DE3306849A1

DE3306849A1 - Plattieranlage zum beschichten einer folge von werkstuecken

Info

Publication number: DE3306849A1
Application number: DE19833306849
Authority: DE
Inventors: August 94087 Sunnyvale Calif. Kalin; Gerald 95051 Santa Clara Calif. Laverty; Michael 95065 Santa Cruz Calif. Seyffert
Original assignee: National Semiconductor Corp
Current assignee: National Semiconductor Corp
Priority date: 1982-03-22
Filing date: 1983-02-26
Publication date: 1983-09-29
Anticipated expiration: 2003-02-27
Also published as: DE3306849C2; GB2117405B; JPS58167796A; JPH0323640B2; GB8301148D0; GB2117405A; US4425213A

Description

Die Erfindung bezieht, sich auf eine Plattieranlage zum Beschichten einer Folge von streifenförmigen Werkstücken nacheinander, insbesondere zum selektiven Beschichten von Flächenteilen dieser. Es handelt sich dabei

nrzugsweise um die selektive, d.h. stellenweise Beschichtung von Metallstreifen zur Herstellung sog. Leiterbahngitter (lead frames). Diese werden hauptsächlich für den Aufbau von Halbleiterplättchen u. dgl. gebraucht.

Bisher wurden Leiterbahngitter im allgemeinen aus einer fortlaufenden Bahn aus Metall hergestellt, die stellenweise auf gewünschten Flächenteilen plattiert wurde, bevor sie zerschnitten und in die für den Gebrauch erforderliche Form gebracht wurde. Eine solche Herstellung "von der Rolle" (reel-to-reel operation) wird in dem U.S.-Patent 3,723,283 beschrieben. Die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens ist in Frage gestellt, da das Erzeugnis durch die Schneid- und Stanzvorgänge beschädigt werden kann, nachdem es mit Edelmetall beschichtet worden ist. Ein anderes bekanntes Vorgehen besteht darin, die Leiterbahngitter zuerst zurechtzuschneiden und zu formen oder chemisch zu ätzen, indem getrennte nahezu fertige kurze Streifen hergestellt werden, und dann die Plattierung mit Edelmetall nur auf geprüften und brauchbaren Streifen aufzubringen. Dies ist jedoch umständlich und zeitraubend, da die einzelnen Streifen auf Traggestelle geladen und diese mit ihnen in Plattierungsbehältern getaucht werden müssen, um das Edelmetall aufzubringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Schaffung einer Plattieranlage der eingangs genannten Art, einen neuen Weg zu beschreiten, der die erwähnten Schwierigkeiten vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine solche Plattieranlage eine die Streifen vom Anfang zum Ende der Anlage tragende Fördervorrichtung und eine Plattiervorrichtung aufweist, die mit der Fördervorrichtung derart zusammenwirkt, daß die einzelnen von der Fördervorrichtung bewegten Streifen nacheinander plattiert werden, bevor die Plattiervorrichtung in der Weise betrieben wird, daß sie Plattierlösung gegen jeden einzelnen Streifen umlaufen läßt und außerdem elektrische Anschlüsse zu jedem Streifen herstellt.

Möglichkeiten zur vorteilhaften weiteren Ausgestaltung einer solchen Anlage sind in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben .

Kurz zusammengefaßt: Das Leiterbahngitter wird zunächst in die Form einzelner streifenförmiger Werkstücke gebracht und nach Bedarf ausgestanzt oder anderweitig mechanisch geformt. Die streifenförmigen Werkstücke werden dann auf richtige Länge und Form geprüft und ausgesucht. Die brauchbaren Streifen werden danach in der Plattieranlage beschichtet, welche die Streifen einzeln nacheinander auf einer Forderkette mit Gelenkgliedern durch eine Reihe von Stationen führt, von denen jede zur Behandlung jeweils eines einzelnen Streifens dient. Eine besondere Plattiervorrichtung klemmt jeden

Streifen zwischen Masken fest, während elektrolytische Plattierlösung selektiv auf den Streifen aufgebracht wird. Die Plattiervorrichtung enthält besondere Elektroden, die mit jeweils einem Streifen zur Berührung gelan- °n, wenn er ankommt,, und elektrische Energie zu ihm leiten. Ferner enthält sie selbsttätige Klauen, welche die beiden Enden jedes Streifens ergreifen und ihn unabhängig von der Förderkette in seine richtige Relativlage zu den Masken ausrichten. Weiterhin sind Vorrichtungen zum BeIaden und Entladen der Förderkette mit den Werkstücken vorgesehen.

