelle zu führen. Dabei muß nicht in
jedem Fall ein Wickelvorgang ausgeführt werden, son
dern es kann auch bei entsprechender Achsensteuerung
der Wickel/Verbindungs-Vorrichtung etwa ein meander
förmiger Verlauf in einer Ebene oder jeder andere
beliebige Drahtverlauf zwischen zwei Verbindungs
stellen erzeugt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung sind die Drahtführungsein
richtung, die Verbindungseinrichtung und die Draht
trenneinrichtung in einem Werkzeugkopf zusammenge
faßt, wobei die für die einzelnen Einrichtungen not
wendigen Betätigungs- oder Zustellorgane außerhalb
des Werkzeugkopfs angeordnet sind. Dieser Aufbau
bedeutet eine Miniaturisierung, die die Verwendung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch bei kleinsten
Anschlußflächen, wie etwa den standardmäßig nur 100
Mikrometer × 100 Mikrometer Anschlußflächen eines
Chips, ermöglichen.
Vorzugsweise ist der Drahtführungseinrichtung eine
Drahtablenkeinrichtung zugeordnet, die es ermöglicht
einen aus Raumersparnisgründen etwa parallel zur
Verbindungseinrichtung zugeführten Drahtleiter quer
zur Zustellachse der Verbindungseinrichtung abzulen
ken, so daß bei Durchführung der Verbindung der
Drahtleiter zwischen der Verbindungseinrichtung und
der Anschlußfläche zu liegen kommt.
An dieser Stelle sei bemerkt, daß die Verbindungs
einrichtung nicht auf eine bestimmte Art beschränkt
ist, sondern daß vielmehr beliebig aus der Reihe der
zur Verfügung stehenden Verbindungseinrichtungen,
wie etwa eine Thermode, eine Thermosonic-Verbin
dungseinrichtung, eine Laserschweißeinrichtung usw.,
oder auch eine Kombination davon, ausgewählt werden
kann.
Bei der Verwendung einer Laserschweißeinrichtung
erweist sich insbesondere eine derartige als vor
teilhaft, wie sie in der DE-OS 42 00 492 beschrieben
ist, bei der die von einer Laserquelle emittierte
Laserleistung mittels eines Glasfaserleiters unmit
telbar zur Verbindungsstelle geleitet wird. Bei Ver
wendung einer derartigen Laserschweißeinrichtung
zusammen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung er
gibt sich der besondere Vorteil, daß der Wickelkopf
selbst nicht durch die die Laserquelle bildende Ge
räteeinrichtung belastet werden muß, sondern diese
ortsfest vom Wickelkopf entfernt angeordnet werden
kann. Der Glasfaserleiter kann dann als Verbindungs
einrichtung in den Wickelkopf integriert sein. Hier
durch ist es möglich, eine leistungsstarke Laser
schweißeinrichtung bei der erfindungsgemäßen Vor
richtung zu verwenden, ohne deren Masse durch die
vorstehend erwähnte Geräteeinrichtung nachteilig zu
erhöhen.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Drahtführungs
einrichtung, die Verbindungseinrichtung und die
Drahttrenneinrichtung sämtlich oder teilweise zu
einer Funktionseinheit zusammenzufassen. So kann
etwa die Drahtführungseinrichtung mit der Verbin
dungseinrichtung zusammengefaßt werden, indem bei
spielsweise im Fall eines Thermosonic-Bondkopfs als
Verbindungseinrichtung die Drahtzufuhr durch eine
Kapillare im Bondkopf erfolgt. Auch ist es möglich,
bei Bedarf zusätzlich noch die Trenneinrichtung in
einer dann aus Drahtführungseinrichtung, Verbin
dungseinrichtung und Drahttrenneinrichtung zusammen
gesetzten Funktionseinheit zu integrieren. Ein Bei
spiel dafür wäre ein mit einer Drahtführungskapil
lare versehener Thermosonic-Bondkopf, der überdies
über eine im Drahtkontaktbereich ausgebildete Trenn
kante verfügt. Hiermit ließe sich ein Höchstmaß an
Integration erreichen.
