WO2006077167A2 - Verfahren zur durchgehenden verlegung eines leitungsdrahtes auf einer leiterplatte und vorrichtung zur durchführung des verfahrens - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a method for welding a conductor wire with a conductive foil, which is preferably intended for connection to a printed circuit board carrier for producing a printed circuit board, wherein the thickness or the diameter of the conductor wire is preferably greater than the thickness of the conductive film according to the preamble of Claim 1 and an apparatus for carrying out this method.
  • signals and currents on printed circuit boards for electrical and electronic circuits are transmitted through traces produced by an etching process, i. from a copper foil applied to a carrier plate, the areas lying between the desired conductor tracks are etched away and thus electrically separated from one another and the copper foil is obtained only at the desired locations. Since the thickness of the copper foil and the cross section of the conductor tracks which can be produced by this method are limited, inter alia, by the assembly and wiring density and due to the technical possibilities of the etching process, in this case the transmission of higher currents, but also in particular in the case of single-layer or two-layer boards, is particularly advantageous when demanding sophisticated technical specifications are often inadequate or impossible according to this procedure.
  • DE 101 08 168 C1 describes a method for producing a multiwire printed circuit board using a wire-writing method, wherein on the inside of a thin surface element made of electrically conductive material, the wire Writing corresponding wires defined laid and contacted at defined contact points of the surface element and fixed. Subsequently, a stabilizing surface element is set on the inside of the surface element with the contacted wires. Thereafter, the thin surface element is structured from its outside in such a way that the contact points are separated from the remaining surface element and thus electrically isolated from each other.
  • Such circuit boards of small thickness can be assembled into a compact multi-layer circuit.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method for welding a conductor wire with a conductive foil, which is preferably intended for connection to a printed circuit board carrier for producing a printed circuit board, wherein the thickness or the diameter of the conductor wire is preferably greater than the thickness the conductive film, and which is easy and inexpensive to implement, can be used industrially in automatic wire-writing machines and significantly improves the previously known methods, in particular in the manner described above.
  • This object is achieved by a method for welding a lead wire with a conductive foil according to the preamble of the claim 1, wherein the conductive film is - at least during the welding - in contact with a thermal separation plate whose thermal conductivity is lower than that of the conductive film.
  • the object according to claim 26 is achieved by a device for carrying out the method according to the invention, which device comprises at least the following devices which are numerically controlled by an electronic control device:
  • the method according to the invention it is advantageously possible to weld a large spectrum of conductor wires to the copper foils with typical thicknesses between 18 ⁇ m and 70 ⁇ m, which are typically used in the electronic field, and to guide the lead wires embedded in the interior of the printed circuit board.
  • lead wires with a round or rectangular cross-section can be used, the diameter or thickness of which is greater, for example by a factor of 2 to 10, than the thickness of the conductive foil.
  • the inventive method is also advantageous for copper foils with several hundred micron strength to use. Another advantage is the high security and quality of the weld, which can be achieved by the method according to the invention.
  • the effective cross-sectional development available for the flow of current can be largely maintained in the area of the weld, thus avoiding the formation of so-called "hotspots.”
  • a very good mechanically and chemically resistant welding is possible with respect to unfavorable environmental conditions Due to the wide range of weldable wires and the large
  • freedom in the selection of the conductive foil can be achieved in new fields of application, in particular in the power and high-current range, but also in the combination of power electronics, inter alia with precision electronics, highly integrated electronics and / or high assembly density.
  • Another advantage is the high welding speed and the very good industrial applicability, for example with numerically controlled wire typewriters.
  • the thermal conductivity of the thermal separating plate may be at least a factor of 2, preferably at least a factor of 5, lower than that of the conductive foil, at least in a region around the welding region. In this way, a particularly good weld quality can be achieved by the controlled removal of the heat generated during welding.
  • the thermal separator plate may have a higher melting temperature and a higher thermal resistance than the conductive foil and / or the temperature load during the welding operation, whereby a softening of the separator plate, connection of the separator plate with the conductive foil and / or unfavorable physicochemical interaction between the thermal separator plate and the conductive foil during welding is avoided.
  • the thermal separation plate can have a coating with higher thermal resistance and / or lower thermal conductivity than the base material, at least in a contact region around the welding region to the conductive film, preferably in the entire contact region of the conductive film.
  • the thermal separation plate can have an inert surface, preferably in the form of an inert coating, at least in a contact region around the welding region to the conductive film, preferably in the entire contact region of the conductive film.
  • an inert surface or inert coating it is possible on the one hand to avoid a superficial change of the thermal separating plate in contact with the conductive foil and / or the ambient air and / or other substances present during the heating by the welding process and, on the other hand, a physical, physicochemical and / or chemical compound be prevented between conductive foil and thermal separating plate.
  • the thermal separating plate can be electrically conductive, preferably highly conductive, whereby the thermal separating plate can be used for passing and / or propagating the welding current, and the welding result can be improved.
  • the thickness of the thermal separator plate may be greater by at least a factor of 5 and at most a factor of 300 than that of the conductive foil. This results in favorable conditions with respect to the thermal insulation and current transmission.
  • the thermal separation plate between the conductive foil and a power distribution device may be preferably made of a copper block.
  • a thermal partition sandwich arrangement in which a copper block having a larger thickness (for example, ten times as thick as the thermal separator plate) is disposed on the side of the thermal separator plate opposite to the conductive foil ensures uniform distribution and dissipation of the welding current.
  • the thickness or the diameter of the conductor wire to be welded may preferably be larger by a factor of 2 to 10 than the thickness of the conductive foil.
  • a further, different from wire and / or board metallic component can be introduced at the weld.
  • diffusion processes during the welding process result in the formation of a homogeneous electrical phase in a micro-alloying region, whereby the bonding temperature and bonding strength are favorably influenced.
  • the wire may have at least one further metallic component, which is different from wire and / or plate, preferably in the form of a metallic coating, in particular of silver or tin.
  • the welding can be carried out by a contact welding method, whereby a particularly accurate monitoring and control of the welding parameters and locally concentrated heating and a particularly high-quality welding result can be ensured.
  • the counterelectrode may be arranged opposite the welding electrode with respect to the plane of the plate.
  • higher welding currents can be used, which can be advantageous for the welding of particularly thick lead wires on thicker conductive foils.
  • two electrodes carrying welding current may be arranged on the same side with respect to the plane of the contact surface between the conductive foil and the thermal separator plate. In this way, welding power supply and welding current discharge can be performed from the same side, namely, the processing side of the conductive film and independent of the conductivity ratios of the thermal separation plate.
  • two welding electrodes can be positioned with respect to the lead wire, whereby a stronger focus of the welding current can be made on the location of the welding.
  • the counter electrode may be formed as a surface electrode and be arranged on the same side with respect to the plane of the plate of the welding electrode.
  • stripping of an insulated conductor wire by thermal melting and / or by mechanical removal or removal or squeezing, preferably by thermal melting by means of a laser or burning by means of the welding electrodes can be carried out.
  • such wires can be laid inexpensively and efficiently by means of wire-writing machines with the method according to the invention and contacted with the conductive foil.
  • the melting of the insulation by a positionable to the lead wire electrode pair preferably below Control and monitoring of process parameters are made. In this way, the insulation of insulated wires can be removed very quickly, easily and inexpensively and without the use of a laser or a wire stripping device.
  • the polarity direction of the pair of electrodes which can be positioned relative to the conductor wire can be changed periodically during stripping. As a result, the uneven electrode erosion during the stripping can be avoided.
  • an electrode pair which can be positioned to the lead wire can be poled the same for parallel passage welding and connected in parallel.
  • the conductor wire can be tensioned and held down at least during the welding process by a pressing device.
  • a pressing device By using such a pressing device, a lifting or warping of the conductor wire during the welding process and an unclean laying of the conductor wire, in particular after separation of the conductor wire from a conductor wire feeding device and a bad welding can be avoided.
  • the conductor wire can be glued in places, preferably at locations at which the lead wire laying direction is changed. In this way, a clean and flat laying of the wires can be ensured by this type of fixation and so also made an "orthogonal wire routing" or unfavorable wire crossings or Juxtapositionen or the lead wire laying, for example, in drilling or via areas are avoided. It is both possible to selectively apply the adhesive at the positions predefined by the wiring or wirerouting layout during the wire writing but even before positioning the wire or in a previous step or to equip or prefabricate the conductive film with a solid adhesive dot or adhesive surface structure and so securely fix the subsequently laid wires.
  • the adhesive may preferably be applied to the bonding sites by dripping, spraying or spraying.
  • the adhesive can be locally applied very precisely and introduced between the lead wire and conductive foil.
  • the adhesive can be activated by accelerating electromagnetic energy, preferably by UV radiation and / or crosslinkable and / or accelerated in its setting.
  • electromagnetic energy preferably by UV radiation and / or crosslinkable and / or accelerated in its setting.
