DE68915270T2

DE68915270T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Montieren von Mikrobauelementen.

Info

Publication number: DE68915270T2
Application number: DE1989615270
Authority: DE
Inventors: Kikuji C O Taiyo Yuden C Fukai; Hiroshi C O Taiyo Yu Fukushima
Original assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Current assignee: Taiyo Yuden Co Ltd
Priority date: 1989-06-07
Filing date: 1989-06-07
Publication date: 1994-09-01
Anticipated expiration: 2009-06-08
Also published as: DE68915270D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Montieren von chipförmigen elektronischen Elementen (im folgenden als Chips bezeichnet), die in großen Mengen von einem Aufnahmebehälter aufgenommen werden.

2. Beschreibung des Standes der Technik:

In einem vorbekannten Verfahren zum Montieren von Chips auf einer gedruckten Schaltkarte in einer auf dieser vorgegebenen Position wird dies durch Verwendung einer wie in Fig. 11 dargestellt asusgebildeten Vorrichtung ausgeführt. Die in großen Mengen von einem Behälter 1, der aus einer Vielzahl von einzelnen Behältern besteht, aufgenommenen Chips werden eines nach dein anderen durch eine Vielzahl von rohrförmigen Rutschen 21 herausgenommen und in Aufnahmeausnehinungen 61 einer Schablone 6 zugeführt und von dieser aufgenommen. Die Aufnahmeausnehmungen sind jeweils entsprechend Positionen angeordnet, an denen die Chips auf der gedruckten Schaltkarte 9 aufzubringen sind. Die Chips werden von den Aufnahmeausnehmungen 61 zu der gedruckten Schaltkarte 9 übertragen und auf dieser durch Chipübertragungsmittel 8, etwa einer Saugeinheit oder dergleichen, montiert, während sie in den Aufnahmeausnehmungen 61 aufgenommen werden und an den Aufnahmeausnehmungen 61 positioniert bleiben. Das Chipübertragungsmittel 8 verfährt auf einem Führungsmittel, nämlich einem Förderer. Bei solchen Bewegungen jedes Elements werden die Chips auf der gedruckten Schaltkarte 9 in der vorgegebenen Position montiert.
Der zuvor auf die Befestigungsbereiche der gedruckten Schaltkarten aufgebrachte Klebstoff fixiert die Chips vorübergehend durch deren Anheften bei der Übergabe von der Saugeinheit 82 auf die gedruckte Schaltkarte 9. Die Chips werden, während sie auf der gedruckten Schaltkarte 9 angeheftet sind, einem Verlöten unterworfen.
Mit dem Fortschritt der Miniaturisierung der Chips und der hohen Dichte von Schaltkarten 9 werden eine große Vielzahl von Chips auf der gedruckten Schaltkarte 9 montiert. Weiter zu diesem Fortschritt wird die Methode angewandt, daß eine gedruckte Schaltkarte in viele Abschnitte aufgeteilt wird, auf denen dieselbe Art von Mustern aufgebracht sind, und die Chips werden auf der Anordnung von Mustern montiert. Danach wird die gedruckte Schaltkarte in jedem Bereich, wo die Chips montiert sind, geteilt. Diese gedruckten Schaltkarten 9 haben viele geteilte Bereiche. Eine solche Anwendung kann das Drucken der Schaltung und den Arbeitsaufwand und die Zeit bei dem Befestigen der Chips reduzieren, als auch den Montagevorgang reduzieren.
Es ist üblich in dem Stand der Technik, daß Chips in großen Mengen auf der Schaltkarte 9 mit vielen geteilten Bereichen aufgebracht werden. Es besteht jedoch das Problem, daß eine große Anzahl von Behältern und eine große Anzahl von Fuhrungsmitteln mit Rutschen erforderlich sind, was bewirkt, das die Vorrichtung groß wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Befestigen von Chips auf einer gedruckten Schaltkarte mit vielen Teilbereichen zu schaffen, unter Verwendung einer geringen Anzahl von Chipbehältern und kleinen Zufuhrmitteln.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Befestigen von Chips auf einer gedruckten Schaltkarten zu schaffen mit unterschiedlichen Aufteilungsmustern, die auf dieser vorgesehen sind, durch Variieren des Schrittabstands unter Verwendung von Teilungsschiebemitteln zum Verschieben der gedruckten Schaltkarte.
Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Ausführen der Verfahren nach den ersten und zweiten Gegenständen der vorliegenden Erfindung zu schaffen.
Um diese Aufgaben zu erfüllen, schafft die vorliegende Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, ein Verfahren zum Montieren von Chips auf einer gedruckten Schaltkarte, die mit einer Vielzahl von Teilbereichen versehen ist, mit den folgenden Schritten: zwangsweises Zuführen der Chips, die in einem aus einer Mehrzahl von Einzelbehältern bestehenden Aufnahmebehälter in einer großen Menge aufgenommen werden durch Zufuhrmittel in Aufnahmeausnehmungen, die auf einer Schablone in Positionen entsprechend den Positionen, an denen die Chips auf der gedruckten Schaltkarte montiert werden, vorgesehen sind, Bewegen eines Übergabemittels über die gedruckte Schaltkarte, wobei die Übergabemittel zum Übergeben der Chips, die in den Aufnahmeausnehmungen aufgenommen werden, zu der Schaltkarte ausgebildet sind, während die Chips in denselben Positionen gehalten werden, wie sie von den Zufuhrmitteln zugeführt worden sind, Aufbringen der gedruckten Schaltkarte auf eine Basis und Verschieben der mehreren Teilbereiche, die auf der gedruckten Schaltkarte vorgesehen sind, gesondert in die Position der Aufnahmeausnehmungen mittels des Verschiebemittels, so daß die Chips durch Wiederholen der ersten beiden Schritte so oft wie erforderlich in jedem der Teilbereiche montiert werden können.
Die Erfindung schafft weiter eine Vorrichtung zum Befestigen von Chips auf einer gedruckten Schaltkarte nach Anspruch 2.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen.

KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Montieren von Chips nach einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 bis 8 sind Ansichten, die zur Unterstützung bei der Erläuterung eines Verfahrens zum Montieren von Chips nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dienen;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Montieren von Chips nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Montieren von Chips nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 11 ist eine perspektivische Ansicht einer vorbekannten Vorrichtung zum Montieren von Chips.

BEVORZUGTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG

1. Ausführungsbeispiel (Fig. 1 bis 8):

Eine Vorrichtung zum Montieren von Chips wird jetzt unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben.
Ein Aufnahmemittel oder ein Aufnahmebehälter 1, bestehend aus einer Mehrzahl von Einzelbehältern, nimmt eine Vielzahl von Chips auf. Ein Zufuhrmittel besteht, aus einer Mehrzahl von Rutschen 21, die der Anzahl der Mehrzahl von Einzelbehältern des Aufnahmebehälters 1 entspricht, die jeweils mit dem Aufnahmebehälter 1 an dem einen Ende verbunden sind und mit einer Musterbasis 3 an dem anderen Ende über Kupplungen 23, die jeweils in der Musterbasis 3 eingebracht sind. Unter der Musterbasis 3 ist ein Vakuummittel vorgesehen, das aus einem Vakuumgehäuse 4 besteht, das mit einer Saugleitung 5 verbunden ist. Unter der Basis 3 ist eine Schablone 6 mit Aufnahmeausnehmungen 61 eingesetzt, die in entsprechender Relation zu den Orten der gedruckten Schaltkarte positioniert sind, wo die Chips montiert werden. Die Kupplungen 23 sind jeweils entsprechend den Orten der Aufnahmeausnehmungen 61 in der Schablone 6 positioniert. Wenn die Schablone 6 unter die Musterbasis 3 eingesetzt ist, sind die anderen Enden der mit den Kupplungen 23 verbundenen Rutschen 21 weiter mit den Aufnahmeausnehmungen 61 der Schablone 6 verbunden, um einen Luftstrom von dem Aufnahmebehälter 1 zu der Saugführung 5 durch die Rutschen 21 und die Aufnahmeausnehmungen 61 zu bilden. Mit einer solchen Anordnung werden die von dem Aufnahmebehälter 1 aufgenommenen Chips zwangsweise den Aufnahmeausnehmungen 61 durch die Rutschen 21 zugeführt, in denen die Chips jeweils in vorgegebene Richtungen ausgerichtet werden.
Die von den Aufnahmeausnehmungen 61 der Schablone 6 aufgenommenen Chips werden einer Schaltkarte 9 über ein Chipübertragungsmittel 8 zugeführt. Das Chipübertragungsmittel 8 weist gewöhnlich eine Saugeinheit 82, und eine auf der Saugeinheit 82 montierte, mit den Aufnahmeausnehmungen 61 an dem einen Ende und mit einer (nicht gezeigten) Saugpumpe an dem anderen Ende verbundene Führung 81 auf, um zwangsweise die von den Aufnahmeausnehmungen 61 aufgenommenen Chips durch das Vakuummittel zu ziehen und die Chips in der Saugeinheit 82 zu halten. Die Saugeinheit 82 bewegt sich zwischen dem Ort über der Schablone 6, die von der Musterplatte 3 zurückgezogen ist, und der Schaltkarte 9, die durch ein Mittel zum Halten der gedruckten Schaltkarte wie ein Förderer 7 geführt ist, und durch das Schaltkartenhaltemittel 10 gehalten wird, hin und her. Das Schaltkartenhaltemittel 10 hat, beispielsweise, einen Positionierungsstift 101 zum Halten der gedruckten Schaltkarte 9 in der vorgegebenen Position.
Das Schaltkartenhaltemittel 10 hat weiter ein Schiebeinittel 11 für den aufgeteilten Bereich, der darunter fixiert ist, um die gedruckte Schaltkarte 9, die von dem Schaltkartenhaltemittel 10 gehalten wird, in der X-Richtung und der Y-Richtung, die jeweils durch Pfeile gezeigt sind, zu bewegen. Das Schiebemittel für den aufgeteilten Bereich besteht, wie in Fig. 1 gezeigt, aus einem ersten Tisch 111 zum Halten einer Basis 102, auf der die Schaltkarte 9 ruht und die in der X-Richtung gleitbar ist, einem zweiten Tisch 112 zum Halten des ersten Tisches 111 auf diesem und gleitbar in der Y-Richtung, und Antriebsmitteln 113, 114 zum Antreiben der Basis 102 und des ersten Tisches 111 jeweils entlang des ersten Tisches 111 und deg zweiten Tisches 112. Die Antriebsmittel 113, 114 werden durch einen Elektromotor, ein Betätigungselement oder dgl. angetrieben.
