DE10327195A1 - Gluing method and device - Google Patents
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Abstract
Beim Kleben einer Schaltungskomponente (51) auf einer Leiterplatte (6), wobei die Schaltungskomponente (51) eine mit der Leiterplatte in Kontakt zu bringende Grundfläche mit wenigstens einer Kante (52, 53) hat, werden zunächst der Abstand (d1) einer zu der Kante (52, 53) parallelen ersten Linie (56, 57) von der Kante und eine entlang der Linie (56, 57) pro Längeneinheit auszubringende Klebstoffmenge derart festgelegt, dass beim Platzieren der Schaltungskomponente (51) auf der Leiterplatte (6) der Klebstoff zu der Kante (52, 53), nicht aber bis zu einer der Kante benachbarten zweiten Schaltungskomponente (54, 55) vordringt; der Klebstoff wird in der gewählten Menge entlang der ersten Linie (56, 57) sowie entlang weiterer, zu der ersten Linie paralleler und weiter von der Kante (52, 53) entfernter Linien (58) ausgebracht; dann wird die Schaltungskomponente (51) auf der Leiterplatte (6) platziert.When a circuit component (51) is glued to a printed circuit board (6), the circuit component (51) having a base with at least one edge (52, 53) to be brought into contact with the printed circuit board, the distance (d1) is first one to that Edge (52, 53) parallel first line (56, 57) from the edge and an amount of adhesive to be applied along the line (56, 57) per unit length are determined such that when the circuit component (51) is placed on the printed circuit board (6) the adhesive penetrates to the edge (52, 53) but not to a second circuit component (54, 55) adjacent to the edge; the adhesive is applied in the selected quantity along the first line (56, 57) and along further lines (58) which are parallel to the first line and further away from the edge (52, 53); then the circuit component (51) is placed on the circuit board (6).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kleben einer Schaltungskomponente auf einer Leiterplatte, das im Rahmen der automatisierten Montage von elektronischen, optischen oder hybriden Schaltungen einsetzbar ist, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The The present invention relates to a method for gluing a circuit component on a printed circuit board that is part of automated assembly of electronic, optical or hybrid circuits is, and a device for performing the method.
Im Rahmen der automatisierten Schaltungsmontage ist es bekannt, auf einer zu bestückenden Leiterplatte durch Siebdruck Klebstofffelder aufzubringen, auf die anschließend zu verklebende Schaltungskomponenten gesetzt werden. Derartige Verfahren sind schnell und effizient, da sie in einem einzigen Arbeitsgang sämtliche auf einer Leiterplatte benötigten Klebstofffelder erzeugen. Da die Verteilung der Klebstofffelder auf der Leiterplatte in der Regel für jeden Typ von herzustellender Schaltung spezifisch ist, wird für jeden solchen Typ auch ein spezifisches Drucksieb benötigt. Dessen Herstellung sowie der bei einem Wechsel des herzustellenden Schaltungstyps erforderliche Austausch der Siebe nimmt viel Arbeitszeit in Anspruch, die dieses Verfahren nur für große Serien wirtschaftlich erscheinen lässt.in the As part of automated circuit assembly, it is known to a circuit board to be assembled to apply adhesive fields by screen printing, to which they then move adhesive circuit components are set. Such procedures are quick and efficient as they are in a single operation all on a circuit board Generate fields of adhesive. Because the distribution of the adhesive fields on the printed circuit board usually for each type of manufactured Circuit is specific for each such type also requires a specific pressure screen. Whose Manufacturing as well as when changing the type of circuit to be manufactured the necessary replacement of the screens takes a lot of working time, who use this procedure only for size Series seems economical.
