PL132515B1 - Apparatus for fast realization of wire connections between structure and case of semiconductor elements and integrated circuits using thermocompression method - Google Patents

Apparatus for fast realization of wire connections between structure and case of semiconductor elements and integrated circuits using thermocompression method Download PDF

Info

Publication number
PL132515B1
PL132515B1 PL22588280A PL22588280A PL132515B1 PL 132515 B1 PL132515 B1 PL 132515B1 PL 22588280 A PL22588280 A PL 22588280A PL 22588280 A PL22588280 A PL 22588280A PL 132515 B1 PL132515 B1 PL 132515B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
lever
levers
cams
capillary
breaker
Prior art date
Application number
PL22588280A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL225882A1 (en
Inventor
Bohdan Majewski
Edward Prusarczyk
Jerzy Buza
Original Assignee
Przemyslowy Inst Elektroniki
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Przemyslowy Inst Elektroniki filed Critical Przemyslowy Inst Elektroniki
Priority to PL22588280A priority Critical patent/PL132515B1/en
Priority to DD23199381A priority patent/DD202356A5/en
Publication of PL225882A1 publication Critical patent/PL225882A1/xx
Publication of PL132515B1 publication Critical patent/PL132515B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Description

Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do szyb¬ kiego wykonywania polaczen drutowych miedzy struktura a obudowa elementów pólprzewodniko¬ wych i ukladów scalonych metoda termokompresji.Stan techniki.Istnieje wiele rodzajów urzadzen do wykonywa¬ nia tej operacji pracujacych przy uzyciu jednego lub kilku narzedzi.Najbardziej rozpowszechnionym rozwiazaniem jest urzadzenie programowane elektronicznie pra¬ cujace przy uzyciu pojedynczej kafcilaTy takie jak ADB firmy VEB Elektromat lub TACMATIC 1000 firmy TELEDYNE TAC. W urzadzeniach tych po ustaleniu przez operatora punktów zerowych na strukturze i obudowie kapiiara jest przemieszczana miedzy kolejnymi punktami struktury i obudowy zgodnie z programem zapisanym w pamieci elek¬ tronicznej i wykonuje polaczenia. Ruchy kapilary w plaszczyznach poziomej i pionowej sa realizowa¬ ne pTzez^silniki krokowe. Rozwiazanie to ma na¬ stepujace zalety: umozliwia uzyskanie duzej do¬ kladnosci polozenia kapilary, latwa zmiane progra¬ mu przez wymiane elementu pamieci lub ponowny zapis oraz wprowadzanie poprawek liniowych i ka¬ towych programu polozen kapilary na kontaktach struktury w zaleznosci od jej polozenia.Ze wzgledu na wymagana dokladnosc wspólrzed¬ nych kapilary w punktach wykonywania polaczen oraz ograniczona czestotliwosc kroków silników 10 15 krokowych szybkosc pracy omawianych powyzej urzadzen jest ograniczona. Czas potrzebny na wy¬ konanie sredniego polaczenia miejdzy struktura a obudowa wynosi 0,4-^0,8 sekundy, przy czym uzys¬ kanie dolnych wartosci wymaga stosowania zlozo¬ nych ukladów sterowania silnikami.Znane sa równiez urzadzenia realizujace operacje na drodze mechanicznej, gdzie ruchy kapilary sa realizowane przy uzyciu ukladów krzywek i dzwig¬ ni. W rozwiazaniach tych zmiana programu jest do¬ konywana przez wymiane krzywek lub ich regula¬ cje. Szybkosci pracy tych urzadzen sa ograniczone przez wielkosc mas zwiazanych z napedami kapila¬ ry, .przyspieszenia i uderzenia wystepujace podczas pracy. W znanych tego typu rozwiazaniach czas potrzebny na wykonanie jednego polaczenia wynosi 0,8 do <1,5 sekundy.Dla obu rozwiazan urzadzen czas wykonywania operacji jest wielokrotnie dluzszy od czasu nie¬ zbednego dla wykonania polaczen, który wynosi *20—80 ms dla jednej pary polaczen, ze wzgledu na pomijalnie mala mase drutu, którym wykony¬ wane sa polaczenia, czas operacji móglby byc zbli¬ zony do sumy czasów technologicznych to jest rze¬ du 20—80 ms, gdyby nie ograniczenia konstrukcyj¬ ne wystepujace w znanych rozwiazaniach.Istota wynalazku.Urzadzenie bedace przedmiotem wynalazku za¬ wiera kapilare, dzwignie, krzywki i stolik krzyzowy i wyróznia sie tym, ze dzwignia kapilary i dzwiga 132 5153 132 $15 4 nia zrywacza ze zrywaczem sa zamocowane prze¬ gubowo do stolika krzyzowego i napedzane w pla¬ szczyznie poziomej poprzez dzwignie ruchu pozio¬ mego i krzywki ruchu poziomego, a w plaszczyz¬ nie pionowej poprzez dzwignie glówna ruchu pio¬ nowego, dzwignie posrednia ruchu pionowego, po- pychacz dzwigni kapilary, popychacz dzwigni zry¬ wacza i krzywke ruchu pionowego. Wielkosc sko¬ ku dzwigni zrywacza jest ustalana przez ogranicz- ¦nfflc. Dzwignia kapilary, dzwignie ruchu poziomego i dzwignie ruchu pionowego maja lekka i sztywna, cienkoscienna budowe skorupowa, umozliwiajaca ruchy o duzych przyspieszeniach bez drgan. Zespól krzywek obracajacy sie ruchem jednostajnym, cha¬ rakteryzuje sie tym, ze zarysy krzywek sa wyko¬ nane zgodnie z programem umozliwiajacym wyko¬ nanie polaczen calego elementu pólprzewodnikowe¬ go badz ukladu scalonego lub jego czesci w czasie pelnego obrotu krzywek. Krzywiki maja zarysy har¬ moniczne niskich rzedów o malych przyspieszeniach, co umozliwia prace elementów bez uderzen przy duzej szybkosci ruchów.Korzystne jest gdy dzwignia zrywacza jest po¬ ruszana za posrednictwem oddzielnego popychacza i kolejnych dwóch dzwigni przez dodatkowa krzywke.Korzystne jest gdy urzadzenie zawiera dzwignie naciagu drutu umieszczona nad dzwignia zrywacza, na koncu której zamocowany jest hamulec drutu o regulowanym nacisku. Dzwignia naciagu drutu jest poruszana w kierunku pionowym za posredni¬ ctwem ukladu zlozonego z posredniej dzwigni na- pinacza, glównej dzwigni napdnacza oraz ciegien napinaczy przez druga dodatkowa krzywke napima- cza obracajaca sie