Das Verfahren zum Montieren der Chips unter Verwendung der Vorrichtung mit der oben genannten Anordnung wird allgemein beschrieben werden.
Zunächst werden die Chips, die von dem Aufnahmebehälter 1 aufgenommen werden, während des Einsetzens der Schablone 6 unter die Musterbasis 3 zu den Aufnahmeausnehmungen 61 der Schablone 6 durch Rutschen 21 zugeführt, während die Schablone 6 noch eingesetzt ist. Sodann wird die Schablone 6 von dem unteren Teil der Musterbasis 3 abgezogen und die Saugeinheit 82 wird auf die rückgezogene Schablone 6 aufgebracht, so daß die Chips in demselben Zustand, wie sie in den Ausnehmungen 61 angeordnet sind, herausgezogen werden und bleiben auf der Saugeinheit 82. Drittens wird das Chipübertragungsmittel 8, nämlich die Saugeinheit 82, über die gedruckte Schaltkarte 9, die auf dem Schaltkartenhaltemittel 10 gehalten wird, bewegt, um so die Chips, die darauf gehalten werden, zu übergeben und zu montieren auf einem ersten Teilbereich 91 der gedruckten Schaltkarte 9. Eine Reihe von Vorgängen von dem ersten bis zu dem dritten Schritt werden nachfolgend wiederholt, während die gedruckte Schaltkarte durch das Verschiebemittel 11 für die Teilbereiche in der X-Richtung und der Y-Richtung verschoben wird, wobei die Chips nacheinander auf einem zweiten, dritten und vierten Bereich der gedruckten Schaltkarte 9 montiert werden.
Die Figuren 2 bis 8 sind Darstellungen, die die Arbeitsweise der gedruckten Schaltkarte 9, die durch das Verschiebemittel 11 für die Teilbereiche ausgeführt wird, erklären, wobei die Chips jeweils auf den Teilbereichen der gedruckten Schaltkarte montiert sind durch Teilen der Hälfte der gedruckten Schaltkarte vertikal und lateral, so daß die gedruckte Schaltkarte vier Teilbereiche hat.
Die gedruckte Schaltkarte 9 wird von einer Arbeitstation, nämlich von einer Vorderseite in Fig. 2 mittels der Führungsmittel 7, die in Fig. 2 gezeigt sind, auf die Basis 102 aufgebracht, wie in Fig. 3 gezeigt, und werden in einer vorgegebenen Position relativ zu dem Positionierungsstift 101 fixiert. Sodann wird der erste Teilbereich 91 der gedruckten Schaltkarte 9 auf einen Montagebereich verschoben, der in Fig. 4 gepunktet dargestellt ist, auf den die Chips durch die Saugeinheit 82 des Chipübertragungsmittels 8 übergeben und montiert werden. Sodann wird der zweite Teilbereich 92 in den in Fig. 5 punktiert dargestellten Montagebereich verschoben, auf den die Chips von der Saugeinheit 82 des Chipübertragungsmittels 8 zugeführt und montiert werden. Nachfolgend werden der dritte und der vierte Teilbereich 93, 94 in den Montagebereich, der in den Figuren 6 und 7 gepunktet dargestellt ist, verschoben, auf den die Chips von der Saugeinheit 82 des Chipübertragungsmittels 8 übertragen und montiert werden. Nachdem die Chips auf den ersten bis vierten Montagebereichen der gedruckten Schaltkarte 9 montiert sind, wird die gedruckte Schaltkarte 9, auf der die Chips montiert sind, von dem Führungsmittel 7 zu einer nachfolgenden Arbeitsstation geführt. Sodann werden die auf den jeweiligen Bereichen montierten Chips auf der gedruckten Schaltkarte 9 verlötet.
Die Klebstoffe, die zuvor auf die Montagebereiche der gedruckten Schaltkarte 9 aufgebracht worden sind, fixieren die Chips zeitweise durch deren Anheften bei der Übertragung von der Saugeinheit 82 zu der gedruckten Schaltkarte 9. Die Chips werden, während sie auf der gedruckten Schaltkarte 9 angeheftet sind, der Verlötung unterworfen.