Ein weiteres Problem des herkömmlichen Verfahrens ist, dass es schwierig ist, die Menge des aufgetragenen Klebstoffs exakt zu dosieren. Einerseits soll die Klebstoffmenge groß genug sein, damit sie, wenn sie zwischen der Leiterplatte und einer darauf platzierten Schaltungskomponente flach gedrückt wird, die Grundfläche der Schaltungskomponente vollständig benetzt, andererseits darf sie nicht so groß sein, dass der Klebstoff in größeren Mengen an den Kanten der Schaltungskomponente hervorquillt. Insbesondere bei Hochfrequenzschaltungen kann dies zu erheblichen Problemen führen, wenn Schaltungskomponenten in einem engen, aufgrund von Anforderungen an die Hochfrequenzanpassung zwischen den Komponenten exakt vorgegebenen Abstand voneinander platziert werden müssen. Wenn Klebstoff in größerer Menge in einen Spalt zwischen zwei eng benachbarten Schaltungskomponenten eindringt und darin, z.B. durch Kapillareffekt, zwischen sich gegenüberliegenden Flanken der Schaltungskomponenten ansteigt, so verändert er die den Induktivitätsbelag der den Spalt überbrückenden Leitungen und somit die Hochfrequenzanpassung zwischen den benachbarten Komponenten.On another problem of the conventional method is that it is difficult to determine the amount of glue applied to dose exactly. On the one hand, the amount of adhesive should be large enough be so when they are between the circuit board and one on it placed circuit component is pressed flat, the footprint of the Circuit component completely wetted, on the other hand it must not be so large that the adhesive In larger quantities bulges at the edges of the circuit component. In particular with high-frequency circuits, this can lead to considerable problems if Circuit components in a tight, due to requirements precisely specified for the high-frequency adaptation between the components Must be placed at a distance from each other. If glue in large quantities penetrates into a gap between two closely adjacent circuit components and therein, e.g. by capillary effect, between opposite The edges of the circuit components rise, so it changes the the inductance coating the one that bridges the gap Lines and thus the high frequency matching between the neighboring ones Components.
Ein weiteres Problem des Klebstoffauftrags mit Drucktechniken ist, dass eine exakt ebene Leiterplatte erforderlich ist. Wenn eine Schaltung Hybridkomponenten mit einem auf der Leiterplatte montierten Substrat und weiteren auf dem Substrat montierten Schaltungskomponenten aufweist, so ist es nicht möglich, diese Hybridkomponenten sukzessive auf der Leiterplatte aufzubauen, indem zunächst das Substrat aufgeklebt, dann Klebstoff auf dieses aufgebracht und darauf wiederum die weiteren Schaltungskomponenten platziert werden; statt dessen muss eine solche Hybridkomponente komplett vormontiert und als fertige Einheit auf der Leiterplatte platziert werden.On Another problem with applying adhesive using printing techniques is that an exactly flat circuit board is required. If a circuit Hybrid components with a substrate mounted on the circuit board and further circuit components mounted on the substrate, so it is not possible successively assemble these hybrid components on the circuit board, by first glued the substrate, then applied adhesive to it and the further circuit components are then placed on it; instead, such a hybrid component must be completely pre-assembled and placed on the circuit board as a finished unit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Kleben von Schaltungskomponenten auf einer Leiterplatte und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung anzugeben, die eine hoch flexible Fertigung von kleinen Serien ermöglichen, die die Umrüstzeiten bei einem Wechsel des herzustellenden Schaltungstyps minimieren und die dazu geeignet sind, Hybridkomponenten sukzessive auf einer Leiterplatte aufzubauen.task of the present invention is a method for gluing circuit components a printed circuit board and one suitable for carrying out the method Device to specify a highly flexible manufacturing of small Series, the changeover times minimize when changing the circuit type to be manufactured and which are suitable for successive hybrid components on one To build circuit board.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 17.The Task is solved by a method with the features of claim 1 and an apparatus with the features of claim 17.
Durch die aufeinander abgestimmte Wahl des Abstands der ersten Linie von der Kante der zu platzierenden Schaltungskomponenten und der auf dieser Linie auszubringenden Klebstoffmenge kann, auch wenn die Dosierbarkeit der Klebstoffmenge Einschränkungen unterliegt, ein unerwünschter, übermäßiger Austritt von Klebstoff entlang der Kante zuverlässig vermieden werden. Durch geeignete Wahl der Lage der weiteren Linien auf der Grundfläche wird eine großflächige Verklebung erreicht.By the coordinated choice of the distance of the first line of the edge of the circuit components to be placed and the one on this Line of adhesive can be applied, even if the meterability the amount of adhesive restrictions is subject to an undesirable, excessive leakage of adhesive along the edge can be reliably avoided. By suitable choice of the location of the other lines on the base a large-area gluing reached.