Der Edelmetallbedarf beschränkt sich aufgrund der Erfindung allein auf das Plattieren geprüfter, brauchbarer Streifen. Der Verlust an Edelmetallen wird auf denjenigen reduziert, der anfänglich bei der Einrichtung der Maschine für den jeweiligen Dauerbetrieb, wobei es genügt, nur einen einzelnen kleinen Streifen durchlaufen zu lassen, unvermeidlich ist.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der gesamten Plattieranlage gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Grundrißansicht der hauptsächlichen Bestandteile der Ladevorrichtung der Anlage von Fig. 1,

Fig. 3 eine abgebrochene perspektivische Ansicht der Förderkette der Anlage nach Fig. 1 und deren

Verbindung miteinander,

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der wichtigsten Teile der Entladevorrichtung,

Fig. 5 einen Senkrechtschnitt der Plattiervorrichtung mit Blickrichtung auf die in Fig. 1 angedeutete Schnittebene 5-5 zur Veranschaulichung der gegen jeweils ein streifenförmiges Werkstück schwenkbaren Plattierköpfe,

Fig. 6 einen Waagerechtschnitt der Plattiervorrichtung mit Blickrichtung auf die in Fig. 1 angedeutete Schnittebene 6-6 zur Veranschaulichung des Kathodenanschlusses an jedes streifenförmige Werkstück und

Fig. 7 die Klauenanordnung, die zum Ausrichten jedes einzelnen streifenförmigen Werkstücks in der Plattiervorrichtung dient.

Bei der in Fig. 1 dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die Plattieranlage als Ganzes mit 10 bezeichnet. Zwei Räder 12 und 18 mit polygonalem Umfang weisen mit Rillen versehene gerade Umfangsabschnitte 15 auf. Jeder Abschnitt dient zur Aufnahme eines der Gelenkglieder 50 einer tragenden Förderkette 20, die auf dem in Fig. 1 angegebenen Wege oberhalb und unterhalb von Plattformen 13 verläuft. Das Rad wird über einen Getriebekasten 14 von einem Motor 16 schrittweise angetrieben, wobei die Kette 20 um jeweils ein Glied durch die verschiedenen Stationen der Anlage 10 hindurch 5 weitergeschaltet wird.

Die einzelnen streifenförmigen metallenen Werkstücke 22 werden auf die Kette 20 von einem Karussell 24, das in

Fig. 2 von oben zu sehen ist, aufgeladen. Die Streifen 22 stehen auf einer Kante in radialen Schlitzen des Karussells 24. Dieses ist mit einem Antriebsmotor 26 versehen, erforderlichenfalls über ein mechanisches Getriebe 28. Sobald die _t '-reifen 22 in die richtige Lage gelangen, werden sie von einem Stößel 30, der mit einem Antrieb 32, beispielsweise einem Luftzylinder,versehen ist, auf eine Plattform 34 geschoben. Dabei bleibt der Streifen 22 aufrecht auf einer Kante stehen, da er zwischen zwei Führungsleisten 36 gehalten wird. Die Führungsleisten 36 werden auf dem Lauf durch die ganze Anlage 10 hindurch gebraucht, um den Streifen bei NichtVorhandensein einer anderen Stütze in senkrechter Lage zu halten. Zum richtigen Zeitpunkt wird die Plattform 34 durch einen Antrieb 35 beiseitegezogen, so daß der Streifen 22 auf eines der Glieder 50 der KetLe 20 fällt.

Aus Fig. 3 ist zu ersehen, daß jedes Kettenglied 50 eine Zunge 52 und einen Schlitz 54 hat. Die Zunge eines Gliedes paßt in den Schlitz eines anderen, das mit ihm durch einen Stift 56 schwenkbar verbunden ist, so daß die Kette 20 gebildet wird. Die Kettenglieder 50 sind aus einem gegenüber der Plattierung chemisch beständigen Werkstoff hergestellt, wie z.B. Polypropylen und durch einen eingebetteten korrosionsbeständigen Stahlstab 60 versteift. In dem Schlitz 54 ist ein kleiner keramischer Anschlag 58 durch einen Stift 59 befestigt und ragt über das Kettenglied 50 hinaus, so daß er das hintere Ende jeweils eines streifenförmigen Werkstücks 22 berühren und den Streifen durch die

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Anlage schieben kann.

Beim Vorrücken eines streifenförmigen Werkstücks durch die Anlage läuft dieses durch einen oder mehrere Plattierbehälter 38 hindurch. Die Behälter 38 haben je eine oder .5 mehrere Plattiervorrichtungen 40, die darin auf einem Kraftbalgen oder einer Haltestange 42 in bekannter Weise gelagert sind (Die Plattiervorrichtung 40 ist in den Fig. 5 bis 7 dargestellt). Das streifenförmige Werkstück 22 läuft auf einer Kette 20 zwischen Führungen 36 weiter durch einen Trockner 44 üblicher Art und in die Entladevorrichtung In Fig. 4 ist die Entladevorrichtung 46 mit mehr Einzelheiten dargestellt. Eine Stützsäule 62 bildet eine Unterlage für die Kette 20, so daß der Streifen 22, wenn er an einen Entladearm 69 anläuft, zur Ruhe kommt. Der obere Teil des Armes 69 führt den Streifen und hält ihn senkrecht. Zum richtigen Zeitpunkt wird eine Nockenscheibe 63, die an einer Konsole 64 gelagert ist, durch einen Motor 65 über ein Getriebe 66 gedreht. Dadurch wird ein Nockenfolgeglied 67 angehoben und ein Kipphebel 68 geschwenkt. Der Streifen 22 wird auf eine Rampe 7 3 abgeschoben und legt sich gegen eine verschiebbare Halteplatte 70 an. Die Streifen 22 sammeln sich zu einem Stapel auf der Fläche 70, die durch einen Motor 72 und eine Leitspindel 71 nach Bedarf verstellbar ist, um den Stapel aufzunehmen.

In Fig. 5 ist die Plattiervorrichtung 40 im Schnitt dargestellt. Es können auch mehrere solche Plattiervorrichtungen längs der Fördervorrichtung einer Anlage gemäß der Erfindung angeordnet sein. Ein Traggehäuse 41 ist an dem Haltearm 42 angebracht. Die Förderkette 20 geht durch die

Mittenebene des Gehäuses hindurch in einer Rille, die durch zwei Führungsschienen 76, 78 mit L-förraigem Querschnitt gebildet wird. Das streifenförmige Werkstück 22 steht auf der Oberseite der Kette 20 und ist zwischen zwei Plattier-. Hsken 80, 81 eingeklemmt. Die Masken 80, 81 sind an bestimmten Stellen mit öffnungen versehen, um elektrolytische Plattierlösung aus den Kammern 93, 94 zu den zu plattierenden Flächenteilen der Streifen 22 durchzulassen. Fig. 5 zeigt die Masken 80 und 81 in abdichtendem Kontakt mit den beiden Seiten des Streifens 22, wie es dem Zustand während des Plattierens entspricht. Da die Masken 80, 81 an schwenkbaren Plattierköpfen 82 angebracht sind, können sie auch von dem Streifen 22 wegbewegt werden. Die Plattierköpfe 82 befinden sich an dem Ende von schwenkbaren Traggliedern 83, 84, die auf Schwenklagerstiften 85, 86 gelagert sind. Um die Plattenköpfe 82 abzuheben, werden zwei Luftkissen 87, 88 aufgeblasen, so daß sie sich ausdehnen und gegen die Teile 83, 84 drücken, während zwei weitere Luftkissen 89, 90 entlüftet werden. Zum Anlegen der Köpfe 82 an den Streifen 22 erfolgt der Aufblas- bzw. Entlüftungsvorgang umgekehrt.

Durch die Rohr- oder Schlauchleitungen 91, 92 und die Durchgänge 74, 75 wird den Kammern 93, 94 Plattierlösung zugeführt, während Anodenkontakte 95, 96, die in den Wandungen der Kammern 93, 94 eingebettet sind, positiver elektrischer Strom zugeführt wird. Die Plattierlösung fließt durch die Durchgänge 91, 98 und die Kanäle 99, 100 wieder in den Behälter 38 zurück. In das streifenförmige Werkstück 22 wird, um die Plattierung zu fördern, negativer Strom über eine Gruppe federbelasteter Elektroden 101, 102 eingeleitet, die nur

teilweise am Rand in Fig. 5 zu sehen sind. Die Elektroden 101, 102 erfassen gemeinsam den untersten Teil des Streifens 22, unmittelbar über der Förderkette 20, und dienen dem zusätzlichen Zweck, den Streifen 22 an Ort und Stelle aufrecht zu halten, wenn die Köpfe 82 abgeschwenkt werden.

Fig. 6 zeigt die Elektroden 101 und 102 noch klarer von oben gesehen. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind je zwei Elektroden paarweise auf jeder Seite angeordnet. Jede Elektrode ist um einen Stift 103 schwenkbar und wird durch ein Elastomerband 104 oder eine Feder in der Ruhelage an der Führung 76 oder 78 anliegend gehalten. Die Führungen 76 und 78 sind beide nach rechts und links in Fig. 6 einstellbar und durch Verriegelungsschrauben 105 festgesetzt, von denen eine in der Schnittansicht von Fig. 6 zu sehen ist. Durch Bewegen der Führungen 76 und 78 läßt sich die Ruhestellung der Elektroden 101 und 102 roh einstellen, da die Elektroden in Schlitzen 106 ruhen und die Flächen 107 anliegen. In Fig. 6 ist ein Teil der Kette 20 auf den Führungen 76 und 78 gezeigt, wobei das streifenförmige Werkstück darauf aufliegt und von dem Anschlag 5 8 zwischen den beiden Elektroden auf der rechten Seite von rechts nach links vorwärtsgeschoben wird. Daher sind die Elektroden auf der rechten Seite etwas von den Oberflächen 107 in den Schlitzen 106 abgeschwenkt. Die Elektroden 101 und 102 können durch Bewegen der Lagerstifte 103, die auf den Gleitblöcken 108 angeordnet sind, noch genauer eingestellt werden. Die Blöcke 108 sind mit Schrauben 109 befestigt. Aus einer Stromquelle 110 wird Strom über die Drähte 111 zugeführt.

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Die Elektroden 101 und 102 können nach einiger Zeit plattiert werden. Sie können aber leicht zur Reinigung entfernt oder ersetzt werden, indem einfach die Drähte 111 und die Bänder 104 gelöst werden.

Fig. 7 zeigt die Vorrichtung zur Ausrichtung des Werkte tückstreif ens 22 gegenüber den Masken 80 und 81, während der Streifen 22 durch die Elektroden 101 und 102 aufrechtstehend gehalten wird. Ein stützendes Bauelement 112 (das annähernd die Lage wie im Schnitt in Fig. 5 gezeigt einnimmt) ist zwischen den Klauenträgeranordnungen 113 an den beiden Enden der Vorrichtung vorgesehen. Die Anordnung 113 auf der linken Seite der Fig. 7 ist teilweise im Schnitt dargestellt, um zu zeigen, wie eine Klaue 114 auf einem Schwenklager 115 daran gelagert ist und in die Enden des Raumes zwischen den Masken 80 und 81 einschwenken kann.

Die Klauen 114 sind durch eine Feder 116 normalerweise nach oben und aus dem Förderweg herausgedrückt. Wenn Luftdruck durch die Rohr- oder Schlauchleitungen 118 in die Kammern 119 geleitet wird, senkt ein Kolben 120 mit Gabelkopf die Klauen 114, so daß ein Finger 128 das Ende des streifenförmigen Werkstücks 22 berührt und das Werkstück relativ zu den Masken 80 und 81 zentriert bzw. ausrichtet. Die Klauen 114 kommen genau an der richtigen Stelle zur Ruhe, da sie gegen Balken 122 zur Anlage kommen. Die Balken 122 ruhen in Nuten 123 der Masken 80 und 81. Ist das Werkstück 22 einmal in die richtige Lage gebracht, so werden die Klauen 114 freigegeben und aus dem Raum zwischen den Masken 80 und

81 herausgehoben, so daß die Masken in abdichtenden Kontakt mit beiden Seiten des Werkstücks 22 gebracht werden können. Die Balken 122 gewährleisten, daß die Masken 80 und 81 in

I Ausrichtung miteinander bleiben.

Sämtliche Schritte des Öffnens und Schließens der Klauen 114,des öffnens und Schließens der Köpfe 82, der Stromein- und -ausschaltung usw. sind natürlich in ihrer Reihenfolge mit dem schrittweisen periodischen Vorrücken der Kette 20 durch ein entsprechendes Steuersystem festgelegt und aufeinander abgestimmt. Die Möglichkeiten zur Gestaltung des Aufbaues der Anlage sind nicht auf die hier beschriebenen Einzelheiten beschränkt, sondern können, ohne das Prinzip der Erfindung zu verlassen, verändert werden, für die es wesentlich ist, daß die streifenförmigen Werkstücke einzeln und getrennt voneinander in die Anlage geladen, plattiert und nacheinander abgeladen werden.

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Leerseite

Claims

DIPL.-ING. J. RICHTER .:..*./ '.ρ α·Τ ε'ντ-Α

QIPL.-ING. F. WERDERMANN

ZÜGEL. VERTRETER BEIM EPA · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO · MANDATAIRES AQREES PRES L¹OEB

2OOO HAMBURG 36 2 5, FEB.