Vorzugsweise ist die Drahtablenkeinrichtung aus ei
ner quer zur Zustellachse der Drahtführungseinrich
tung wirkenden Ansaugeinrichtung gebildet. Bei die
ser vorteilhaften Ausgestaltung der Drahtablenkein
richtung wird zu deren Realisierung lediglich ein
Saugluftanschluß im Bereich der Verbindungseinrich
tung benötigt, der bewirkt, daß der durch die Draht
führungseinrichtung etwa parallel zur Zustellachse
der Verbindungseinrichtung zugeführte Drahtleiter
infolge der Saugkraft quer zur Zustellachse der Ver
bindungseinrichtung abgelenkt wird, so daß die Ver
bindungseinrichtung auf den Drahtleiter einwirken
kann, etwa durch Wärme- und Druckbeaufschlagung im
Fall einer Thermode.
Eine weitere Möglichkeit besteht darin, für die
Drahtablenkeinrichtung eine quer zur Zustellachse
der Verbindungseinrichtung verschwenkbare Greifein
richtung vorzusehen.
Eine vom Prinzip her ähnliche, jedoch hinsichtlich
der erzielbaren Kompaktheit noch eher vorzuziehende,
mögliche Ausführungsform einer Drahtablenkeinrich
tung besteht darin, die Drahtführungseinrichtung
selbst quer zur Zustellachse der Verbindungseinrich
tung verschwenkbar zu gestalten, um dann im Zusam
menwirken mit der Anschlußfläche des Anschlußflä
chenträgers, auf die der Drahtleiter auftrifft, eine
derartige Ablenkung des Drahtleiters zu bewirken,
daß der Drahtleiter zwischen der Verbindungseinrich
tung und der Anschlußfläche zu liegen kommt.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die
erfindungsgemäße Vorrichtung derart aufgebaut ist,
daß die den einzelnen Einrichtungen zugeordneten
Betätigungs- oder Zustellorgane in einem mit dem
Werkzeugkopf koppelbaren Werkzeugkopfträger angeord
net sind. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen,
bei Bedarf einen einfachen Werkzeugkopfwechsel aus
zuführen, um etwa besonders aufeinander abgestimmte
Kombinationen von Werkzeugkopfeinrichtungen ankop
peln zu können. Beispielsweise kann es sich auch je
nach Kombination der Materialien von Drahtleiter und
Anschlußfläche als vorteilhaft erweisen, eine Ver
bindungseinrichtung eines bestimmten Typs zu verwen
den. So erweist sich etwa für eine Verbindung auf
einer Anschlußfläche einer Kapton-Folie das
Thermokompressionsverfahren und bei einer Chipan
schlußfläche das Thermosonic-Verfahren als vorteil
haft an, sowie auch eine Kombination dieser Verfah
ren denkbar ist. Unabhängig von der Wahl der Ver
bindungseinrichtung kann jedoch stets ein und das
selbe Betätigungs- oder Zustellorgan zum Einsatz
kommen. Abgesehen von einem einfachen und schnellen
Werkzeugkopfwechsel wirkt sich dies günstig auf die
Werkzeugbereitstellungskosten aus.
Für die Ausführung der Betätigungs- oder Zustellor
gane bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. So
können diese etwa als Druckluftbetätigungsorgane,
wie Kolben/Zylinder-Einheiten, oder als Solenoid-
Betätigungsorgane ausgebildet sein.
Des weiteren besteht die vorteilhafte Möglichkeit,
neben der vorstehend beschriebenen Drahtführungsein
richtung noch eine weitere Drahtführungseinrichtung
vorzusehen. Hierdurch ist es möglich, bei Bedarf,
etwa wenn die Materialien von Drahtleiter und An
schlußfläche nicht verbindungskompatibel sind, einen
Zusatzstoff, wie beispielsweise Gold oder eine Gold
legierung, als Bonddraht zuzuführen, um eine siche
re, elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem
Drahtleiter und der etwa aus einer Aluminiumfläche
bestehenden Anschlußfläche zu gewährleisten.
Diese weitere Drahtführungseinrichtung kann in die
Verbindungseinrichtung integriert sein.
