Beschreibung
Verlegevorrichtung, Kontaktiervorrichtung, Zustellsvstem, Verlege- und Kontaktiereinheit, Herstellungsanlage, Verfahren zur Herstellung und eine Transpondereinheit
Die Erfindung betrifft eine Verlegevorrichtung zum Verlegen von Drahtwicklungen bei Transpondereinheiten, insbesondere zur Herstellung von Chipkarten, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine Kontaktiervor¬ richtung zum Kontaktieren der Drähte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 20, ein Zustellsystem zum Zustellen von Bearbeitungsvorrichtungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 30, eine Verlege- und Kontaktiereinheit nach dem Patentanspruch 35, eine Herstellungsanlage zur Herstellung von Transpondereinheiten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 38, ein Verfahren zur Herstellung von Transpondereinheiten nach dem Oberbegriff des Patentan¬ spruch 55 und eine Transpondereinheit nach dem Oberbe¬ griff des Patentanspruchs 60.
Transpondereinheiten werden zum Beispiel bei Chipkar¬ ten wie biometrischen Pässen, verwendet. Sie dienen zum Speichern und Übertragen von Informationen und bestehen im wesentlichen aus einer Drahtspule, die sich aus ein¬ zelnen DrahtWicklungen zusammensetzt, und mit ihren Endabschnitten mit einem Chip verbunden ist. Die Draht- spule dient als Antenne zur Übertragung und von Informa¬ tionen auf dem Chip. Üblicherweise ist die Transponder¬ einheit unmittelbar in ein Substrat eingebracht. Das Einbetten des Drahtes in das Substrat bzw. das Verbinden deren Endabschnitte mit dem Chip erfolgt über Ultra¬ schallbeaufschlagung oder thermischen Schweißen.
Bei bekannten Chipkarten sind die Chips auf einem Chipmodul zur Vergrößerung ihrer Anschlussflächen ange¬ ordnet und über dieses auf dem Substrat positioniert.
An derartigen Chipkarten ist nachteilig, dass durch die Chipmodule im wesentlichen die Materialkosten erhöht werden.
Eine Vorrichtung zur Herstellung einer derartigen Chipkarte ist in der EP 0 880 754 Bl gezeigt. Die Verle¬ gevorrichtung hat eine Sonotrode und einen Ultraschall- konverter zur Beaufschlagung eines in der Sonotrode geführten isolierten Drahtes mit Ultraschallschwingungen. Durch die Schwingungen wird der Draht mit seiner Isolie¬ rung erhitzt und beim Verlegen quasi in das Substrat "eingehämmert" .
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass der Draht seit¬ lich in die Sonotrode eingeführt wird, wodurch eine Schrägbohrung zur Aufnahme des Drahtes in der Sonotrode ausgebildet sein muss und die Sonotrode eine aufwendige Geometrie aufweist. Dabei erfolgt die Einfädelung des Drahtes in die Schrägbohrung manuell, was entsprechend zeit- und kostenintensiv ist.
Eine bekannte Kontaktiervorrichtung zum Verbinden der Endabschnitte des Drahtes mit dem Chip weist eine Thermo¬ de auf, die erhitzt und gegen die Endabschnitte gedrückt wird, so dass durch Temperatur- und Druckbeaufschlagung des Drahtes diese mit dem Chip verschweißt werden. Dabei ist die Thermode zwischen Klemmkörpern angeordnet, die mittels Klemmschrauben miteinander verspannt sind.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass zum Wechseln der Thermode die Klemmschrauben manuell gelöst werden müssen.
Zum Zustellen einer Verlegevorrichtung bzw. Kontak¬ tiervorrichtung werden üblicherweise Spindelmotoren verwendet, die zur Dämpfung von Überschwingungen der Motoren über Dämpfungselemente mit der jeweiligen Vor¬ richtung verbunden sind.
Spindelmotoren weisen jedoch eine begrenzte Dynamik auf. Zusätzlich werden über die Dämpfungselemente uner¬ wünschte Schwingungen in das Zustellsystem eingeleitet. Ferner benötigen Spindelmotoren einen separaten Bremsme¬ chanismus, um ungewollte Verschiebungen in vertikaler Richtung aufgrund der Schwerkraft zu verhindern.
Gemäß der EP 0 880 754 Bl werden bei bekannten Ver¬ fahren zur Herstellung von Chipkarten die Drähte beim Verlegen auf dem Substrat mit vertikalen Ultraschall- Schwingungen beaufschlagt. D.h. die Ultraschallschwingun¬ gen verlaufen in Längsrichtung der, den Draht führenden Sonotrode.
Nachteilig an diesen Verfahren ist jedoch, dass Ver¬ schmutzungen, zum Beispiel der Drahtisolierung, mit in das Substrat "eingehämmert" werden können.
Zur industriellen Herstellung von Chipkarten werden mehrere Verlegevorrichtungen und Kontaktiervorrichtungen in einer Herstellungsanlage zusammengefasst. Derartige Anlagen sind meist in Portalbauweise aufgebaut. Eine bekannte Portalbauweise ist in der EP 0 880 754 Bl offen¬ bart. Die Portale weisen im wesentlichen zwei an entge¬ gengesetzten Längsseiten eines Maschinenbettes positio¬ nierte Vertikalstützen und einen, die Vertikalstützen miteinander verbindenden Querträger auf. Die Vorrichtun¬ gen sind gemäß der Reihenfolge der Arbeitsschritte in Gruppen sortiert an den Querträgern nebeneinander ange-
ordnet und über eine Vertikalbewegung des Querträgers in vertikaler Richtung zustellbar.
Die Portalbauweise hat den Nachteil, dass die Zugäng¬ lichkeit und somit die Beobachtbarkeit des Herstellungs¬ prozesses aufgrund der Vertikalstützen stark einge¬ schränkt ist. Weiterhin ist nachteilig, dass ein an den Querträgern zur Befestigung der Bearbeitungsvorrichtungen zur Verfügung stehender Raum stark begrenzt ist, so dass die Produktivität stark begrenzt ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ver¬ legevorrichtung zur Verlegung von Drähten einer Transpon- dereinheit, eine Kontaktiervorrichtung zur Kontaktierung der Drähte, ein Zustellsystem zum Zustellen von Bearbei¬ tungsvorrichtungen, eine Verlege- und Kontaktiereinheit, eine Herstellungsanlage zur Herstellung von Transponder- einheiten, ein Verfahren zur Herstellung von Transponder- einheiten und Transpondereinheit zu schaffen, die die vorgenannten Nachteile beseitigen und eine sichere und kostengünstige Fertigung erlauben.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Verlegevorrich¬ tung mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1, eine Kontaktiervorrichtung mit den Merkmalen nach dem Patent¬ anspruch 20, eine Zustellsystem mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 30, eine Verlege- und Kontaktierein¬ heit mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 35, eine Herstellungsanlage mit den Merkmalen nach dem Patentan¬ spruch 38, ein Verfahren mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 55 und eine Transpondereinheit mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 60.
Eine erfindungsgemäße Verlegevorrichtung hat eine So- notrode zur Verlegung des Drahtes auf einem Substrat und einen Ultraschallkonverter zur Beaufschlagung der Sono-
trode mit Ultraschallschwingungen. Erfindungsgemäß ist der Draht axial der Verlegevorrichtung zuführbar.
Die axiale DrahtZuführung hat den Vorteil, dass keine Schrägbohrung in der Sonotrode ausgebildet sein muss und die Sonotrode entsprechend einfach ausführbar ist. Durch den vereinfachten Aufbau der Sonotrode kann ihr Gewicht reduziert werden, was eine Erhöhung der Ultraschall- Schwingungen, zum Beispiel von üblichen 40 kHz auf etwa 60 kHz, erlaubt.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht einen axialen Durchgangskanal zur Aufnahme des Drahtes vor, der die Verlegevorrichtung axial durchsetzt.
Um die Reibung des Drahtes in dem Durchgangskanal zu minimieren, kann der Draht via einer Luftlagerung in dem Durchgangskanal geführt sein. Hierzu kann in einem Draht¬ einführungsbereich des Durchgangskanals eine Radialboh¬ rung zum Einblasen von Pressluft vorgesehen sein. Dabei kann es vorteilhaft sein, die Pressluft auf etwa 500C bis 600C zu erwärmen, um eine Vorerwärmung des Draht bzw. seiner Isolierung zu erzielen und die Taktzeit zum Verle¬ gen zu verkürzen.
Eine Ausführungsform sieht zur Verbesserung der Luft- lagerung vor, den Durchgangskanal im Kopfbereich der Sonotrode radial zu verjüngen, um eine Art Staudruck auszubilden. Beträgt zum Beispiel der Durchmesser des Durchgangskanals 3 mm, so ist er im Kopfbereich bevorzug¬ terweise auf einer axialen Länge von etwa 2 mm bis 3 mm von seiner Austrittsöffnung aus gemessen auf etwa 300 μm reduziert.
Um einen Verschleiß der Sonotrode an der Ausgangsöff¬ nung zu minimieren, ist es vorteilhaft, wenn die Sonotro-
de drehbar in der Verlegevorrichtung gelagert ist, so dass der Draht nicht an einem lokalen Bereich der Aus¬ trittsöffnung anliegt, sondern mit einer Vielzahl von lokalen Bereichen in Berührung tritt, so dass im Betrieb der gesamte Umfangsbereich der Austrittsöffnung ab¬ schnittsweise gleichmäßig belastet ist. Derartige Drehbe¬ wegungen lassen sich dadurch erreichen, dass der Ultra¬ schallkonverter schwimmend, vorzugsweise mittels aerosta- tischer Führung, gelagert ist. Dabei kann der Ultra¬ schallkonverter mit zwei Ringschultern ausgebildet sein, die einen mit Pressluft, bevorzugterweise im Bereich von etwa 6 bar, zu baufschlagenden Ringraum begrenzen.