  • a method for continuous laying of an insulated conductor wire between electrical connection points arranged on a printed circuit board can be carried out by means of a numerically controlled device which comprises at least the following steps:
  • connection section of the conductor wire positioned at the further connection point
  • the relative movement between the lead wire and the printed circuit board takes place by a movement of the printed circuit board within a horizontal plane relative to a wire conductor storage which stores the lead wire.
  • at least the terminal portions of the lead wire can be positioned relative to the printed circuit board.
  • Such kinematics can be realized in a simple manner, for example, by means of a conventional cross-machine lathe, which is driven with respect to two axes arranged in one plane. Each axle can be provided with its own position control.
  • the device may comprise means for stripping an insulated conductor wire.
  • the use insulated wire is possible with the aforementioned advantages of reliably avoiding unwanted electrical contacts between wires and surface traces of the finished board and between wires with each other in conjunction with the aforementioned automated method.
  • the device may have a device for separating the lead wire.
  • the means for generating the relative movement between the printed circuit board and the conductor wire storage, a cross table exciting the conductive film and movable at least two horizontal axes (X, Y), a relative to the cross table along a vertical axis (z) movable, the device for stripping wire, the means for materially connecting lead wire with electrical connection points on the conductive foil and the means for separating lead wire, carrying carriage and a relative to the carriage by the control unit pivotally driven, carrying the lead wire storage arm include. In this way, a reliable and inexpensive to be manufactured device for carrying out the method according to the invention can be produced.
  • the conductor wire storage can be formed by a conductor wire storage role, which is pivotable by means of the pivot arm transversely to the instantaneous laying direction of the conductor wire.
  • the lead wire rolling device can be adapted to the laying direction of the lead wire.
  • a controller that can be controlled by controllers for producing wire feed, which is fixed to the swivel arm.
  • controllers for producing wire feed which is fixed to the swivel arm.
  • the device for generating wire feed during writing of the lead wire drive or to apply with only a small torque, so as to determine the lead wire after its definition by welding to the first junction according to To track and route the routing.
  • the effective freewheel of the rollers of the wire feeder is released, thus preventing uncontrolled unwinding on the conductor wire storage role.
  • an adhesive device which can be controlled by the control unit for bonding the conductor wire to the printed circuit board can be provided at locations at which the conductor wire undergoes a change in direction.
  • a controllable adhesive device targeted adhesive dots can be set and so the precise routing of the wires are ensured by this type of fixation, so as to make an "orthogonal wire routing" or unfavorable conductor crossings or Juxtapositionen the lead wires or wiring, for example in the field of holes or Avoid contact with each other.
  • the device may comprise a thermal separation plate.
  • the device may have a device for tensioning and / or holding down the conductor wire, as a result of which a particularly reliable and precise laying of the conductor wire and a substantial avoidance of bad welding can be achieved.
  • Figure 1 is a perspective view of an apparatus for laying an insulated conductor wire between provided for forming electrical connection areas areas of a conductive foil according to a preferred embodiment of the invention.
  • Fig. 2 is a schematic representation of the device of Fig. 1 during a
  • Fig. 3 is a schematic representation of the apparatus of Fig. 1 during another manufacturing step
  • Fig. 4 is a schematic representation of the apparatus of Fig. 1 during another manufacturing step
  • Fig. 5 is a schematic representation of the apparatus of Fig. 1 during another manufacturing step.
  • the apparatus designated overall by 1 in FIG. 1 serves for laying a conductor wire 2, which may be surrounded by insulation, between at least two regions of a conductive foil provided for forming electrical connection points, which are connected to a printed circuit board carrier intended with this for the formation of a printed circuit board.
  • These discrete areas designed for the formation of connection points are - in the same way as possibly provided on the circuit board tracks - in a subsequent step after connection of the conductive foil with a conductor Plate carrier to a circuit board, for example, by partial etching or etching away the connected to the printed circuit board carrier conductive film and thus electrically isolated from each other.
  • connection point is to be understood in the broadest sense, ie it is all electrical connection options of a lead wire 2 on the conductive film 4 for laminating a printed circuit board or arranged on the conductive foil or a carrier foil Kunststofftechniksberei- surfaces or on the Printed circuit board arranged contact or line structures, electrical or electronic components, mechanical components or other suitable for connection of lead wires 2 structures.
  • the conductive film 4 is stretched over a thermal separator plate 10 on a cross table and positioned relative to a movable carriage 6 on a stand 8 in a horizontal plane, for example, characterized in that the cross table with respect to two arranged in the horizontal plane axes X and Y is driven , Each axis X, Y can be provided with its own position control.
  • the stand 6 is attached to a frame of the device 1 and formed, for example, L-shaped.
  • the carriage 8 is movable along a vertical Z-axis, which may also be configured with a position control.
  • a pivotable about a vertical pivot axis 12 rotatably driven pivot arm 14 is mounted, which carries a conductor wire storage roller 16, on which a certain amount of lead wire 2 is wound.
  • the swing arm 14 also carries on a vertically extending in the direction of the circuit board 4 downwardly extending boom 8 a wire feed and adjusting device 20, which can roll wire 2 from the conductor wire storage roller 16.
  • This function is realized, for example, by two driven rollers 22 which, depending on the direction of rotation, advance or retract the conducting wire 2 guided between them.
  • rollers 22 can also be switched to a freewheel or be braked definable, so as to exert no resistance or a low defined resistance to the lead wire 2, if this according to Befes- tion at a connection point on the circuit board 4 by means of a movement of the cross table relative to the wire feed and adjusting device 20, which then only leads him, is unwound from the conductor wire storage roller 16.
  • the carriage 8 carries, for example, on its facing the conductive foil 4 end face means for cohesive bonding of lead wire to the electrical connection points on the circuit board, which is realized for example by a welding device 24 with welding head, also an adhesive device 26 for bonding lead wire.
  • a Abisolier noticed 28 for stripping the conductor wire 2 for example by a thermal process by laser or by burning by means of the welding electrodes or by a mechanical method by appropriately arranged cutting blades or rotating cutting rollers or by pressing or squeezing by means of the welding electrodes, and a separator 30 for separating unwound wire 2 from the remaining wire remaining on the conductor wire storage roller 16.
  • the device comprises a pressing device 31 by means of which the lead wire 2, for example, even after its separation from the remaining on the conductor wire storage roller 16 remaining wire 42 can be reliably clamped and held down to the welding.
  • the said devices preferably arranged on the carriage 8, 24, 26, 28, 30 have in their basic position a certain vertical distance to the conductive foil or to the areas provided as connection points on this conductive foil 4, so that only by a drive of the Slideway along the vertical Z-axis in the direction of the conductive film 4, the distance or the contact with the respective job is made, which is necessary for the respective processing step.
  • the pivot axis 12 of the pivot arm 14 is located in close proximity to the front side of the carriage arranged means 24, 26, 28, 30, so that the boom 18 of the pivot arm 14 fixed, the free end 38 of the lead wire 2 comprehensive Drahtvorschub- and adjusting device 20th regardless of the rotational position of the pivot arm 14 has approximately always the same radial distance from these devices 24, 26, 28, 30.
  • All said devices 8, 10, 14, 20, 22, 24, 26, 28, 30 and 31 of the device 1 are controlled by a microprocessor-based, numerical control (CNC), in the central control unit 32 via an input unit 34, the data concerning the Laying or writing structure of the lead wire 2 on the conductive film 4 can be read.
  • CNC microprocessor-based, numerical control
  • the starting point is a ground state of the device 1, in which a conductive film 4, on the surface of the electrical connection points over the lead wire are predetermined, together with the thermal separation plate and possibly serving as a power distribution device copper block is stretched on the XY table. Furthermore, an end 38 of the unwound from the conductor wire storage roller 16 unwound wire 2 in the wire feed and adjusting device 20 is inserted. Finally, the data relating to the laying or writing structure of the lead wire 2 on the conductive foil 4 has been read into the control unit 32 via the input unit 34.
  • the controller 32 controls a control signal to the drive of the swing arm 14 to position the lead wire storage roller 16 at right angles to the direction of wire writing or wire laying.
  • the lead wire 2 is positioned on the conductive foil 4 by a corresponding drive of the x- and y-axes of the cross table and by a feed introduced via the wire feed and adjusting means 20 via the initial junction 36.
  • the one terminal portion representing end 38 of the conductor wire 2 is stripped by the Abisolier worn 28, for example by a laser beam 37, the insulating sheath of plastic from the lead wire 2 melts in places.
  • the Abisolier Noise 28 for example by a laser beam 37
  • the insulating sheath of plastic from the lead wire 2 melts in places.
  • first the stripping and then the positioning can be done.
  • the carriage 8 is driven along the vertical Z-axis and the Welding head of the welding device 24 is lowered to the level of the initial connection point.
  • the Welding head of the welding device 24 is lowered to the level of the initial connection point.
  • the stripped end 38 of the lead wire 2 is welded to the first connection point 36 and thus connected inseparably to the connection point arranged on the conductive foil 4 or on the carrier foil.