Eine weitere vorteilhafte Maßnahme, um etwa die Ver
bindungskompatibilität zwischen dem Drahtleitermate
rial und dem Anschlußflächenmaterial herzustellen
bzw. zu erhöhen, kann darin bestehen, im Bereich der
Verbindungseinrichtung eine Schutzgaszuführeinrich
tung vorzusehen.
Eine weitere mögliche Alternative besteht darin, im
Bereich der Verbindungseinrichtung für eine Vakuum
einrichtung zu sorgen, etwa dadurch, daß der gesamte
Werkzeugkopf mit einer Vakuumglocke umgeben wird.
Der Schutzgaszuführeinrichtung kann auch eine Be
schichtungseinrichtung zugeordnet sein, die einen
Auftrag einer Schutzschicht auf die Verbindungsstel
le, etwa den Auftrag einer Passivierungsschicht als
Korrosionsschutz, vorzugsweise noch während der
Schutzgasbeaufschlagung der Verbindungsstelle ermög
licht.
Zur Überwachung und/oder Steuerung der erfindungs
gemäßen Vorrichtung kann diese in einer besonderen
Ausführungsform mit einer Kamera, insbesondere einer
CCD-Kamera, versehen sein, die am Werkzeugkopf
selbst oder auch am Werkzeugkopfträger angebracht
sein kann. Je nach Art der Anbringung kann die Kame
ra auch in den Werkzeugkopf oder den Werkzeugkopf
träger integriert sein.
Das durch eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vor
richtung ermöglichte erfindungsgemäße Verfahren
weist die Merkmale des Anspruchs 17 auf.
Erfindungsgemäß wird die Vorrichtung nach einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 16 dazu verwendet, ei
nen bondfähigen Drahtleiter unmittelbar mit den un
gebumpten Anschlußflächen eines elektronischen Bau
elements, wie eines Chips, zu verbinden. Hierbei
wird der Draht etwa unmittelbar mit den Aluminium
pads verbunden, ohne daß zuvor Bumps auf diesen auf
gebracht worden wären. Die Folge hiervon ist eine
erhebliche Vereinfachung beim elektrischen Anschlie
ßen von Chips oder bei von der Anschlußtechnik her
vergleichbaren Bauelementen.
Als vorteilhaft erweist es sich, wenn als Drahtlei
ter ein bondfähiger Wickeldraht, vorzugsweise ein
Kupfer-Bonddraht, verwendet wird. Hierdurch wird es
möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung erst zum
Wickeln von Spulen zu verwenden, und anschließend
mit ein und demselben Draht eine unmittelbare Ver
bindung mit einer ungebumpten Anschlußfläche herzu
stellen.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die
Verbindung zwischen Draht und Anschlußfläche in ei
ner Schutzgasatmosphäre oder unter Vakuum erfolgt,
um die Qualität der Verbindung zu erhöhen.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung unter beispielhafter Erläuterung des
erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend an
hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer
ersten Ausführungsform mit einem an einen Werkzeug
kopfträger angekoppelten Werkzeugkopf; die in
Fig. 2 dargestellte Vorrichtung in vergrößer
ter Teildarstellung nach dem Wickeln einer Spule und
der Verbindung von Wickeldrahtenden auf Anschlußflä
chen eines Spulenträgers;
Fig. 3A bis 3C den Werkzeugkopfträger in verschie
denen, zeitlich einander nachfolgenden Konfiguratio
nen zur Ausbildung einer Drahtleiterverbindung;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Werkzeug
kopfes in einer ersten Variation des in Fig. 1 dar
gestellten Werkzeugkopfs;
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Werkzeug
kopfs in einer weiteren Variation des in Fig. 1 dar
gestellten Werkzeugkopfs.
Fig. 1 zeigt in einer ersten Ausführungsform eine
Wickel/Verbindungs-Vorrichtung 10 mit einem Werk
zeugkopfträger 11 und einem Werkzeugkopf 12. Der
Werkzeugkopf 12 ist über ein hier als Verbindungs
hülse 13 ausgeführtes Verbindungselement mit dem
Werkzeugkopfträger 11 lösbar verbunden. Zur lösbaren
Verbindung weist die Verbindungshülse 13 in ihrem
dem Werkzeugkopfträger 11 zugewandten Endbereich ein
Innengewinde 14 auf, das mit einem nicht näher dar
gestellten Außengewinde des Werkzeugkopfträgers 11
zusammenwirkt.
Der Werkzeugkopf 12 weist eine Werkzeugaufnahme 15
mit darin aufgenommenen und geführten Werkzeugein
richtungen, nämlich eine Drahtführungseinrichtung
16, eine Verbindungseinrichtung 17, eine Drahttrenn
einrichtung 18 und eine Drahtablenkeinrichtung 19,
auf.
Um eine Zustellbewegung der Drahtführungseinrichtung
16, der Verbindungseinrichtung 17 und der Draht
trenneinrichtung 18 in Richtung einer Zustellachse
20 zu ermöglichen, sind die genannten Einrichtungen
an ihrem in Fig. 1 oberen Ende mit als Zustellorga
nen vorgesehenen pneumatischen Kolben/Zylinder-Ein
heiten 21, 22, 23 versehen. Zwischen Kolbenstangen
24 der Kolben/Zylinder-Einheiten 21, 22, 23 und den
Enden der Einrichtungen 16, 17, 18 können, wie für
die Drahttrenneinrichtung 18 beispielhaft darge
stellt, Dämpfungseinrichtungen 25 vorgesehen sein.
In diesem Fall erfolgt die Kopplung der Einrichtun
gen 16, 17, 18 nicht unmittelbar mit den Kolben/Zy
linder-Einheiten 21, 22, 23 sondern über die
Dämpfungseinrichtungen 25.
Nachfolgend soll die Funktion der Wickel/Verbin
dungs-Vorrichtung 10 näher erläutert werden.
In Fig. 1 ist die Wickel/Verbindungs-Vorrichtung 10
in einer Wickelkonfiguration dargestellt, bei der
sich die Drahtführungseinrichtung 16 in einer aus
der Werkzeugaufnahme 15 vorgeschobenen Position be
findet. Dabei ist ein Wickeldraht 26 oder allgemein
ein Draht, mit dem etwa eine Drahtverbindung zwi
schen zwei Anschlußflächen geschaffen werden soll
durch die rohrförmig ausgebildete Drahtführungsein
richtung 16 hindurchgeführt. In dieser Konfiguration
kann die Wickel/Verbindungs-Vorrichtung 10 in übli
cher Weise als ein im Raum ein- oder mehrachsig be
wegbarer Wickelkopf oder allgemein als Drahtfüh
rungskopf verwendet werden.
Um mit der in Fig. 1 dargestellten Wickel/Verbin
dungs-Vorrichtung 10 eine Verbindung des Drahtes 26
mit einer in Fig. 1 nicht näher dargestellten An
schlußfläche nach einem Wickelvorgang oder bei auf
sonstige Art und Weise fixiertem freien Drahtende 27
herzustellen, wird der Werkzeugkopf 12 zunächst in
die Richtung des Pfeils 28 verfahren und die Draht
führungseinrichtung 16 durch Betätigung der Kolben/-
Zylinder-Einheit 21 in den Werkzeugkopf 12 eingefah
ren. Dadurch legt sich der Draht 26 an die Untersei
te des Werkzeugkopfs an, so daß die Verbindungsein
richtung 17 aus dem Werkzeugkopf 12 herausgefahren
werden kann, bis sie unter Zwischenlage des Drahts
26 an der Anschlußfläche anliegt. Je nach Abstand
des Werkzeugkopfs 12 von der Anschlußfläche kann
dabei die Wickel/Verbindungs-Vorrichtung 10 insge
samt in Richtung der Zustellachse 20 vorbewegt wer
den.
Je nach Art der Verbindungseinrichtung 17 arbeitet
diese etwa mit Thermokompresssion oder Ultraschal
lerregung mit oder ohne gleichzeitiger Erwärmung der
Anschlußfläche, wodurch eine Verbindung des Drahts
26 mit der Anschlußfläche erfolgt. Nach erfolgter
Verbindung wird die Trenneinrichtung 18 ausgefahren,
die bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei
spiel die Form eines Trennmessers aufweist, um den
Draht 26 nahe der Verbindungsstelle zu durchtrennen.