Zweites Ausführungsbeispiel (Fig. 9):

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Montieren von Chips nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben.
Die Basis 102 des schaltkartenhaltemittels 10 zum Halten der gedruckten Schaltkarte 9 wird gehalten durch den und ist gleitbar auf dem Tisch 112 in der Y-Richtung, während der Tisch 112 durch den Antriebsmechanismus 114 angetrieben wird. Die Saugeinheit 82 wird gehalten durch eine und ist gleitbar auf einer Führung 115 in der X-Richtung relativ zu der gedruckten Schaltkarte 9 und wird durch einen Antriebsmechanismus 116 betrieben. Bei einer solchen Ausführung der Vorrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird die gedruckte Schaltkarte 9 nur in der Richtung Y- bewegt, wenn die Chips auf dieser montiert sind, während die Saugeinheit 82 in der X-Richtung bewegt wird. Das heißt, die Chips werden auf der gedruckten Schaltkarte 9 montiert, während die Saugeinheit 82 und die gedruckte Schaltkarte 9 jeweils in der X- und der Y-Richtung verschoben werden.
Es wurde oben erwähnt, daß das Chipübertragungsmittel 8 ausgebildet sein kann, um relativ zu der gedruckten Schaltkarte 9 verschoben zu werden, während der Führungsmechanismus angeordnet sein kann an dem Chipübertraghungsmittel 8 oder der gedruckten Schaltkarte 9.

Drittes Ausführungsbeispiel (Fig. 10):

Eine Vorrichtung zum Montieren von Chips nach einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 10 erläutert.
Unter der Annahme, daß die Teilbereiche der gedruckten Schaltkarte 9 in Reihe ausgerichtet sind, weist das Schiebemittel 11 für die Teilbereiche, wie in Fig. 10 gezeigt, nur einen Tisch 111 zum Halten einer Basis 102 ruhend auf dem Tisch 111 und in einer Richtung, das heißt nur in der X-Richtung oder der Y-Richtung, gleitbar auf.
Das Antriebsmittel zum Antreiben der gedruckten Schaltkarte 9 des Chipübertragungsmittels 8 kann einer Vielzahl von Mustern auf der gedruckten Schaltkarte 9 derart entsprechen, daß die Schrittabstände frei eingestellt werden können in Abhängigkeit von den Intervallen zwischen den Teilbereichen, die auf der gedruckten Schaltkarte 9 vorgesehen sind, wenn die Antriebsmittel durch einen Rechner gesteuert werden, unter Verwendung eines Schrittmotors.
Obwohl die Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform mit einem gewissen Maß an Willkürlichkeit beschrieben worden ist, versteht es sich, daß viele Abwandlungen und Änderungen der Erfindung möglich sind, ohne sich von dem Schutzbereich zu entfernen.

Claims

1. Verfahren zum Montieren von Chips auf einer gedruckten Schaltkarte, die mit einer Mehrzahl von Teilbereichen versehen ist, mit den folgenden Schritten:

a) zwangsweises Zuführen von Chips, die in Mengen in einem Aufnahmebehälter, der aus einer Mehrzahl von Einzelbehältern besteht, aufgenommen sind, durch Zufuhrmittel zu Aufnahmeausnehmungen, die auf einer Schablone in Positionen vorgesehen sind, die den Positionen entsprechen, an denen die Chips auf der gedruckten Schaltkarte zu montieren sind;

b) Bewegen eines Chiptransfermittels über die gedruckte Schaltkarte, wobei das Chiptransfermittel zum Übertragen der Chips, die in den Aufnahmeausnehmungen aufgenommen sind, zu der gedruckten Schaltkarte vorgesehen ist, während die Chips in derselben Position gehalten werden, wie sie von dem Zufuhrmittel zugeführt worden sind;

c) Aufbringen der gedruckten Schaltkarte auf ein Haltemittel für die gedruckten Schaltkarten; und

d) Schieben eines ersten Teilbereiches (91), der auf der gedruckten Schaltkarte vorgesehen ist, in die Position der Aufnahmeausnehmungen mittels eines Schaltkartenverschiebemittels derart, daß die Chips auf dem ersten Teilbereich aufgebracht werden können; und nachfolgendes Wiederholen der Schritte a) und b), während die gedruckte Schaltkarte sukzessiv entlang der anderen Teilbereiche, die auf der gedruckten Schaltkarte vorgesehen sind, in die Position der Aufnahmeausnehmungen mittels des Schiebemittels, so daß die Chips nacheinander auf die anderen Teilbereiche montiert werden können.

2. Vorrichtung zum Montieren von Chips auf einer gedruckten Schaltkarte, die mit mehreren Teilbereichen versehen ist, mit:

einem Aufnahmemittel (1), bestehend aus einer Mehrzahl von Mengen der Chips aufnehmenden Behältern;

einem Zufuhrmittel, bestehend aus einer Mehrzahl von Rutschen (21), wobei jedes der Zufuhrmittel mit den Aufnahmemitteln an deren Ende verbunden ist;

einer Musterbasis (3) mit Kupplungen (23), die in dieser verankert sind, wobei jede Kupplung mit dem anderen Ende jedes der Zufuhrmittel verbunden ist;

einer Schablone (6), die unter die Musterbasis einsetzbar ist und Aufnahmeausnehmungen (61) aufweist zum zeitweisen Aufnehmen der von den Zufuhrmitteln zugeführten Chips;

einem Vakuummittel (4, 5), das unter der Musterbasis vorgesehen ist, zum Ziehen der von dem Aufnahmebehälter aufgenommenen Chips in die Aufnahmeausnehmungen, wenn die Schablone unter der Musterbasis eingesetzt ist;

einem Chipübergabemittel (8), bestehend aus einem Saugrohr (81), das mit dem Vakuummittel verbunden werden kann, und einer Saugeinheit (82), die zwischen der Schablone und der gedruckten Schaltkarte (9) beweglich ist, zum Übertragen der von den Aufnahmeausnehmungen abgezogenen Chips und zu deren Halten in diesen;

einem Haltemittel (10) für die gedruckten Schaltkarten zum Halten der Schaltkarte auf deren Basis (102) und mit einem Schiebemittel (11) für die Teilbereiche zum Verschieben der Mehrzahl von Teilbereichen, die auf der gedruckten Schaltkarte vorgesehen sind, in die Positionen der Aufnahmeausnehmungen zum Montieren der von dem Übergabemittel übergebenen Chips nacheinander auf die Mehrzahl von Teilbereichen der gedruckten Schaltkarte.

3. Vorrichtung zum Montieren von Chips auf einer gedruckten Schaltkarte nach Anspruch 2, wobei die Schiebemittel für die Teilbereiche einen ersten Tisch (111) zum Halten der Basis des Haltemittels für die gedruckte Schaltkarte, der auf dieser die gedruckte Schaltkarte ablegt und in X-Richtung gleitbar ist, einen zweiten Tisch (112) zum Halten des ersten Tisches darauf und gleitbar in der Y-Richtung und Antriebsmittel (113, 114) zum Antreiben der Basis und des ersten Tisches jeweils entlang dem ersten Tisch und dem zweiten Tisch aufweisen.

4. Vorrichtung zum Montieren von Chips auf einer gedruckten Schaltkarte nach Anspruch 3, wobei das Mittel zum Verschieben des Teilbereiches nur einen Tisch (111) zum Halten der Basis des Haltemittels für die gedruckte Schaltkarte aufweist, der die gedruckte Schaltkarte auf dieser ablegt und in Y-Richtung verschiebbar ist, während das Chipübergabemittel (8) in der X-Richtung beweglich ist.

5. Vorrichtung zum Montieren von Chips auf einer gedruckte Schaltkarte nach Anspruch 3, wobei das Mittel zum Verschieben des Teilbereiches nur einen Tisch (111) zum Halten der Basis des Haltemittels für die gedruckte Schaltkarte, die die gedruckte Schaltkarte darauf ablegt und in einer Richtung gleitbar ist, aufweist.