  • This process is shown schematically in FIG.
  • the roles of the wire feed and adjusting device 20 are switched without drive and torque, so that the lead wire for further writing or laying can be free, because a positional fixation of the lead wire 2 is already achieved by the attachment to the connection point 36.
  • the cross table is controlled accordingly by the control unit 32 and thereby the lead wire 2 is written onto the carrier foil or laid on it. If, during the wire writing, changes in direction are required with respect to the shortest connection between the last connection point and the next connection point, for example in order to avoid that connection points are covered by the electronic components of the conductor wire 2, the drive of the cross table is deactivated and the conductor wire 2 by the adhesive device 26 is fixed on the conductive film by driving the carriage along the Z-axis and lowering the adhesive device 26 to the level of the conductive film 4 to set a sticking point. This step is shown schematically in FIG. Depending on the necessity, this step can be repeated several times.
  • the lead wire 2 is further updated by driving the cross table on the conductive film until the next junction is reached.
  • the stripping device 28 and the welding device 24 are activated in order to realize a material connection of the conductor wire 2 to the connection point.
  • the said steps are repeated until an end connection 40 has been reached.
  • a further connection portion 46 of the conductor wire 2 is stripped after lowering the carriage 8 at PCB level by Abisolier engaged 28 and insoluble by the welding device 24 with the conductive film 4th connected, as shown in FIG. 4.
  • the previously effective free-wheeling of the rollers 22 of the wire feed and adjustment device 20 is canceled, thereby preventing the lead wire section 42 extending between the end lead 40 and the lead wire storage reel 16 from disconnecting from the laid or written lead wire 44 unrolled from the conductor wire storage roll 16 can roll.
  • the written or routed conductor wire section 44 immediately behind the end connection 40 is separated by the separator 30 from the remaining length associated with the conductor wire storage roll 16, as shown in FIG.
  • connection and line structures provided for connection and conductor arrangements for arrangement on the circuit board surface are separated from each other after the laying or wire writing of the conductor wire 2, for example by an etching method, and insulated from one another so as to work out the pads 36, 40 from the copper foil. Since these, however, are already known in advance in accordance with the existing circuit layout, the connections of the conductor wire 4 with the not yet discretized connection points 36, 40 can be made in advance.
  • the surface of the conductive foil 4 provided with the conducting wire 2 may be provided with a stabilizing and insulating covering layer, for example by using a prepreg of insulating material and armouring material with the conductive foil 4 is pressed or potted to a circuit board.
  • the described functions can also be carried out by a device 1 which has a different kinematics than that described above.
  • the conductive film arranged stationary and all movements are performed by a driven in three axes slide.

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Abstract

Die Erfindung bezieht Verfahren zum Verschweissen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie, welche vorzugsweise zur Verbindung mit einem Leiterplattenträger zur Herstellung einer Leiterplatte bestimmt ist, wobei die Dicke oder der Durchmesser des Leitungsdrahtes vorzugsweise grösser ist als die Dicke der leitfähigen Folie. Die leitfähige Folie befindet sich dabei - zumindest während des Verschweissens - mit einer thermischen Trennplatte in Kontakt, deren Wärmeleitfähigkeit geringer ist als die der leitfähigen Folie.

Description

Verfahren zur durchgehenden Verlegung eines Leitungsdrahtes auf einer Leiterplatte und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie, welche vorzugsweise zur Verbindung mit einem Leiterplattenträger zur Herstellung einer Leiterplatte bestimmt ist, wobei die Dicke oder der Durchmesser des Leitungsdrahtes vorzugsweise größer ist, als die Dicke der leitfähigen Folie gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens.
Üblicherweise werden Signale und Ströme auf Leiterplatten für elektrische und elektronische Schaltungen durch Leiterbahnen übertragen, die durch ein Ätzverfahren hergestellt werden, d.h. von einer auf einer Trägerplatte aufgebrachten Kupferfolie werden die zwischen den gewünschten Leiterbahnen liegenden Bereiche abgeätzt und damit elektrisch voneinander getrennt und nur an den gewünschten Stellen die Kupferfolie erhalten. Da die Dicke der Kupferfolie und der Querschnitt der durch dieses Verfahren erzeugbaren Leiterbahnen unter anderem durch die Bestückungs- und Verdrahtungsdichte und aufgrund der technischen Möglichkeiten des Ätzverfahrens beschränkt ist, ist hierbei die Übertragung höherer Ströme, aber auch das Verrouten insbesondere bei einlagigen oder zweilagigen Platinen insbesondere bei Vorgabe anspruchsvoller, technischer Spezifikationen nach diesem Verfahren oft unzulänglich oder nicht möglich.
Die DE 101 08 168 C1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Multiwire- Leiterplatte unter Anwendung eines Drahtschreibeverfahrens, wobei auf der Innenseite eines dünnen Flächenelements aus elektrisch leitendem Material der Drahtver- Schreibung entsprechende Leitungsdrähte definiert verlegt und an definierten Kontaktstellen des Flächenelements kontaktiert und festgelegt werden. Anschließend wird auf der Innenseite des Flächenelements mit den kontaktierten Leitungsdrähten ein Stabilisierungsflächenelement festgelegt. Danach wird das dünne Flächenelement von seiner Außenseite her derartig strukturiert, dass die Kontaktstellen vom übrigen Flächenelement getrennt und somit elektrisch voneinander isoliert werden. Derartige Leiterplatten geringer Dicke können zu einer kompakten Mehrlagenschaltung zusammengebaut werden.
Durch das in der DE 101 08 168 C1 beschriebene Verfahren können eine Reihe von Nachteilen konventioneller Leiterplatten vermieden werden. Jedoch war nach dem in der DE 101 08 168 C1 beschriebenen Verfahren die Verschweißbarkeit beispielsweise dicker Drähte auf dünnen Kupferfolien bislang begrenzt. Deshalb war es ein Anliegen, das Spektrum an verschweißbaren Leitungsdrähten auf dünne, leitfähige Folien sowie die dabei zu erzielende Verschweißungsqualität und Verschweißungssicherheit insbesondere bei der Verschweißung dicker Leitungsdrähte auf dünnen, leitfähigen Folien weiter zu verbessern und den effektiven Leiterquerschnittsverlaufs im Bereich um die Schweißstelle und ohne Beeinträchtigung der leitfähigen Folie in der Ver- schweißungsregion weitgehend zu erhalten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie anzugeben, welche vorzugsweise zur Verbindung mit einem Leiterplattenträger zur Herstellung einer Leiterplatte bestimmt ist, wobei die Dicke oder der Durchmesser des Leitungsdrahtes vorzugsweise größer ist, als die Dicke der leitfähigen Folie, und welches einfach und kostengünstig zu realisieren ist, industriell in Drahtschreibeautomaten einsetzbar ist und die bislang bekannten Verfahren insbesondere in vorbeschriebener Weise deutlich verbessert.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahtes mit einer leitfähigen Folie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , wobei die leitfähige Folie sich - zumindest während des Verschweißens - mit einer thermischen Trennplatte in Kontakt befindet, deren Wärmeleitfähigkeit geringer ist, als die der leitfähigen Folie.
Gemäß dem Vorrichtungsaspekt der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe nach Anspruch 26 durch eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, welche wenigstens folgende, durch ein elektronisches Steuergerät numerisch gesteuerte Einrichtungen beinhaltet:
a) eine Einrichtung (8, 10, 14) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen einer leitfähigen Folie (4) und einem Leitungsdrahtspeicher (16),
b) b) eine Einrichtung (24) zum stoffschlüssigen Verbinden von Leitungsdraht (2) mit elektrischen Anschlussstellen (36, 40) auf der leitfähigen Folie (4).