Diese Konfiguration der Wickel/Verbindungs-Vorrich
tung 10 ist in Fig. 2 dargestellt. Hierbei befindet
sich die Drahtführungseinrichtung 16 in zurückgezo
gener und die Verbindungseinrichtung 17 sowie die
Drahttrenneinrichtung 18 in vorgeschobener Position.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3C sollen an
schließend noch die Konfigurationen der Wickel/Ver
bindungs-Vorrichtung 10 bei Durchführung einer
Drahtverbindung, etwa zur Festlegung des Drahtendes
auf einer Anschlußfläche vor Durchführung eines
nachfolgenden Wickelvorgangs oder für eine Draht
verbindung zwischen Anschlußflächen, beschrieben
werden. Hierbei befinden sich abweichend von der
Darstellung gemäß Fig. 1 in Fig. 3A die Draht
führungseinrichtung 16, die Verbindungseinrichtung
17 und die Drahttrenneinrichtung 18 zunächst in ei
ner ganz zurückgezogenen Position und geben einen
quer zur Zustellachse 20 verlaufenden Kanal 30 frei.
Der durch die Drahtführungseinrichtung 16 zugeführte
Drahtleiter 26 wird durch die hier als Ansaugein
richtung ausgeführte Drahtablenkeinrichtung 19 mit
seinem freien Drahtende in eine Lage quer zur Zu
stellachse 20 gebracht, dabei kann der weitere
Drahtvorschub durch die Drahtführungseinrichtung
mittels einer Klemmeinrichtung verhindert werden.
Neben der Klemmeinrichtung kann auch noch eine Ein
richtung vorgesehen werden, um den Draht durch Dü
senströmungen luftgestützt in die Drahtführungsein
richtung einzufädeln.
Anschließend wird, wie in Fig. 3B dargestellt, die
Verbindungseinrichtung 17 soweit ausgefahren, bis
diese unter Zwischenlage des Drahts 26 an einer
Anschlußfläche 29 anliegt. In dieser Stellung er
folgt nun die Verbindung des Drahts 26 mit der An
schlußfläche 29.
Nachfolgend wird, wie in Fig. 3C dargestellt, auch
die Drahttrenneinrichtung 18 ausgefahren, so daß der
Draht 26 nahe der Verbindungsstelle durch die Trenn
einrichtung 18 getrennt werden kann. Das abgetrennte
Drahtende wird dann durch die Saugeinrichtung 19
abgesogen.
Fig. 2 zeigt beispielhaft als eine mögliche Anwen
dung der erfindungsgemäßen Wickel/Verbindungs-Vor
richtung 10 deren Einsatz bei der Herstellung einer
Uhrenspule 31, die zum Einsatz in elektrisch betrie
benen Uhren dient und die einen Wicklungsträger 32
mit einer darauf angeordneten Spulenwicklung 33 auf
weist. Die Anschlußflächen der Uhrenspule 31 sind
mittels einer sogenannten "Kapton-Folie" 34 ausge
bildet, die aus einer Kunststoffolie mit darauf auf
gebrachten Metallisierungsschichten 35, 36 besteht.
In Fig, 2 sind auf den Metallisierungsschichten 35,
36 zwei Verbindungsstellen 37, 38 zu erkennen, an
denen Wickeldrahtenden 39, 40 mit den Metallisie
rungsschichten 35, 36 verbunden sind.
Die in Fig. 2 dargestellte Uhrenspule 31 kann mit
tels der erfindungsgemäßen Wickel/Verbindungs-Vor
richtung 10 hergestellt werden, indem zunächst, wie
in den Fig. 3A, 3B, 3C dargestellt eine erste
Verbindung des Wickeldrahts 26 mit der ersten Me
tallisierungsschicht 35 unter Ausbildung der Verbin
dungsstelle 37 erfolgt. Anschließend erfolgt mittels
einer Überlagerung einer Rotationsbewegung des Wick
lungsträgers 32 um seine Längsachse und einer Trans
lationsbewegung des Werkzeugkopfs 12 in Richtung des
Pfeils 41 und zurück die Ausführung der Spulenwick
lung 33. Schließlich wird, wie vorstehend schon be
schrieben, die zweite Drahtverbindung an der Verbin
dungsstelle 38 und das Abtrennen des Drahtes 26
durchgeführt.