Wenn die zu klebende Schaltungskomponente zwei parallele Kanten hat, so wird zweckmäßigerweise parallel zu beiden Kanten Klebstoff in der gewählten Menge entlang einer im gewählten Abstand von der Kante verlaufenden ersten Linie ausgebracht. Die Fläche zwischen den parallelen ersten Linien wird zweckmäßigerweise mit weiteren parallelen und äquidistanten Klebstofflinien ausgefüllt. Luft, die sich im Moment des Aufsetzens der Schaltungskomponente auf die Leiterplatte zwischen der Leiterplatte, der Schaltungskomponente und zwei Klebstofflinien befindet, kann, wenn die Schaltungskomponente gegen die Leiterplatte gedrückt wird, entlang der Zwischenräume zwischen den Linien entweichen.If the circuit component to be glued has two parallel edges, so it becomes expedient parallel to both edges adhesive in the chosen amount along one im selected Spread the distance from the edge of the first line. The area between the parallel first lines is expedient with further parallel and equidistant Glue lines filled out. Air present at the moment the circuit component touches down on the circuit board between the circuit board, the circuit component and two lines of adhesive, if the circuit component pressed against the circuit board will, along the gaps escape between the lines.
Die Zahl der äquidistanten Linien wird vorzugsweise so gewählt, dass sich ein Abstand der Linien untereinander von in etwa dem Zweifachen des in Schritt a) gewählten Abstands ergibt. So ist durch Andrücken der Schaltungskomponente eine kontinuierliche oder nahezu kontinuierliche Klebstoffschicht auf deren gesamter Grundfläche erreichbar, ohne dass Klebstoff in maßgeblicher Menge unter der Schaltungskomponente herausgedrängt wird.The Number of equidistant Lines is preferably chosen so that the distance between the lines is approximately twice the one selected in step a) Distance results. So is by pressing the circuit component a continuous or almost continuous layer of adhesive their total footprint achievable without a significant amount of adhesive underneath the circuit component forced out becomes.
Einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens zufolge wird der Klebstoff entlang jeder Linie kontinuierlich ausgebracht. Dies kann z.B. mit Hilfe einer hohlen Nadel geschehen, die von einer Pumpe mit Klebstoff versorgt wird, die kontinuierlich arbeitet, während die Nadel entlang der Linie bewegt wird. Diese Vorgehensweise ist bevorzugt zum Verkleben von Schaltungskomponenten mit einer Kantenlänge von einigen mm oder darüber.one According to the first embodiment of the method, the adhesive is passed along every line spread continuously. This can e.g. with help a hollow needle done by a pump with glue is supplied, which works continuously while the needle along the Line is moved. This procedure is preferred for gluing Circuit components with an edge length of a few mm or more.
wenn am Ende einer Linie die Klebstoffförderung unterbrochen wird, besteht die Möglichkeit, dass sich dort ein Tropfen bildet, der beim Andrücken der Schaltungskomponente an deren Kante hervorquellen könnte. Um eine solche Tropfenbildung zu vermeiden, ist es bevorzugt, eine den Klebstoff fördernde Pumpe in einem festgelegten Abstand vor dem Erreichen des Endpunktes jeder Linie zu stoppen oder gegebenenfalls sogar jeweils am Ende jeder Linie die Förderrichtung der Pumpe umzukehren, so dass noch nicht ausgebrachter Klebstoff zur Pumpe zurückgezogen wird. Eine andere Möglichkeit, Tropfenbildung zu vermeiden, ist, jeweils bei Erreichen des Endes einer Linie die Bewegungsrichtung der Nadel umzukehren und dabei die Pumpe zu stoppen, so dass eventuell nachlaufender Klebstoff entlang der Linie verteilt wird.if at the end of a line, the adhesive feed is interrupted, there is a possibility that A drop forms there when the circuit component is pressed could swell at the edge. In order to avoid such drop formation, it is preferred to use one promoting the adhesive Pump at a specified distance before reaching the end point to stop each line or even at the end if necessary the conveying direction of each line to reverse the pump so that glue is not yet applied withdrawn to the pump becomes. Another way of droplet formation is to be avoided when the end of a line is reached Reverse the direction of movement of the needle while stopping the pump so that any trailing adhesive is distributed along the line becomes.
Einer zweiten Ausgestaltung des Verfahrens zufolge, die zum Verkleben von kleinen Schaltungskomponenten oder von Schaltungskomponenten mit definiert geringen Klebstoffschichtdicken bevorzugt ist, wird der Klebstoff entlang jeder Linie in Form von gleichmäßig beabstandeten Punkten ausgebracht.one According to the second embodiment of the method, that for gluing of small circuit components or of circuit components with defined low adhesive layer thicknesses is preferred the glue along each line in the form of evenly spaced Points earned.