Um ein Zuführen des Drahtes zum Durchgangskanal zu automatisieren kann eine Vorschubeinrichtung vorgesehen sein, die den einzuführenden Endabschnitt des Drahts ergreift und in den Durchgangskanal einführt bzw. einfä¬ delt. Dabei sieht eine Ausführungsform vor, die Vorschub¬ einrichtung greiferartig und relativ verfahrbar zur Verlegevorrichtung auszuführen.
Der Ultraschallkonverter kann grundsätzlich beliebig zur Sonotrode angeordnet sein. Bei einer Ausführungsform ist er mit seiner Längsachse koaxial zur Längsachse der Sonotrode positioniert, wobei sich der Durchgangskanal durch ihn erstreckt. Bei einer anderen Ausführungsform ist er seitlich zur Sonotrode angeordnet. Die seitliche Anordnung hat den Vorteil, dass die Sonotrode noch leich¬ ter ausführbar ist und somit die Verlegevorrichtung mit noch höheren Frequenzen, zum Beispiel jenseits von 100 kHz, betrieben werden kann. Dabei erfolgt bei der seitlichen Anordnung die Einleitung der Ultraschallwellen in die Sonotrode bevorzugterweise quer zu ihrer Längsach¬ se, d.h. in horizontaler Richtung.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Längs¬ achse des Ultraschallkonverters um einen Versatz radial versetzt zur Längsachse eines den Ultraschallkonverter lagernden Gehäuses angeordnet.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann der Draht von seiner Isolierung innerhalb der Verlegevor¬ richtung befreit werden.
Eine erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung zum Kon¬ taktieren von Drähten, insbesondere mit Chips, hat eine Klemmanordnung zum Klemmen einer Thermode. Erfindungsge¬ mäß hat die Klemmanordnung Klemmbacken, die selbsttätig gegeneinander vorgespannt sind, so dass die Thermode eingeklemmt ist.
Vorteilhaft an dieser Lösung ist, dass die manuell zu betätigenden Klemmschrauben entfallen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform hat die Klemm¬ anordnung eine feststehende und eine bewegbare Klemm¬ backe, wobei die bewegbare Klemmbacke hebelartig ausge¬ bildet und über eine Feder gegen die feststehende Klemm¬ backe vorgespannt ist. Vorzugsweise stützt sich die Feder an der feststehenden Klemmbacke ab.
Zum Lösen der Klemmung kann ein verschiebbares Keil- element vorgesehen sein, das mit einer Keilfläche an einer Schrägfläche der bewegbaren Klemmbacke in Anlage bringbar ist, so dass durch eine Verschiebung des Keil¬ elements die bewegbare Klemmbacke schwenkbar und die Feder stauchbar ist. Diese Mechanik erlaubt einen automa¬ tisierten Wechsel der Thermode und ermöglicht somit eine Verkürzung der Thermodenwechselzeit bzw. der Stillstand¬ zeit der Kontaktiervorrichtung. Die Thermoden können in einem Magazin vorgehalten werden, das zur Entnahme einer
neuen Thermode entsprechend von der Kontaktiereinrichtung ansteuerbar ist.
Zur Verbesserung der Kontaktierung bzw. zur Vermei¬ dung gefährlicher Gase beim Kontaktieren kann Schutzgas verwendet werden, welches die Thermodenspitze im Betrieb umströmt. Als SchutzgasZuführung können Schutzgaskanäle in den Klemmbacken ausgebildet sein, die im Kopfbereich der Klemmbacken, d.h. in einem axialen Abstand von etwa 1 mm von der Thermodenspitze, aus diesen austreten. Die SchutzgasZuführung kann über ein Ventil und einen Sensor zur Messung der Schutzgasparameter, insbesondere des Volumens und des Drucks, optimiert werden. Eine Absaugung des Schutzgases kann über eine becherartige Absaughaube realisiert werden, in deren Innenraum die Klemmbacken mit der Thermode eintauchen.
Eine erfindungsgemäße Zustellsystem zum Zustellen von Bearbeitungsvorrichtungen, wie zum Beispiel die erfin¬ dungsgemäße Verlege- oder Kontaktiervorrichtung, hat einen VerbindungsSchlitten zur Anschluss der Bearbei¬ tungsvorrichtung und einen Antrieb zum Verfahren des Verbindungsschlittens. Erfindungsgemäß ist der Antrieb ein Piezo-Motor, der nach dem Piezo-Leg-Prinzip funktio¬ niert.
Eine derartiges Zustellsystem hat den Vorteil, dass es eine sehr hohe Dynamik aufweist. Weiterhin ist das Zu¬ stellsystem klein und gewichtssparend ausführbar, da zum Beispiel aufgrund der Selbsthemmung des Piezo-Motors bei NichtbeStrömung ein separater Bremsmechanismus entfallen kann.
Bei einer Ausführungsform ist der Piezo-Motor mit ei¬ ner Vielzahl von Fingern, ausgebildet, die bei Bestromung einen s-förmigen Weg, idealerweise eine Sinuskurve,
beschreiten. Dabei wirkt zumindest ein Finger auf einen Schieber, der mit dem Verbindungsschlitten zusammenwirkt und vorzugsweise aus Keramik hergestellt ist. Die Bewe¬ gung der Finger wird auf den Schieber übertragen, wodurch dieser eine lineare Bewegung ausführt. Zur besseren Längsführung kann der Schieber mit einer den Fingern abgewandten Fläche an einer FührungsSchulter anliegen und mit seinem freien Endabschnitt an einem Führungsschlitten befestigt sein, der mit dem Verbindungsschlitten für die Bearbeitungsvorrichtung verbunden ist.
Der Führungsschlitten kann mittelbar oder unmittelbar mit dem Verbindungsschlitten verbunden sein. Bei einer mittelbaren Verbindung ist vorzugsweise ein Belastungs¬ messer, insbesondere ein Kraftmesser, zwischen den beiden Schlitten angeordnet, über den die Verschiebung des Schiebers messbar ist, so dass regelbar in die Steuerung des Piezo-Motors eingegriffen werden kann. Zusätzlich kann der Belastungsmesser dämpfende Aufgaben übernehmen und somit Überschwingen des Piezo-Motors in gewissen Grenzen, bevorzugterweise bis zu 100 μm, ausgleichen. Auf eine bekannte Dämpfung mit einem Federelement kann daher verzichtet werden, wodurch negative Schwingungen vermie¬ den und die hohe Dynamik des Piezo-Motors auf den Verbin¬ dungsschlitten übertragbar ist.
Eine erfindungsgemäße Verlege- und Kontaktiereinheit weist eine erfindungsgemäße Verlegevorrichtung und eine erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung auf. Das räumliche Zusammenfassen der Verlege- mit der Kontaktiervorrichtung hat den Vorteil, dass platzsparend zwei Verfahren durch¬ geführt werden können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verle¬ gevorrichtung und die Kontaktiervorrichtung in einer gemeinsamen Halterung angeordnet, die über zwei erfin-
dungsgemäße Zustellsysteme in x~ und in y-Richtung ver¬ fahrbar sind. In x-Richtung bedeutet dabei eine Zustel¬ lung in Längsrichtung eines Maschinenbettes und in y- Richtung bedeutet eine Verschiebung in der Ebene quer zur Längsrichtung des Maschinenbettes. Zur Zustellung in z- Richtung, d.h. in Vertikalrichtung, können die Vorrich¬ tungen bevorzugterweise einzeln an jeweils einem erfin¬ dungsgemäßen Zustellsystem angeordnet sein.
Eine erfindungsgemäße Herstellungsanlage insbesondere zur Herstellung von Chipkarten, sieht eine Bestückungs¬ station zum Bestücken des Substrates mit einem Chip, eine Verlegestation zum Verlegen eines Drahtes auf einem Substrat, und eine Kontaktierstation zum Kontaktieren des Drahtes mit dem Chip vor. Erfindungsgemäß sind die Sta¬ tionen an Konsolen angeordnet, die individuell in x-, y- und z-Richtung verfahrbar sind.
Gegenüber den bekannten Lösungen wie der eingangs er¬ wähnten Portalbauweise hat diese Konsolenbauweise den Vorteil, dass die Zugänglichkeit und Beobachtungsmöglich¬ keit erhöht sind, da keine Vertikalstützen den Raum am Maschinenbett und die Sicht versperren. Vorzugsweise beträgt die Taktzeit etwa 10 s.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Konso¬ len an einer Längsseite eines Maschinenbettes angeordnet und kreuzschlittenartig ausgeführt, wobei sie über be¬ kannte Spindel- oder Linearantriebe bewegbar sind. Die einzelnen Stationen bestehen aus einer Vielzahl von bekannten Bestückungsvorrichtungen bzw. den erfindungsge¬ mäßen Verlegevorrichtungen bzw. den erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtungen.
Selbstverständlich kann jedoch auch die Verlegestati¬ on mit der Kontaktierstation an einer Konsole zu einer
Verlege- und Kontaktierstationseinheit zusammengefasst werden. Eine derartige Stationseinheit ist dann von einer Vielzahl der erfindungsgemäßen Verlege- und Kontaktier¬ einheit gebildet, wobei eine derartige Verlege- und Kontaktierstationseinheit der Bestückungsstation nachge¬ schaltet wäre.
Die Produktivität der Herstellungsanlage lässt sich steigern, wenn die einzelnen Vorrichtungen im Gegensatz zur bekannten Portalbauweise nicht nur nebeneinander, sondern flächig, d.h. sowohl nebeneinander als auch hintereinander, an den Konsolen positioniert sind. Bei¬ spielsweise können somit etwa 10 Vorrichtungen jeweils eine Station bilden.
Die Zustellung der einzelnen Vorrichtungen in z-Rich¬ tung kann über" individuelle erfindungsgemäße Zustellsys¬ tem erfolgen.
Zum Stanzen von Chipfenstern in das Substrat, kann eine Folienstanzstation vorgesehen sein, die auf dem Maschinenbett in x-Richtung verschiebbar ist. Vorzugswei¬ se ist die Folienstanzstation als eine höchste Genauig- keitsanforderungen erfüllende Fensterstanze ausgebildet.
Ebenso kann eine Schneidestation zur Unterteilung der mit der Transpondereinheit versehenen Substrate in hand¬ bare Verarbeitungseinheiten. Die Scheidestation ist in x- Richtung auf dem Maschinenbett verfahrbar und zur Opti¬ mierung eines Schnittbildes mit einem Ultraschallmesser ausgerüstet. Die Flexibilität der gesamten Herstellungs- anlage lässt sich steigern, wenn die Schneidestation derart frei programmierbar ist, dass eine Rolle-Bogen- und/oder Rolle-Rolle-Bearbeitung ohne Umrüstung möglich ist.
Zur Verbesserung einer Haftung der verlegten Draht- Wicklungen auf den Folien bzw. den Nutzen kann eine Beschichtungsstation zum Auftragen einer BeSchichtung auf zumindest den Flächenbereichen der Folie bzw. des Nutzens vorgesehen sein, in die die Drahtwicklungen eingebracht werden.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform können die Transpondereinheiten aus einzelnen Bögen gefertigt werden, die manuell der Herstellungsanlage zugeführt und anschließend nach der Bearbeitung manuell wieder entnom¬ men werden können. Diese Ausführungsform ist besonders für Kleinserien geeignet und erlaubt ein individuelle Bestückung der Transpondereinheiten. Zu diesem Zweck kann die Herstellungsanlage zumindest einen Schlitten zur Aufnahme eines zu bestückenden Bogens aufweisen, der verfahrbar auf dem Maschinenbett geführt ist und die einzelnen Konsolen anfährt. Zur Rückführung des Schlit¬ tens kann eine Rückführung vorgesehen sein, durch die der Schlitten zurück zu seiner Ausgangsposition, d. h. die Position, in der der zu bearbeitende Bogen auf den Schlitten aufgelegt worden ist, führbar ist, so dass das Entnehmen des bestückten Bogens von dem zurückgeführten Schlitten und das Auflegen eines neuen Bogens auf diesen Schlitten von einem Operator durchgeführt kann. Vorteil¬ hafterweise ist die Rückführung im Maschinenbett angeord¬ net, so dass durch die Rückführung kein zusätzlicher Platz neben der Herstellungsanlage notwendig ist.
Um ein Verrutschen des Bogens auf dem Schlitten zu verhindern, kann eine mechanische oder eine magnetische Klemmeinrichtung zum Klemmen des Bogens auf dem Schlitten vorgesehen sein.
Bei einer anderen Ausführungsform ist sowohl eine me¬ chanische als auch magnetische Klemmeinrichtung vorgese-
hen, die an entfernt voneinander liegenden Randbereichen des Bogens angreifen. Dabei erstrecken sich die Randbe¬ reiche vorzugsweise in Zuführrichtung des Schlittens.
Die mechanische Klemmeinrichtung kann am Schlitten lagefixiert sein und eine in Klemmstellung federvorge¬ spannte Klemmpratze aufweisen.
Die magnetische Klemmeinrichtung kann eine beliebig auf dem Schlitten positionierbare Klemmleiste mit einem Magnetband aufweisen.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Transpondereinheit sieht vor, den Draht beim Verlegen auf dem Substrat mit Ultraschallwellen zu beaufschlagen, die parallel zur Verlegeebene verlaufen. D.h. die Ultra¬ schallwellen werden in horizontaler Richtung zur Längs¬ achse der, den Draht zuführenden Sonotrode in den Draht eingeleitet.
An dieser .Lösung ist vorteilhaft, dass der Draht in das Substrat "eingerieben" wird, wodurch sich Verschmut¬ zungen, zum Beispiel seiner Isolierung, lösen und die Verlegequalität entsprechend verbessert wird. Weiterhin können Werkzeugkosten gesenkt werden.
Bevorzugterweise wird die horizontale Schwingungsbe¬ aufschlagung beim Direktkontaktieren angewendet. Beim Direktkontaktieren wird der Draht mit seinen Endabschnit¬ ten direkt mit Anschlussflächen des Chips verbunden. D.h. es wird auf die üblichen Chipmodule zur Vergrößerung der Anschlussflächen verzichtet.
Ein mit dem Direktkontaktieren hergestellte erfin¬ dungsgemäße Transpondereinheit zeichnet sich aufgrund des direkten Kontaktierens und den Wegfall des Chipmoduls
durch eine reduzierte Teileanzahl und verringerte Her¬ stellungskosten aus.
Eine Ausführungsform des Direktkontaktieren sieht vor, den Chip in einem Chipfenster eines Substrates zu positionieren. Anschließend wird ein Endabschnitt des Draht unter Ultraschallbeaufschlagung in das Substrat eingebracht, wobei der Draht über eine erste Anschluss- flache des Chips geführt wird. Nach dem Überqueren des Chips wird der Draht mittels thermischer Schweißung mit der ersten Anschlussfläche des Chips verbunden. Das Verlegen des Drahtes unter Ultraschallbeaufschlagung wird fortgesetzt, bis sich die gewünschte Drahtspule auf dem Substrat ausbildet, wobei der Draht abschließend die verlegten Drahtwicklungen kreuzt und über eine zweite Anschlussfläche des Chips geführt wird. Zum Kontaktieren des Drahtes mit der zweiten Anschlussfläche wird der Draht mit dieser verschweißt.
Ein bevorzugter Frequenzbereich der Ultraschall¬ schwingungen beträgt etwa 100 kHz.
Beim Kreuzen der verlegten Drahtwicklungen und/oder beim Überqueren der Anschlussflächen kann die Ultra¬ schallbeaufschlagung ausgesetzt werden.
Zum Durchtrennen des Drahtes nach der Verschweißung mit der zweiten Anschlussfläche kann der Draht eine Rück¬ zugbewegung ausführen, wodurch dieser im Bereich der Schweißung durchrissen wird. Die Rückzugbewegung kann mittels der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung er¬ leichtert werden.
Als bevorzugte Verlegevorrichtung und/oder Kontakt- Vorrichtung kann eine erfindungsgemäße Verlege- und Kontaktiereinheit verwendet werden.
Sonstige vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegen¬ stand weiterer Unteransprüche.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand schematischer Darstellungen näher erläu¬ tert. Es zeigen
Figur 1 einen Ansicht einer ersten erfindungsgemäßen Verlegevorrichtung,
Figur Ia einen Ausschnitt der Sonotrode aus Figur 1 mit einer externen Kühleinrichtung,
Figur Ib eine Ansicht einer zweiten erfindungsgemäßen Verlegevorrichtung,
Figur 2 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Kontak¬ tiervorrichtung,
Figur 3 ein erfindungsgemäßes Zustellsystem zur Zu¬ stellung einer Verlege- und einer Kontaktiervorrichtung,
Figur 4 eine Kombination einer zweiten erfindungsge¬ mäßen Verlegevorrichtung mit der Kontaktiervorrichtung gemäß Figur 2,
Figur 5 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Herstellungsanlage,
Figur 6 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungs¬ form einer erfindungsgemäßen Herstellungsanlage,
Figur 7 eine Seitenansicht der Herstellunganlage nach Figur 6, und
Figur 8 eine Seitenansicht eines Schlittens aus Figur 6 mit bevorzugten Klemmeinrichtungen
Gemäß Figur 1 hat eine Ausführungsform einer erfin¬ dungsgemäßen VerlegeVorrichtung 2 zur Verlegung eines isolierten Drahtes 4 als Antenne auf einem Substrat 6 zur Herstellung einer Transpondereinheit, zum Beispiel für Chipkarten oder zur Verlegung von Antennen in Handy- Gehäusen, ein in einem rohrartigen Gehäuse 8 aufgenomme¬ nen Ultraschallkonverter 10 und eine Sonotrode 12. Erfin-
dungsgemäß wird der Draht axial der Verlegevorrichtung 2 zugeführt. Zur Führung des Drahtes 4 ist in der Verlege¬ vorrichtung 2, eine koaxiale Drahtführung in Form eines Durchgangskanals ausgebildet, der sich aus mehreren Einzelbohrungen 14, 15, 44, 54 zusammensetzt.
Der Ultraschallkonverter 10 dient zur Beaufschlagung der Sonotrode 12 und somit des Drahtes 4 mit Ultraschall¬ schwingungen im Bereich von etwa bis zu 60 kHz. Er hat einen zylindrischen Körper, der von einer zur Längsachse der Sonotrode 12 koaxialen Durchgangsbohrung 14 zur Aufnahme des Drahtes 4 durchsetzt ist. Mit zwei stirnsei¬ tigen Ringschultern 17, 19 taucht er in zwei endseitige Ausnehmungen 22, 24 des Gehäuses 8 ein, wobei zwischen seiner Außenumfangswandung 25 und einer gegenüberliegen¬ den Innenumfangswandung 27 des Gehäuses 8 ein Ringraum 16 ausgebildet ist.
Der Ringraum 16 ist durch Ringschulterflächen 16, 18 der Ringschultern 17, 19 axial begrenzt und über einen Dichtungsring 26, der in eine stirnseitigen Ringnut der Ausnehmung 20 eintaucht und an der Ringschulterfläche 18 anliegt axial, sowie über einen Dichtungsring 26, der in eine Innenumfangsnut des Gehäuses 8 eintaucht und an einem Abschnitt der Außenumfangswandung 25 des Ultra¬ schallkonverters 10 anliegt in Umfangsrichtung abgedich¬ tet. Mit seiner zweiten Ringschulterfläche 20 liegt er plan an einer gegenüberliegenden Bodenfläche 28 der Ausnehmung 20 an. Vorzugsweise beträgt ein radiales Spiel des Ultraschallkonverters 10 in dem Gehäuse 8 etwa 20 μm und ein axiales Spiel etwa lOOμm.
Über eine Querbohrung 34 mit einem Innengewinde kann ein gasförmiges oder flüssiges Medium in den Ringraum 16 eingeleitet werden, so dass der Ultraschallkonverter 10 schwimmend gelagert ist und im Betrieb aufgrund der
erzeugten Ultraschallschwingungen sowohl Drehbewegungen als auch Axialbewegungen ausführen kann. Vorzugsweise wird Pressluft mit einem Druck von etwa 6 bar in den Ringraum 14 eingeblasen.
Der Ultraschallkonverter 10 steht über ein stirnsei¬ tiges radial zurückgestufte Konverterhorn 36 mit einem zylindrischen Schaft 38 der Sonotrode 12 in Verbindung. Das Konverterhorn 36 ist vorzugsweise mit dem Ultra¬ schallkonverter 10 verschraubt und verfügt über eine zur Längsachse der Sonotrode 12 koaxiale Axialbohrung 15. Das Konverterhorn 36 ist ebenso mit dem Schaft 38 der Sono¬ trode 12 verschraubt. Wie in der Figur 1 angedeutet hat es zusätzlich eine stirnseitige Zentrierausnehmung 40, in die ein Zentriervorsprung 41 der Sonotrode 12 eingreift. Die Zentrierung hat den Vorteil, dass die Axialbohrung 15 des Schafts 36 genau koaxial zur Längsachse der Sonotrode 12 positioniert ist.
Der Schaft 38 geht in einen konischen Kopfbereich 42 der Sonotrode 12 über. In der Sonotrode 12 ist koaxial zur Längsachse eine Durchgangsbohrung 44 ausgebildet, die sich von dem Zentriervorsprung 41 zu einer stirnseitigen Austrittsöffnung 46 im Kopfbereich 42 erstreckt. Zur besseren Führung des Drahtes 4 ist die Durchgangsbohrung 44 im Bereich der Austrittsöffnung 46 radial verjüngt. Bevorzugterweise hat die Durchgangsbohrung 44 auf einer axialer Länge A von etwa 2 mm bis 3 mm von der Austritts- Öffnung 46 aus betrachtet einen Durchmesser von 300 μm.
An der, der Sonotrode 12 entgegengesetzten Stirnflä¬ che des Ultraschallkonverters 10 ist eine Lagereinrich¬ tung 48 angeordnet. Die Lagereinrichtung 48 hat zwei zylinderförmige Halbkörper 50, 52. Die Halbkörper 50, 53 sind stirnseitig so miteinander verbunden, dass jeweils eine, den Halbkörper 50, 52 axial durchsetzende konische
Ausnehmung im Zusammenwirken mit der anderen Ausnehmung einen Innenraum 54 mit einem etwa rautenartigen Längs- querschnitt bildet. Dabei weist die konische Ausnehmung des in der Figur 1 gezeigten oberen Halbkörpers 50 eine Eintrittsöffnung 58 für den Draht 4 auf.
Die Drahtführung setzt sich in der Verlegevorrichtung 2 aus dem Innenraum 54, der Durchgangsbohrung 14, der Axialbohrung 15 und der Längsbohrung 44 zusammen. Folg¬ lich ist die Verlegevorrichtung 2 koaxial zur Längsachse der Sonotrode 12 von einem Durchgangskanal durchsetzt. Vorzugsweise hat der Durchgangskanal einen Durchmesser von 3 mm, der sich wie vorbeschrieben im Kopfbereich 42 der Sonotrode 12 auf etwa 300 μm reduziert. Dabei erlaubt insbesondere die stirnseitige Anordnung der Eintrittsöff¬ nung 56 eine axiale Zuführung des Drahtes 4.
Über Radialbohrungen 58, 60 bzw. einen Bohrungsstern kann in den Innenraum 54 und somit in die Drahtführung ein gasförmiges Medium einströmen, das zur reibungsarmen Führung des Drahtes 4 dient. Vorzugsweise wird Pressluft verwendet, so dass der Draht 4 mittels aerostatischer Lagerung in der Drahtführung nahezu reibungslos geführt ist. Dabei bildet sich aufgrund des verjüngenden Bereichs in der Durchgangsbohrung 44 der Sonotorde 12 im Bereich der Austrittsöffnung 46 ein Staudruck aus, durch den die Führung verbessert ist.
Um die Taktzeit zur Verlegung zu verkürzen kann die Pressluft vorgewärmt werden. Ein bevorzugter Temperatur¬ bereich beträgt etwa 50°C bis 6O0C. Durch die Vorwärmung wird insbesondere die Isolierung des Draht 4 erwärmt, so dass die Verbindung mit dem Substrat 6 schneller erfolgen kann.
Zum Zuführen und Einfädeln des Drahtes 4 in die Ein- trittsöffnung 56 ist eine Vorschubeinrichtung 62 vorgese¬ hen. Die Vorschubeinrichtung 62 weist im wesentlichen zwei Greifer 64, 66 auf, von denen zumindest einer beweg¬ bar an einer Halterung 68 gelagert ist, so dass ein einzufädelnder Endabschnitt des Drahtes 4 ergriffen und gezielt geführt werden kann. Die Halterung 68 ist belie¬ big zur Verlegevorrichtung 2 verfahrbar, wobei sie bei entsprechender Ansteuerung ebenfalls eine Rückwärtsbewe¬ gung ausführen kann. Durch ein wiederholendes Lösen, Zurückfahren, Ergreifen und Vorfahren der Vorschubein¬ richtung 62 kann der Draht 4 schrittweise automatisiert zur Austrittsöffnung 46 befördert werden. Somit ist es beispielsweise möglich, den Draht 4 mit seinem freien Endabschnitt über die Verlegevorrichtung 2 in eine Öff¬ nung eines geschlossenes Gehäuse zuführen und ihn an¬ schließend außerhalb des Gehäuses auf diesem zu verlegen.
Eine Rückwärtsbewegung ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn der Draht 4 nach der Verlegung und Kontaktierung zu trennen ist. In einem solchen Fall kann der Draht 4 durch eine Rückwärtsbewegung im Bereich der Kontaktierung durchrissen werden (vgl. Figur 4) .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist gemäß Figur Ib der Ultraschallkonverter 10 in Radialrichtung versetzt in dem Gehäuse 8 angeordnet, so dass der sich aus den Einzelbohrungen 14, 15, 44 und 54 zusammensetzende Durch¬ gangskanal exzentrisch zur Gehäuselängsachse G verläuft und die Austrittsöffnung 46 um einen Versatz V radial versetzt zur Gehäuselängsachse G angeordnet ist. Dabei wird der Draht 4 über die Vorschubeinrichtung 62 koaxial zur Längsachse L des Durchgangskanals zugeführt, so dass dieser "mittig" in dem Durchgangskanal geführt ist. Vorzugsweise beträgt der Versatz V zwischen der Gehäuse-
längsachse G und der Längsachse L des Durchgangskanals etwa 0, 5mm.
Die exzentrische Ausrichtung des Durchgangskanals zur Gehäuselängsachse G hat den Vorteil, dass durch Drehungen des Ultraschallkonverters 10 um seine Längsachse die Austrittsöffnung 46 der Sonotrode 12 relativ zum Gehäuse 8 verschiebbar ist. Dadurch ist es insbesondere möglich, bei einer Vielzahl von gleichartigen Verlegevorrichtungen 22 zur Herstellung mehrerer Transpondereinheiten gleich¬ zeitig, die Position der Verlegevorrichtungen 22 relativ zueinander zu justieren. So ist es zum Beispiel vorstell- bar, zwölf Verlegevorrichtungen 22 in einer im Nachfol¬ genden noch erläuterten Konsole bzw. Station (vgl. Figu¬ ren 5, 6 und 7) anzuordnen, wobei jeweils sechs Verlege¬ vorrichtungen 22 in Vorschubrichtung (x-Richtung) hinter¬ einander und jeweils zwei Verlegevorrichtungen 22 quer zur Vorschubrichtung (y-Richtung) angeordnet sind. Die sechs Verlegevorrichtungen 22 sind jeweils über ihr Gehäuse 4 in einer gemeinsamen sich in x-Richtung er¬ streckenden Nut geführt. Mit anderen Worten, die Konsole verfügt über zwei in x-Richtung verlaufende Nuten, in denen jeweils sechs Verlegevorrichtungen 22 über ihr Gehäuse 4 angeordnet sind. Zum Einstellen der Abstände zwischen den jeweils in einer der Nuten gelagerten Verle¬ gevorrichtungen 22 in x-Richtung sind die Verlegevorrich¬ tungen 22 frei in der Nut verschiebbar und fixierbar. Zum Justieren der Verlegevorrichtungen 22 in einer der Nuten in y-Richtung relativ zueinander werden erfindungsgemäß die Ultraschallkonverter 10 in ihrem jeweiligen Gehäuse 8 gedreht, bis aufgrund der Exzentrizität der Längsachse L des Durchgangskanals zur Gehäuselängsachse die Austritts- Öffnungen 46 relativ zueinander in y-Richtung optimal angeordnet sind.
Weiterhin weist die in Figur Ib gezeigte Verlegevor¬ richtung im Kopfbereich 42 der Sonsotrode 12 eine Quer¬ bohrung 43 auf, die in die Längsbohrung 44 mündet und in die eine Hülse 45 eingesetzt ist, durch die ein Lichtwel¬ lenleiter bzw. eine Glasfaser 47 geführt ist, der bzw. die mit einer Energiequelle (nicht dargestellt) wie zum Beispiel einem Laser in Verbindung steht. Über die Glas¬ faser 47 wird das Laserlicht zum Draht 4 in der Längsboh¬ rung 44 geführt, wodurch dieser erwärmt wird und seine Isolation definiert wegdampft, so dass der Draht 4 als blanker Kupferdraht aus der Austrittsöffnung 46 austritt und in das Substrat 6 eingebettet werden kann oder, wie im Nachfolgenden noch erläutert wird (vgl. Figuren 2, 3 und 4) , mittels Thermokompressionsschweißens mit An- schlussflächen eines Chips bzw Kontaktflächen eines Chipmoduls kontaktiert werden kann ohne das durch die Isolierung eine Verunreinigung beim Verlegen bzw. Kontak¬ tieren eingebracht werden könnte, da diese bereits ent¬ fernt wurde. Die Querbohrung 43 hat vorzugsweise einen Durchmesser von 2,6mm.
Ebenso ist es vorstellbar durch die Querbohrung 43 bzw. die Hülse 45 erwärmte Luft in die Längsbohrung 44 einzublasen, um die Isolierung des Drahtes 4 zu entfer¬ nen.
Gemäß Figur Ia kann eine Kühleinrichtung 182 zur Ver¬ meidung einer Überhitzung des zu verlegenden Drahts 4 vorgesehen sein. Die Kühleinrichtung 182 hat eine Düse, die mit der Pressluftversorgung der aerostatischen Lager¬ einrichtung 48 der Verlegeeinrichtung 2 in Verbindung steht. Die Düse ist neben dem Kopfbereich 42 der Sonotro- de 12 derart angeordnet, dass der aus der Längsbohrung 44 bzw. der Austrittsöffnung 46 austretende Draht 4 von der Pressluft umströmt werden kann. Die Kühlung mit Pressluft hat den Vorteil, dass diese aufgrund der Luftführung des
Drahts 4 bereits bis zur Verlegeeinrichtung 2 geführt ist und somit keine aufwendige separate Zuführung erfolgen muss. Selbstverständlich sind jedoch auch andere Gase als Kühlmedium vorstellbar.
Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Kontaktiervor¬ richtung 70 zur Kontaktierung eines Drahtes mit einem Chip mittels Temperatur- und Druckbeaufschlagung. Die Kontaktiervorrichtung 70 kann selbstverständlich auch zur Kontaktierung eines Drahtes mit einem Substrat verwendet werden. Sie hat eine Klemmanordnung 72 zur Klemmung einer Thermode 74 mit einer feststehenden und eine bewegbare Klemmbacke 76, 78, deren Kopfabschnitte 80, 82 über eine Feder 84 zur Klemmung der Thermode 74 gegeneinander vorgespannt sind.
Das Kontaktieren erfolgt durch Bestromung der Klemm¬ anordnung 72, wobei im Bereich der Thermodenspitze 75 der größte Widerstand existiert, so dass diese erwärmt und beim Niederdrücken der Thermodenspitze 75 auf den Draht dieser erwärmt, verformt und mit dem Chip verbunden wird.
Zur Aufnahme der Thermode 74 hat der Kopfabschnitt 80 der feststehenden Klemmbacke 76 eine entsprechend der Thermode 74 geformte axiale Vertiefung 86. Der Kopfab¬ schnitt 82 der bewegbaren Klemmbacke 78 hat einen ent¬ sprechend geformten, jedoch axial verkürzten Vorsprung 88. Bei richtiger Justierung ragt die Thermode 74 mit ihrer Thermodenspitze 75 axial über die Vertiefung 86 und den Vorsprung 88 hinaus.
Zur Aufnahme der Feder 84 ist in den sich den Kopfab¬ schnitten 80, 82 anschließenden Backenabschnitten 90, 92 der Klemmbacken 76, 78 jeweils ein Sackloch 94, 96 ausge¬ bildet, an dessen Grundflächen sich die Feder 84 ab¬ stützt.
Der Kopfabschnitt 82 der bewegbaren Klemmbacke 78 ist um eine Schwenkachse 98 schwenkbar, so dass die Thermode 74 selbsttätig zwischen den Klemmbacken 76, 78 einge¬ klemmt ist. Zum Lösen der Klemmung ist ein Keilelement 100 vorgesehen, das in Längsrichtung der Thermode 74 verschiebbar ist. Es hat eine Keilfläche 102, mit der es in Anlage mit einer entsprechend geformten Schrägfläche 104 des Backenabschnitts 90 der bewegbaren Klemmbacke 78 bringbar ist.
Bei einer Verschiebung des Keilelements 100 in Rich¬ tung der Schwenkachse 98 läuft die Keilfläche 102 auf die Schrägfläche 104 auf, wodurch die bewegbare Klemmbacke 78 gemäß Figur 2 gegen den Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 98 verschwenkt wird. Folglich wird die Klemmung der Thermode 74 gelöst und die Feder 84 gestaucht. Zur erneu¬ ten Klemmung wird das Keilelement 100 zurückverfahren, bis die Anlage zwischen der Keilfläche 102 und der Schrägfläche 104 aufgehoben ist, wodurch sich die Feder 84 entspannt und die Thermode 74 eingeklemmt wird. Auf¬ grund der selbsttätigen Klemmung der Thermode 74 ist somit ein Thermodenwechsel automatisierbar. Der automati¬ sierte Thermodenwechsel lässt sich besonders einfach ausführen, wenn die Thermoden 74 in einem Magazin vorge¬ halten werden, das von der Kontaktiervorrichtung 70 ansteuerbar ist.
In den Klemmbacken 76, 78 ist zumindest jeweils ein Gaskanal 106, 108 zur Zuführung von Schutzgas ausgebil¬ det. Zur Absaugung des Schutzgases ist eine becherartige Absaughaube 110 vorgesehen. Die Absaughaube 110 hat eine koaxiale Öffnung 112 ihrer Bodenplatte, durch die die Klemmbacken 76, 78 mit ihren Kopfabschnitten in den Innenraum der Absaughaube 112 eintauchen können. Die Abgashaube 110 hat den Vorteil, dass die bei der Kontak-
tierung entstehenden giftigen Gase, wie zum Beispiel Salzsäure, abgesaugt werden. Die Gaskanäle 106, 108 erstrecken sich zumindest abschnittsweise in Längsrich¬ tung der Kontaktiervorrichtung 70 und treten konzentrisch zur Thermode 74 nahe der Thermodenspitze 75 aus. Dabei ist die Schutzgaswirkung grundsätzlich um so besser ist, je näher das Gas in axialer Richtung an der Thermoden¬ spitze 75 entlang strömen kann. Vorteilhafterweise haben die Kopfabschnitte 80, 82 angefaste Außenflächen 114, 116, wobei die Gaskanäle 106, 108 etwa in einem axialen Abstand von 1 mm von der Thermodenspitze 75 entfernt austreten.
Zur Regelung des Schutzgasmenge, insbesondere zur Er¬ möglichung eines oxidationsfreien Schweißens, ist ein nicht dargestelltes Ventil, vorzugsweise ein Proportio¬ nalventil, vorgesehen, dass mit einem Sensor zur Erfas¬ sung der Schutzgasparameter, wie zum Beispiel Druck oder Durchfluss, zusammenwirkt, und dessen Öffnungsquerschnitt entsprechend den erfassten Parametern verstellbar ist.
Figur 3 zeigt ein Zustellsystem 124 zur Zustellung einer Bearbeitungsvorrichtung, beispielsweise einer Verlegevorrichtung 2 nach Figur 1 oder einer Kontaktier¬ vorrichtung 70 nach Figur 2. Ein derartiges Zustellsystem 124 erlaubt eine lineare Bewegung der BearbeitungsVor¬ richtung in eine x-, y-, oder z-Richtung. Nach dem dies¬ seitigen Verständnis entspricht die x-Richtung der hori¬ zontale Transportrichtung in Längsrichtung eines Maschi¬ nenbettes, die y-Richtung ist die horizontale Richtung quer zum Maschinenbett, d.h. quer zur x-Richtung, und die z-Richtung entspricht der Vertikalen zum Maschinenbett, d.h. in z-Richtung erfolgt eine Hδhenverstellung. Bei Anordnung von drei Zustellsystemen 124 ist die Bearbei¬ tungvorrichtung somit in sämtliche Richtungen individuell verschiebbar.
Das Zustellsystem 124 hat einen auf einer Längsfüh¬ rung 126 geführten VerbindungsSchlitten 128 zum Anschluss und zur Verschiebung der Bearbeitungsvorrichtung. Dabei erfolgt der Anschluss der Bearbeitungsvorrichtung über ein entsprechendes Lochmuster 130 auf dem Verbindungs- schlitten 128. Des Weiteren hat das Zustellsystem 124 einen Antrieb 134 zum Antreiben des Verbindungsschlittens 128, der auf einer von der Längsführung 126 getrennt ausgebildeten Grundplatte 132 angeordnet ist.
Der Antrieb 134 ist als ein Piezo-Motor, d.h. ein Piezo-Leg-Motor, ausgeführt, durch den der Verbindungs- schlitten 128 in Längsrichtung verschiebbar ist. Der Antrieb 134 hat eine Vielzahl von Fingern 136 bzw. Bei¬ nen, den sogenannten Piezo-Legs, die bei Bestromung des Antriebs 134 einen s-förmigen, idealerweise einen sinus¬ förmigen, Weg beschreiten. Dabei wirkt jeweils ein Finger 136 auf eine Vorderseite eines Schiebers 138, der somit linear verschoben wird.
Der Schieber 138 ist bevorzugterweise aus Keramik hergestellt. Um eine Verformung des Schiebers 138 bei Druckbeaufschlagung mit einem der Finger 136 zu verhin¬ dern liegt er im Bereich des Antriebs 134 mit seiner Rückseite an einer Führungsschulter 140 an. Mit einem freien, vom Antrieb 134 entfernt liegenden Endabschnitt ist er an einem Führungsschlitten 142 befestigt, der in einer Längsführung 144 läuft.
Der Führungsschlitten 142 ist mit dem Verbindungs¬ schlitten verbunden, so dass die vom Schieber 138 auf den Führungsschlitten 142 übertragenen Längsverschiebungen an den Verbindungsschütten 138 und somit an die Bearbei¬ tungsvorrichtung weitergeleitet werden. Vorzugsweise sind
die Schlitten 138, 142 über einen Belastungsmesser 146 miteinander verbunden.
Der Belastungsmesser 146 ist vorzugsweise als Kraft¬ messer ausgebildet und dient zur Messung der Verschiebe¬ parameter, wie zB Verschiebekraft. Er ist vorzugsweise bei ZustellSystemen 124 in z-Richtung vorgesehen und derart ausgebildet, dass er ebenfalls dämpfende Eigen¬ schaften aufweist. Vorstellbar sind zum Beispiel bekannte DMS-Sensoren. Diese Sensoren weisen meist eine E-förmige Geometrie auf, wobei an dem mittleren Balken des E's ein Drucksensor zur Messung des vom Antrieb 134 entwickelten und vom Schieber 138 übertragenen Drucks angeordnet ist. Die beiden äußeren Balken des E's erlauben eine Verfor¬ mung und somit eine Dämpfung, vorzugsweise im Wegebereich von etwa 100 μm, so dass gewisse Kraftüberschwinger aus¬ gleichbar sind.
Somit kann auf zusätzliche Dämpfungselemente wie Druckfedern zwischen den Schlitten 138, 146 verzichtet werden. Der Wegfall derartiger Dämpfungselemente hat den Vorteil, dass keine störenden Schwingungen in die Bear¬ beitungsvorrichtung eingeleitet werden und die hohe Dynamik des Piezo-Motors 134 quasi ungefiltert auf den Verbindungsschlitten 128 übertragbar ist. Folglich kann schnell und unmittelbar korrigierend in einen Verlege- und/oder Kontaktierprozess eingegriffen werden, so dass besonders enge Fertigungstoleranzen eingehalten werden können.
Figur 4 zeigt eine Verlege- und Kontaktiereinheit 117 mit einer Verlegevorrichtung 119 und einer Kontaktiervor¬ richtung 70 zur Herstellung einer Transpondereinheit mittels Direktkontaktieren. Beim Direktkontaktieren wird ein Draht 4 direkt mit Anschlussflächen eines Chip kon¬ taktiert, was besonders hohe Genauigkeitsgrade erfordert.
D.h.. es wird auf die üblichen Chipmodule zur Vergrößerung der Anschlussflächen des Chips verzichtet. Selbstver¬ ständlich ist jedoch auch eine Kombination der Kontak¬ tiervorrichtung 70 mit der unter Figur 1 beschriebenen Verlegevorrichtung 2 vorstellbar.
Grundsätzlich ist die Verlegevorrichtung 118 gemäß der Figur 4 wie die vorbeschriebene Verlegevorrichtung 2 gemäß der Figur 1 mit einer axialen Zuführung eines Drahtes 4 und einer koaxialen Drahtführung, einer sich konisch verjüngenden Sonotrode 119, einer aerostatischen Lagereinrichtung 48 und einer greifartigen Vorschubein¬ richtung 62 zum Zuführen und Einfädeln des Drahtes 4 in den Durchgangskanal versehen.
Der wesentliche Unterschied zur Verlegevorrichtung 2 nach der Figur 1 besteht darin, dass ein Ultraschallkon¬ verter 120 nicht koaxial, sondern seitlich an der Sono¬ trode 119 befestigt ist. Der Ultraschallkonverter 120 ist quasi seitlich zur Längsachse der Sonotrode 119 versetzt, so dass UltraschallSchwingungen horizontal, d.h. in Quer¬ richtung zu ihrer Längsachse und somit parallel zur Verlegeebene des Drahtes 4, in die Sonotrode 119 einge¬ bracht werden und der Draht 4 somit durch Beaufschlagung von Horizontalschwingungen in das Substrat "eingerieben" wird.
Am Schaft 123 der Sonotrode 119 ist stirnseitig die Lagereinrichtung 48 befestigt, so dass sich folglich die axiale Drahtführung nicht durch den Ultraschallkonverter 120 erstreckt.
Die seitliche Ultraschalleinrichtung 120 hat ein an einer Schmalseite angeschraubtes Konverterhorn 122, mit dem er den verlängerten Schaft 123 der Sonotrode 119 klemmend umgreift. Die Klemmung ist zum Beispiel dadurch
herstellbar, dass das Konverterhorn 120 als ein axial geschlitzter Ring ausgebildet ist, der mittels Spann¬ schrauben kraftschlüssig an dem Schaft 123 anordbar ist.
Der Ultraschallkonverter 120 ist schwimmend, zum Bei¬ spiel mittels vorbeschriebener Luftlagerung, in einer nicht dargestellten Halteelement aufgenommen, mittels dem die gesamte Verlegevorrichtung 117 getragen wird. Somit können der Ultraschallkonverter 120 und die Sonotrode 112 im Betrieb freie Bewegungen ausführen. Durch die seitli¬ che Anordnung des Ultraschallkonverters 120 können dieser und die Sonotrode 119 noch kleiner und gewichtsreduzier¬ ter ausgeführt werden, wodurch noch höhere Ultraschall- frequenzen, beispielsweise jenseits von 100 kHz, ermög¬ licht werden. In einem solchen Fall weist die Sonotrode 119 im Bereich der Austrittsöffnung 46 des Durchgangska¬ nals eine maximale Amplitude in Querrichtung von etwa 10 μm auf. Somit können neue Bearbeitungsverfahren wie zum Beispiel das erfindungsgemäße Direktkontaktierverfahren und entsprechende Transpondereinheiten realisiert werden.
Die Verlegevorrichtung 118 und die Kontaktiervorrich¬ tung 70 sind in einer nicht dargestellten Halterung angeordnet, die in einem zentralen Achsensystem positio¬ niert ist. Die Halterung ist in x-Richtung und y-Richtung zustellbar. In z-Richtung sind die Vorrichtungen 70, 118 individuell zustellbar. Bevorzugterweise wird jeweils als Zustellsystem ein erfindungsgemäßes Zustellsystem gemäß Figur 3 eingesetzt, so dass absolut genaue und hochdyna¬ mische Kraftfahrten ermöglicht sind.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bildung ei¬ ner Transpondereinheit mittels Direktkontaktierung, d.h. zur Verbindung der Endabschnitte direkt mit den An¬ schlussflächen eines Chips ohne die Verwendung eines Chipmoduls, wird ein Chip in einem ausgestanzten Chip-
fenster eines Substrats positioniert. Um eine relative Lageveränderung des Chips in dem Chipfenster zu verhin¬ dern, kann dieser mit einem Klebemittel in dem Chipfens¬ ter gesichert werden. Anschließend wird mittels der Vorschubeinrichtung 62 ein Draht 4 axial in die Lagerein¬ richtung 62 eingefädelt und somit der Sonotrode 12 zuge¬ führt. Zum Verlegen des Drahtes 4 wird erwärmte Pressluft in die Luftlagereinrichtung 48 eingeblasen und der Ultra¬ schallkonverter 120 angesteuert, vorzugsweise mit etwa 100 kHz, so dass die Sonotrode 119 mit horizontalen Ultraschallschwingungen beaufschlagt und der Draht 4 in das Substrat "eingerieben" wird. Der freie Endabschnitt des Drahtes 4 wird fixiert und der Draht über eine erste Anschlussfläche des Chips geführt. Nach der Überquerung der ersten Anschlussfläche wird die Kontaktiervorrichtung 70 angesteuert und der Draht 4 mit der Anschlussfläche verschweißt. Das Verlegen des Drahtes 4 unter Ultra- schallbeaufschlagung wird fortgesetzt, bis die gewünschte Anzahl an DrahtWicklungen bzw. die Drahtspule verlegt ist. Abschließend wird der Draht 4 über die verlegten Wicklungen und über eine zweite Anschlussfläche des Chips geführt. Dabei kann sich aufgrund der Isolierung des Drahtes 4 beim Kreuzen der bereits verlegten Wicklungen kein Kurzschluss ergeben. Zum Kontaktieren des Drahtes 4 mit der zweiten Anschlussfläche wird wieder die Kontak¬ tiervorrichtung 70 angesteuert. Durch das Niederdrücken des Drahtes 4 beim Verschweißen mit der Thermodenspitze 75 wird der Draht erwärmt, verformt und somit mit der zweiten Anschlussfläche verschweißt. Zum Zertrennen des Drahtes nach erfolgreicher Verlegung und Schweißung wird die Thermodenspitze 75 auf dem Draht 4 niedergedrückt zu gehalten. Anschließend ergreift die Vorschubeinrichtung 62 den Draht 4 und führt eine Rückwärtsbewegung aus, so dass der Draht 4 auf Zug belastet und im Bereich der Deformation durch die Thermodenspitze 75, d.h. im Bereich der Schweißung, zerrissen wird. Somit ist die Transpon-
dereinheit fertig gestellt und kann der Verlege- und Kontaktiereinheit 117 entnommen werden.
Wahlweise kann beim Kreuzen der verlegten Drahtwick¬ lungen bzw. beim Überqueren der Anschlussflächen die Ultraschallbeaufschlagung des Drahtes 4 ausgesetzt wer¬ den.
Während des gesamten Verfahrens werden die einzelnen Verlege- und Kontaktierschritte über eine optische Über¬ wachungseinrichtung kontrolliert. Bei unzulässigen Ist- Abweichungen von den Soll-Abweichungen werden die Zu¬ stellsysteme entsprechen angesteuert, so dass durch eine sofortige Nachregelung die unzulässigen Ist-Abweichungen korrigiert bzw. von Anfang an verhindert werden.
Figur 5 zeigt eine erfindungsgemäße Herstellungsanla¬ ge 148 zur Herstellung einer Vielzahl von Transponderein- heiten.
Die Herstellungsanlage 148 weist ein Maschinenbett 150 zum Transport eines Nutzens 152 auf. Der Nutzen 152 wird durch Greifeinrichtungen 154 taktweise, zum Beispiel im 10 s Takt zu einzelnen, an Konsolen 156, 158 ,160 angeordneten Bearbeitungsstationen bewegt. Beispielhaft sind in der Figur 5 nur drei Konsolen 156, 158, 160 dargestellt.
Die Konsolen 156, 158, 160 sind an einer Längsseite des Maschinenbettes 150 angeordnet. Somit hat ein Opera¬ tor von der entgegengesetzten Längsseite des Maschinen¬ bettes 150 aus freie Sicht auf und freie Zugänglichkeit zu den Bearbeitungsstationen. Die Konsolen 156, 158, 160 sind kreuzschlittenartig ausgebildet, wodurch sie in x- Richtung und in y-Richtung einzeln verfahrbar sind. Dabei sind sie in y-Richtung derart zustellbar, dass die gesam-
te Breite des Nutzens 152 überfahrbar ist. Die Zustellung kann zum Beispiel über Spindelantriebe erfolgen, die mit entsprechenden in Längsführung gelagerten Kreuzschlitten in Verbindung stehen.
Vorstellbare Bearbeitungsstationen sind beispielswei¬ se eine Heftstation zum Heften einer Trägerbahn mit einer Folie, in der Chipfenster eingebracht sind, zum Nutzen, eine Bestückungsstation zum Bestücken des Nutzens mit Chips, eine Verlegestation zum Verlegen von Drähten auf dem Nutzen und eine Kontaktierstation zum Kontaktieren der Drähte mit den Chips. Dabei setzen sich die einzelnen Bearbeitungsstationen aus einer Vielzahl von Heftvorrich¬ tungen, Bestückungsvorrichtungen, Verlegevorrichtungen 2 gemäß Figur 1 und Kontaktiervorrichtungen 70 gemäß Fi¬ gur 2 zusammen.
Die einzelnen Vorrichtungen sind jeweils flächig ne¬ beneinander und hintereinander, d.h. in x- und in y- Richtung, an den Konsolen 156, 158, 160 angeordnet, wodurch eine hohe Produktivität erzielbar ist. So ist es beispielsweise möglich, 10 Vorrichtungen an jeweils einer Konsole 156, 158, 160 anzuordnen.
Eine Zustellung der Vorrichtungen in z-Richtung er¬ folgt individuell über jeweils ein einzeln zugeordnetes Zustellsystem nach Figur 3.
Auf dem Maschinenbett 150 ist eingangs eine Folien- stanzstation 160 zum Stanzen von Chipfenstern angeordnet. Sie ist vorzugsweise eine in x-Richtung verschiebbare Fensterstanze, wodurch Verzerrungen verhindert und sehr hohe Genauigkeiten erzielbar sind.
Gegenüber der Konsole 158 zur Aufnahme der Be¬ stückungsstation ist an dem Maschinenbett 150 eine her-
kömmliche Modulstanzstation 164 zum Stanzen der Chips mit den Chipmodulen aus einer angelieferten Transporteinheit angeordnet.
Ferner ist auf dem Maschinenbett 150 eine Schneide¬ station 166 zum Schneiden des Nutzens 152 in handbare Verarbeitungseinheiten zur vereinfachten weiteren Verar¬ beitung, wie zum Beispiel dem Laminieren, angeordnet. Die Schneidestation 166 weist ein Ultraschallmesser auf und ist frei programmierbar, d.h. , ohne eine Umrüstung kann die Schneidestation 166 Rolle-Bogen- oder Rolle-Rolle- Bearbeitung durchführen.
Zur Herstellung einer Transpondereinheit wird eine Folie durch die Folienstanzstation 162 geführt, in der die Chipfenster zur Aufnahme der Chips mit den Chipmodu¬ len ausgestanzt werden. Nach dem Stanzen wird die Folie der Heftkonsole 156 zugeführt. Gleichzeitig wird eine Trägerbahn unter der Folienstanzstation 162 zur Heftkon¬ sole 156 geführt. Bei der Heftkonsole 156 wird die Folie und die Trägerbahn zu einem Nutzen 150 zusammengeheftet und weiter an die Bestückungskonsole 158 gefördert. Bei der Bestückungskonsole 158 werden die durch die Modul- Stanzstation 164 ausgestanzten Chips mit den Chipmodulen in die Chipfenster eingesetzt. Anschließend werden die Drahtwicklungen bei der Verlegekonsole 160 auf dem Nutzen 152 verlegt und bei der nicht dargestellten Kontaktier¬ konsole mit den Chips verbunden. Abschließend wird eine Schutzfolie zugeführt und mit dem Nutzen 152 geheftet. In der SchneideStation 166 werden dann der Nutzen 152 in eine Vielzahl von handbare Verarbeitungseinheiten ge¬ schnitten und dem Maschinenbett 148 beispielsweise zum Laminieren, entnommen.
Bei dem unter Figur 4 beschriebenen Direktkontaktier- verfahren kann durch den Einsatz der Verlege- und Kontak-
tiereinheit nach der Figur 4 die Verlegekonsole 160 und die Kontaktierkonsole zu einer einzigen Konsole zusammen- gefasst werden, so dass die vier Konsolen entsprechend um den Faktor 1 auf drei Konsolen reduziert sind. Ferner sei darauf hingewiesen, dass dann die Modulstanzstation 164 nicht die Chips mit den Chipmodulen ausstanzt, sondern lediglich die Chips, da auf die Chipmodule wie unter Figur 4 beschrieben verzichtet werden kann. Entsprechend bedarf es einer Anpassung der Folienstanzstation 162, um die auszustanzende Fläche der Chipfenster zu reduzieren.
Je nach dem Material der Folie kann es zur Verbesse¬ rung einer Haftung der Drahtwicklungen auf der Folie vorteilhaft sein, die Folie vor dem Verlegen des Drahtes mit einer Beschichtung zu versehen. Die Beschichtung ermöglicht die Verwendung von Materialien zur Verlegung von Drahtwicklungen, die aufgrund ihrer schlechten Verle¬ geeigenschaften nur bedingt geeignet sind. Ein beispiel¬ haftes Material ist Teslin®, das für seine sehr gute Witterungs-, Temperatur- und Feuchtigkeitsbeständigkeit bekannt ist, jedoch nur eine mangelhafte Haftung der Drahtwicklungen ermöglicht. Beim Auftragen einer entspre¬ chenden Beschichtung ist die Haftung jedoch derart ver¬ besserbar, dass auch Folien aus diesem Material sehr gute Drahtverlegungen erlauben.
Das Auftragen der Beschichtung kann vollflächig oder in bestimmten Bereichen, wie zum Beispiel den Drahtein¬ bringbereichen, der Folie erfolgen. Eine beispielhafte Beschichtungsdicke beträgt etwa 30μm. Das Beschichtungs- material härtet vorzugsweise unter ultravioletten Licht aus. Ein beispielhaftes Beschichtungsmaterial ist PoIy- ethylen. Das Auftragen der Beschichtung erfolgt in einer Beschichtungsstation 163 mittels zum Beispiel einer Sprüh-, Streich-, Rakel-, Siebdruck, Tampondruck oder Dosiertechnik gemäß der Darstellung in Figur 5 nach der
Fensterstanzstation 162 und vor der Heftstation 156. Es ist jedoch in Abhängigkeit von der gewählten Beschich- tungstechnik auch vorstellbar, die Beschichtungsstation 163 zwischen der Heftskonsole 156 und der Bestückungskon¬ sole 158 anzuordnen.
Zum Aushärten der Beschichtung ist es vorteilhaft, wenn der zusammengeheftete Nutzen 150 vor der Be¬ stückungskonsole 158 eine Pufferzone, bspw. in Form eines u-förmigen Bogens durchläuft, bevor er der Bestückungs- konsole 158 zugeführt wird.
Die Figuren 6 und 7 zeigen eine zweite Ausführungs- form einer erfindungsgemäßen Herstellungsanlage 168. Wie bei der vorbeschriebenen Herstellungsanlage 148 nach der Figur 5 sind einseitig an einem Maschinenbett 150 Konso¬ len 156, 158, 160 zur Aufnahme von der erfindungsgemäßen BearbeitungsStationen angeordnet. Die Konsolen 156, 158, 160 weisen den gleichen Aufbau und die gleichen Bewe¬ gungsmöglichkeiten in x-, y- und z-Richtung wie die der Herstellungsanlage 148 nach Figur 5 auf, so dass diesbe¬ züglich keine wiederholenden Erklärungen erfolgen, son¬ dern auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen wird.
Ein wesentliches Merkmal dieser Herstellungsanlage 168 besteht darin, dass eine Vielzahl von Transponderein- heiten 184 aus einzelnen Bögen 174 gefertigt werden, die manuell auf Schlitten 172 gelegt werden und die einzelnen Konsolen 156, 158, 160 durchlaufen, wobei die Bögen 174 nach der Bearbeitung zurück zur Ausgangsposition geführt und dort manuell von den Schlitten 172 entnommen werden. D.h. die Bögen 174 werden im Kreis geführt, wobei das Auflegen auf den jeweiligen Schlitten 172 bzw. dessen Auflagefläche 186 und die Entnahme von dem jeweiligen Schlitten 172 manuell über einen Operator 176 erfolgt. Zur Verdeutlichung dieser kreisartigen Bewegung der Bögen
174 sind in der Figur 7 Pfeile eingezeichnet. Aufgrund der manuellen Handhabung der Bögen 174 ist diese Herstel¬ lungsanlage 168 besonders für individuelle Kleinserien geeignet. Gemäß dem rechten Bogen 172 in Figur 6 können zum Beispiel aus einem Bogen 172 sechszehn Tranponderein- heiten 184 gefertigt werden.
Die Schlitten 172 zur Aufnahme der zu bestückenden Bögen 174 sind auf dem Maschinenbett 150 über eine Zufüh¬ rung 170 verfahrbar gelagert. Bei der vorliegenden Aus¬ führungsform sind die Bögen 174 derart vorbereitet, dass sie bereits Fenster zur Aufnahme eines jeweiligen Chips aufweisen. Die Bögen 174 werden an der Ausgangsposition von dem Operator 176 manuell auf den jeweiligen Schlitten 172 gelegt und über den Schlitten 172 nacheinander zu den einzelnen Konsolen 156, 158, 160 gefahren. Gemäß der Darstellung in den Figuren 6 und 7 bewegen sich dabei die Schlitten 172 von links nach rechts. Beispielsweise können an der ersten Konsole 156 die Chips für die Trans- pondereinheiten 184 in die Fenster gelegt, an der zweiten Konsole 158 die Drähte 4 auf den Tranpondereinheiten 184 verlegt und an der dritten Konsole 160 die Drähte 4 mit ihren Enden mit dem jeweiligen Chip verbunden werden. Das Auftragen einer Schutzfolie kann manuell nach der Rück¬ führung der Bögen 174 zur Ausgangsposition und nach der Entnahme der Bögen 174 durch den Operator 176 erfolgen.
Zur Rückführung der bestückten Bögen 174 zum Operator 176, d. h. zur Bewegung der Schlitten 172 gemäß den Darstellungen in den Figuren 6 und 7 von rechts nach links, ist eine Rückführung 178 vorgesehen, die vorzugs¬ weise in einem Innenraum 180 des Maschinenbetts 150 gemäß der Figur 7 unterhalb der Zuführung 170 verläuft. Die Rückführung 178 steht mit der Zuführung 170 über jeweils eine nicht dargestellte Hubeinrichtung endseitig zum Absenken und zum Anheben der Schlitten 172 in Verbindung.
Beim Absenken eines Schlittens 172 wird dieser, nachdem er die Konsolen 156, 158, 160 durchlaufen hat, mit dem bestückten Bögen 172 von dem gemäß der Figur 7 rechten Endbereich der Zuführung 170 an die Rückführung 178 übergeben. Beim Anheben wird dieser Schlitten 172 von dem gemäß der Figur 7 linken Endbereich der Rückführung 178 zurück zu seiner Ausgangsposition beim Operator 176 bewegt, so dass der Operator 176 den bestückten Bogen 174 von dem angehobenen Schlitten 172 entnehmen und auf diesen dann freien Schlitten 172 einen neuen zu bearbei¬ tenden Bogen 174 legen kann, der anschließend über die Zuführung 170 den einzelnen Konsolen 156, 158, 160 zu¬ führbar ist.
Um ein Verrutschen des Bogens 174 auf der Auflageflä¬ che des Schlittens 172 zu verhindern, kann gemäß Figur 8 eine mechanische Klemmeinrichtung 188 und eine magneti¬ sche Klemmeinrichtung 190 vorgesehen sein, mittels derer der Bogen 174 an entfernt voneinander liegenden und sich in Zuführrichtung erstreckenden Randbereichen 192, 194 lösbar auf der Auflagefläche 186 des Schlittens 172 klemmbar ist.
Die mechanische Klemmeinrichtung 188 weist eine am Schlitten 172 drehbar gelagerter Klemmpratze 196 auf, die über eine Vorspannfeder 198 in Klemmstellung gegen die Oberfläche 200 des Bogens 174 vorgespannt ist. Die Vor¬ spannfeder 198 ist abschnittsweise in einer Ausnehmung 202 an einer Schmalseite 204 des Schlittens 172 aufgenom¬ men, wobei sie an einem mit der Klemmpratze 196 verbunde¬ nen Drehschenkel 206 angreift.
Zum Auflegen eines Bogens 174 auf bzw. zur Entnahme eines Bogens von dem Schlitten 172 kann von dem Operator 176 ein nicht dargestellter Öffnungsmechanismus, vorzugs¬ weise ein Pneumatikzylinder, derart angesteuert werden,
dass gemäß der Ansicht nach. Fig. 8 die Klemmpratze 196 gegen die Vorspannkraft der Vorspannfeder 198 eine Dre¬ hung entgegen dem Uhrzeigersinn ausführt, so dass die Klemmpratze 196 von der Auflagefläche 186 des Schlittens bzw. von der Oberfläche 200 des Bogens 174 beabstandet ist. Der Öffnungsmechanismus kann selbstverständlich auch auf andere Art und Weise wie zum Beispiel hydraulisch, elektromotorisch oder elektromagnetisch betrieben werden.
Die magnetische Klemmeinrichtung 190 weist eine vom Operator 186 zu handhabende Klemmleiste 208 auf, in der ein Hohlraum 210 zur Aufnahme eines Magnetbandes 212 ausgebildet ist. Zum Klemmen des Bogens 174 an seinem Randbereich 194 ist ein Vorsprung 214 vorgesehen, der beim Auflegen der Klemmleiste 208 auf der Auflagefläche des Schlittens 172 von dieser beabstandet ist, so dass eine Aufnahmetasche 216 zur Aufnahme des Randbereichs 194 gebildet ist. Die Klemmleiste 208 ist frei auf dem Schlitten 172, der entsprechend magnetisierbar ist, bewegbar und wird nur über die Magnetkraft des Magnetban¬ des 212 in ihrer momentanen Position gehalten. Aufgrund der freien Positionierung der Klemmleiste 208 auf dem Schlitten 172 können Bögen 174 mit verschiedenen Ausmaßen sicher auf dem Schlitten 172 lösbar geklemmt werden.
Offenbart ist eine Verlegevorrichtung zum Verlegen von Drahtwicklungen bei Transpondereinheiten mit einer axialen DrahtZuführung zur Verlegevorrichtung, eine Kontaktiervorrichtung zum Kontaktieren der Drähte mit einer selbsttätigen Thermodenklemmanordnung, ein Zustell¬ system zum Zustellen von Bearbeitungsvorrichtungen mit einem Piezo-Leg-Motor, eine Herstellungsanlage zur Her¬ stellung von Transpondereinheiten in Konsolenbauweise, ein Verfahren zur Herstellung von Transpondereinheiten mit horizontaler Ultraschalleinleitung und eine Transpon-
dereinheit, bei der die Drahtenden direkt an den An- schlussflachen des Chips angreifen.
Bezugszeichenliste
Verlegevorrichtung
Draht
Substrat
Gehäuse
Ultraschallkonverter
Sonotrode
Durchgangsbohrung
Axialbohrung
Ringraum
Ringschulter
Ringschulterfläche
Ringschulter
Ringschulterfläche
Ausnehmung
Ausnehmung
Außenumfangswandung
Dichtungsring
Innenumfangswandung
Umfangsfläche
Dichtungsring
Bodenfläche
Querbohrung
Konverterhorn
Schaft
Zentrierausnehmung
Zentriervorsprung
Kopfbereich
Querbohrung
Längsbohrung
Hülse
Austrittsöffnung
Glasfaser
48 Lagereinrichtung
50 Halbkörper 52 Halbkörper 54 Innenraum
56 Eintrittsöffnung
58 Radialbohrung
60 Radialbohrung
62 Vorschubeinrichtung
64 Greifer
66 Greifer
68 Halterung
70 Kontaktiervorrichtung 72 Klemmanordnung
74 Thermode
75 Thermodenspitze
76 feststehende Klemmbacke 78 bewegbare Klemmbacke
80 Kopfabschnitt
82 Kopfabschnitt
84 Feder
86 Vertiefung
88 VorSprung
90 Backenabschnitt
92 Backenabschnitt
94 Sackloch
96 Sackloch
98 Schwenkachse
100 Keilelement
102 Keilfläche
104 Schrägfläche
106 Gaskanal
108 Gaskanal
110 Absaughaube
112 Öffnung
114 Außenfläche
116 Außenfläche
117 Verlege- und Kontaktiereinheit
118 Verlegevorrichtung
119 Sonotrode
120 Ultraschallkonverter
122 Befestigungskörper
123 Schaft
124 Zustellsystem
126 Längsführung
128 Verbindungsschütten
130 Lochmuster
132 Grundplatte
134 Antrieb
136 Finger
138 Schieber
140 Führungsschulter
142 Führungsschütten
144 Längsführung
146 Belastungsmesser
148 Herstellungsanlage
150 Maschinenbett
152 Nutzen
154 Greifeinrichtung
156 Konsole
158 Konsole
160 Konsole
162 Folienstanzstation
163 BeschichtungsStation
164 Modulstanzstation
166 Schneidestation
168 Herstellungsanlage
170 Zuführung
172 Schlitten
174 Bogen
176 Operator
178 Rückführung
180 Innenraum
182 Kühleinrichtung
184 Transpondereinheit
186 Auflagefläche
188 mechanische Klemmeinrichtung
190 magnetische Klemmeinrichtung
192 Randbereich
194 Randbereich
196 Klemmpratze
200 Vorspannfeder
202 Oberfläche
204 Ausnehmung
206 Drehschenkel
208 Klemmleiste
210 Hohlraum
212 Magnetband
214 Vorsprung
216 Aufnahmetasche