Die Fig. 4 und 5 zeigen in schematischen Darstellun
gen alternative Ausführungen von Werkzeugköpfen.
In Fig. 4 ist ein Werkzeugkopf 56 mit einer Drahtzu
führeinrichtung 42 dargestellt, die um einen Gelenk
punkt 43 quer zur Zustellachse 20 des Werkzeugkopfs
verschwenkbar ist. In Fig. 4 ist die Drahtführungs
einrichtung 42 sowohl in ihrer im wesentlichen par
allel zur Zustellachse 20 ausgerichteten Wickelposi
tion als auch im verschwenkten Zustand dargestellt.
Durch die Verschwenkbarkeit der Drahtführungsein
richtung 42 ist es möglich, auf eine separate Ab
lenkeinrichtung zu verzichten. Vielmehr wird bei der
in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Wickel
draht 26 durch einen Drahtvorschub bei verschwenkter
Drahtführungseinrichtung 42 auf eine Anschlußfläche
44 geleitet und auf dieser abgelenkt. In dieser
Stellung kann eine in Zustellachsenrichtung zustell
bare Verbindungseinrichtung 45 bis gegen die An
schlußfläche 44 verfahren werden, wobei der Draht 26
zwischen der Anschlußfläche 44 und einer Kontaktflä
che 46 der Verbindungseinrichtung 45 zu liegen
kommt.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Verbindungseinrichtung 45 derart ausgeführt,
daß in ihr eine weitere Drahtführungseinrichtung 47,
etwa in Form eines Kanals, ausgebildet ist, um einen
Zusatzdraht 48 auf die Anschlußfläche 44 zu führen,
so daß die Verbindung des Drahts 26 mit der An
schlußfläche 44 gleichzeitig mit der Verbindung des
Zusatzdrahts 48 mit der Anschlußfläche 44 erfolgen
kann. Dieser Zusatzdraht 48 kann derart beschaffen
sein, daß die Verbindung von schlecht miteinander
verbindbaren bzw. verbindungsinkompatiblen Materia
lien des Drahtes 26 und der Anschlußfläche 44 ermög
licht wird. Auch ist es möglich, das Material des
Zusatzdrahts 48 so auf die zu verbindenden Materia
lien abzustimmen, daß ein besonderer Korrosions
schutz oder eine Isolierung nach außen hin gegeben
ist. Auf eine Darstellung der Drahttrenneinrichtung
wurde in Fig. 4 verzichtet.
Fig. 5 zeigt in einer weiteren Variante einen sche
matisch dargestellten Werkzeugkopf 49, der ähnlich
dem in Fig. 1 dargestellten Werkzeugkopf 12 eine
Drahtführungseinrichtung 50, eine Verbindungsein
richtung 51 und eine Drahttrenneinrichtung 52 auf
weist. Abweichend von dem in Fig. 1 dargestellten
Ausführungsbeispiel weist der Werkzeugkopf 49 eine
Ablenkeinrichtung 53 auf, die aus einer um einen zum
Werkzeugkopf 49 gehörigen Gelenkpunkt 54 schwenkba
ren Greifeinrichtung besteht. Um den Draht 26, der
aus der Drahtführungseinrichtung 50 nach unten her
ausgeführt ist in eine Verbindungsposition zu ver
bringen, in der der Draht zwischen der Verbindungs
einrichtung 51 und einer in Fig. 5 nicht näher dar
gestellten Anschlußfläche zu liegen kommt, wird der
Draht 26 von einem Greifer 55 der Ablenkeinrichtung
53 aufgenommen und der gehaltene Draht 26 mit dem
Greifer um den Gelenkpunkt 54 in seine in Fig. 5
linke Position verschwenkt. Ausgehend von dieser
Drahtposition kann dann wieder, wie vorstehend im
Zusammenhang mit den Fig. 3B und 3C beschrieben,
eine Verbindung des Drahts 26 mit einer Anschlußflä
che und eine anschließende Durchtrennung des Drahtes
26 erfolgen.