wspólnie z zespolem krzywek.Korzystne Jest Jezeli zrywacz jest wykonany w postaci blaszki zagietej pod katem prostym i docis¬ kanej sprezyna do dzwigni zrywacza, poruszanej za pomoca silownika pneumatycznego przez popy¬ chacz zrywacza. Silownik pneumatyczny jest zamo¬ cowany do stolika krzyzowego, sterowany przez zawór pneumatyczny i napedzany przez krzywke hamulca zrywajacego.Korzystne jest gdy stolik krzyzowy, dzwignie na¬ pedzajace elementy oraz krzywki zamocowane sa do stolu krzyzowego umieszczonego na podstawie urzadzenia i poruszanego za pomoca znanych urza¬ dzen, takich jak na przyklad mikromanipulator, w celu naprowadzania na punkt zerowy struktury Obudowy laczonego elementu pólprzewodnikowego.Naped wszystkich krzywek otrzymywany jest z silnika napedowego z reduktorem poprzez wal prze¬ gubowy.Przyklad wykonania.Wynalazek jest blizej objasniony w przykladach wykonania przedstawionych na rysunku, na któ¬ rym fig. 1 przedstawia widok urzadzenia w pierw¬ szym przykladne wykonania, fig. 2 obrazuje dzwig¬ nie zrywacza w pólprzekroju — pólwidoku, fig. 3 przedstawia drugi przyklad wykonania urzadzenia w widoku, a fig. 4 jest widokiem trzeciego przy¬ kladu wykonania.Dzwignia kapilary 1 o ksztalcie ostroslupa wy¬ konanego Jako cienkoscienna skorupa oduzej sztyw¬ nosci i niewielkiej masie jest zamocowana na prze¬ gubie sprezystym w postaci sprezyny plaskiej do stolika krzyzowego 3. Na swobodnym koncu dzwig¬ ni 1 Jest zamocowana kapilara — narzedzie prowa¬ dzace drut i wykonujace polaczenia.W odleglosci kilku milimetrów nad dzwignia ka- plary 1 jest zamocowana w podobny sposób dzwig¬ nia zrywacza 2 wykonana ze stopu lekkiego w ksztalcie preta o niewielkim przekroju rozszerza¬ jacego sie w punktach zawieszenia.Stolik krzyzowy 3 posiada budowe konwencjo¬ nalna. Sklada sie z dwóch plyt, z których pierw¬ sza lozyskowana jest przesuwnie wzgledem podsta¬ wy w. kierunku podluznym x, druga lozyskowana jest wzgledem pierwszej w kierunku poprzecz¬ nym. W ten sposób plyta górna posiada pelna swobode ruchów poprzecznych i podluznych wzgle¬ dem podjstawy przy zachowaniu równoleglosci kra¬ wedzi plyt wzgledem krawedzi podstawy. Plyty stolika sa wykonane ze stopu lekkiego i sa lozys¬ kowane na kulkach lub rolkach wspólpracujacych z biezniami.Plyta górna stolika krzyzowego 3 jest docisnieta do podstawy sprezynami w celu skasowania luzów.Plyty stolika krzyzowego 3 sa przesuwane za po¬ srednictwem dzwigni ruchu poziomego 5 16 przez krzywki ruchu poziomego 20 i 21 zgodnie z pro¬ gramem ustalonym przez ich zarysy. Krzywka ru¬ chu poziomego .pierwsza 20 okresla polozenie plyty posredniej stolika w kierunku x, zas krzywka ru¬ chu poziomego druga 21 plyty górnej w kierunku y.Dzwignie ruchu poziomego 5 i 6 sa wykonane ze stopu lekkiego w postaci cienkosciennych konstruk¬ cji skorupowych. Punkty obrotu dzwigni oraz ich zakonczenia wspólpracujace z krzywkami i plyta¬ mi stolika stanowia lozyska toczne. Przelozenie dzwigni ruchu poziomego 5 i 6 jest duze, rzedu 10 dla uzyskania duzej dokladnosci wspólrzednych sto¬ lika bez koniecznosci bardzo dokladnego wykona¬ nia zarysów krzywek. Krzywki ruchu poziomego 20 i 21 podobnie jak pozostale krzywki urzadzenia maja zarysy harmoniczne, skladajace sie z odcin¬ ków luków, umozliwiajace wspólprace z dzwignia¬ mi bez uderzen.Odpowiednio dobrane sprezyny, nie pokazane ra rysunku, zapewniaja staly kontakt wspólpracuja¬ cych elementów.Dzwignia kaipilary 1 jest poruszana w kierunku pionowym przez krzywke ruchu pionowego 22 za posrednictwem dzwigni glównej ruchu pionowe¬ go 7 o poziomej plaszczyznie ruchu i dzwigni po¬ sredniej ruchu pionowego 8 o pionowej plaszczyz¬ nie ruchu.Dzwignie 7 i 8 sa zwiazane ze soba cieglem ru* cbu pionowego 9. Poziomy koniec dzwigni posred¬ niej ruchu pionowego 8 znajdujacy sie pod dzwig¬ nia kapilary 1 porusza popychacz dzwigni kaipila¬ ry 10 w ksztalcie cienkiego preta, który przenosi ruch na dzwignie kapilary 1.Popychacz dzwigni kapilary 10 zamocowany wah- liw&e miedzy dzwignia kapilary 1 i dzwignia po¬ srednia ruchu pionowego 8 pozwala na swobodne ruchy dzwigni kapilary 1 w •plaszczyznie poziomej.Dzwignia zrywacza 2 jest poruszana przez dzwignie kapilary 1 za posrednictwem krótkiego popychacza dzwigni zrywacza 4, przy czym skok ii lf 25 505 132 515 6 * jej jest mniejszy od skoku dzwigni kapilary 1.Ograniczenie skoku jest dokonywane przez ogra¬ nicznik 11.Przyklad rozwiazania dzwigni zrywacza (2) jest przedstawiony na rysunku lig.2. 5 Zrywacz 30 o "ksztalcie blaszki zagietej pod ka¬ tem prostym jest zamocowany obrotowo wzgledem dzwigni zrywacza 2. Ramie zrywacza równolegle do dzwigni zrywacza 2 jest dociskane do niej spre¬ zyna. Drut stanowiacy pólfabrykat dla operacji jest 10 zaciskany miedzy ramieniem zrywacza, a dzwig¬ nia sila sprezyny. Do okresowego kasowania zacis¬ ku jest zastosowany pneumatyczny silownik zrywa¬ cza 31 o cienkosciennym tloczku i malych wymia¬ rach, zamocowany do stolika krzyzowego 3, któ- 15 ry poprzez popychacz 32 naciska na ramie zrywacza prostopadle do dzwigni zrywacza 2.' Silownik zry¬ wacza 31 jest sterowany zaworem pneumatycznym uruchamianym przez krzywke hamulca zrywajace¬ go 25 (fig.1). M Polaczenie zaworu z silownikiem jest wykonane elastycznym przewodem z tworzywa sztucznego.Ponadto do stolika krzyzowego 3 jest zamocowana elektroda 43. S5uzy ona do wykonania kulki na koncu drutu wystajacego z kapilary przy uzyciu 25 wyladowania elektrycznego.Dzialanie urzadzenia jest nastepujace, podczas obrotu krzywek 20, 21, 22, 25 kajpilara zamocowa¬ na na dzwigni kapilary 1 'wykonuje ruchy w pla¬ szczyznie poziomej i pionowej zgodnie z programem 30 okreslonym przez zarys krzywek. Koniec kapilary dotyka kolejno punktów kontaktowych na struktu¬ rze pólprzewodnika i na obudowie, przytwierdza¬ jac drut przechodzacy przez nia do tych punktów.Podczas postoju na punkcie kontaktowym obudowy » nastepuje zacisniecie zrywacza 30.Przy podnoszeniu kajodlary nastepuje zerwanie drutu w miejscu polaczenia, wystaje on z kapila¬ ry o wielkosci róznicy skoków dzwigni kapilary 1 i dzwigni zrywacza 2. W górnym polozeniu kapilary 40 nastepuje wyladowanie elektryczne miedzy elektro¬ da a koncem drutu wystajacego z kapilary. Wyla¬ dowanie powoduje stopienie czesci drutu"V uformo¬ wanie kulki. Kulika ta zostaje przytwierdzona' do, pola kontaktowego struktury podczas nastepnego' .