NEUER WALL 1O

IP (O 4O) 34 OO 45/34 OO 5β

TELEGRAMMe: INVENTIUS HAMBURG

TELEX 2163 SB1 INTU D

, UNSER ZIlCHEN/OUR riLE N. 82

Anmelder:

NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION, 2900 Semiconductor Drive, Santa Clara, Kalif. 95 051 (V.St.A.)

Bezeichnung:

Plattieranlage zum Beschichten einer Folge von Werkstücken,

Patentansprüche :

P)

[Jy. Plattieranlage zum Beschichten einer Folge von streifenförmigen Werkstücken nacheinander, insbesondere zum selektiven Beschichten von Flächenteilen auf diesen, gekennzeichnet durch

eine tragende Fördervorrichtung für die Streifen vom Anfang zum Ende der Anlage, und

eine mit dieser derart zusammenwirkende Plattiervorrichtung, daß die von der Fördervorrichtung bewegten einzelnen Streifen nacheinander plattiert werden, wobei die Plattiervorrichtung in der Weise betrieben wird, daß sie umlaufende Plattierlösung gegen jeden dieser Streifen treibt und

elektrische Anschlüsse zu jedem Streifen herstellt.
2. Plattieranlage nach Anspruch 1, dadurch ceke-vr.seir".--net, daß die tragende Fördervorrichtung von einer Kette mit geraden, gelenkig miteinander verbundenen Gliedern geoiiuc, ist, von denen jedes so bemessen und ausgebildet ist, daß je ein einzelnes streifenförmiges Werkstück von ihm gehalten und mitbewegt werden kann.
3. Plattieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattiervorrichtung ein fest angeordnetes Traggehäuse aufweist, das die Fördervorrichtung stellenweise umgreift und das mindestens einen beweglich an dem Gehäuse angebrachten Plattierkopf enthält, der mit jeweils einem Werkstückstreifen in abdichtenden Kontakt gebracht werden kann,

eine Maske zum Abdecken von Teilen des Streifens und Exponieren anderer ausgewählter Teile des Streifens enthält und außerdem Durchtrittsöffnungen aufweist, die dazu dienen, den ausgewählten Teilen der Streifenoberflache Plattierlösung zuzuführen und weiterhin

Elektroden aufweist, die beweglich an dem Gehäuse angebracht sind, so daß sie mit jeweils einem Streifen in Berührung gelangen können, wenn sich dieser in abdichtendem Kontakt mit der Maske befindet, und die elektrische Anschlußverbindung zu den Streifen während der Zuführung von Plattierlösung herstellen.
4. Plattieranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden federnd in der Bahn der Streifen an-

gebracht sind, so daß ein Streifen bei seiner Vorschubbewegung auf der Fördervorrichtung zwischen zwei Elektroden gleiten kann und in elektrischen Kontakt mit den Elektroden gelangt.
5. Plattieranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer, gleichartiger Plattierkopf zur Berührung der entgegengesetzten Seite des Streifens vorgesehen ist und beide Köpfe zusammenwirkend den Streifen zwischen sich einschließen und eine Plattierung ausgewählter Stellen auf beiden Seiten des Streifens ermöglichen.
6. Plattieranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß aufblasbare Luftkissen zum öffnen und Schließen der Plattierköpfe um jeden Streifen vorgesehen sind.
7. Plattieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dicht neben der tragenden Fördervorrichtung eine zum Aufladen der Streifen auf sie dienende Ladevorrichtung in Form eines Karussells mit einem Stößel zum Abschieben jeweils eines Streifens auf eine oberhalb der Fördervorrichtung angeordnete Plattform und eine Antriebsvorrichtung zum Abziehen der Plattform und Fallenlassen des Streifens auf die Fördervorrichtung vorgesehen sind.
8. Plattieranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tragende Fördervorrichtung mit einer Entladevorrichtung in Form eines Kippgliedes versehen ist, auf welchem die Streifen seitlich von der Fördervorrichtung weg auf eine Rampe geschoben werden, die eine verstellbare Platte mit einer Stapelfläche für die Streifen aufweist, die nach

Bedarf längs der Rampe verstellbar ist, um die streifenformiqen Werkstücke aufzunehmen.
9. Plattieranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Traggehäuses der Plattiervorrichtung selbsttätige Klauen vorgesehen sind, die dazu dienen, die Enden jedes einzelnen streifenförmigen Werkstückes zu erfassen und es zu der Maske auszurichten.
10. Plattieranlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderkette von Rädern mit polygonal gestaltetem Umfang getragen wird und jeder gerade Umfangsabschnitt dieser Räder Rillen aufweist, welche zur Aufnahme je eines Kettengliedes dienen.
11. Plattieranlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenglieder je einen zur Versteifung dienenden eingebetteten Metallstab enthalten.