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es in vorteilhafter Weise möglich, ein großes Spektrum an Leitungsdrähten mit den im elektronischen Bereich üblicherweise Anwendung findenden Kupferfolien mit typischen Stärken zwischen 18 μm und 70 μm zu verschweißen und die Leitungsdrähte geschützt im Inneren der Leiterplatte eingebettet zu führen. Dabei können insbesondere Leitungsdrähte mit rundem oder rechteckigem Querschnitt zum Einsatz kommen, deren Durchmesser oder Dicke beispielsweise um den Faktor 2 bis 10 größer ist, als die Dicke der leitfähigen Folie. Weiterhin ist das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Kupferfolien mit mehreren hundert μm Stärke vorteilhaft einzusetzen. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Sicherheit und Qualität der Verschweißung, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielt werden kann. Weiterhin kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der effektive, für den Stromfluss zur Verfügung stehende Querschnittsverlauf im Bereich der Schweißstelle weitgehend aufrecht erhalten und so die Ausbildung von sogenannten „Hotspots" vermieden werden. Außerdem ist im Bezug auf ungünstige Umgebungsbedingungen eine sehr gute mechanisch und chemisch resistente Verschweißung erzielbar. Durch das große Spektrum an verschweißbaren Leitungsdrähten und die gro- ße Freiheit bei der Auswahl der leitfähigen Folie lassen sich durch das erfindungsgemäße Verfahren neue Einsatzbereiche insbesondere im Leistungs- und Hochstrombereich, aber auch in der Kombination von Leistungselektronik, u.a. mit Präzisionselektronik, hochintegrierter Elektronik und/oder hohen Bestückungsdichteπ erschließen. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Verschweißungsgeschwindigkeit und die sehr gute industrielle Anwendbarkeit beispielsweise mit numerisch gesteuerten Drahtschreibeautomaten.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Wärmeleitfähigkeit der thermischen Trennplatte - zumindest in einer um den Verschweißungsbereich gelegenen Region - mindestens um den Faktor 2, vorzugsweise mindestens um den Faktor 5 geringer sein, als die der leitfähigen Folie. Hierdurch kann eine besonders gute Verschwei- ßungsqualität erreicht werden, durch die kontrollierte Abführung der beim Schweißen entstehenden Wärme.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die thermische Trennplatte eine höhere Schmelztemperatur und eine höhere thermische Beständigkeit aufweisen, als die der leitfähigen Folie und/oder die Temperaturbelastung während des Schweißvorgangs, wodurch eine Erweichung der Trennplatte, Verbindung der Trennplatte mit der leitfähigen Folie und/oder ungünstige physikalisch-chemische Interaktion zwischen der thermischen Trennplatte und der leitfähigen Folie während des Verschweißens vermieden wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die thermische Trennplatte zumindest in einem um den Verschweißungsbereich gelegenen Kontaktbereich zur leitfähigen Folie, vorzugsweise im gesamten Auflagebereich der leitfähigen Folie, eine Beschichtung mit höherer thermischer Beständigkeit und/oder geringerer thermischer Leitfähigkeit aufweisen als das Grundmaterial. Durch das Aufbringen einer solchen Beschichtung können die Eigenschaften der thermischen Trennplatte weiter verbessert werden und der Körper der Trennplatte kann aus einem anderen Material gefertigt werden als die Beschichtung, wodurch die Eigenschaften von Körper und Be- Schichtung in einem höheren Maße optimiert und noch besser an die Prozessführung während des Verschweißens angepasst werden können.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die thermische Trennplatte zumindest in einem um den Verschweißungsbereich gelegenen Kontaktbereich zur leitfähigen Folie vorzugsweise im gesamten Auflagebereich der leitfähigen Folie eine Inertoberfläche, vorzugsweise in Form einer Inertbeschichtung, aufweisen. Durch eine solche Inertoberfläche oder Inertbeschichtung kann einerseits eine oberflächliche Veränderung der thermischen Trennplatte im Kontakt mit der leitfähigen Folie und/oder der Umgebungsluft und/oder anderen anwesenden Stoffen während der Erhitzung durch den Schweißvorgang vermieden werden und andererseits eine physikalische, physikochemische und/oder chemische Verbindung zwischen leitfähiger Folie und thermischer Trennplatte unterbunden werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die thermische Trennplatte e- lektrisch leitfähig, vorzugsweise hochleitfähig sein, wodurch die thermische Trennplatte zur Durchleitung und/oder Fortleitung des Schweißstroms genutzt werden kann, und sich das Schweißergebnis verbessern lässt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Dicke der thermischen Trennplatte vorzugsweise um mindestens den Faktor 5 und höchstens den Faktor 300 größer sein, als die der leitfähigen Folie. Hierdurch ergeben sich günstige Verhältnisse bezüglich der thermischen Isolation und der Stromfortleitung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die thermische Trennplatte zwischen der leitfähigen Folie und einer Stromverteilungsvorrichtung vorzugsweise aus einem Kupferblock angeordnet sein. Durch eine solche Sandwichanordnung der thermischen Trennplatte, bei der auf der der leitfähigen Folie gegenüberliegenden Seite der thermischen Trennplatte ein Kupferblock mit einer größeren Dicke (beispielsweise zehnmal so dick wie die thermische Trennplatte) angeordnet ist, kann eine gleichmäßige Verteilung und Abfuhr des Schweißstroms gewährleistet werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Dicke oder der Durchmesser des zu verschweißenden Leitungsdrahts vorzugsweise um den Faktor 2 bis 10 größer sein, als die Dicke der leitfähigen Folie. Durch den Einsatz solcher dicken Leitungsdrähte ist die Fertigung von Hochstromplatinen mit konventionellen dünnen Stärken der leitfähigen Folie von beispielsweise 18-70 μm Stärke möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann an der Verschweißstelle eine weitere, von Draht und/oder Platine verschiedene metallische Komponente eingebracht werden. Durch das Einbringen einer solchen Komponente kommt es durch Diffusionsprozesse während des Verschweißungsvorgangs zur Ausbildung einer homogenen elektischen Phase in einem Mikrolegierungsbereich, wodurch Verbindungstemperatur und Verbindungsfestigkeit in günstiger Weise beeinflusst werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Draht mindestens eine weitere von Draht und/oder Platte verschiedene metallische Komponente, vorzugsweise in Form eines metallischen Überzugs, insbesondere aus Silber oder Zinn, aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, die Vorteile der vorangegangenen Ausführungsform in einer technisch besonders einfachen und sinnvollen Variante zugänglich zu machen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Verschweißung durch ein Kontaktschweißverfahren vorgenommen werden, wobei hierdurch eine besonders exakte Überwachung und Steuerung der Schweißparameter und lokal konzentrierte Erhitzung und ein besonders hochwertiges Schweißergebnis gewährleistet werden kann.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Gegenelektrode im Bezug auf die Ebene der Platte der Schweißelektrode gegenüberliegend angeordnet sein. Durch ein solches Durchgangsschweißverfahren können höhere Schweißströme zur Anwendung kommen, was vorteilhaft für die Verschweißung besonders dicker Leitungsdrähte auf dickeren leitfähigen Folien sein kann. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können zwei schweißstromführende Elektroden im Bezug auf die Ebene der Kontaktfläche zwischen leitfähiger Folie und thermischer Trennplatte auf derselben Seite angeordnet sein. Auf diese Weise kann Schweißstromzufuhr und Schweißstromabfuhr von derselben Seite, nämlich der Bearbeitungsseite der leitfähigen Folie und unabhängig von den Leitfähigkeitsverhältnissen der thermischen Trennplatte erfolgen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können zwei Schweißelektroden im Bezug auf den Leitungsdraht positionierbar sein, wodurch sich eine stärkere Fokus- sierung des Schweißstroms auf den Ort der Verschweißung vornehmen lässt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Gegenelektrode als Flächenelektrode ausgebildet und im Bezug auf die Ebene der Platte der Schweißelektrode auf derselben Seite angeordnet sein. Hierdurch ist es z.B. möglich, die Ver- schweißung auch dicker Leitungsdrähte bei Einsatz einer elektrisch nicht leitfähigen oder schlecht leitfähigen thermischen Trennplatte durchzuführen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein Abisolieren eines isolierten Leitungsdrahts durch thermisches Abschmelzen und/oder durch mechanisches Abtragen oder Abziehen oder Abquetschen, vorzugsweise durch thermisches Abschmelzen mittels eines Lasers oder Abbrennen mittels der Schweißelektroden vorgenommen werden. Hierdurch ist es möglich, isolierte Leitungsdrähte für die Drahtverschreibung einzusetzen, die zuverlässig an unerwünschten Stellen einen elektrischen Kontakt mit der leitfähigen Folie oder anderen Leitungsdrähten in Kreuzungsbereichen vermeiden und/oder höhere Isolationswerte erzielen. Durch das in dieser Ausführungsform beschriebene Verfahren lassen sich derartige Drähte kostengünstig und effizient mittels Drahtschreibungsautomaten mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verlegen und mit der leitfähigen Folie kontaktieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Abschmelzen der Isolierung durch ein zum Leitungsdraht positionierbares Elektrodenpaar, vorzugsweise unter Steuerung und Überwachung von Prozessparametern vorgenommen werden. Auf diese Weise lässt sich die Isolierung isolierter Leitungsdrähte besonders schnell, einfach und kostengünstig und ohne den Einsatz eines Lasers oder einer Leitungsdraht- abisolierungsvorrichtung entfernen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Polungsrichtung des zum Leitungsdraht positionierbaren Elektrodenpaares während des Abisolierens periodisch gewechselt werden. Hierdurch kann der ungleichmäßige Elektrodenabbrand während des Abisoliervorgangs vermieden werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein zum Leitungsdraht positionierbares Elektrodenpaar zum Durchgangsschweißen gleich gepolt und parallel geschaltet werden. Hierdurch kann ohne Neupositionierung mit demselben Elektrodenpaar der Abisoliervorgang des Leitungsdrahts und die im Durchgangs-Kontakt- Schweißverfahren durchgeführten Verschweißung des Leitungsdrahts mit der leitfähigen Folie äußerst schnell, kostengünstig und effizient vorgenommen werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Leitungsdraht zumindest während des Verschweißvorgangs durch eine Andrückvorrichtung gespannt und niedergehalten werden. Durch den Einsatz einer solchen Andrückvorrichtung kann ein Abheben oder Verziehen des Leitungsdrahtes während des Verschweißvorgangs und eine unsaubere Verlegung des Leitungsdrahts insbesondere nach Abtrennen des Leitungsdrahtes von einer Leitungsdrahtzuführungsvorrichtung sowie eine Schlecht- schweißung vermieden werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Leitungsdraht stellenweise verklebt werden, vorzugsweise an Stellen, an welchen die Leitungsdrahtverlegerichtung geändert wird. Auf diese Weise kann eine saubere und flache Verlegung der Leitungsdrähte durch diese Art der Fixierung gewährleistet werden und so auch ein „orthogonales Wire-Routing" vorgenommen oder ungünstige Leitungsdrahtkreuzungen oder Juxtapositionen oder die Leitungsdrahtverlegung beispielsweise in Bohrungs- oder Durchkontaktierungsbereichen vermieden werden. Dabei ist es sowohl möglich, das Klebemittel an den vom Verdrahtungs- oder Wirerouting-Layout vorgegebenen Positionen während des Drahtschreibens aber bereits vor Positionierung des Leitungsdrahtes oder in einem vorangegangenen Arbeitsschritt gezielt aufzubringen oder die leitfähige Folie mit einer festen Klebepunkt- oder Klebeflächenstruktur auszustatten bzw. vorzukonfektionieren und so die nachfolgend verlegten Leitungsdrähte sicher zu fixieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Klebemittel an den Verkle- bungsstellen vorzugsweise durch Auftropfen, Ausdüsen oder Aufsprühen aufgebracht werden. Hierdurch kann das Klebemittel lokal sehr präzise appliziert und zwischen Leitungsdraht und leitfähiger Folie eingebracht werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das Klebemittel durch Eintrag elektromagnetischer Energie, vorzugsweise durch UV-Strahlung aktivierbar und/oder vernetzbar und/oder in seiner Abbindung beschleunigbar sein. Durch den Einsatz eines solchen Klebemittels können die Abbindezeiten stark verkürzt und teilweise unter einer Sekunde gehalten werden, was für die schnelle Automatendrahtverschreibung von großem Vorteil ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann ein Verfahren zur durchgehenden Verlegung eines isolierten Leitungsdrahtes zwischen auf einer Leiterplatte angeordneten elektrischen Anschlussstellen mittels einer numerisch gesteuerten Vorrichtung durchgeführt werden, welches wenigstens die folgenden Schritte beinhaltet:
a) Abisolieren des Leitungsdrahts an einem zum Anschluss an eine Anfangsanschlussstelle vorgesehenen Anschlussabschnitt;
b) Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der Leiterplatte und zumindest dem Anschlussabschnitt des Leitungsdrahts, um den Anschlussabschnitt des Leitungsdrahts an der Anfangsanschlussstelle auf der Leiterplatte zu positionieren; c) stoffschlüssiges Verbinden des Anschlussabschnitts des Leitungsdrahts mit der Anfangsanschlussstelle;
d) Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Leitungsdraht und der Leiterplatte unter Vorschub einer zu verlegenden Leitungsdrahtlänge, um einen weiteren Anschlussabschnitt des Leitungsdrahts an einer weiteren Anschlussstelle auf der Leiterplatte zu positionieren;
e) Abisolieren des an der weiteren Anschlussstelle positionierten Anschlussabschnitts des Leitungsdrahts;
f) stoffschlüssiges Verbinden des Anschlussabschnitts des Leitungsdrahts mit der weiteren Anschlussstelle;
g) Fortfahren mit den Schritten d) bis f) solange, bis eine Endanschlussstelle erreicht ist;
h) Abtrennen der verlegten Leitungsdrahtlänge, wobei
i) die Reihenfolge der Schritte a) und b) und/oder die Reihenfolge der Schritte d) und e) miteinander vertauschbar ist.
Durch ein solches Verfahren sind sowohl die Prototypenfertigung, die Kleinserienfertigung wie auch die industrielle Fertigung drahtverschriebener Platinen kostengünstig und effizient durchführbar.
Die mit diesem Verfahren zu erzielenden Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass der Drahtschreibevorgang vollständig automatisiert ist und keine weiteren Eingriffe seitens des Bedienpersonals notwendig sind, um eine nach beliebiger Vorgabe erstellte drahtbeschriebene Leiterplatte herzustellen. Weiterhin wird der Leitungsdraht von der Anfangsanschlussstelle über eventuelle weitere Anschlussstellen bis zur Endanschlussstelle ohne Unterbrechung durchgehend verlegt, wodurch eventuell auftretende Kontaktprobleme drastisch reduziert werden. Mit dem Verfahren sind eine beliebige Anzahl von Leitungsdrähten jeweils zwischen einer Anfangsanschlussstelle und einer Endanschlussstelle auf einer leitfähigen Folie schreibbar, insbesondere auch in mehreren Schichten übereinander.
Besonders bevorzugt erfolgt die Relativbewegung zwischen dem Leitungsdraht und der Leiterplatte durch eine Bewegung der Leiterplatte innerhalb einer horizontalen Ebene relativ zu einem den Leitungsdraht speichernden Leitungsdrahtspeicher. Zusätzlich können zumindest die Anschlussabschnitte des Leitungsdrahts relativ zur Leiterplatte positioniert werden. Eine solche Kinematik ist auf einfache Weise beispielsweise durch einen bei Werkzeugmaschinen üblichen Kreuztisch realisierbar, welcher bezüglich zweier in einer Ebene angeordneter Achsen angetrieben ist. Dabei kann jede Achse mit einer eigenen Lageregulierung versehen sein.
Gemäß dem Vorrichtungsaspekt zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ebenfalls mehrere Ausführungsformen denkbar, die in Auswahl im Folgenden beschrieben sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Einrichtung zum Abisolieren eines isolierten Leitungsdrahtes aufweisen. Hierdurch wird der Einsatz isolierten Leitungsdrahtes mit den vorerwähnten Vorteilen der zuverlässigen Vermeidung unerwünschter elektrischer Kontaktierungen zwischen Leitungsdrähten und Oberflächenleiterbahnen der fertigen Platine sowie zwischen Leitungsdrähten untereinander in Verbindung mit dem vorgenannten automatisierten Verfahren möglich.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Einrichtung zum Abtrennen des Leitungsdrahtes aufweisen. Hierdurch kann eine zuverlässige automatische Ablängung des Leitungsdrahts in Leitungsdrahtverlegerichtung hinter der Verbindungsstelle mit der leitfähigen Folie zuverlässig vorgenommen werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Einrichtung zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen der Leiterplatte und dem Leitungsdrahtspeicher, einen die leitfähigen Folie spannenden und wenigstens zwei horizontalen Achsen (X, Y) verfahrbaren Kreuztisch, einen relativ zum Kreuztisch entlang einer vertikalen Achse (z) verfahrbaren, die Einrichtung zum Abisolieren von Leitungsdraht, die Einrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden von Leitungsdraht mit elektrischen Anschlussstellen auf der leitfähigen Folie sowie die Einrichtung zum Abtrennen von Leitungsdraht, tragendem Schlitten und einem im Bezug zum Schlitten durch das Steuergerät schwenkbar antreibbaren, den Leitungsdrahtspeicher tragenden Schwenkarm beinhalten. Auf diese Weise kann eine zuverlässige und kostengünstig zu fertigende Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann der Leitungsdrahtspeicher durch eine Leitungsdrahtspeicherrolle gebildet werden, welche mittels des Schwenkarms quer zur momentanen Verlegerichtung des Leitungsdrahts verschwenkbar ist. Auf diese Weise kann die Leitungsdrahtabrollvorrichtung der Verlegerichtung des Leitungsdrahts angepasst werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann weiterhin eine durch Steuergeräte ansteuerbare Einrichtung zum Erzeugen von Drahtvorschub beinhaltet sein, die an dem Schwenkarm festgelegt ist. Durch den gezielten Drahtvorschub kann die Spannung des Leitungsdrahts beim Ausspannen zwischen den Anschlussstellen gezielt an die Erfordernisse optimaler Fertigungsqualität und Geschwindigkeit angepasst werden.
So ist es in der Regel zweckmäßig, durch das Steuergerät die Einrichtung zur Erzeugung von Drahtvorschub während des Schreibens des Leitungsdrahtantriebs drehmomentlos zu schalten, oder mit einem nur geringen Drehmoment zu beaufschlagen, um so den Leitungsdraht nach seiner Festlegung durch Verschweißen mit der ersten Anschlussstelle entsprechend dem Routingverlauf aufzuspannen und zu verlegen. Um den Leitungsdraht nach dem Abtrennen vom verlegten oder geschriebenen Lei- tungsdrahtabschnitt zu fassen und zu halten, wird der wirksame Freilauf der Rollen der Drahtvorschubeinrichtung aufgehoben und so ein unkontrolliertes Abrollen an der Leitungsdrahtspeicherrolle verhindert.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine durch das Steuergerät ansteuerbare Klebeeinrichtung zum Verkleben des Leitungsdrahts mit der Leiterplatte an Stellen vorgesehen sein, an welchen der Leitungsdraht eine Richtungsänderung erfährt. Durch eine solche ansteuerbare Klebeeinrichtung können gezielt Klebepunkte gesetzt und so die präzise Verlegung der Leitungsdrähte durch diese Art der Fixierung gewährleistet werden, um so beispielsweise ein „orthogonales Wire-Routing" vorzunehmen oder ungünstige Leiterkreuzungen oder Juxtapositionen der Leitungsdrähte oder Leitungsdrahtverlegung beispielsweise im Bereich von Bohrungen oder Durchkontak- tierungen zu vermeiden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung eine thermische Trennplatte aufweisen. Auf diese Weise lässt sich eine besonders hohe Schweißstellenqualität und die Verschweißung einer großen Bandbreite an Leitungsdrahtquerschnitten und -stärken auf handelsüblichen, zur Herstellung von Leiterplatten vorgesehenen, leitfähigen Folien zuverlässig durchführen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die Vorrichtung eine Einrichtung zum Spannen und/oder Niederhalten des Leitungsdrahtes aufweisen, wodurch sich eine besonders zuverlässige und präzise Verlegung des Leitungsdrahtes und eine weitgehende Vermeidung von Schlechtschweißungen erzielen lässt.
Die vorstehend ausgeführten Ausgestaltungen der Erfindung stellen lediglich eine Auswahl zweckmäßiger Gestaltungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes dar, die in den einzelnen Unteransprüchen niedergelegt sind. Diese speziellen Gestaltungsmöglichkeiten können einzeln oder, soweit technisch möglich und sinnvoll, auch in Kombination mehrerer der vorerwähnten Gestaltungsvarianten mit einem Verfahren gemäß dem Anspruch 1 bzw. einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 26 Anwendung finden.
Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den dazugehörigen Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Verlegung eines isolierten Leitungsdrahtes zwischen zur Ausbildung elektrischer Anschlussstellen vorgesehener Bereiche einer leitfähigen Folie gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung der Vorrichtung von Fig. 1 während eines
Fertigungsschritts;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Vorrichtung von Fig. 1 während eines weiteren Fertigungsschritts;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Vorrichtung von Fig. 1 während eines weiteren Fertigungsschritts;
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Vorrichtung von Fig. 1 während eines weiteren Fertigungsschritts.
Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient zur Verlegung eines Leitungsdrahts 2, der von einer Isolierung umgeben sein kann, zwischen wenigstens zwei zur Ausbildung elektrischer Anschlussstellen vorgesehener Bereiche einer leitfähigen Folie, die nach Verbindung mit einem Leiterplattenträger mit diesem zur Ausbildung einer Leiterplatte bestimmt ist. Diese diskreten, zur Ausbildung von Anschlussstellen bestimmten Bereiche werden - in gleicher Weise wie eventuell auf der Platine vorgesehene Leiterbahnen - in einem nachfolgenden Schritt nach Verbindung der leitfähigen Folie mit einem Leiter- plattenträger zu einer Leiterplatte beispielsweise durch partielle Abätzung oder Wegätzung der mit dem Leiterplattenträger verbundenen leitfähigen Folie verinselt und so elektrisch voneinander isoliert. Der Begriff „Anschlussstelle" ist dabei im weitesten Sinne zu verstehen, d.h. er soll sämtliche elektrischen Anschlussmöglichkeiten eines Leitungsdrahtes 2 auf der leitfähigen Folie 4 zur Kaschierung einer Leiterplatte bzw. an auf der leitfähigen Folie oder einer Trägerfolie angeordneten Kontaktierungsberei- chen oder auf der zu fertigenden Leiterplatte angeordneten Kontakt- oder Leitungsstrukturen, elektrischen oder elektronischen Bauelementen, mechanischen Komponenten oder sonstigen zum Anschluss von Leitungsdrähten 2 geeigneten Strukturen umfassen.
Die leitfähige Folie 4 ist über eine thermische Trennplatte 10 auf einen Kreuztisch gespannt und so gegenüber einem an einem Ständer 6 verfahrbaren Schlitten 8 in einer horizontalen Ebene positionierbar, beispielsweise dadurch, dass der Kreuztisch bezüglich zweier in der horizontalen Ebene angeordneter Achsen X und Y angetrieben ist. Dabei kann jede Achse X, Y mit einer eigenen Lageregelung versehen sein.
Der Ständer 6 ist an einem Gestell der Vorrichtung 1 befestigt und beispielsweise L- förmig ausgebildet. An ihm ist der Schlitten 8 entlang einer vertikalen Z-Achse verfahrbar, welche ebenfalls mit einer Lageregelung ausgestaltet sein kann. An dem Schlitten 8 ist ein um eine vertikale Schwenkachse 12 schwenkbarer drehangetriebener Schwenkarm 14 drehgelagert, welcher eine Leitungsdrahtspeicherrolle 16 trägt, auf welche eine bestimmte Menge an Leitungsdraht 2 aufgewickelt ist. Der Schwenkarm 14 trägt außerdem an einem sich vertikal in Richtung der Leiterplatte 4 nach unten erstreckenden Ausleger 8 eine Drahtvorschub- und Justiereinrichtung 20, welche Leitungsdraht 2 von der Leitungsdrahtspeicherrolle 16 abrollen kann. Diese Funktion ist beispielsweise durch zwei angetriebene Rollen 22 verwirklicht, welche je nach Drehrichtung den zwischen sich geführten Leitungsdraht 2 vorschieben oder zurückziehen. Darüber hinaus können diese Rollen 22 auch in einen Freilauf geschaltet werden oder definierbar gebremst werden, um keinen Widerstand oder einen geringen definierten Widerstand auf den Leitungsdraht 2 auszuüben, wenn dieser nach Befes- tigung an einer Anschlussstelle auf der Leiterplatte 4 mittels einer Bewegung des Kreuztischs relativ zur Drahtvorschub- und Justiereinrichtung 20, welche ihn dann lediglich führt, von der Leitungsdrahtspeicherrolle 16 abgewickelt wird.
Darüber hinaus trägt der Schlitten 8 beispielsweise an seiner zur leitfähigen Folie 4 weisenden Stirnfläche eine Einrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden von Leitungsdraht mit den elektrischen Anschlussstellen auf der Leiterplatte, welche beispielsweise durch eine Schweißeinrichtung 24 mit Schweißkopf realisiert ist, ferner eine Klebeeinrichtung 26 zum Kleben von Leitungsdraht 2 auf die leitfähige Folie 4, vorzugsweise mit schnellhärtendem UV-Kleber, eine Abisoliereinrichtung 28 zum Abisolieren des Leitungsdrahts 2 beispielsweise durch ein thermisches Verfahren mittels Laser oder durch Abbrennen mittels der Schweißelektroden oder durch ein mechanisches Verfahren durch entsprechend angeordnete Schneidklingen oder rotierende Schneidwalzen oder durch Press- oder Schabquetschung mittels der Schweißelektroden, sowie eine Trenneinrichtung 30 zum Abtrennen von abgewickeltem Leitungsdraht 2 von dem auf der Leitungsdrahtspeicherrolle 16 verbleibenden Restdraht. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Andrückeinrichtung 31 mittels derer der Leitungsdraht 2 beispielsweise auch nach dessen Abtrennen von dem auf der Leitungsdrahtspeicherrolle 16 verbleibenden Restdraht 42 bis zur Verschweißung zuverlässig gespannt und niedergehalten werden kann.
Die genannten, am Schlitten 8 vorzugsweise stirnseitig angeordneten Einrichtungen 24, 26, 28, 30 weisen in ihrer Grundstellung einen gewissen vertikalen Abstand zur leitfähigen Folie bzw. zu den als Anschlussstellen vorgesehenen Bereichen auf dieser leitfähigen Folie 4 auf, so dass erst durch einen Antrieb des Schlittens entlang der vertikalen Z-Achse in Richtung auf die leitfähige Folie 4 der Abstand bzw. der Kontakt mit der jeweiligen Arbeitsstelle hergestellt wird, welcher für den jeweiligen Bearbeitungsschritt notwendig ist. Die Schwenkachse 12 des Schwenkarms 14 befindet sich in unmittelbarer Nähe zu den stirnseitig am Schlitten angeordneten Einrichtungen 24, 26, 28, 30, so dass die am Ausleger 18 des Schwenkarms 14 befestigte, das freie Ende 38 des Leitungsdrahts 2 umfassende Drahtvorschub- und Justiereinrichtung 20 unabhängig von der Drehstellung des Schwenkarmes 14 ungefähr stets den gleichen radialen Abstand von diesen Einrichtungen 24, 26, 28, 30 aufweist.
Alle genannten Einrichtungen 8, 10, 14, 20, 22, 24, 26, 28, 30 und 31 der Vorrichtung 1 werden von einer mikroprozessorbasierten, numerischen Steuerung (CNC) angesteuert, in deren zentrales Steuergerät 32 über eine Eingabeeinheit 34 die Daten betreffend die Verlege- oder Schreibstruktur des Leitungsdrahtes 2 auf der leitfähigen Folie 4 einlesbar sind.
Der Ausgangspunkt ist ein Grundzustand der Vorrichtung 1, bei welchem eine leitfähige Folie 4, auf deren Oberfläche die elektrischen Anschlussstellen über den Leitungsdraht vorbestimmt sind, zusammen mit der thermischen Trennplatte und ggf. einen als Stromverteilungsvorrichtung dienenden Kupferblock auf den Kreuztisch gespannt ist. Weiterhin ist ein Ende 38 des ein Stück weit von der Leitungsdrahtspeicherrolle 16 abgewickelten Leitungsdrahts 2 in die Drahtvorschub- und Justiereinrichtung 20 eingelegt. Schließlich sind über die Eingabeeinheit 34 die Daten betreffend die Verlegeoder Schreibstruktur des Leitungsdrahtes 2 auf der leitfähigen Folie 4 in das Steuergerät 32 eingelesen worden.
Vor diesem Hintergrund ist die Funktionsweise der Vorrichtung 1 wie folgt: Das Steuergerät 32 steuert ein Steuersignal an den Antrieb des Schwenkarms 14 aus, um die Leitungsdrahtspeicherrolle 16 rechtwinklig zur Richtung des Drahtschreibens oder Drahtverlegens zu positionieren. Danach wird der Leitungsdraht 2 durch einen entsprechenden Antrieb derx- und y-Achse des Kreuztischs sowie durch einen mit Hilfe der Drahtvorschub- und Justiereinrichtung 20 eingeleiteten Vorschub über der Anfangsanschlussstelle 36 auf der leitfähigen Folie 4 positioniert. Danach wird das einen Anschlussabschnitt darstellende Ende 38 des Leitungsdrahts 2 durch die Abisoliereinrichtung 28 abisoliert, beispielsweise indem ein Laserstrahl 37 den Isoliermantel aus Kunststoff vom Leitungsdraht 2 stellenweise abschmilzt. Alternativ kann selbstverständlich zuerst der Abisoliervorgang und danach der Positioniervorgang erfolgen. Anschließend wird der Schlitten 8 entlang der vertikalen Z-Achse angetrieben und der Schweißkopf der Schweißeinrichtung 24 auf das Niveau der Anfangsanschlussstelle abgesenkt. Durch Aktivieren des Schweißkopfes wird das abisolierte Ende 38 des Leitungsdrahtes 2 mit der ersten Anschlussstelle 36 verschweißt und somit unlösbar mit der auf der leitfähigen Folie 4 oder auf der Trägerfolie angeordneten Anschlussstelle verbunden. Dieser Vorgang ist in Fig. 2 schematisch gezeigt. Hierauf werden die Rollen der Drahtvorschub- und Justiereinrichtung 20 antriebs- und drehmomentlos geschaltet, damit der Leitungsdraht zum weiteren Schreiben bzw. Verlegen freilaufen kann, denn eine Lagefixierung des Leitungsdrahts 2 ist bereits durch die Befestigung an der Anschlussstelle 36 erreicht.
Um eine weitere Anschlussstelle der leitfähigen Folie 4 anzufahren wird der Kreuztisch vom Steuergerät 32 entsprechend angesteuert und hierdurch der Leitungsdraht 2 auf die Trägerfolie geschrieben oder auf ihr verlegt. Sind während des Drahtschreibens Richtungsänderungen im Bezug auf die kürzeste Verbindung zwischen der letzten Anschlussstelle und der nächsten Anschlussstelle notwendig, beispielsweise um zu vermeiden, dass Anschlussstellen durch elektronische Bauelemente vom Leitungsdraht 2 überdeckt werden, wird der Antrieb des Kreuztisches deaktiviert und der Leitungsdraht 2 durch die Klebeeinrichtung 26 auf der leitfähigen Folie fixiert, indem der Schlitten entlang der Z-Achse angetrieben und die Klebeeinrichtung 26 auf das Niveau der leitfähigen Folie 4 abgesenkt wird, um einen Klebepunkt zu setzen. Dieser Schritt ist in Fig. 3 schematisch dargestellt. Je nach Notwendigkeit kann sich dieser Schritt mehrmals wiederholen.
Nach erfolgter Klebung wird durch Antrieb des Kreuztisches der Leitungsdraht 2 weiter auf der leitfähigen Folie fortgeschrieben, bis die nächste Anschlussstelle erreicht ist. Dort wird wiederum die Abisoliereinrichtung 28 und die Schweißeinrichtung 24 aktiviert, um einen Stoffschluss des Leitungsdrahts 2 mit der Anschlussstelle zu verwirklichen. Die genannten Schritte werden solange wiederholt, bis eine Endanschlussstelle 40 erreicht ist. Dort wird ein weiterer Anschlussabschnitt 46 des Leitungsdrahts 2 nach Absenken des Schlittens 8 auf Leiterplattenniveau durch die Abisoliereinrichtung 28 abisoliert und durch die Schweißeinrichtung 24 unlösbar mit der leitfähigen Folie 4 verbunden, wie aus Fig. 4 hervorgeht. Um den Leitungsdraht 2 wieder zu fassen, wird der bisher wirksame Freilauf der Rollen 22 der Drahtvorschub- und Justiereinrichtung 20 aufgehoben, wodurch verhindert wird, dass der sich zwischen der Endanschlussstelle 40 und der Leitungsdrahtspeicherrolle 16 erstreckende Leitungsdrahtabschnitt 42 nach dem Abtrennen vom verlegten oder geschriebenen Leitungsdraht 44 unkontrolliert von der Leitungsdrahtspeicherrolle 16 abrollen kann. Abschließend wird der geschriebene oder verlegte Leitungsdrahtabschnitt 44 unmittelbar hinter der Endanschlussstelle 40 durch die Trenneinrichtung 30 von der der Leitungsdrahtspeicherrolle 16 zugeordneten Restlänge abgetrennt, wie Fig. 5 zeigt.
Anstatt die Drahtverschreibung auf einer durchgehenden leitfähigen Folie 4 auszuführen ist es auch möglich, bereits diskrete Anschlussstrukturen und eventuell zur Verlegung an der Oberfläche der später durch Verbinden mit dem Leiterplattenträger herzustellenden Leiterplatte vorgesehene sonstige leitfähige Strukturen beispielsweise auf eine Trägerfolie zu übertragen oder anderweitig anzuordnen und in geeigneter Weise zu fixieren und in diesem Zustand der Drahtschreibung des Leitungsdrahts 2 zu unterziehen, wodurch eine sehr große Bandbreite unterschiedlicher Anschlussstrukturen und Oberflächenleiterstrukturierung auf einer Leiterplatte, durch Verbinden mit einem Leiterplattenträger hergestellt werden können.
Gemäß der Variante, bei der die Drahtschreibung auf einer durchgehenden leitfähigen Folie erfolgt, werden die zu Anschluss- und Leitungszwecken zur Anordnung auf der Leiterplattenoberfläche vorgesehenen Anschluss- und Leitungsstrukturen nach dem Verlegen bzw. Drahtschreiben des Leitungsdrahts 2 beispielsweise durch ein Ätzverfahren voneinander getrennt und gegeneinander isoliert, um so die Anschlussstellen 36, 40 aus der Kupferfolie herauszuarbeiten. Da diese jedoch gemäß des vorhandenen Schaltungslayouts bereits vorab bekannt sind, können die Verbindungen des Leitungsdrahts 4 mit den noch nicht diskretisierten Anschlussstellen 36, 40 bereits vorab gefertigt werden. Zusätzlich kann die mit dem Leitungsdraht 2 versehene Oberfläche der leitfähigen Folie 4 mit einer Stabilisierungs- und Isolierungsdeckschicht versehen werden, beispielsweise dadurch, dass ein Prepreg aus Isolierstoffmasse und Armie- rungsmaterial mit der leitfähigen Folie 4 zu einer Leiterplatte verpresst oder vergossen wird.
Es ist klar, dass die beschriebenen Funktionen auch durch eine Vorrichtung 1 ausgeführt werden können, welche eine andere Kinematik als die oben beschriebene aufweist. Insbesondere kann gemäß einer weiteren Ausführungsform beispielsweise die leitfähige Folie stationär angeordnet und sämtliche Bewegungen durch einen in drei Achsen angetriebenen Schlitten ausgeführt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie, welche vorzugsweise zur Verbindung mit einem Leiterplattenträger zur Herstellung einer Leiterplatte bestimmt ist, wobei die Dicke oder der Durchmesser des Leitungsdrahtes vorzugsweise größer ist als die Dicke der leitfähigen Folie, dadurch gekennzeichnet, dass die leitfähige Folie sich - zumindest während des Verschweißens - mit einer thermischen Trennplatte in Kontakt befindet, deren Wärmeleitfähigkeit geringer ist als die der leitfähigen Folie.
2. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeleitfähigkeit der thermische Trennplatte - zumindest in einer um den Verschweißungsbereich gelegenen Region - mindestens um den Faktor 2, vorzugsweise mindestens um den Faktor 5 geringer ist, als die der leitfähigen Folie.
3. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Trennplatte eine höhere Schmelztemperatur und eine höhere thermische Beständigkeit aufweist als die der leitfähigen Folie und/oder die Temperaturbelastung während des Verschweißvorgangs.
4. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Trennplatte zumindest in einem um den Verschweißungsbereich gelegenen Kontaktbereich mit der leitfähigen Folie, vorzugsweise im gesamten Auflagebereich der leitfähigen Folie eine Beschichtung mit höherer thermischer Beständigkeit und/oder geringer thermischer Leitfähigkeit aufweist als das Grundmaterial.
5. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Trennplatte zumindest in einem um den Ver- schweißungsbereich gelegenen Kontaktbereich zur leitfähigen Folie, vorzugsweise im gesamten Auflagebereich der leitfähigen Folie, eine Inertoberfläche, vorzugsweise in Form einer Inertbeschichtung aufweist.
6. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Trennplatte elektrisch leitfähig ist.
7. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der thermische Trennplatte vorzugsweise um mindestens den Faktor 5 und höchstens den Faktor 300 größer ist als die der leitfähigen Folie.
8. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Trennplatte zwischen der leitfähigen Folie und einer Stromverteilungsvorrichtung vorzugsweise aus einem Cu-Block angeordnet ist.
9. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke oder der Durchmesser des zu verschweißenden Leitungsdrahts vorzugsweise um den Faktor 2 bis 10 größer ist als die Dicke der leitfähigen Folie.
10. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an die Verschweißstelle eine weitere, von Draht und/oder Platte verschiedene metallische Komponente eingebracht wird.
11. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht mindestens ein weitere, von Draht und/oder Platte verschiedene metallische Komponente, vorzugsweise in Form eines metallischen Überzugs, insbesondere aus Ag oder Sn aufweist.
12. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschweißung durch ein Kontaktschweißverfahren vorgenommen wird.
13. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode im Bezug auf die Ebene der Platte der Schweißelektrode gegenüberliegend angeordnet ist.
14. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei schweißstromführende Elektroden im Bezug auf die Ebene der Kontaktfläche zwischen leitfähiger Folie und thermische Trennplatte auf der selben Seite angeordnet sind.
15. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schweißelektroden im Bezug auf den Leitungsdraht positionierbar sind.
16. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode als Flächenelektrode ausgebildet und im Bezug auf die Ebene der thermischen Trennplatte der Schweißelektrode auf der selben Seite angeordnet ist.
17. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abisolieren isolierter Leitungsdrähte durch thermisches Abschmelzen und/oder durch mechanisches Abtragen, Abziehen oder Abquetschen, vorzugsweise durch thermisches Abschmelzen mittels eines Lasers oder durch Abbrennen mittels der Schweißelektroden, vorgenommen wird.
18. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abschmelzen der Isolierung durch ein zum Leitungsdraht positionierbares Elektrodenpaar vorzugsweise unter Steuerung und Überwachung von Prozessparametern vorgenommen wird.
19. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polungsrichtung des zum Leitungsdraht positionierbaren E- lektrodenpaares während des Abisolierens periodisches gewechselt wird.
20. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zum Leitungsdraht positionierbares Elektrodenpaar zum Durchgangsschweißen gleichgepolt und vorzugsweise parallelgeschaltet wird.
21. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsdraht zumindest während des Verschweißungsvor- gangs durch eine Andrückvorrichtung gespannt und niedergehalten wird.
22. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsdraht stellenweise verklebt wird, vorzugsweise an Stellen, an welchen die Leitungsdrahtverlegerichtung geändert wird.
23. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebemittel an den Verklebungsstellen vorzugsweise durch Auftropfen, Ausdüsen oder Aufsprühen aufgebracht wird.
24. Verfahren zum Verschweißen eines Leitungsdrahts mit einer leitfähigen Folie nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Klebemittel durch Eintrag elektromagnetischer Energie, vorzugsweise durch UV-Strahlung aktivierbar und/oder vernetzbar und/oder in seiner Abbindung beschleunigbar ist.
25. Verfahren zur durchgehenden Verlegung eines isolierten Leitungsdrahts (2) zwischen auf einer leitfähigen Folie (4) angeordneten elektrischen Anschlussstellen (36, 40) mittels einer numerisch gesteuerten Vorrichtung (1), beinhaltend wenigstens folgende Schritte:
a) Abisolieren des Leitungsdrahts (2) an einem zum Anschluss an eine An- fangs-Anschlussstelle (36) vorgesehenen Anschlussabschnitt (38);
b) Erzeugen einer Relativbewegung zwischen der leitfähigen Folie (4) und zumindest dem Anschlussabschnitt (38) des Leitungsdrahts (2), um den An- Schlussabschnitt (38) des Leitungsdrahts (2) an der Anfangs-Anschlussstelle (36) auf der leitfähigen Folie (4) zu positionieren;
c) Stoffschlüssiges Verbinden des Anschlussabschnitts (38) des Leitungsdrahts (2) mit der Anfangs-Anschlussstelle (36);
d) Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Leitungsdraht (2) und der leitfähigen Folie (4) unter Vorschub einer zu verlegenden Leitungsdrahtlänge (44), um einen weiteren Anschlussabschnitt (46) des Leitungsdrahts (2) an einer weiteren Anschlussstelle (40) auf der leitfähigen Folie (4) zu positionieren;
e) Abisolieren des an der weiteren Anschlussstelle (40) positionierten Anschlussabschnitts (46) des Leitungsdrahts (2);
f) Stoffschlüssiges Verbinden des Anschlussabschnitts (46) des Leitungsdrahts (2) mit der weiteren Anschlussstelle (40);
g) Fortfahren mit den Schritten d) bis f) solange bis eine End-Anschlussstelle (40) erreicht ist;
h) Abtrennen der verlegten Leitungsdrahtlänge (44), wobei
i) die Reihenfolge der Schritte a) und b) und/oder die Reihenfolge der Schritte d) und e) miteinander vertauschbar ist.
26. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, beinhaltend wenigstens folgende, durch ein elektronisches Steuergerät (32) numerisch gesteuerte Einrichtungen: a) eine Einrichtung (8, 10, 14) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen einer leitfähigen Folie (4) und einem Leitungsdrahtspeicher (16),
b) eine Einrichtung (24) zum stoffschlüssigen Verbinden von Leitungsdraht (2) mit elektrischen Anschlussstellen (36, 40) auf der leitfähigen Folie (4).
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einrichtung (28) zum Abisolieren eines isolierten Leitungsdrahts (2) aufweist.
28. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einrichtung (30) zum Abtrennen von Leitungsdraht (2) aufweist.
29. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen der leitfähigen Folie (4) und dem Leitungsdrahtspeicher (16) einen die leitfähige Folie (4) spannenden, in wenigstens zwei horizontalen Achsen (X, Y) verfahrbaren Kreuztisch (10), einen relativ zum Kreuztisch (10) entlang einer vertikalen Achse (Z) verfahrbaren, die Einrichtung (28) zum Abisolieren von Leitungsdraht (2), die Einrichtung (24) zum stoffschlüssigen Verbinden von Leitungsdraht (2) mit elektrischen Anschlussstellen (36, 40) auf der leitfähigen Folie (4) sowie die Einrichtung (30) zum Abtrennen von Leitungsdraht (2) tragenden Schlitten (8) und einen im Bezug zum Schlitten (8) durch das Steuergerät schwenkbar antreibbaren, den Leitungsdrahtspeicher (16) tragenden Schwenkarm (14) beinhaltet.
30. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 28 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Leitungsdrahtspeicher durch eine Leitungsdrahtspeicherrolle (16) gebildet wird, welche mittels des Schwenkarms (16) quer zur momentanen Verlegerichtung des Leitungsdrahts (2) verschwenkbar ist.
31. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine durch die Steuergerät ansteuerbare Einrichtung (20) zum Erzeugen von Drahtvorschub beinhaltet, welche an dem Schwenkarm (14) festgelegt ist.
32. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 26 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Steuergerät (32) ansteuerbare Klebeeinrichtung (26) zum Verkleben des Leitungsdrahts (2) mit der leitfähigen Folie (4) an Stellen vorgesehen ist, an welchen der Leitungsdraht (2) eine Richtungsänderung erfährt.
33. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine thermische Trennplatte aufweist.
34. Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 26 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Einrichtung zum Spannen und/oder Niederhalten des Leitungsdrahtes aufweist.
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