* ruchu do dolu i postoju w dolnym polozeniu. Przed ruchem kapilary do dolu nastepuje zwolnienie zry¬ wacza 30 przez silownik zrywacza 31.Dzialanie urzadzenia jest podobne *do dzialania wiekszosci znanych rozwiazan. Dzieki budowie omó¬ wionej poprzednio, zapewniajacej mala bezwlad¬ nosc elementów i duza ich sztywnosc, zespól ru¬ chów kapilary potrzebny do wykonania jednego po¬ laczenia miedzy struktura pólprzewodnikowa a obudowa moze byc wykonany w czasie 50—100 ms lacznie z czasami postojów kapilary na kontaktach struktury i obudowy.Duza predkosc dzialania urzadzenia mozliwa jest równiez dzieki harmonicznymi zarysom krzywe* 20, w 21, 22, 25, które decyduja o predkosci i przyspiesze¬ niach elementów oraz dzieki" temu, ze praca urza¬ dzenia odbywa sie przy jednostajnym ruchu krzy¬ wek. Do duzej predkosci dzialania dostosowana jest budowa i naped zrywacza 30, który musi pracowac 65 z czestotliwoscia rzedu 100 Hz oraz sposób wytwa¬ rzania kulki przez wyladowanie elektryczne.Znaczne wymiary krzywek umozliwiaja zaprogra¬ mowanie ruchów kapilary dla wykonania kilkuna¬ stu polaczen, co pozwala na wykonanie kompletne¬ go ukladu scalonego podczas jednego obrotu krzy¬ wek.Na rysunku fig. 3 przedstawiono odmiane urza¬ dzenia, w której naped dzwigni zrywacza 2 odby¬ wa sie przy pomocy oddzielnego popychacza dzwig¬ ni zrywacza 14, glównej dzwigni zrywacza'12, po¬ sredniej dzwigni zrywacza 13 i dodatkowej krzyw¬ ki 23. Taki sposób napedu dzwigni zrywajacej eli¬ minuje drgania zwiazane z uderzeniowym dziala¬ niem dzwigni kapilary 1 poprzez popychacz 4 oraz uderzeniem dzwigni zrywacza 2 i ogranicznik 11.Na rysunku fig. 4 przedstawiono odmiane urza¬ dzenia wyposazona w dzwignie naciagu drutu 19 o programowanym ruchu. Dzwignia naciagu drutirl9 posiada na swym koncu wykonany w postaci plasz¬ czyzn naciskajacych na siebie z niewielka sila 0,5—2 G, miedzy którymi przebiega drut sluzacy do wykonania polaczen. Dzwignia naciagu drutu 19 jest poruszana drugim ciegnem napinacza ~ 18 po¬ przez glówna dzwignie napinacza 16, posrednia dzwignie napinacza 15 i pierwsze ciegno napina¬ cza 17, dodatkowa -krzywka napinacza" 24, oraz wy¬ konuje ruchy zsynchronizowane z ruchem kapilairy.Ruchy te umozliwiaja wywolywanie lub kasowanie naciagu drutu w róznych fazach wykonywania po¬ laczen. Umozliwia to miedzy innymi uzyskanie sta¬ bilnego ksztaltu luku miedzy struktura i obudowa oraz kontrole wykonania polaczen.W celu wykonywania polaczen kolejnych elemen¬ tów pólprzewodnikowych lub ukladów scalonych urzadzenie posiada zespól transportu kolejnych oibu- dów ze strukturami na stanowisko pracy.Zespól ten wykonywany w znany sposób nie zo¬ stal pokazany na rysunku.Caly mechanizm roboczy urzadzenia skladajacy sie ze stolika, ukladu dzwigni i popychaczy oraz krzywek, zamocowany jest do stolu krzyzowego 40, umozliwiajacego jego ruch wzgledem podstawy - urzadzenia (ifig, 1)K Naprowadzanie mechanizmu roboczego na wlas¬ ciwi pozycje wzgledem elementu pólprzewodniko¬ wego podanego przez zespól transportu jest doko¬ nywane? recznie przez operatora przy pomocy mi- kromanipulatora lub w sposób automatyczny np. przy pomocy sprzegacza przy sposobie preselekcyj¬ nym lufo poprzez silniki krokowe przy systemie ana¬ lizy obrazu.Krzywki 20, 21, 22, 23, 24, 25 sa napedzane przez silnik napedowy z reduktorem 42 za posredni¬ ctwem walu przegubowego 41.Odizolowanie zespolu napedowego od stolu krzy¬ zowego 40 przy pomocy walu przegubowego 41 po¬ woduje, poza korzystnym zmniejszeniem masy za¬ mocowanej do stolu krzyzowego, równiez skaso¬ wanie reakcji spowodowanych przyspieszeniem i ha¬ mowaniem ruchu obrotowego krzywek.Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do szybkiego wykonywania pola¬ czen drutowych miedzy struktura a obudowa ele-7 132 515 8 meritów pólprzewodnikowych i ukladów scalonych metoda termokompresji zawierajace kapilare, dzwignie, krzywki i stolik krzyzowy, znamienne tym, ze dzwignia kapilary (1) i dzwignia zrywacza (2) ze zrywaczem (30) zamocowane przebugowo do stolika krzyzowego (3) sa napedzane w plaszczyz¬ nie poziomej poprzez dzwignie ruchu poziomego <5, 6) i krzywki ruchu poziomego (20, 21), a w pla¬ szczyznie pionowej poprzez dzwignie glówna ru¬ chu pionowego (7), dzwignie posrednia ruchu pio- -nowego (8), popychacz dzwigni kapilary (10), popy¬ chacz dzwigni zrywacza (4) i krzywke ruchu piono¬ wego (22), zas wielkosc skoku dzwigni zrywacza (2) jest ustalana przez ogranicznik (11), przy czym dzwignia kapilary (1), dzwignie ruchu poziomego (5, 6) oraz dzwignie ruchu pionowego (7, 8) maja lek¬ ka cienkoscienna /budowe skorupowa, zas zespól krzywek (20, 21, 22), obracajacy sie ruchem jedno¬ stajnym, ma zarysy wykonane zgodnie z progra¬ mem umozliwiajacym wykonanie polaczen elemen¬ tu pólprzewodnikowego, badz jego czesci w cza¬ sie pelnego obrotu krzywek, przy czym krzywki maja zarysy harmoniczne o malych przyspieszeniach promieniowych. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze dzwignia zrywacza (2) jest poruszana za posred¬ nictwem jpopychacza (14) i kolejnych dwóch dzwg- ni (12, 13) przez dodatkowa krzywke (23). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera dzwignie naciagu drutu (19), umieszczo~ 10 18 25 na nad dzwignia zrywacza (2), na koncu której za¬ mocowany jest hamulec drutu o regulowanym na¬ cisku, przy czym dzwignia naciagu drutu (19) jest poruszana w kierunku pionowym za posrednictwem ukladu zlozonego z posredniej dzwigni napinacza (15), glównej dzwigni napinacza (16),, ciegien napi- naczy (17, 18) przez druga dodatkowa krzywke na¬ pinacza (24), obracajaca sie wspólnie z zespolem krzywek (20, 21, 22). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zrywacz (30) jest wykonany w postaci blaszki zagietej pod katem prostym i dociskanej sprezyna do dzwigni zrywacza (2), poruszanej za pomoca si¬ lownika pneumatycznego (31) przez popychacz zry¬ wacza (32), przy czym silownik pneumatyczny (31) jest zamocowany do stolika krzyzowego (3), stero¬ wany przez zawór pneumatyczny i napedzany przez krzywke hamulca zrywajacego (25). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze stolik krzyzowy (3), dzwignie napedzajace ele¬ menty (5, 6, 7, 12, 16) oraz krzywki (20, 21, 22, 23, 24, 25) sa zamocowane do stolu krzyzowego (40) umieszczonego na podstawie urzadzenia i porusza¬ nego za pomoca znanych elementów w celu napro¬ wadzania na punkt zerowy struktury obudowy la¬ czonego elementu pólprzewodnikowego, przy czym naped wszystkich krzywek (20, 21, 22, 23, 24, 25) jest otrzymywany od silnika napedowego z reduk¬ torem (42) poprzez wal przegubowy (41). 2i 22132 515 Hq.2 ii\ jg] fig 3132 515 fig. 4 PZGraf. Kosaaiki A-2234 W A-* Cena IM xl PLThe subject of the invention is a device for fast wire connections between the structure and the housing of semiconductor elements and integrated circuits by thermocompression method. State of the art. There are many types of devices for performing this operation using one or more tools. The most common solution is an electronically programmed device working with a single tile, such as ADB by VEB Elektromat or TACMATIC 1000 by TELEDYNE TAC. In these devices, after the operator determines the zero points on the structure and housing of the capillary, it is moved between successive points of the structure and housing according to a program stored in the electronic memory and makes connections. The movements of the capillary in the horizontal and vertical planes are carried out by stepper motors. This solution has the following advantages: it allows to obtain a high accuracy of the position of the capillary, easy program change by replacing the memory element or rewriting, and introducing linear and angular corrections of the capillary positioning program on the structure contacts depending on its position. Due to the required accuracy of the co-ordinates of the capillary at the connection points and the limited frequency of the steps of the 10-step motors, the operating speed of the devices discussed above is limited. The time needed to make the average connection between the structure and the housing is 0.4- 0.8 seconds, while obtaining the lower values requires the use of complex motor control systems. There are also devices that perform mechanical operations, where the movements of the capillary are realized by means of an arrangement of cams and levers. In these solutions, program change is accomplished by changing the cams or adjusting them. The operating speeds of these devices are limited by the size of the masses associated with the capillary drives, the accelerations and the impacts that occur during operation. In the known solutions of this type, the time needed to make one call is 0.8 to <1.5 seconds. For both devices, the time needed to perform the operation is many times longer than the time necessary for making connections, which is 20-80 ms for one pairs of connections, due to the negligibly small mass of the wire used to make the connections, the operation time could be close to the sum of technological times, that is, in the order of 20-80 ms, if not for the design constraints present in the known solutions. SUMMARY OF THE INVENTION The device which is the subject of the invention comprises a capillary, levers, cams and a cross table, and is distinguished by the fact that the capillary lever and lifts 132 5153 132 $ 15 4 are pivoted to the cross table and driven in the beach on the horizontal plane through the horizontal movement levers and the horizontal movement cams, and in the vertical plane through the vertical movement levers, intermediate levers of the vertical movement, swallow hook capillary lever, breaker lever pusher and vertical travel cam. The stroke size of the snapping lever is set by the limit ogranicznfflc. The capillary lever, the horizontal movement levers and the vertical movement levers have a light and rigid, thin-walled shell structure, allowing high acceleration movements without vibrations. The set of cams rotating in a uniform motion is characterized by the fact that the outlines of the cams are made in accordance with a program that enables the connection of the entire semiconductor element or the integrated system or part of it during the complete rotation of the cams. The curves have low-speed harmonic contours with low acceleration, which allows the workpieces to be hit-free at high speed of movement. It is advantageous if the picking lever is moved by a separate pusher and the next two levers by an additional cam. It is advantageous if the machine includes levers. a wire tensioner