Панфилов Ю.В. и др. - Оборудование производства интегральных микросхем и промышленные роботы (1053470), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Механизм микросварки изображен на рис. 9.8. На основании 19 закреплены кронштейны 16, 18 и 20, на которых смонтированы основные узлы механизма: сварочная головка 14, рычаг механизма подъема 25 и привод механизма подъема. Привод механизма подъема включает шаговый двигатель 28„ приводящий во вращение вал механизма подъема, на котором закреплены лепестки 27, фиксирующие верхнее (холостое) и нижнее (рабочее) положения сварочной головки На валу ме.
ханизма подъема закреплен шкив 26, связанный стальным тросиком 1 со шкивом 23, закрепленным на рычаге механизма подъема. Тросик прикреплен к обоим шкивам и делает по их поверхности по полтора витка. Свободные концы тросика стягиваются пружиной 17, таким образом между шкивами образуется кинематически точная связь, позволяющая нм совершать один оборот, На фланце вала шкива 23 на втулках 21 закреплены подшипники 8 и 11, взаимодействующие с башмаком 22, прикрепленным к основанию сварочной головки.
При 'этом сварочная головка поворачивается в опорах 13. Подшипник 8 определяет верхнее исходное положение сварочной головки. При дальнейшем вращении вала с башмаком начинает контактировать подшипник 11, эксцентрично закрепленный на валу и определяющий вертикальные перемещения сварочной головки в процессе приварки проволоки к контактным площадкам кристалла, к выводам корпуса и при образовании петли проволочной перемычки.
Управление вращением шагового двигателя и вертикальным перемещением головки 237 23 гг Рис. 9.8, Механизм иикросварки Рис. д,д. Координатный стол микросварочной установки осуществляет управляющая микроЭВМ «Электроника 60М». Необходимые положения сварочной головки вводятся в память ЭВМ в процессе обучения. Положения головки при приварке контактов кристалла и выводов корпуса фиксируются по наличию электрического контакта между сварочной головкой и корпусом.
При этом ЭВМ запоминает состояние (число шагов) шагового двигателя. Положение головки при образовании петли программируется при обучении. При этом перемещением головки управляют вручную, пока не получат перемычку требуемой высоты. При переходе на автоматический режим это положение головки будет зафиксировано в памяти машины. Вертикальные перемещения головки производятся относительно рычага 25 механизма подъема, его положение регулируется винтом 24. Ультразвуковой преобразователь 12 с инструментом 9 упруго закреплен в корпусе 14, усилие прижима регулируется винтом 15. На кронштейне сварочной головки размещены сварочные щипцы 10, осуществляющие зажим, подачу и обрыв проволоки.
Зажим проволоки производится смыканием губок щипцов электромагнитом 7. Подача и обрыв проволоки осуществляется за 238 счет поворота щипцов в зажатом состоянии в вертикальной плоскости. Для их поворота служит пластина 5, закрепленная в шарнирной опоре 4. Один конец пластины защемлен, а второй входит в паз рычага 6, связанного с щипцами, При подаче тока в катушку электромагнита обрыва проволоки 2 центр пластины опускается вниз, а ее конец поворачивает рычаг 6 по часовой стрелке, отводя щипцы от инструмента и обрывая алюминиевую проволоку.
Для подачи проволоки запитывается электромагнит 3, при этом щипцы перемещаются к инструменту и проталкивают проволоку. Величина хода щипцов при подаче и обрыве проволоки и усилие их смыкания регулируется положением сердечников соответствующих электромагнитов. Координатный стол для угловых и линейных перемещений представлен на рис.
9.9. На плите 8 смонтирован привод для перемещения по одной из координат, включающий шаговый электродвигатель 7, передаюгций вращение на ходовой винт 9, который поступательно перемещает гайку 10„фиксируемую от поворота скользящей шпонкой 11, Торец гайки упирается в каретку 12, перемещающуюся в шариковых направляющих и прижимаемую к гайке двумя пружинами аналогично каретке 5. 239 1 Я Ю 4 Л й 7 Е У ГР 77 Рис. 9.10. Механизм ззгрузки-выгрузки корпусов ИС В каретке 12 смонтирован такой же привод для перемещения по другой координате в шариковых направляющих 6 каретки 5.
Пружины 13 прижимают каретку к торцу ведущей гайки. На поверхности каретки 5 смонтирован привод поворота ра. бочего столика и механизм закрепления или освобождения корпуса обрабатываемой ИС. Вращение от шагового электродвигателя 5 через червяк 3 передается на ко.несо 2, приводящее во вращение рабочий столик. Для фиксации корпуса служит поршень 4, который при подаче воздуха перемещается вверх, сжимая пружину 1 и перемещая вверх штифт, осуществляющий подъем фиксатора. Корпус удерживается усилием пружины при опускании фиксатора. Устройство загрузки-выгрузки (рис.
9.10) предназначено для автоматической подачи дискретных корпусов ИС 6 из подающей кассеты 5 на рабочий столик 12 и передачу их после обработки с рабочего столика в приемную кассету. Устройство симметрично относительно столика, и на рисунке показана только левая подающая часть. Состоит оно из двух сходных механизмов подачи кассет снизу вверх, подающего 13 и приемного пневмолотка. Для вертикального перемещения кассеты установлены челноки 4, перемещающиеся в корпусе 3 и снабженные храповыми рейками. 240 В зацепление с рейками входят две собачки — подающая 16 и стопорная 20.