Der Abstand der Punkte jeder Linie untereinander entspricht dabei vorzugsweise in etwa dem Zweifachen des in dem Schritt a) gewählten Abstands, so dass sich ein quadratisches Gitter von Klebstoffpunkten ergibt.The The distance between the points of each line preferably corresponds to one another approximately twice the distance selected in step a), so that gives a square grid of glue dots.
Um eine vollflächige Verklebung der Schaltungskomponente bis in die Ecken ihrer Grundflächen hinein zu erreichen, sollte in einer Ecke der Grundfläche jeweils ein zusätzlicher Klebstoffpunkt gesetzt werden, vorzugsweise auf einer Winkelhalbierenden dieser Ecke. Der Abstand dieses zusätzlichen Punkts von einer benachbarten Kante sollte kleiner sein als der in Schritt a) gewählte Abstand.Around a full area Gluing the circuit component into the corners of its base areas should reach an additional one in a corner of the base Glue point are set, preferably on a bisector this corner. The distance of this additional point from an adjacent one Edge should be smaller than the distance selected in step a).
Auch zum Setzen der Klebstoffpunkte kann eine kontinuierlich mit Klebstoff versorgte Spitze wie etwa die bereits erwähnte, von einer Klebstoffpumpe versorgte Nadel verwendet werden. Eine Steuerung der Klebstoffmenge in jedem einzelnen Punkt ergibt sich dann aus dem Verhältnis des Durchsatzes der Pumpe zu der Frequenz, mit der die Punkte gesetzt werden. Um besonders kleine Klebstoffpunkte zu erzeugen, eignet sich besonders eine diskontinuierliche Vorgehensweise, bei der abwechselnd Klebstoff auf eine Spitze aufgebracht und dann die Spitze mit der Leiterplatte in Kontakt gebracht wird. Das Aufbringen kann insbesondere erfolgen durch Inkontaktbringen der Spitze mit einer Klebstoffmenge in einem Reservoir. Die in einem Punkt enthaltene Klebstoffmenge hängt unter anderem von der Flächenausdehnung der Spitze ab, die mit dem Klebstoff im Reservoir bzw. der Leiterplatte in Kontakt gebracht wird und kann Volumina von 0,2 nl und darunter erreichen.Also To set the glue points one can use glue continuously supplied tip such as the one already mentioned, supplied by an adhesive pump Needle. A control of the amount of glue in each single point then results from the ratio of the throughput of the pump the frequency with which the points are set. To be special Generating small dots of adhesive is particularly suitable for discontinuous ones Procedure in which glue is alternately applied to a tip and then the tip is brought into contact with the circuit board. The application can take place in particular by contacting the tip with an amount of glue in a reservoir. The one The amount of adhesive contained depends, among other things, on the surface area the tip with the adhesive in the reservoir or the circuit board is brought into contact and can have volumes of 0.2 nl and below to reach.
Um eine möglichst exakte Dosierung des Klebstoffs trotz eventuell schwankender Viskosität oder anderer Eigenschaften des Klebstoffs sowie einer zum Auftragen verwendeten Pumpe zu gewährleisten, wird vorzugsweise vor dem Schritt b) eine Probelinie des Klebstoffs ausgebracht und die darin enthalte ne Klebstoffmenge durch berührungslose Vermessung beurteilt. Eine solche Beurteilung kann in verschiedenen Stadien des Verfahrens stattfinden. Wenn sie vor Schritt a) geschieht, kann die beurteilte Klebstoffmenge in Schritt a) als die auszubringende Klebstoffmenge gewählt werden, und Linienabstände und/oder Geschwindigkeit der den Klebstoff auftragenden Spitze werden daran angepasst. Die Beurteilung kann auch zwischen den Schritten a) und b) erfolgen, wobei sie dann dazu dient, durch Beeinflussen der Geschwindigkeit der Spitze oder der Fördermenge der Pumpe die zuvor gewählte auszubringende Klebstoffmenge exakt zu realisieren.Around one if possible exact dosage of the adhesive despite fluctuating viscosity or other Properties of the adhesive and one used for application To ensure pump is preferably a test line of the adhesive before step b) applied and the amount of adhesive contained therein through non-contact measurement assessed. Such an assessment can take place at different stages of the procedure take place. If it happens before step a), it can the assessed amount of adhesive in step a) as the amount of adhesive to be applied chosen and line spacing and / or Speed of the tip applying the adhesive will be there customized. The assessment can also be made between steps a) and b) take place, in which case it is used by influencing the speed peak or output the pump the previously selected to precisely apply the amount of adhesive to be applied.