located above the breaker lever, at the end of which a wire brake with adjustable pressure is mounted. The wire tension lever is moved vertically by means of a system consisting of an intermediate tensioner lever, a main drive lever and a tensioner cable through a second additional winding cam rotating jointly with a set of cams. Preferably, the ripper is made in the form of a plate. a straight-angled and compressed spring against the snapping lever, actuated by a pneumatic actuator by the snapping pusher. The pneumatic actuator is attached to the cross table, controlled by a pneumatic valve and driven by the break brake cam. It is advantageous when the cross table, the levers for driving elements and the cams are attached to the cross table placed on the base of the machine and moved by known devices. knives, such as, for example, a micromanipulator, for the purpose of guiding the zero point of the structure of the housing of the semiconductor element to be connected. The drive of all the cams is obtained from the drive motor with the reducer through a cantilever shaft. Example of embodiment. in which fig. 1 shows a view of the device in the first exemplary embodiment, fig. 2 shows the breaker levers in a half-sectional view, fig. 3 shows a second embodiment of the device in a view, and fig. 4 is a view of a third embodiment. The capillary lever 1 has the shape of a pyramid As a thin-walled shell of low stiffness and light weight, it is fixed on a flat spring joint to the cross table 3. A capillary is attached to the free end of the lever 1 - a tool for guiding the wire and making connections. millimeters above the clamping lever 1 is similarly mounted a picking lever 2 made of a light alloy in the shape of a bar with a small cross-section widening at the points of suspension. The cross table 3 has a conventional structure. It consists of two plates, the first of which is bearing slidably relative to the base in the longitudinal direction x, the second is bearing in relation to the first in the transverse direction. In this way, the top plate has full freedom of transverse and longitudinal movements about the base while maintaining the parallelism of the edge of the panels with respect to the edge of the base. The table plates are made of light alloy and are mounted on balls or rollers cooperating with the raceways. The top plate of the cross table 3 is pressed against the base by springs to eliminate play. The table plates 3 are moved by means of the horizontal movement lever 5 16 by the horizontal movement cams 20 and 21 according to a program determined by their outlines. The first horizontal movement cam 20 defines the position of the intermediate plate in the x direction, and the second horizontal movement cam 21 in the y direction. The horizontal movement levers 5 and 6 are made of light alloy in the form of thin-walled shell structures. The pivot points of the lever and their ends cooperating with the cams and table plates are rolling bearings. The ratio of the horizontal movement levers 5 and 6 is large, of the order 10, in order to obtain a high accuracy of the table coordinates without the need for very precise outlines of the cams. The horizontal movement cams 20 and 21, similarly to the other cams of the device, have harmonic outlines, consisting of portions of the arches, enabling cooperation with the levers without impact. Appropriately selected springs, not shown in the drawing, ensure constant contact of cooperating elements. the shaft 1 is moved vertically by the vertical movement cam 22 by means of the main lever of the vertical movement 7 with a horizontal plane of movement and the intermediate lever of the vertical movement 8 with a vertical plane of movement. The levers 7 and 8 are linked to each other by a carpenter. Vertical section 9. The horizontal end of the intermediate lever of the vertical movement 8 located under the capillary lever 1 moves the pusher of the kaipila lever 10 in the shape of a thin rod, which transfers the movement to the capillary levers 1. The pusher of the capillary lever 10 is mounted with a rocker. between the capillary lever 1 and the intermediate lever of vertical movement 8 allows free movement of the capillary lever 1 in the horizontal plane j. The breaker lever 2 is actuated by the capillary levers 1 by means of a short pusher of the breaker lever 4, the stroke of which is smaller than the stroke of the capillary lever 1. The stroke limitation is made by a limiter 11. Example solution of the breaker lever (2) is shown in Fig.2. The striker 30, having the shape of a square bent at a right angle, is pivotally mounted with respect to the snapping lever 2. The snapping arm parallel to the snapping lever 2 is pressed against it by a spring. The wire blank for the operation is clamped between the snapping arm and the crane. For the periodic reset of the clamp, a pneumatic breaker actuator 31 with a thin-walled piston and small dimensions is used, fixed to the cross table 3, which through the pusher 32 presses on the breaker frame perpendicularly to the breaker lever 2 . ' The breaker actuator 31 is controlled by a pneumatic valve actuated by the breakaway brake cam 25 (FIG. 1). The connection between the valve and the actuator is made by a flexible plastic conduit. In addition, an electrode 43 is attached to the cross table 3. ball on the end of the wire protruding from the capillary by means of an electric discharge. The operation of the device is as follows, during the rotation of the cams 20, 21, 22, 25, the caipillary mounted on the capillary lever 1 'performs movements in the horizontal and vertical plane according to the program 30 determined by the outline of the cams. The end of the capillary successively touches the contact points on the semiconductor structure and on the housing, attaching the wire passing through them to these points. When stationary at the contact point of the housing, the breaker 30 is crimped when the canister is lifted. the connection point, it protrudes from the capillary with the size of the difference in the strokes of the capillary lever 1 and a pick lever 2. In the upper position of the capillary 40, an electric discharge occurs between the electrode and the end of the wire extending from the capillary. The landing melts part of the wire "V to form a ball. This ball becomes attached to the structure's contact field during the next" downward movement "and stops in the lower position. Before the capillary moves downward, the breaker 30 is released by stripper actuator 31. The operation of the device is similar to that of most known solutions. Due to the structure discussed previously, ensuring low inertia of the elements and high stiffness, the set of capillary movements needed to make one connection between the semiconductor structure and the housing can be performed in 50-100 ms, including the stopping times of the capillary at the contacts of the structure and the housing. The high speed of the device is also possible due to the harmonic contours of curves * 20, in 21, 22, 25, which determine the speed and acceleration of the elements and thanks to the fact that the operation of the device is carried out with the uniform movement of the curves. The design and drive of the breaker 30, which must operate at a frequency of 100 Hz and the method of producing the ball by electric discharge, are adapted to the high speed of operation. The large dimensions of the cams make it possible to program the movements of the capillary to make several hundred connections, which allows making the complete integrated circuit during one rotation of the slots. Fig. 3 shows a variant of the device in which the drive of the snapping lever 2 takes place by means of a separate pusher of the snapping lever 14, the main snapping lever 12, The intermediate breaker lever 13 and the additional cam 23. This method of driving the breakout lever eliminates the vibrations related to the impact action of the capillary lever 1 through the pusher 4 and the impact of the breaker lever 2 and the stop 11. Fig. 4 shows a variation. The machine is equipped with a wire tension lever 19 with programmable movement. The lever for tensioning the wire 9 has at its end made in the form of planes pressing against each other with a slight force of 0.5-2 G, between which the wire for making connections runs. The tensioner lever 19 is actuated by the second tensioner arm 18 through the main tensioner levers 16, the intermediate tensioner levers 15 and the first tensioner cable 17, an additional tensioner cam 24, and performs movements synchronized with the movement of the capillary. They enable the development or cancellation of the tension of the wire in various phases of making connections. This allows, among other things, to obtain a stable shape of the arc between the structure and the housing and to control the connection. The assembly, made in the known way, is not shown in the drawing. The entire operating mechanism of the device, consisting of a table, a system of levers and pushers, and cams, is attached to the cross table 40, enabling its movement in relation to basics - devices (ifig, 1) K Guiding the working mechanism to the funnel the correct position with respect to the semiconductor element given by the transport unit is made? manually by the operator with the aid of a micro-manipulator or automatically, e.g. with a coupler in the preselection method, or through the stepper motors in the image analysis system. The cams 20, 21, 22, 23, 24, 25 are driven by the drive motor with the reducer 42 via the drive shaft 41. Isolating the drive unit from the universal shaft 40 by means of the drive shaft 41 causes, in addition to the advantageous reduction of the mass attached to the cross table, also cancels the reactions caused by acceleration and noise. Rotational movement of the cams. Patent claims 1. Device for quick wire connections between the structure and the housing of the ele-7 132 515 8 semiconductor merits and integrated circuits by thermocompression method including capillaries, levers, cams and a cross table, characterized by the capillary lever (1) and the tear-off lever (2) with the tear-off device (30) attached to the cross table (3) are driven in the mantle horizontally through the horizontal movement levers <5, 6) and the horizontal movement cams (20, 21), and in the vertical plane through the vertical movement main levers (7), the vertical movement intermediate levers (8), the pusher of the capillary lever (10), the pusher of the picking lever (4) and the vertical movement cam (22), and the stroke length of the picking lever (2) is determined by the stop (11), the capillary lever (1), the levers the horizontal movement (5, 6) and the vertical movement levers (7, 8) have a light thin-walled / shell structure, while the set of cams (20, 21, 22), rotating in a uniform motion, is outlined in accordance with the program a device that enables the connection of the semiconductor element or its parts during the full rotation of the cams, the cams having harmonic outlines with low radial acceleration. 