Выше расположен грейфер 1, перемещающийся в горизонтальном направлении при повороте рычага 2. На рабочем столике закреплен стопор 9, лепесток которого может обдуваться воздухом через сопло 10. Работает устройство следующим образом. Нажатием специальной кнопки стопорная и подающая собачки отводятся, и челноки приемной и подающей кассет вместе с кассетами переводятся в нижнее положение.
После этого поршень пневмоцилиндра отводится вниз, грейфер входит в кассету. Это исходное положение механизма и показано на рис. 9.10. Для осуществления цикла загрузки-выгрузки воздух подается сначала в нижнюю, затем в верхнюю полость пневмоцилиндра 14 в устройстве загрузки столика и в верхнюю, затем в нижнюю в устройстве выгрузки. При движении поршня вверх пружина 15 перемешает втулку 18, находящуюся на штоке, от упора !7. Собачка 16, связанная с втулкой, сдвигает храповую рейку на один шаг, кассета поднимается и очередная ИС подается под захват грейфера !. При дальнейшем движении штока вертикальное перемещение собачки ограничивается упором 19 и кассета дальше не перемещается.
Торец штока доходит до рычага 2 горизонтального перемещения грейфера, поворачивает его и сдвигает грейфер вправо до упора 7, при этом захват грейфера выталкивает корпус ИС из подающей кассеты на пневмолоток. По пневмолотку ИС перемещается на рабочий столик 12 и доходит до упора 9, на лепесток которого воздействует воздушная струя из сопла 10. Фиксатор 8 опускается, фиксирует и ориентирует поданную ИС по базирующим отверстиям в выводной рамке.
Одновременно шток пневмоцилиндра !4 перемещается вниз, захват грейфера нходит в кассету, неподвижная собачка 20 фиксирует челнок, а подвижная 16 захватывает очередной зуб храповой рейки. На этом цикл погрузки заканчивается. Цикл выгрузки идет одновременно с загрузкой, но при выгрузке в исходном положении поршень пневмоцилиндра находится вверху, а грейфер выдвинут из кассеты и упирается в упор 11, поднимающий захват и освобождающий трек пневмолотка, на который ИС сдувается со столика. При перемещении поршня вниз правый грейфер, который несколько короче левого загрузочного, досылает ИС в приемную кассету, кассета перемещается вверх на шаг, грейфер сдвигается влево и цикл завершается.
Подобными устройствами для загрузки дискретных корпусов из вертикальных кассет оборудован целый ряд установок, оперирующих с полуфабрикатами подобного рода: установки монтажа кристаллов, классификационные устройства и др. Близки 16 †6! 241 по принципу действия и конструктивным решениям и устройства загрузки-выгрузки отрезков перемещения кассет и горизонталь- ного перемещения отрезков лент.
9.3. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ГЕРМЕТИЗАЦИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ Герметизация является заключительным этапом изготовления ИС и может выполняться сваркой, пайкой мягкими и твердыми припоями, стеклом, клеем, пластмассой. Для герметизации ИС используются металлостеклянные, металлокерамические и пластмассовые корпуса. Основными методами герметизации металлостеклянных и металлокерамических корпусов ИС являются холодная и контурно-контактная сварки.
Все большее распространение получают такие методы герметизации, как лазерная, микроплазменная и электронно-лучевая сварка. Получение металлостеклянных и металлокерамических спаев производят в колпаковых и конвейерных водородных печах. На рис. 9.11 показаны конструктивные схемы герметизации корпусов ИС холодной сваркой (а), контактной точечной (б) и роликовой (в), аргонно-дуговой (г), микроплазменной (д) сваркой и пайкой (е).
Для герметизации корпусов ИС холодной сваркой ча1це всего применяют точечную сварку по замкнутому контуру (периметру) силами Р, направленными перпендикулярно свариваемым поверхностям (рис. 9.11,а). Внутри стакана 5 перемещаются верхний 4 и нижний 3 пуансоны, герметично соединя1ощие баллон 2 и крышку 1 корпуса ИС. Сварное соединение получается вследствие пластической деформации хорошо очищенных от оксидного слоя и жировых пленок свариваемых металлов (как однородных, так и разнородных). Герметизация осуществляется при комнатной температуре под действием большого давления, при котором вступившие в контакт чистые поверхности образуют цельнометаллические соединения с непрерывной кристаллической структурой.
Контактная (электроконтактная) сварка применяется для герметизации ИС в металлостеклянных и металлокерамических корпусах круглой н прямоугольной формы со штырьковыми вы. водами. Основными ее видами являются сварка по контуру (рис. 9.11,б) и шовная роликовая (рис. 9.11,в) сварка. Герметичное перазъемное соединение получается за счет нагрева свариваемых материалов до пластического или расплавленного состояния с последующим сжатием.
Нагрев осуществляется пропусканием электрического тока через свариваемые элементы. Процесс герметизации контактной точечной сваркой на конденсаторной сварочной машине показан на рис. 9.11,б. Он вклю- 242 л) Рис, 9.11. Способы герметизации металлостекчяииых и металлоиераыичесиихкорпусов ИС чает операции сжатия свариваемых деталей корпуса 1 электродами 2, включения и выключения сварочного тока, снятия усилия сжатия. Основными элементами установки являются выпрямитель 5, батарея конденсаторов 4 с перекл1очателем для ее последовательного соединения с источником питания и трансформатором 3, который предназначен для получения в сварочной цепи больших токов при низком напряжении. Шовная роликовая сварка (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
