WO1994028562A1

WO1994028562A1 - Wickelkopf

Info

Publication number: WO1994028562A1
Application number: PCT/DE1994/000395
Authority: WO
Inventors: David Finn
Original assignee: Amatech Gmbh & Co. Kg
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1994-04-08
Publication date: 1994-12-08
Also published as: DE59401482D1; EP0700575B1; JPH09501015A; ATE147190T1; US6023837A; JP3190345B2; EP0700575A1; ES2096462T3

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung einer Spulenwicklung (33) aus Wickeldraht auf einem Wicklungsträger (32) mit einem eine Drahtführungseinrichtung (16) aufweisenden, relativ zum Wicklungsträger (32) bewegbaren Wickelkopf (10), bei dem neben der Drahtführungseinrichtung (16) eine Drahtverbindungseinrichtung (17) und eine Drahttrenneinrichtung (18) als weitere integrale Einrichtungen des Wickelkopfs (10) vorgesehen sind.

Description

Wickelkopf

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung einer Spulenwicklung aus Wickeldraht auf einem Wicklungεträger mit einem eine Drahtfüh¬ rungseinrichtung aufweisenden, relativ zum Wick¬ lungsträger bewegbaren Wickelkopf. Des weiteren be¬ trifft die Erfindung ein mittels dieser Vorrichtung durchführbares Verfahren zur Herstellung einer elek¬ trisch leitfähigen Verbindung.

Vorrichtungen der obengenannten Art können bei der Herstellung von Spulenanordnungen verwendet werden, bei denen ein Drahtleiter mittels eines Wickelkopfs zur Bildung einer Spulenwicklung um den Wicklungs¬ träger gewickelt wird und Drahtenden des Wickel¬ drahts mit Anschlußflächen des Wicklungsträgers oder denen benachbarter Bauelemente verbunden werden. Um die Verbindung der Drahtenden mit den Anschlußflä¬ chen herzustellen, werden neben dem Wickelkopf wei¬ tere Einrichtungen, nämlich eine Verbindungseinrich¬ tung und eine Drahttrenneinrichtung benötigt. Bei der Herstellung einer derartigen Spulenanordnung kann dabei so vorgegangen werden, daß zunächst mit¬ tels der Verbindungseinrichtung ein Drahtende mit einer Anschlußfläche verbunden wird, anschließend mittels dem Wickelkopf die Ausbildung der eigentli¬ chen Spulenwicklung um den Wicklungsträger herum erfolgt, und schließlich das laufende Drahtende des Wickeldrahts mittels der Verbindungseinrichtung mit einer weiteren Anεchlußfläche verbunden und mittels der Drahttrenneinrichtung durchtrennt wird. Eine derartige Anordnung zur Durchführung des vorstehend grob erläuterten Verfahrens ist in der PCT-Anmeldung PCT/DE92/00928 der Anmelderin näher beschrieben.

Durch die Vielzahl der an der Herstellung einer de- rar-tigen Spulenanordnung beteiligten Einrichtungen ergibt sich ein insgesamt komplexer Aufbau bei der bekannten Vorrichtung, wobei sich insbesondere durch die vom Wickelkopf zwischen den einzelnen, örtlich fest installierten Fertigungsstationen (Verbindungs- Station, Trennstation) zurückzulegenden Wege ent¬ sprechend hohe Fertigungszeiten ergeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun¬ de, eine gattungsgemäße Vorrichtung bzw. ein Verfah- ren zu schaffen, die bzw. das einen möglichst kom¬ pakten Aufbau und eine Verkürzung der Fertigungszei¬ ten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Drahtführungseinrichtung, die Verbindungseinrichtung und die Drahttrenneinrichtung integrale Einrichtun- gen des Wickelkopfs. Durch eine derartige Vorrich¬ tung ist quasi ein hochintegrierter Wickelkopf ge¬ schaffen, der neben der eigentlichen Drahtfüh¬ rungsfunktion beim Wickeln eines Drahtleiters auf einen Wicklungsträger auch gleichzeitig die Funktio- nen des Verbindens der Drahtenden mit dem Wicklungs¬ träger oder einem hiervon separaten anderen An¬ schlußflächenträger und die abschließende Draht¬ trennfunktion übernimmt. Durch die Zusammenfassung in einer baulichen Einheit stellt die gesamte Vor- richtung eine kompakte Anordnung dar, so daß in ein und derselben Relativposition gegenüber der An¬ schlußfläche des Anschlußflächenträgers sowohl die Verbindung des Drahtleiters mit der Anschlußfläche als auch das Durchtrennen des Drahtleiters erfolgen kann. Hierdurch entfallen bei der Verbindungsher¬ stellung Zwischenwege, die dadurch entstehen, daß bei Vorrichtungen gemäß dem Stand der Technik die Drahtführungseinrichtung von einer Verbindungsein¬ richtung zu einer Trenneinrichtung geführt werden muß.

