Brevet FR2611550A1 — publié le 19880909

Moyen d'entraînement pour une installation de soudage de fil travaillant à grande vitessç,parexemple les points de bran- chement pour-la fixation des plaquettès semi-conductrices. L'invention concerne un moyen d'en- tralnement pour une installation de soudage de fil de contact pour des plans de contact importants pour relier les points de contact par des ponts de contact, par exemple les points de branchement de supports de compo- sants à des Ilots de fixation de plaquettes semi-con- ductrices par soudage des extrémités de fil par thermo- compression ou par effet thermosonique. Dans les appareils de soudage usuels, l'ensemble de la tête de soudage ainsi que le générateur et l'outil de soudage fixé à celui-ci exé- cutent au cours d'un mouvement vertical, la course Z, nécessaire. Pour augmenter la vitesse de travail dans les autres appareils de soudage, le système-générateur d'oscillations et l'outil de soudage sont montés à ro- tation sur un bras dans l'unité de soudage (DD-WP 138 121) et ainsi la course dans la direction Z pour l'outil de soudage est exécutée par le mouvement de balayage du système oscillant. Parmi ces solutions, dans la première réalisation (dans le cas du déplace- ment de l'ensemble de la tête de soudage), on déplace des masses importantes qui ont tendance à osciller et limitent fortement la sécurité du contact et la vites- se de travail. Dans le montage rotatif du sys- tème oscillant portant l'outil de soudage dans l'unité de soudage, du fait de la réduction des masses en jeu, on arrive à une vitesse de travail plus élevée. Mais comme l'outil de soudage doit toujours arriver perpendiculairement sur le plan de contact pour assurer un contact certain, cela ne peut se réaliser de manière exacte que dans un plan. De ce fait, la différence des plans de contact est fortement limitée et en cas de plans de contact modifiés, il faut procéder à un nou- veau réglage du système des leviers. Dans le disposi- tif de soudage automatique à grande vitesse développé par la Société américaine Kulicke et Soffa (Modèle 1482), seule une difference maximale des plans de con- tact de 0,75 mm n'est acceptable. Cela limite le do- maine d'application des appareils à quelques types seulement de composants. L'invention a pour but d'éten- dre le domaine d'application tout en permettant une fabrication économique de composants semi-conducteurs présentant des différences de hauteur importantes en- tre les points de raccordement sur le support des com- posants et les Ilots de fixation sur la plaquette semi- conductrice en augmentant la vitesse de travail tout en améliorant le rendement et la qualité des contacts. L'invention se propose ainsi de créer un moyen d'entraînement pour une installation de soudage à grande vitesse pour des plages de plans de contact importants, permettant de relier les points de branchement sur des supports de composants à des Ilots de soudage de plaquettes semreonductrtices dans des plans de contact différents avec toujours une mise en place verticale, exacte de l'outil de soudage en évitant toute soudure chargée d'impuretés ou tout défaut de soudage en assurant des vitesses de fonction- ment optimales. A cet effet, l'invention concerne un moyen d'entraînement du type cidessus, caractérisé en ce qu'un moteur solidaire du support, muni d'une transmission à vis pour le mouvement Z, est relié par un moyen de guidage à compensation x à un levier coudé lui-même monté à rotation et à pivotement par rapport à un châssis dans une fourche de palier et monté par un palier en liaison avec un organe d'entraînement à la tête de soudage montée sur un guide en Z, et munie d'un émetteur, et en ce qu'un objectif coulissant ver- ticalement dans un guide et un dispositif d'amorçage coulissant verticalement dans un guide ainsi qu'un coulisseau correspondant avec un levier fixé au géné- rateur sont reliés par un levier coudé guidé de ma- nière analogue au levier coudé pour être couplés à un autre moteur solidaire du support. L'organe coulissant sert de butée pour le levier fixé au générateur d'oscillations et constitue le point de pivotement asservi du tube capillaire. Grâce à cette disposition et en particulier grâce au second moteur solidaire du sup- port, en liaison avec le système de levier d'entrat- nement correspondant, on a un asservissement automa- tique du point de pivotement du générateur, de l'ob- Jectif et du dispositif d'amorçage. Cette disposition permet ainsi d'absorber des différences de plans de contact très importantes sans préjudice pour la qua- lité ou la vitesse de travail. Suivant une caractéristique de l'invention, le système du générateur qui se compose du générateur, d'un support de générateur, d'un le- vier fixé au générateur et qui est serré de manière à pouvoir tourner et par un ressort et une vis d'ajus- tage sur le support d'oscillateur est monté pivotant dans un palier de la tête de soudage, et au cours du mouvement ascendant de la tête de soudage, un levier coopère avec un coulisseau réglable dans la direction Z par l'intermédiaire du levier coudé et à l'opposé du générateur, le levier porte une butée à laquelle