2. Device according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the tear-off lever (2) is actuated by means of the pusher (14) and the next two bells (12, 13) by an additional cam (23). 3. Device according to claim A wire tensioning device according to claim 1, characterized in that it comprises a wire tensioning lever (19), is placed above the snapping lever (2), at the end of which a wire brake with adjustable pressure is attached, the wire tensioning lever (19) is moved vertically by means of a system consisting of an intermediate tensioner lever (15), a main tensioner lever (16), a tensioner rod (17, 18) by a second additional tensioner cam (24) rotating together with the the cams (20, 21, 22). 4. Device according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the breaker (30) is made in the form of a plate bent at a right angle and is spring-pressed against the breaker lever (2), actuated by a pneumatic actuator (31) by the breaker pusher (32), wherein an air actuator (31) is attached to the cross table (3), controlled by a pneumatic valve and driven by the break brake cam (25). 5. Device according to claim As claimed in claim 1, characterized in that the cross table (3), the levers driving the elements (5, 6, 7, 12, 16) and the cams (20, 21, 22, 23, 24, 25) are fixed to the cross table (40 ) placed on the base of the device and moved by known means to align the zero point of the housing structure of the semiconductor element to be welded, the drive of all cams (20, 21, 22, 23, 24, 25) being obtained from of the drive motor with the reduction gear (42) through the universal joint shaft (41). 2i 22132 515 Hq. 2 [mu] g] Fig. 3132 515 Fig. 4 Kosaaiki A-2234 W A- * Price IM xl PL

Claims (5)

Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do szybkiego wykonywania pola¬ czen drutowych miedzy struktura a obudowa ele-7 132 515 8 meritów pólprzewodnikowych i ukladów scalonych metoda termokompresji zawierajace kapilare, dzwignie, krzywki i stolik krzyzowy, znamienne tym, ze dzwignia kapilary (1) i dzwignia zrywacza (2) ze zrywaczem (30) zamocowane przebugowo do stolika krzyzowego (3) sa napedzane w plaszczyz¬ nie poziomej poprzez dzwignie ruchu poziomego <5, 6) i krzywki ruchu poziomego (20, 21), a w pla¬ szczyznie pionowej poprzez dzwignie glówna ru¬ chu pionowego (7), dzwignie posrednia ruchu pio- -nowego (8), popychacz dzwigni kapilary (10), popy¬ chacz dzwigni zrywacza (4) i krzywke ruchu piono¬ wego (22), zas wielkosc skoku dzwigni zrywacza (2) jest ustalana przez ogranicznik (11), przy czym dzwignia kapilary (1), dzwignie ruchu poziomego (5, 6) oraz dzwignie ruchu pionowego (7, 8) maja lek¬ ka cienkoscienna /budowe skorupowa, zas zespól krzywek (20, 21, 22), obracajacy sie ruchem jedno¬ stajnym, ma zarysy wykonane zgodnie z progra¬ mem umozliwiajacym wykonanie polaczen elemen¬ tu pólprzewodnikowego, badz jego czesci w cza¬ sie pelnego obrotu krzywek, przy czym krzywki maja zarysy harmoniczne o malych przyspieszeniach promieniowych.Claims 1. Device for quick wire connections between the structure and the housing of the ele-7 132 515 8 semiconductor merits and integrated circuits by thermocompression method consisting of capillaries, levers, cams and a cross table, characterized by the capillary lever (1) and the lever the breaker (2) with the breaker (30) attached to the cross table (3), are driven in the horizontal plane by the horizontal movement levers <5, 6) and the horizontal movement cam (20, 21), and in the vertical plane by the levers main vertical movement (7), vertical movement intermediate levers (8), capillary lever pusher (10), pusher lever pusher (4) and vertical movement cam (22), and the stroke length of the picking lever (2) is fixed by the stop (11), the capillary lever (1), the horizontal movement levers (5, 6) and the vertical movement levers (7, 8) having a light thin-walled / shell structure, while the cam assembly (20 , 21, 22), rotating in motion The bottom of the stable has outlines made in accordance with a program for making connections of the semiconductor element or its parts during the full rotation of the cams, the cams having harmonic outlines with low radial acceleration. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze dzwignia zrywacza (2) jest poruszana za posred¬ nictwem jpopychacza (14) i kolejnych dwóch dzwg- ni (12, 13) przez dodatkowa krzywke (23).2. Device according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the tear-off lever (2) is actuated by means of the pusher (14) and the next two bells (12, 13) by an additional cam (23). 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zawiera dzwignie naciagu drutu (19), umieszczo~ 10 18 25 na nad dzwignia zrywacza (2), na koncu której za¬ mocowany jest hamulec drutu o regulowanym na¬ cisku, przy czym dzwignia naciagu drutu (19) jest poruszana w kierunku pionowym za posrednictwem ukladu zlozonego z posredniej dzwigni napinacza (15), glównej dzwigni napinacza (16),, ciegien napi- naczy (17, 18) przez druga dodatkowa krzywke na¬ pinacza (24), obracajaca sie wspólnie z zespolem krzywek (20, 21, 22).3. Device according to claim A wire tensioning device according to claim 1, characterized in that it comprises a wire tensioning lever (19), is placed above the snapping lever (2), at the end of which a wire brake with adjustable pressure is attached, the wire tensioning lever (19) is moved vertically by means of a system consisting of an intermediate tensioner lever (15), a main tensioner lever (16), a tensioner rod (17, 18) by a second additional tensioner cam (24) rotating together with the the cams (20, 21, 22). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zrywacz (30) jest wykonany w postaci blaszki zagietej pod katem prostym i dociskanej sprezyna do dzwigni zrywacza (2), poruszanej za pomoca si¬ lownika pneumatycznego (31) przez popychacz zry¬ wacza (32), przy czym silownik pneumatyczny (31) jest zamocowany do stolika krzyzowego (3), stero¬ wany przez zawór pneumatyczny i napedzany przez krzywke hamulca zrywajacego (25).4. Device according to claim A device as claimed in claim 1, characterized in that the breaker (30) is made in the form of a plate bent at a right angle and is spring-pressed against the breaker lever (2), actuated by a pneumatic actuator (31) by the breaker pusher (32), wherein an air actuator (31) is attached to the cross table (3), controlled by a pneumatic valve and driven by the break brake cam (25). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze stolik krzyzowy (3), dzwignie napedzajace ele¬ menty (5, 6, 7, 12, 16) oraz krzywki (20, 21, 22, 23, 24, 25) sa zamocowane do stolu krzyzowego (40) umieszczonego na podstawie urzadzenia i porusza¬ nego za pomoca znanych elementów w celu napro¬ wadzania na punkt zerowy struktury obudowy la¬ czonego elementu pólprzewodnikowego, przy czym naped wszystkich krzywek (20, 21, 22, 23, 24, 25) jest otrzymywany od silnika napedowego z reduk¬ torem (42) poprzez wal przegubowy (41). 2i 22132 515 Hq.2 ii\ jg] fig 3132 515 fig. 4 PZGraf. Kosaaiki A-2234 W A-* Cena IM xl PL5. Device according to claim As claimed in claim 1, characterized in that the cross table (3), the levers driving the elements (5, 6, 7, 12, 16) and the cams (20, 21, 22, 23, 24, 25) are fixed to the cross table (40 ) placed on the base of the device and moved by known means to align the zero point of the housing structure of the semiconductor element to be welded, the drive of all cams (20, 21, 22, 23, 24, 25) being obtained from of the drive motor with the reduction gear (42) through the universal joint shaft (41). 2i 22132 515 Hq. 2 [mu] g] fig 3132 515 fig. 4 PZGraf. Kosaaiki A-2234 W A- * Price IM xl PL
PL22588280A 1980-07-24 1980-07-24 Apparatus for fast realization of wire connections between structure and case of semiconductor elements and integrated circuits using thermocompression method PL132515B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL22588280A PL132515B1 (en) 1980-07-24 1980-07-24 Apparatus for fast realization of wire connections between structure and case of semiconductor elements and integrated circuits using thermocompression method
DD23199381A DD202356A5 (en) 1980-07-24 1981-07-22 DEVICE FOR FAST EXPANSION OF WIRE CONNECTIONS BETWEEN THE STRUCTURE AND THE HOUSING OF SEMICONDUCTOR ELEMENTS AND INTEGRATED CIRCUITS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL22588280A PL132515B1 (en) 1980-07-24 1980-07-24 Apparatus for fast realization of wire connections between structure and case of semiconductor elements and integrated circuits using thermocompression method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL225882A1 PL225882A1 (en) 1982-02-01
PL132515B1 true PL132515B1 (en) 1985-03-30

Family

ID=20004402

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL22588280A PL132515B1 (en) 1980-07-24 1980-07-24 Apparatus for fast realization of wire connections between structure and case of semiconductor elements and integrated circuits using thermocompression method

Country Status (2)

Country Link
DD (1) DD202356A5 (en)
PL (1) PL132515B1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3447587A1 (en) * 1984-12-28 1986-07-10 Foton Production Automation GmbH Präzisionsmaschinenbau, 8000 München MACHINE FOR FASTENING THE CONNECTING WIRE AT THE CONNECTION SITES OF A SEMICONDUCTOR COMPONENT AND THE SEMICONDUCTOR COMPONENT HOUSING
DE3537551A1 (en) * 1985-10-22 1987-04-23 Delvotec S A Bonding capillary and a method for bonding using such a bonding capillary
DE29608277U1 (en) * 1996-04-30 1996-09-19 F&K Delvotec Bondtechnik Gmbh Ball bonding device

Also Published As

Publication number Publication date
DD202356A5 (en) 1983-09-07
PL225882A1 (en) 1982-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1797973A1 (en) Combined panel bender-press brake machine
CN109922901B (en) Manufacturing system with manipulator
EP0554533A1 (en) Wire bending apparatus
CN1019279B (en) Robotized handling device and sheet metal bending system featuring same
JPH0571328B2 (en)
KR100259886B1 (en) Machine tool for the punching and shaping of the lead-outs of integrated circuits
PL132515B1 (en) Apparatus for fast realization of wire connections between structure and case of semiconductor elements and integrated circuits using thermocompression method
JPH0132654B2 (en)
US4838472A (en) Orthogonal axis device with linear motors for positioning and bonding wires onto electronic components
WO2021008837A1 (en) Device and method for automatically removing grinding wheels
CN111656881B (en) Gripping device and attachment device
EP0919301A1 (en) Back gauge device
CN216064800U (en) Automatic packaging assembly line of high-precision sensor
KR0144854B1 (en) Equipment for transporting goods
JP3573395B2 (en) Hemming device and hemming method
CN111278582A (en) Punching device and punching system
US3601304A (en) Wire bonder
KR100605080B1 (en) High acceleration spindle drive and method of using same
CN112007972A (en) Follow-up bending machine clamp
JPS6375905A (en) Positioning device for parts
SU1073086A1 (en) Manipulator
US6283352B1 (en) Apparatus for a stepwise feeding of a strip-like workpiece
SU1043036A1 (en) Automatic production line
CN108656197A (en) A kind of positioning feed mechanism of perforating press
US5212884A (en) Device for the series production of moebius-type ribbons