Obwohl die erfindungsgemäße Vorrichtung sich, wie vorstehend erläutert, besonders zur Herstellung von Spulenanordnungen, also sowohl zur Durchführung ei¬ nes Wickelvorganges als auch zur Durchführung der Verbindungstechnik eignet, läßt sich die erfindungs- gemäße Vorrichtung gleichermaßen vorteilhaft ganz allgemein dort verwenden, wo es darauf ankommt, an bestimmten Stellen Verbindungen zwischen einem Drahtleiter und einer Anschlußfläche zu schaffen und im Zwischenbereich den Drahtleiter mit der hier als Wickelkopf bezeichneten erfindungsgemäßen Wickel/- Verbindungs-Vorrichtung auf einer vorgegebenen Bewe- gungεbahn von der einen Verbindungεstelle zur ande¬ ren Verbindungsstelle zu führen. Dabei muß nicht in jedem Fall ein Wickelvorgang ausgeführt werden, son- dem es kann auch bei entsprechender Achsenεteuerung der Wickel/Verbindungs-Vorrichtung etwa ein meander- förmiger Verlauf in einer Ebene oder jeder andere beliebige Drahtverlauf zwischen zwei Verbindungs¬ stellen erzeugt werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfin¬ dungsgemäßen Vorrichtung sind die Drahtführungsein¬ richtung, die Verbindungseinrichtung und die Draht¬ trenneinrichtung in einem Werkzeugkopf zusammenge- faßt, wobei die für die einzelnen Einrichtungen not¬ wendigen Betätigungs- oder Zustellorgane außerhalb des Werkzeugkopfs angeordnet sind. Dieser Aufbau bedeutet eine Miniaturisierung, die die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch bei kleinsten Anschlußflächen, wie etwa den standardmäßig nur 100 Mikrometer x 100 Mikrometer Anschlußflächen eines Chips, ermöglichen.

Vorzugsweiεe ist der Drahtführungseinrichtung eine Drahtablenkeinrichtung zugeordnet, die es ermöglicht einen aus Raumersparniεgründen etwa parallel zur Verbindungseinrichtung zugeführten Drahtleiter quer zur Zustellachεe der Verbindungseinrichtung abzulen¬ ken, so daß bei Durchführung der Verbindung der Drahtleiter zwischen der Verbindungseinrichtung und der Anschlußfläche zu liegen kommt.

An dieser Stelle sei bemerkt, daß die Verbindungs¬ einrichtung nicht auf eine bestimmte Art beschränkt ist, sondern daß vielmehr beliebig aus der Reihe der zur Verfügung stehenden Verbindungεeinrichtungen, wie etwa eine Thermode,, eine Thermoεonic-Verbin- dungseinrichtung, eine Laserschweißeinrichtung usw., oder auch eine Kombination davon, ausgewählt werden kann.

Bei der Verwendung einer Laserschweißeinrichtung erweist sich inεbesondere eine derartige als vor¬ teilhaft, wie sie in der DE-OS 42 00492 beschrieben ist, bei der die von einer Laserquelle emittierte Laserleistung mittels eineε Glasfaserleiters unmit- telbar zur Verbindungsstelle geleitet wird. Bei Ver¬ wendung einer derartigen Laserschweißeinrichtung zusammen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung er¬ gibt sich der besondere Vorteil, daß der Wickelkopf εelbst nicht durch die die Laserquelle bildende Ge- räteeinrichtung belastet werden muß, sondern diese ortεfest vom Wickelkopf entfernt angeordnet werden kann. Der Glasfaserleiter kann dann als Verbindungs- einrichtung in den Wickelkopf integriert sein. Hier¬ durch ist es möglich, eine leistungsstarke Laser¬ schweißeinrichtung bei der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung zu verwenden, ohne deren Masse durch die vorstehend erwähnte Geräteeinrichtung nachteilig zu erhöhen.

Es beεteht auch die Möglichkeit, die Drahtführungs¬ einrichtung, die Verbindungseinrichtung und die Drahttrenneinrichtung sämtlich oder teilweise zu einer Funktionseinheit zusammenzufassen. So kann etwa die Drahtführungseinrichtung mit der Verbin¬ dungseinrichtung zusammengefaßt werden, indem bei¬ spielsweise im Fall eines Thermosonic-Bondkopfs als Verbindungseinrichtung die Drahtzufuhr durch eine Kapillare im Bondkopf erfolgt. Auch ist es möglich, bei Bedarf zusätzlich noch die Trenneinrichtung in einer dann aus Drahtführungseinrichtung, Verbin¬ dungseinrichtung und Drahttrenneinrichtung zusammen- geεetzten Funktionεeinheit zu integrieren. Ein Bei¬ spiel dafür wäre ein mit einer Drahtführungskapil¬ lare versehener Thermosonic-Bondkopf, der überdies über eine im Drahtkontaktbereich ausgebildete Trenn¬ kante verfügt. Hiermit ließe sich ein Höchstmaß an Integration erreichen.

Vorzugsweise ist die Drahtablenkeinrichtung aus ei¬ ner quer zur Zustellachse der Drahtführungseinrich¬ tung wirkenden Ansaugeinrichtung gebildet. Bei die- ser vorteilhaften Auεgestaltung der Drahtablenkein¬ richtung wird zu deren Realisierung lediglich ein Saugluftanschluß im Bereich der Verbindungseinrich¬ tung benötigt, der bewirkt, daß der durch die Draht¬ führungseinrichtung etwa parallel zur Zustellachεe der Verbindungseinrichtung zugeführte Drahtleiter infolge der Saugkraft quer zur Zustellachse der Ver¬ bindungseinrichtung abgelenkt wird, so daß die Ver- bindungseinrichtung auf den Drahtleiter einwirken kann, etwa durch Wärme- und Druckbeaufschlagung im Fall einer Thermode.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, für die Drahtablenkeinrichtung eine quer zur Zustellachse der Verbindungseinrichtung verschwenkbare Greifein¬ richtung vorzusehen.

Eine vom Prinzip her ähnliche, jedoch hinsichtlich der erzielbaren Kompaktheit noch eher vorzuziehende, mögliche Ausführungsform einer Drahtablenkeinrich¬ tung besteht darin, die Drahtführungseinrichtung selbst quer zur Zustellachεe der Verbindungseinrich- tung verschwenkbar zu gestalten, um dann im Zusam¬ menwirken mit der Anschlußfläche des Anschlußflä¬ chenträgers, auf die der Drahtleiter auftrifft, eine derartige Ablenkung des Drahtleiters zu bewirken, daß der Drahtleiter zwischen der Verbindungseinrich- tung und der Anschlußfläche_ zu liegen kommt.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung derart aufgebaut ist, daß die den einzelnen Einrichtungen zugeordneten Betätigungs- oder Zustellorgane in einem mit dem Werkzeugkopf koppelbaren Werkzeugkopfträger angeord¬ net sind. Hierdurch wird die Möglichkeit geschaffen, bei Bedarf einen einfachen Werkzeugkopfwechsel aus¬ zuführen, um etwa besonders aufeinander abgestimmte Kombinationen von Werkzeugkopfeinrichtungen ankop¬ peln zu können. Beispielεweise kann es sich auch je nach Kombination der Materialien von Drahtleiter und Anschlußfläche als vorteilhaft erweisen, eine Ver¬ bindungseinrichtung eines bestimmten Typs zu verwen- den. So erweist sich etwa für eine Verbindung auf einer Anschlußfläche einer Kapton-Folie das Thermokompresεionsverfahren und bei einer Chipan- εchlußfläche daε Thermoεonic-Verfahren als vorteil¬ haft an, sowie auch eine Kombination dieser Verfah¬ ren denkbar ist. Unabhängig von der Wahl der Ver¬ bindungseinrichtung kann jedoch stets ein und das- εelbe Betätigungs- oder Zustellorgan zum Einsatz kommen. Abgesehen von einem einfachen und schnellen WerkzeugkopfWechsel wirkt sich dies günstig auf die Werkzeugbereitstellungskosten aus.

Für die Ausführung der Betätigungε- oder Zustellor¬ gane bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. So können dieεe etwa alε Druckluftbetätigungsorgane, wie Kolben/Zylinder-Einheiten, oder als Solenoid- Betätigungεorgane ausgebildet εein.

Des weiteren besteht die vorteilhafte Möglichkeit, neben der vorstehend beschriebenen Drahtführungsein¬ richtung noch eine weitere Drahtführungseinrichtung vorzusehen. Hierdurch ist es möglich, bei Bedarf, etwa wenn die Materialien von Drahtleiter und An¬ schlußfläche nicht verbindungskompatibel sind, einen Zusatzεtoff, wie beiεpielsweise Gold oder eine Gold¬ legierung, als Bonddraht zuzuführen, um eine siche¬ re, elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem Drahtleiter und der etwa aus einer Aluminiumfläche bestehenden Anschlußfläche zu gewährleisten.

Diese weitere Drahtführungseinrichtung kann in die Verbindungseinrichtung integriert sein.

Eine weitere vorteilhafte Maßnahme, um etwa die Ver¬ bindungskompatibilität zwischen dem Drahtleitermate¬ rial und dem Anschlußflächenmaterial herzustellen bzw. zu erhöhen, kann darin bestehen, im Bereich der Verbindungseinrichtung eine Schutzgaszuführeinrich¬ tung vorzusehen. Eine weitere mögliche Alternative besteht darin, im Bereich der Verbindungεeinrichtung für eine Vakuum¬ einrichtung zu εorgen, etwa dadurch, daß der gesamte Werkzeugkopf mit einer Vakuumglocke umgeben wird.

Der Schutzgaszuführeinrichtung kann auch eine Be- εchichtungεeinrichtung zugeordnet εein, die einen Auftrag einer Schutzεchicht auf die Verbindungsstel¬ le, etwa den Auftrag einer Passivierungsschicht als Korrosionsschutz, vorzugsweiεe noch während der Schutzgaεbeaufschlagung der Verbindungsstelle ermög¬ licht.

Zur Überwachung und/oder Steuerung der erfindungs- gemäßen Vorrichtung kann diese in einer besonderen Ausführungsform mit einer Kamera, insbesondere einer CCD-Kamera, versehen sein, die am Werkzeugkopf selbst oder auch am Werkzeugkopfträger angebracht sein kann. Je nach Art der Anbringung kann die Kame- ra auch in den Werkzeugkopf, oder den Werkzeugkopf¬ träger integriert sein.

Das durch eine Verwendung der erfindungsgemäßen Vor¬ richtung ermöglichte erfindungsgemäße Verfahren weist die Merkmale des Anspruchs 17 auf.

Erfindungsgemäß wird die Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 dazu verwendet, ei¬ nen bondfähigen Drahtleiter unmittelbar mit den un- gebumpten Anschlußflächen eines elektroniεchen Bau¬ elements, wie eines Chips, zu verbinden. Hierbei wird der Draht etwa unmittelbar mit den Aluminium- pads verbunden, ohne daß zuvor Bumps auf diesen auf¬ gebracht worden wären. Die Folge hiervon ist eine erhebliche Vereinfachung beim elektrischen Anschlie¬ ßen von Chips oder bei von der Anschlußtechnik her vergleichbaren Bauelementen. Als vorteilhaft erweist es sich, wenn als Drahtlei¬ ter ein bondfähiger Wickeldraht, vorzugsweise ein Kupfer-Bonddraht, verwendet wird. Hierdurch wird es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung erst zum Wickeln von Spulen zu verwenden, und anschließend mit ein und demselben Draht eine unmittelbare Ver¬ bindung mit einer ungebu pten Anschlußfläche herzu¬ stellen.

Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Verbindung zwischen Draht und Anschlußfläche in ei¬ ner Schutzgasatmosphäre oder unter Vakuum erfolgt, um die Qualität der Verbindung zu erhöhen.

Bevorzugte Ausführungεformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter beispielhafter Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachfolgend an¬ hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform mit einem an einen Werkzeug¬ kopfträger angekoppelten Werkzeugkopf;

die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung in vergrößer- ter Teildarεtellung nach dem Wickeln einer Spule und der Verbindung von Wickeldrahtenden auf Anschlußflä¬ chen eines Spulenträgers;

Fig. 3 A bis 3 C den Werkzeugkopfträger in verschie- denen, zeitlich einander nachfolgenden Konfiguratio¬ nen zur Ausbildung einer Drahtleiterverbindung;

Fig. 4 eine schematische Darstellung des Werkzeug¬ kopfes in einer ersten Variation des in Fig. 1 dar- gestellten Werkzeugkopfs; Fig. 5 eine schematische Darstellung des Werkzeug¬ kopfs in einer weiteren Variation des in Fig. 1 dar¬ gestellten Werkzeugkopfs.

Fig. 1 zeigt in einer ersten Ausführungsform eine Wickel/Verbindungs-Vorrichtung 10 mit einem Werk¬ zeugkopfträger 11 und einem Werkzeugkopf 12. Der Werkzeugkopf 12 iεt über ein hier als Verbindungs¬ hülse 13 ausgeführteε Verbindungselement mit dem Werkzeugkopfträger 11 lösbar verbunden. Zur lösbaren Verbindung weist die Verbindungshülse 13 in ihrem dem Werkzeugkopfträger 11 zugewandten Endbereich ein Innengewinde 14 auf, das mit einem nicht näher dar¬ gestellten Außengewinde des Werkzeugkopfträgers 11 zusammenwirkt.

Der Werkzeugkopf 12 weist eine Werkzeugaufnahme 15 mit darin aufgenommenen und geführten Werkzeugein¬ richtungen, nämlich eine Drahtführungseinrichtung 16, eine Verbindungseinrichtung 17, eine Drahttrenn¬ einrichtung 18 und eine Drahtablenkeinrichtung 19, auf.

Um eine Zustellbewegung der Drahtführungseinrichtung 16, der Verbindungseinrichtung 17 und der Draht¬ trenneinrichtung 18 in Richtung einer Zustellachse 20 zu ermöglichen, sind die genannten Einrichtungen an ihrem in Fig. 1 oberen Ende mit als Zustellorga¬ nen vorgesehenen pneumatischen Kolben/Zylinder-Ein- heiten 21, 22, 23 versehen. Zwischen Kolbenstangen 24 der Kolben/Zylinder-Einheiten 21, 22, 23 und den Enden der Einrichtungen 16, 17, 18 können, wie für die Drahttrenneinrichtung 18 beispielhaft darge¬ stellt, Dämpfungseinrichtungen 25 vorgesehen sein.

In diesem Fall erfolgt die Kopplung der Einrichtun¬ gen 16, 17, 18 nicht unmittelbar mit den Kolben/Zy- linder-Einheiten 21, 22, 23 sondern über die Dämpfungseinrichtungen 25.

Nachfolgend soll die Funktion der Wickel/Verbin- dungs-Vorrichtung 10 näher erläutert werden.

In Fig. 1 ist die Wickel/Verbindungs-Vorrichtung 10 in einer Wickelkonfiguration dargestellt, bei der sich die Drahtführungseinrichtung 16 in einer aus der Werkzeugaufnahme 15 vorgeschobenen Position be¬ findet. Dabei ist ein Wickeldraht 26 oder allgemein ein Draht, mit dem etwa eine Drahtverbindung zwi¬ schen zwei Anschlußflächen geschaffen werden soll durch die rohrför ig ausgebildete Drahtführungsein- richtung 16 hindurchgeführt. In dieser Konfiguration kann die Wickel/Verbindungs-Vorrichtung 10 in übli¬ cher Weise als ein im Raum ein- oder mehrachsig be¬ wegbarer Wickelkopf oder allgemein als Drahtfüh¬ rungskopf verwendet werden.

Um mit der in Fig. 1 dargestellten Wickel/Verbin- dungs-Vorrichtung 10 eine Verbindung des Drahtes 26 mit einer in Fig. 1 nicht näher dargestellten An¬ schlußfläche nach einem Wickelvorgang oder bei auf sonεtige Art und Weise fixiertem freien Drahtende 27 herzustellen, wird der Werkzeugkopf 12 zunächst in die Richtung des Pfeils 28 verfahren und die Draht¬ führungseinrichtung 16 durch Betätigung der Kolben/- Zylinder-Einheit 21 in den Werkzeugkopf 12 eingefah- ren. Dadurch legt sich der Draht 26 an die Untersei¬ te des Werkzeugkopfs an, so daß die Verbindungsein¬ richtung 17 aus dem Werkzeugkopf 12 herausgefahren werden kann, bis sie unter Zwischenlage des Drahts 26 an der Anschlußfläche anliegt. Je nach Abstand des Werkzeugkopfs 12 von der Anschlußfläche kann dabei die Wickel/Verbindungs-Vorrichtung 10 insge- samt in Richtung der Zuεtellachse 20 vorbewegt wer¬ den.

Je nach Art der Verbindungseinrichtung 17 arbeitet diese etwa mit Thermokompresεsion oder Ultraschal¬ lerregung mit oder ohne gleichzeitiger Erwärmung der Anschlußfläche, wodurch eine Verbindung des Drahts 26 mit der Anschlußfläche erfolgt. Nach erfolgter Verbindung wird die Trenneinrichtung 18 ausgefahren, die bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbei¬ spiel die Form eines Trennmessers aufweist, um den Draht 26 nahe der Verbindungsstelle zu durchtrennen.

Diese Konfiguration der Wickel/Verbindungs-Vorrich- tung 10 ist in Fig. 2 dargestellt. Hierbei befindet sich die Drahtführungseinrichtung 16 in zurückgezo¬ gener und die Verbindungseinrichtung 17 sowie die Drahttrenneinrichtung 18 in vorgeschobener Position.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 A bis 3 C sollen an¬ schließend noch die Konfigurationen der Wickel/Ver¬ bindungs-Vorrichtung 10 bei Durchführung einer Drahtverbindung, etwa zur Festlegung des Drahtendes auf einer Anschlußfläche vor Durchführung eines nachfolgenden WickelVorgangs oder für eine Draht¬ verbindung zwischen Anschlußflächen, beschrieben werden. Hierbei befinden sich abweichend von der Darstellung gemäß Fig. 1 in Fig. 3 A die Draht¬ führungseinrichtung 16, die Verbindungseinrichtung 17 und die Drahttrenneinrichtung 18 zunächst in ei¬ ner ganz zurückgezogenen Position und geben einen quer zur Zustellachse 20 verlaufenden Kanal 30 frei. Der durch die Drahtführungseinrichtung 16 zugeführte Drahtleiter 26 wird durch die hier als Ansaugein- richtung ausgeführte Drahtablenkeinrichtung 19 mit seinem freien Drahtende in eine Lage quer zur Zu¬ stellachse 20 gebracht, dabei kann der weitere Drahtvorschub durch die Drahtführungseinrichtung mittels einer Klemmeinrichtung verhindert werden. Neben der Klemmeinrichtung kann auch noch eine Ein¬ richtung vorgesehen werden, um den Draht durch Dü- senströmungen luftgestützt in die Drahtführungsein¬ richtung einzufädeln.

Anschließend wird, wie in Fig. 3 B dargestellt, die Verbindungseinrichtung 17 soweit ausgefahren, bis diese unter Zwischenlage des Drahts 26 an einer Anschlußfläche 29 anliegt. In dieser Stellung er¬ folgt nun die Verbindung des Drahts 26 mit der An¬ schlußfläche 29.

Nachfolgend wird, wie in Fig. 3 C dargestellt, auch die Drahttrenneinrichtung 18 ausgefahren, so daß der Draht 26 nahe der Verbindungsstelle durch die Trenn¬ einrichtung 18 getrennt werden kann. Das abgetrennte Drahtende wird dann durch die Saugeinrichtung 19 abgesogen. -.._ ■.

Fig. 2 zeigt beispielhaft als eine mögliche Anwen¬ dung der erfindungsgemäßen Wickel/Verbindungs-Vor¬ richtung 10 deren Einsatz bei der Herstellung einer Uhrenspule 31, die zum Einsatz in elektrisch betrie¬ benen Uhren dient und die einen Wicklungsträger 32 mit einer darauf angeordneten Spulenwicklung 33 auf¬ weist. Die Anschlußflächen der Uhrenspule 31 sind mittels einer sogenannten "Kapton-Folie" 34 ausge- bildet, die aus einer Kunststoffolie mit darauf auf¬ gebrachten Metallisierungsεchichten 35, 36 beεteht. In Fig. 2 sind auf den Metallisierungεεchichten 35, 36 zwei Verbindungsstellen 37, 38 zu erkennen, an denen Wickeldrahtenden 39, 40 mit den Metallisie- rungsschichten 35, 36 verbunden sind. Die in Fig. 2 dargestellte Uhrenspule 31 kann mit¬ tels der erfindungsgemäßen Wickel/Verbindungs-Vor¬ richtung 10 hergestellt werden, indem zunächst, wie in den Fig. 3 A, 3 B, 3 C dargestellt eine erste Verbindung des Wickeldrahts 26 mit der ersten Me- tallisierungεschicht 35 unter Ausbildung der Verbin¬ dungsstelle 37 erfolgt. Anschließend erfolgt mittels einer Überlagerung einer Rotationsbewegung des Wick- lungεträgerε 32 um seine Längsachεe und einer Trans- lationsbewegung des Werkzeugkopfs 12 in Richtung des Pfeils 41 und zurück die Ausführung der Spulenwick¬ lung 33. Schließlich wird, wie vorstehend εchon be¬ schrieben, die zweite Drahtverbindung an der Verbin¬ dungsstelle 38 und das Abtrennen des Drahtes 26 durchgeführt.

Die Fig. 4 und 5 zeigen in schematiεchen Darstellun¬ gen alternative Ausführungen von Werkzeugköpfen.

In Fig. 4 ist ein Werkzeugkopf 56 mit einer Drahtzu¬ führeinrichtung 42 dargestellt, die um einen Gelenk¬ punkt 43 quer zur Zustellachse 20 des Werkzeugkopfs verschwenkbar ist. In Fig. 4 ist die Drahtführungs¬ einrichtung 42 sowohl in ihrer im wesentlichen par- allel zur Zustellachse 20 ausgerichteten Wickelposi¬ tion als auch im verschwenkten Zustand dargestellt. Durch die Verschwenkbarkeit der Drahtführungsein¬ richtung 42 ist es möglich, auf eine separate Ab¬ lenkeinrichtung zu verzichten. Vielmehr wird bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Wickel¬ draht 26 durch einen Drahtvorschub bei verschwenkter Drahtführungseinrichtung 42 auf eine Anschlußfläche 44 geleitet und auf dieser abgelenkt. In dieser Stellung kann eine in Zustellachsenrichtung zustell- bare Verbindungseinrichtung 45 bis gegen die An¬ schlußfläche 44 verfahren werden, wobei der Draht 26 zwischen der Anschlußfläche 44 und einer Kontaktflä- ehe 46 der Verbindungseinrichtung 45 zu liegen kommt.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungεbeiεpiel iεt die Verbindungεeinrichtung 45 derart auεgeführt, daß in ihr eine weitere Drahtführungseinrichtung 47, etwa in Form eines Kanals, ausgebildet iεt, um einen Zuεatzdraht 48 auf die Anschlußfläche 44 zu führen, so daß die Verbindung des Drahts 26 mit der An- schlußfläche 44 gleichzeitig mit der Verbindung des Zusatzdrahts 48 mit der Anschlußfläche 44 erfolgen kann. Dieser Zusatzdraht 48 kann derart beschaffen sein, daß die Verbindung von schlecht miteinander verbindbaren bzw. verbindungsinkompatiblen Materia¬ lien des Drahtes 26 und der Anschlußfläche 44 ermög¬ licht wird. Auch ist es möglich, das Material des Zusatzdrahtε 48 εo auf die zu verbindenden Materia¬ lien abzuεtimmen, daß ein beεonderer Korrosions¬ schutz oder eine Isolierung nach außen hin gegeben iεt. Auf eine Darεtellung der Drahttrenneinrichtung wurde in Fig. 4 verzichtet.

Fig. 5 zeigt in einer weiteren Variante einen εche- matiεch dargestellten Werkzeugkopf 49, der ähnlich dem in Fig. 1 dargestellten Werkzeugkopf 12 eine Drahtführungseinrichtung 50, eine Verbindungsein¬ richtung 51 und eine Drahttrenneinrichtung 52 auf¬ weist. Abweichend von dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungεbeispiel weist der Werkzeugkopf 49 eine Ablenkeinrichtung 53 auf, die aus einer um einen zum Werkzeugkopf 49 gehörigen Gelenkpunkt 54 schwenkba¬ ren Greifeinrichtung besteht. Um den Draht 26, der aus der Drahtführungseinrichtung 50 nach unten her- auεgeführt iεt in eine Verbindungεpoεition zu ver- bringen, in der der Draht zwiεchen der Verbindungs¬ einrichtung 51 und einer in Fig. 5 nicht näher dar¬ gestellten Anschlußfläche zu liegen kommt, wird der Draht 26 von einem Greifer 55 der Ablenkeinrichtung 53 aufgenommen und der gehaltene Draht 26 mit dem Greifer um den Gelenkpunkt 54 in seine in Fig. 5 linke Position verschwenkt. Ausgehend von dieser Drahtposition kann dann wieder, wie vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 3 B und 3 C beschrieben, eine Verbindung des Drahts 26 mit einer Anschlußflä¬ che und eine anschließende Durchtrennung des Drahtes 26 erfolgen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Herεtellung einer Spulenwick- lung auε Wickeldraht auf einem Wicklungεträger mit einem eine Drahtführungεeinrichtung aufwei- εenden, relativ zum Wicklungεträger bewegbaren

Wickelkopf, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Drahtführungεeinrichtung (16, 42,

47) eine Drahtverbindungεeinrichtung (17, 45, 51) und eine Drahttrenneinrichtung alε weitere integrale Einrichtungen deε Wickelkopfε (10) vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anεpruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtführungεeinrichtung (16, 42, 47), die Verbindungεeinrichtung (17, 45, 51) und die Drahttrenneinrichtung (18, 52) in einem Werkzeugkopf (12, 49, 56) zuεa - mengefaßt εind, wobei deren Betätigungs-/ Zustellorgane außerhalb des Werkzeugkopfs angeordnet εind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung (17) als ein in den Wickelkopf (10) integrierter Glasfaεerlei- ter auεgeführt iεt, der mit einer vorzugεweiεe unabhängig vom Wickelkopf (10) angeordneten Laserquelle verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahtführungεeinrichtung (16, 42, 47) eine Drahtablenkeinrichtung (19, 53) zugeordnet iεt zur Ablenkung des Drahts (26) in eine Richtung quer zur Zustellach- εe (20) der Verbindungεeinrichtung (17,

45, 51).

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtführungεeinrichtung (16, 42, 47), die Verbindungεeinrichtung (17, 45, 51) und die Drahttrenneinrichtung (18, 52) εämtlich oder teilweiεe zu einer Funk- tionseinheit zusammengefaßt sind.

6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtablenkeinrichtung (19) aus einer quer zur Zustellachεe (20) der Verbindungεein¬ richtung (17) wirkenden Anεaugeinrichtung ge¬ bildet iεt.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der

Anεprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtablenkeinrichtung (53) aus einer quer zur Zustellachεe (20) der Ver- bindungεeinrichtung (51) verεchwenkbaren

Greifeinrichtung gebildet iεt.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Anεprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drahtablenkung die Drahtführungs¬ einrichtung (42) quer zur Zustellachse (20) der Verbindungεeinrichtung (45) ver¬ schwenkbar ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs-/Zustellorgane (21, 22, 23) in einem mit dem Werkzeugkopf (12, 49, 56) koppelbaren Werkzeugkopfträger (11) angeordnet εind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungε-/Zuεtellorgane (21,

22, 23) alε Druckluftbetätigungεorgane auεgebildet εind.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Anεprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs-/Zuεtellorgane (21, 22, 23) alε Solenoid-Betätigungεorgane ausgebildet sind.

12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Drahtführungseinrichtung (47) vorgesehen iεt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Drahtführungseinrichtung (47) in die Verbindungεeinrichtung (45) integriert ist.

14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Verbindungseinrichtung (17, 45, 51) eine Schutzgaszuführeinrich- tung vorgeεehen iεt.

15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der An¬ εprüche 1 biε 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Verbindungεeinrichtung (17, 45, 51) eine Vakuumeinrichtung zur Erzeugung eineε Vakuumε im Verbindungεbereich vorgeεehen iεt.

16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangehenden Anεprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Werkzeugkopf (12, 49) oder am Werk- zeugkopfträger (11) eine Überwachungεkame- ra, inεbesondere eine CCD-Kamera vorgese¬ hen ist.

17. Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einem Drahtlei¬ ter (26) und einer Anschlußfläche (29, 44) ei¬ nes Anεchlußflächenträgerε mit einer Vorrich¬ tung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Drahtführungseinrichtung (16, 47, 52) geführte Drahtleiter (26) unmittelbar mit einer ungebumpten Anεchlußflache (29, 44) eines elektroniεchen Bauelementε, wie eines Chips, verbunden wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß alε Drahtleiter (26) ein bondfähiger Wickeldraht, vorzugεweiεe ein Kupfer-Bonddraht, verwendet wird.

19. Verfahren nach Anεpruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung deε Drahtleiterε (26) mit der Anschlußfläche (29, 44) in einer Schutzgasatmoεphäre erfolgt.

20. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung des Drahtleiters (26) mit der Anεchlußflache (29, 44) unter Vakuum er¬ folgt.