est associée une vis de fin de course aJustable sur la tête de soudage. Suivant une autre caractéristique de l'invention, le levier coudé est reliée d'une part par un guide de compensation en x à la transmission à vis du moteur et d'autre part par un palier et un organe d'entraînement à un levier d'entraînement qui est monté sur une table mobile dans la direction x et dans la direction y par l'intermédiaire d'un palier fixe et un premier roulement à billes, rainuré trans- met son mouvement à une première tige de palier guidée verticalement et par un coulisseau fixé à une articu- lation en fonction de la course du levier fixé au générateur, un second roulement à billes rainuré fixé sur le levier d'entraInement étant relié à une seconde tige de palier, guidée verticalement, tige à laquelle est fixé le dispositif d'amorçage muni d'une électrode et une autre tige de palier guidée verticalement pour recevoir l'objectif. La présente Invention sera décri- te ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans les dessins annexes, dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une installa- tion de soudage de fil travaillant à grande vitesse. - la figure 2 est une vue schématique de l'entraine- ment du système de suspension, de l'optique et du système du point de pivotement. - la figure 3 est une vue de côté de la tête de sou- dage. - la figure 4 est une autre vue de la tête de soudage. L'entratnement de la tête de sou- dage 9 est assuré par un moteur 11 fixe muni d'une transmission à vis 4 et d'un écrou de transmission avec un guidage à compensation en x, 5; dans ce dis- positif, on a un déplacement longitudinal d'environ microns par pas du moteur 1. Le mouvement longitudi- nal est transmis par un levier coudé 2 qui est monté à rotation et de façon à pivoter dans une fourche de palier 6.1 par rapport au support avec le palier 8 et l'organe d'entralnement 7 sur la tête de soudage 9 montée sur un guide en forme de Z 10, suivant le rap- port 1: 2. La tête de soudage 9 porte le palier d'un générateur de vibrations 12 (figure 1). Un autre moteur 13 monté de ma- nière fixe, ayant la même transmission à vis et le même pas que l'entratnement de la tête de soudage 9 transmet également le mouvement longitudinal par l'in- termédiaire d'un levier coudé 14 lui-m&me également monté dans une fourche de palier 6.2 sur le bâti, suivant un mouvement de rotation et de pivotement, à un palier 16 et un organe d'entraînement 15 sur un levier d'entraînement 17; ce mouvement est transmis dans le rapport 1: 2. Le levier de transmission 17 est monté dans un palier fixe 18 sur une table en x 37 mobile dans les directions x-y; il transmet son mouvement par l'intermédiaire d'un roulement à billes, rainuré 19 à une tige de -palier 22 qui est montée dans le guide 21 pour assurer le suivi du guidage du point de pivotement et il est relié par une articulation 23 à un coulisseau 24 (figure 2). Un second roulement à billes, rainuré 20 du levier d'entratnement 17 transmet le mouvement à une tige de palier 26 qui est montée dans un guide 25 pour assurer le guidage en poursuite du système d'amorce auquel est fixé un dispositif d'amorça- ge 27 de hauteur réglable équipé d'une électrode 28. Une tige de palier 30 est reliée solidairement à la tige de palier 26; la tige 30 est montée dans un guide 29 pour assurer l'asservissement de l'objectif 32; un support d'objectif 31 avec un objectif 32 réglable en hauteur est monté sur ce gui- de. Ainsi, le moteur 13 assure le déplacement du point de pivotement, du système optique et du système d'amor- çage suivant une course identique, ce qui permet une adaptation à des plans de contact différents. La tête de soudage 9 reçoit dans le palier 11 le système oscillant qui se compose d'un support 38, du générateur 12, d'un levier 39 monté à rotation, qui est fixé de façon réglable par un res- sort 41 et une vis d'ajustage 40. Au cours du mouve- ment ascendant de la tête de soudage 9, lorsque l'ou- til de soudage 36 se trouve à 0,1... 0,2 mm au-des- sus du plan de contact, le levier 39 vient en appui contre le coulisseau 24 fixé à la tige de palier 22 par une articulation 23 (figures 3, 4). De cette manière, la course de l'outil de soudage 36 se compose d'un mouvement Z exactement vertical pour la tête de soudage 9 de faible masse et d'un mouvement de pivotement du-géné- rateur 12, la tête de soudage 9 n'effectuant qu'un tiers de la course d'ensemble. La course de pivote- ment se termine peu avant que l'on atteigne le plan de contact et il suit toujours une arrivée perpendi- culaire de l'outil de soudage 36, ce qui garantit un contact exact. Rapporté au plan de contact. res- pectif, le point de pivotement du générateur 12, de l'objectif 32 et de l'électrode 28 du dispositif d'amorçage 27 est asservi à chaque variation du plan de contact. i Un bras du support 38 du généra- teur porte un levier 42 qui est tiré par un ressort contre une vis de butée 44 fixée de manière régla- ble à la tête de soudage 9 et qui porte dans son pro- longement un induit 43 qui, en combinaison avec un ai- mant 46), applique une force de soudage programmée. La vis de butée 44 sert à l'alignement vertical de l'outil de soudage 36 par rapport au plan de contact, le ressort réglable 45 générant une force de soudage de base. Un palier 47 constitue avec un longeron de guidage 48 et un ressort 49, le blocage en rotation de la tête de soudage 9 dans le guide Z, 10; le ressort 49 a pour fonction de compenser le poids de la tête 9. Une butée 50 du support de géné- rateur 38 limite le mouvement de pivotement du géné- rateur 12 en liaison avec une vis de fin de course 51 aJustable sur la tête 9 lorsque l'outil de soudage 36 est en position de base, à environ 5 mm au-dessus du plan de contact; si au cours de la poursuite du mou- vement dans la direction Z, la tête de soudage 9 dé- passe la position de base du levier 39 monté pivotant dans le support 38 du générateur du fait de la venue en butée contre le coulisseau 24, il y a rupture. Un support de pinces 34 muni de pinces à fil 33 est monté également sur la tête de soudage 9. Le support de pinces 34 correspond à un levier monté au milieu dans le palier 35 et qui reçoit d'un côté les pinces à fil 33 et de l'autre côté il correspond au coulisseau 24 du point de pivo- tement. REFERENCES: 1 Moteur pour déplacer la tête de soudage suivant un mouvement en Z 2 Levier coudé 3 Roulement à billes, rainuré 4 Transmission à vis Ecrou d'entraînement avec guidage de compensation en x 6.1 Fourche de palier 6. 2 Fourche de palier 7 Organe d'entraînement 8 Palier 9 Tête de soudage Guide en E 11 Palier 12 Générateur de vibrations 13 Moteur 14 Levier coudé Organe d'entraînement 16 Palier 17 Levier d'entraînement 18 Palier fixe 19 Roulement à billes, rainuré Roulement à billes, rainuré 21 Guide d'asservissement 22 Tige de palier 23 Articulation 24 Coulisseau Guide d'asservissement 26 Tige de palier 27 Dispositif d'amorçage 28 Electrode 29 Guide pour l'asservissement de l'objectif Tige de palier 31 Support d'objectif 32 Objectif 33 Pinces à fil 34 Support des pinces Palier 36 Outil de soudage 37 Table x-y 38 Support de générateur 39 Levier Vis de réglage 41 Ressort 42 Levier 43 Induit 44 Vis de butée Ressort 46 Aimant 47 Palier 48 Longeron de guidage 49 Ressort Butée 51 Vis de fin de course 1.0 R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Moyen d'entraînement pour une installation de soudage de fil travaillant à grande vi- tesse pour relier les points de contact à l'aide d'un pont en forme de fil, comportant au moins un moteur qui est relié par des éléments de transmission correspon- dant à une tête de soudage, qui sert à recevoir un sys- tème oscillant, un système à pinces et un frein à fil, moyen caractérisé en ce qu'un moteur (1) solidaire du support, muni d'une transmission à vis pour le mouve- ment Z, est relié par un moyen de guidage à compensa- tion x à un levier coudé (2) lui-même monté à rotation et à pivotement par rapport a un châssis dans une four- che de palier (6.1) et monté par un palier (8) en liai- son avec un organe d'entraînement (7) à la tête de sou- dage (9) montée sur un guide en Z, (10) et munie d'un émetteur (12), et en ce qu' un objectif (32) coulis- sant verticalement dans un guide (29) et un dispositif d'amorçage (27) coulissant verticalement dans un guide (25) ainsi qu'un coulisseau (24) correspondant avec un levier (39) fixé au générateur (12) sont reliés par un levier coudé (14) guidé de manière analogue au le- vier coudé (2) pour être couplés àun autre moteur (13) solidaire du support. 2 ) Moyen d'entratnement selon la revendication 1, caractérisé en ce que le système du générateur qui se compose du générateur (12), d'un support de générateur (38), d'un levier (39) fixé au générateur (12) et qui est serré de manière à pouvoir tourner et par un ressort (41) et une vis d'aJustage (40) sur le support d'oscillateur (38) est monté pivo- tant dans un palier (11) de la tête de soudage (9), et au cours du mouvement ascendant de la tête de sou- dage (9), un levier (39) coopère avec un coulisseau (24) réglable dans la direction Z par l'intermédiaire 26-11550 %1 du levier coudé (14) et à l'opposé du générateur (12), le levier (39) porte une butée (50) à laquelle est as- sociée une vis de fin de course (51) ajustable sur la tête de soudage (9). 3 ) Moyen d'entraînement selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le levier coudé (14) est relié d'une part par un guide de compensation en x à la transmission à vis du moteur (13) et d'autre part par un palier (16) et un organe d'entraînement (15) à un levier d'entraine- ment (17) qui est monté sur une table (37) mobile dans la direction x et dans la direction y par l'intermé- diaire d'un palier fixe (18) et un premier roulement à billes, rainuré (19) transmet son mouvement à une première tige de palier (22) guidée verticalement et par un coulisseau (24) fixé à une articulation (23) en fonction de la course du levier (39) fixé au géné- rateur (12), un second roulement à billes (20) rainu- ré fixé sur le levier d'entraînement (17) étant relié à une seconde tige de palier (26), guidée verticale- ment, tige à laquelle est fixé le dispositif d'amor- çage (27) muni d'une électrode (28) et une autre tige- de palier (30) guidée verticalement pour recevoir l'objectif (32).