Wenn die Klebstofflinien aus einzelnen Punkten zusammengesetzt sind, kann eine solche Beurteilung der Klebstoffmenge auch anhand eines Probepunktes erfolgen; und die Linienabstände und/oder die Punktabstände innerhalb einer Linie und/oder, im Falle der Verwendung einer kontinuierlich fördernden Pumpe die Klebstoffmenge innerhalb eines Punktes, können anhand des Beurteilungsergebnisses festgelegt werden.If the adhesive lines are composed of individual points, Such an assessment of the amount of adhesive can also be made on the basis of a test point respectively; and the line spacing and / or the dot spacing within a line and / or, in the case of using a continuous promoting Pump the amount of adhesive within a point, based on of the assessment result.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further Features and advantages of the invention result from the following Description of exemplary embodiments with reference to the attached Characters. Show it:
Der
in
Die
Bestückungsstelle
Ein
Dispenser
Die
Laserdiode
Der
Dispenserkopf
Zum
Ausbringen von Klebstoffpunkten wird die Schnecke
Beim
kontinuierlichen oder intermittierenden Aufbringen des Klebstoffs
wird die Höhe
der Nadel
Der
in
Der
Dispenserkopf
Der
Greifer
Im
Folgenden wird der Arbeitsablauf der Steuerschaltung
In
Schritt S2 entscheidet die Steuerschaltung für jede in den CAD-Daten definierte
Schaltungskomponente, ob sie mit Hilfe von punktweise oder linienweise
aufgetragenem Klebstoff verklebt werden soll. Eine Vorgabe zur Art
der Verklebung kann bereits in den CAD-Daten enthalten sein; wenn
dies nicht der Fall ist, legt die Steuerschaltung
Bevor
mit dem Klebstoffauftrag auf eine zu bestückende Leiterplatte begonnen
wird, kann eine Kalibrierung des Dispensers
Die
Kalibrierung kann für
punktuellen Auftrag mit dem Kopf
Beim
Kalibrieren des Linienauftrags fährt
die Steuerschaltung
Im
Falle von Punktauftrag mit dem Dispenserkopf
Bei
Punktauftrag mit dem Dispenserkopf
Wenn
die mit der Laserdiode
In
Schritt S12 wählt
die Steuerschaltung
Zunächst soll
angenommen werden, dass der für
diese Schaltungskomponente zu verwendende Modus das Auftragen von
Klebstofflinien mit dem Dispenserkopf
In
Schritt S15 werden die Koordinaten von äquidistanten Linien
Die
Klebstofflinien
Es
können
in einer HF-Schaltung auch Substrate wie etwa das Substrat
In
der gleichen Weise erzeugt die Steuerschaltung
Wenn
die Kantenlängen
einer zu klebenden Schaltungskomponente klein sind, in der Größenordnung
von bis zum 5- bis 6-fachen des Abstands d1, ist es schwierig, mit
dem oben beschriebenen Verfahren des linienweisen Klebstoffauftrags
eine ausreichende Benetzung der Kontaktfläche zwischen Schal tungskomponente
und Unterlage zu erzielen. Da insbesondere die kleinformatigen Komponenten häufig aktive
Komponenten sind, an denen Verlustleistung abfällt, ist hier ein vollflächiger,
gut wärmeleitender
Kontakt mit der Unterlage über
eine Klebstoffschicht von definierter, geringer Dicke besonders wichtig.
Dies ist z.B. bei der Schaltungskomponente
Wie
in der mit
Eine
abgewandelte Klebstoffverteilung, die die Steuerschaltung
Bei
vereinfachten Ausgestaltungen der Erfindung kann am Dispenser
Claims (17)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ERICSSON AB, STOCKHOLM, SE |
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Representative=s name: MANITZ, FINSTERWALD & PARTNER GBR, 80336 MUENCHEN |
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |