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Positioniervorrichtung für Leiterrahmen Die Erfindung betrifft eine
Positioniervorrichtung für Leiterrahmen, insbesondere eine Positioniervorrichtung,
die sich fur automatisch arbeitende Befestigungsvorrichtungen eignet.
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Es ist bekannt, beim Zusammenbau von Halbleitereinrichtungen, beispielsweise
Transistoren, integrierten Halbleiterschaltungen und dergleichen einen Leiterrahmen
zu verwenden, die Halbleiterplättchen oder -pastillen an vorherbestimmten Teilen
des Leiterrahmens zu befestigen, die Verbindungsdrähte, beispielsweise Golddrähte
an den Kantenbereichen der Leiter des Beiterrahmens und an den Anschlüssen, beispielsweise
aus Aluminium, an den Haibleiterpastillen zu befestigen, so daß sich eine elektrische
Verbindung zwischen diesen ergibt, die Halbleiterpastillen und die verbundenen Drähte
beispielsweise durch Harz einzuformen und dann die unerwünschten Teile des Leiterrahmens
abzuschneiden, so daß sich fertige Halbleitereinrichtungen sgeben.
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Diese Art des Zusammenbaus erfolgt von Hand, wobei die Bedienungsperson
die Stellung durch Mikroskope überwacht. Zur Verringerung der Arbeitskosten ist
es jedoc; erforderlich, den Zusammenbau automatisch ablaufen zu lassen.
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Im allgemeinen hat der Kantenteil jedes Leiters im Beiterrahmen eine
sehr geringe Breite, beispielsweise 400/u. Auch die Anschlüsse der Halbleiterpastillen
haben seL kleine Flächen, beispielsweise 50 bis 100 µ2. Bei der automatischen Verbindung
von Verbindungsdrähten zur elektrischen Verbindung der Leiter und der Pastillen
mit den obigen feinen Abmessugen ist es wiinschenswert, die Anschlüsse der Pastillen
auf den Leitern des Leiterrahmens so genau wie möglich zu positionieren.
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Zur automatischen Verbindung wurde Eine Befestigungsvorrichtung vorgeschlagen,
bei der die relative Stellung zwischen dem Leiterrahmeri und der Pastille beispielsweise
mittels optischer Meßeinri chtungen gemssen und eine Kapillarführung mit einem durch
diese hindurchgeführten Golddraht in die richtige Lage gebracht wird, indem der;Meßwereieinem
vorherbesti=ten Vergleichswert verglichen wird.
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Ferner wurde vorgeschlagen, den Leiterrahmen genau n einer vorherbestimmten
Stellung der Befestigungsvcrrichtung zu positionieren, wodurch die Pastille und
der Leiterrahmen an d er Befestigungsvorrichtung genau positioniert werden, und
die Kapillarführung längs eines vorherbestimmten Weges zu führen.
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Bei den vorstehend beschriebenen, vrrgeschlagenen Möglichkeiten,
insbesondere der letzteren, bei der keine Einstellung entsprechend der relativen
Lage der Pastille und des Leiterrahmens erfolgt, ist eine geringe Lageabweichung
zwischen dem Leiterrahmen und der Befestigungsvorrichtung zulässig, dz sonst die
Golddrähte elektrische Kurzschlüsse zwischen-den Anschlüssen der Pastille
herbeiführen
oder überhaupt mit keinem Anschluß verbunden werden.
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Wenn beispielsweise die Breite des Leiterrahmens 25 mm, der Kantenbereich
des Leiterrahmens 0,3 mm und der Verbindungsdrahtdurchmesser 30 /u betragen, beträgt
das zulässige Lagespiel des Beiterrahmens gegenüber der befestigungsvorrichtung
15 µ in den Längsrichtungen x und y. Das zulässige Winkelspie' des Winkels r gegenüber
der Pastille liegt innerhalb 10 Minute Falls die relative Lage des Leiternhmens
dadurch eingestellt wird, daß auf beide Seiten desselben ein Druck ausgeübt und
der Leiterrahmen Stück für Stück in einer Längsrichtung x bewegt wird, so besteht
die Gefahr, daß große Lageunterschiede in den Richtungen x und y sowie Winkelfehler
eintreten. Ferner ist festzustellen, daß im letzteren Fall die Schwierigkeiten geringer
sind, wenn von Hand gearbeitet oder eine automatische Befestigungsvorrichtung verwendet
wird, die zusätzliche Einstelleinrichtungen aufweist, und daß, wenn mit einer automatischen
Befestigungsvorrichtung ohne Einstelleinrichtungen gearbeitet vird, es sehr schwierig
ist, den Zusammenbau vollständig zu automatisieren.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Positioniervorrichtung
für Leiterrahmen mit einfachem Aufbau und einfacher Betriebsweise zu schaffen, mit
der die Pastillenbefestigung und die Drahtbefestigung automatisch ohne spezielle
Einstelleinrichtungen - durchgeführt werden können.
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Erfindungsgemäß enthält der Haupttei des Leiterrahmens, der längs
einer Führungsebene der Vorrichtung-bewegt wird, in einer bestimmten Stellung eine
Öffnung. Die Vorrichtung ist mit einem Positionierstift versehen, der durch die
Öffnung im Beiterrahmen zur Positionierung desselben in Längsrichtung quer zur Fuhrungsebene
beweglich ist. Die Vorrichtung enthält einen Halter zur Halterung des Leiterrahmens
an einer Seitenkante desselben gegenüber
der Seitenkante, die durch
den Stift befestigt wurde. Die Stellung Jeder Segmenteinheit des Leiterrahmens kann
am Position~erteil eingestellt werden. Erfindungsgemäß kann der Leiterrahmen durch
den Stift in der x- und y-Richtung und durch den Halt er hinsichtlich des Drehwinkel
r eingestellt werden. Hierdurch kann der Lagefehler auf ein Minimum verringert und
damit der Leiterrahmen sehr genau positioniert werden. Da der Halter--nur auf einen
einer Halbleitereinrichtung entsprechenden Teil des Leiterrahmens drückt, kann der
Iteiterrahmen am Vorder- und Endstück sowie in der Mitte positioniert werden, und
zwar stets mit einer vorherbestimmten Genauigkeit ohne Schlupf gegenüber dem Halter.
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Hierdurch ist erfindungsgemäß eine sehr genaue Positionierung eines
leiterrahmens möglich, so daß die Drahtbefestigung mühelos automatisch mittels einer
automatischen Befestigungseinrichtung durchgeführt werden kann, die keine speziellen
Einstelleinrichtungen enthält.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen: Fig. ia, einen Leiterrahmen, einen in die Vorrichtung eingesetzten ib
u. 1c Leiterrahmen bzw. einen Schnitt durch die Vorrichtung mit dem Leiterrahmen;
Fig. 2a einen Pastillen-Verbindungsmechanismus; und 2b und Fig. 3 in einer schematischen
Ansicht die Drahtbefestigung.
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Fig. 1 zeigt einen Leiterrahmen und eine Positioniervorrichtung.
Der Leiterrahmen 1 der Fig. 1a hat eine Länge von 140 mm, eine Breite von 25 mm
und eine Stärke von O,25 mm. Er weist gleichmaßig geformte Leiter (ihre Breite beträgt
an den Endbereichen 0,4 mm) auf, die zum Zusammenbau von sieben Halbleitereinrichtungen
dienen. Ein Segment des Beiterrnhmens, das für eine Halbleitereinrichtung
verwendet
wird, ist 20 mm lang. Mit 2 ist ein Rahmenkantenpaar bezeichnet, in dessen einer
Einstellöcher 3 (1,55 mm Durchmesser) angeordnet sind, die eich an jedem Segment
des Leiterrahmens befinden. Mit 4 ist ein Spiegel" oder "Plättchen" bezeichnet,
auf dem eine Halbleiterpastille befestigt wird.