Claims (20)
1. Vorrichtung zur Herstellung einer Spulenwick
lung aus Wickeldraht auf einem Wicklungsträger
mit einem eine Drahtführungseinrichtung aufwei
senden, relativ zum Wicklungsträger bewegbaren
Wickelkopf,
dadurch gekennzeichnet,
daß neben der Drahtführungseinrichtung (16, 42,
47) eine Drahtverbindungseinrichtung (17, 45,
51) und eine Drahttrenneinrichtung als weitere
integrale Einrichtungen des Wickelkopfs (10)
vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drahtführungseinrichtung (16, 42,
47), die Verbindungseinrichtung (17, 45,
51) und die Drahttrenneinrichtung (18, 52)
in einem Werkzeugkopf (12, 49, 56) zusam
mengefaßt sind, wobei deren Betätigungs-/
Zustellorgane außerhalb des Werkzeugkopfs
angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindungseinrichtung (17) als ein in
den Wickelkopf (10) integrierter Glasfaserlei
ter ausgeführt ist, der mit einer vorzugsweise
unabhängig vom Wickelkopf (10) angeordneten
Laserquelle verbunden ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Drahtführungseinrichtung (16, 42,
47) eine Drahtablenkeinrichtung (19, 53)
zugeordnet ist zur Ablenkung des Drahts
(26) in eine Richtung quer zur Zustellach
se (20) der Verbindungseinrichtung (17,
45, 51).
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drahtführungseinrichtung (16, 42,
47), die Verbindungseinrichtung (17, 45,
51) und die Drahttrenneinrichtung (18, 52)
sämtlich oder teilweise zu einer Funk
tionseinheit zusammengefaßt sind.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drahtablenkeinrichtung (19) aus einer
quer zur Zustellachse (20) der Verbindungsein
richtung (17) wirkenden Ansaugeinrichtung ge
bildet ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Drahtablenkeinrichtung (53) aus
einer quer zur Zustellachse (20) der Ver
bindungseinrichtung (51) verschwenkbaren
Greifeinrichtung gebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Drahtablenkung die Drahtführungs
einrichtung (42) quer zur Zustellachse (20)
der Verbindungseinrichtung (45) ver
schwenkbar ist.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigungs-/Zustellorgane (21,
22, 23) in einem mit dem Werkzeugkopf (12,
49, 56) koppelbaren Werkzeugkopfträger
(11) angeordnet sind.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigungs-/Zustellorgane (21,
22, 23) als Druckluftbetätigungsorgane
ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
Anspruche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Betätigungs-/Zustellorgane (21,
22, 23) als Solenoid-Betätigungsorgane
ausgebildet sind.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine weitere Drahtführungseinrichtung
(47) vorgesehen ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weitere Drahtführungseinrichtung
(47) in die Verbindungseinrichtung (45)
integriert ist.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Verbindungseinrichtung
(17, 45, 51) eine Schutzgaszuführeinrich
tung vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Verbindungseinrichtung (17,
45, 51) eine Vakuumeinrichtung zur Erzeugung
eines Vakuums im Verbindungsbereich vorgesehen
ist.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der
vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Werkzeugkopf (12, 49) oder am Werk
zeugkopfträger (11) eine Überwachungskame
ra, insbesondere eine CCD-Kamera vorgese
hen ist.
17. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch
leitfähigen Verbindung zwischen einem Drahtlei
ter (26) und einer Anschlußfläche (29, 44) ei
nes Anschlußflächenträgers mit einer Vorrich
tung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1
bis 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der durch die Drahtführungseinrichtung (16,
47, 52) geführte Drahtleiter (26) unmittelbar
mit einer ungebumpten Anschlußfläche (29, 44)
eines elektronischen Bauelements, wie eines
Chips, verbunden wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Drahtleiter (26) ein bondfähiger
Wickeldraht, vorzugsweise ein Kupfer-Bonddraht,
verwendet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung des Drahtleiters (26)
mit der Anschlußfläche (29, 44) in einer
Schutzgasatmosphäre erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verbindung des Drahtleiters (26) mit
der Anschlußfläche (29, 44) unter Vakuum er
folgt.
Priority Applications (8)
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DE59401482T DE59401482D1 (de) | 1993-05-28 | 1994-04-08 | Wickelkopf |
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ES94911841T ES2096462T3 (es) | 1993-05-28 | 1994-04-08 | Cabeza de bobina. |
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