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Die in Fig. Ib und 1c gezeigte Positioniervorrichtung enthält eine
Trägerführung 6, die den Leiterrahmen in Längsrichtung bewegt. Ein zugespitzter
Stift 7 dient zur Positionerung des Leiterrahmens. Er ist so angeordnet, daß das
obere Ende des Stiftes durch die Einstellöcher des Leiterrahmens 1, die sich in
der Positionierstellyrng befinden, auf-und abbeweglich ist. Der Stift 7 ist in einer
Führung 8 geführt. Ein Halter 9 ist auf der anderen Seite der Trägerführung 6 befestigt
und auf der Trägerführung 6 in Horizontalrichtung frei beweglich. Er übt mechanisch
einen konstanten Druck auf den Leiterrahmen 1 aus, wenn er diesen hält. Mit 10 ist
eine bewegliche Führung für die Halterplatte bezeichnet. Eine Druckplatte 11 dient
dazu, den Leiterrahmenauf der oberen Oberfläche zu halten. Sie verhindert eine Ausbiegung
des Leiterrahmens.
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Bei der Positionierung des Leiterrahmens 1 mittels dieser Vorrichtung
wird der Leiterrahmen zunächst auf die Trägerführung 6 übertragen. Wenn eine Einstellöffnung
3 des Leiterrahmens 1 auf den zugespitzten Stift 7 trifft, wird die Bewegung des
Leiterrahmens unterbrochen und der Stift 7 in die Einstellöffnung 3 desselben eingeführt.
Hierdurch kann der Leiterrahmen in x- und y-Richtung festgelegt werden.
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Durch Betätigung der Halteplatte 9 wird der Leiterrahuien 1 auf seinen
Seiten gehalten und der Drehwinkelr festgelegt. Hierdurch wird der Leiterrahmen
1 in x- und y-Richtung und hinsichtlich des Drehwinkel r festgelegt, ohne daß eine
Verschiebung möglich wäre. In diesem Zustand können die Padille und der Draht befestigt
werden.
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Nach der Befestigung wird die Halteplatte 9 gelöst und der Leiterrahmen
1 freigegeben. Gleichzeitig wird der Positionierstift 7 aus dem Einstelloch 3 entfernt
und die Vorrichtung so betätigt, daß ein weiteres Segment des Leiterrahmens in die
Befestigungs stellung elangt. Dann werden die oben beschriebenen Schritte bei der
nächsten Befestigung wiederholt, d. h., der Leiterrahmen 1 wird intermittierend
positioniert.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich Lagefehler in x-
und y-Richtung von weniger als - 10 µ und Winkelfehler von weniger als + 3 Minuten
erreichen.
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Fig. 2a und 2b zeigen einen Pastillen-Befestigungsmechanismus gemäß
der Erfindung mit 12 ist eine zu befestigende Haibleiterpastillemit 13 ein Heizeinrichtung
für den Leiterrahmen 1 und mit 14 ein Positionierfinger zur Halterung der einander
gegenüberliegenden Ecken der Pastike 12 bezeichnnt, det in einer Führung 15 beweglich
ist. Die zuvor mit nur grober Genauigkeit auf den Streifen 4 gelegte Pastille 12
wird in der Positionierstellung dieser Vorrichtung während der Heizung ausgerichtet.
Damit kann die Pastille 12 ohne Verschiebung gegenüber dem Leiterrahmen 1 befestigt
werden.
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Wenn an dem Leiterrahmen 1, an dem die Pastillen 1 2 mittels der
obigen Vorrichtung befestigt sind, gemäß Fig. 3 die Drähte befestigt werden, so
ist dies mühelos automatisch möglich, indem die Lage der Trägerführung 6 gegenüber
dem Verbindungswerkzeug 16 richtig bestimmt wird,da zwischen Pastille 12 und Streifen
4 des Leiterrahmens keine Verschiebungen mehr eintreten.
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Die vorliegende Erfindung kann bei sämtlichen Arten von Positioniervorrichtungen
für Leiterrahmen angewandt werden.
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Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Genauigkeit bei
der Positionierung des Leiterrahmens wesentlich verbessert werden, so daß die Drahtbefestigung
ohne Schwierigkeiten automatisch erfolgen kann.
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Patentanspruch