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Verfahren zum Bohren bzw. Lochen von Leiterplatten und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Bohren bzw. Lochen insbesondere von Karten bzw. Leiterplatten für gedruckte Schaltungen
und auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Für die Herstellung von gedruckten Schaltungen werden zur Zeit vorwiegend
zwei Arten von Leiterplatten verarbeitet. Es handelt sich dabei entweder um vorwiegend
aus Epoxydharz hergestellte Leiterplatten, die durchkaschiert werden oder um Leiterplatten,
die überwiegend aus Hartpapier hergestellt und nicht durchkaschiert werden. Karten
oder Leiterplatten der erstgenannten Art werden bei der Herstellung grundsätzlich
gebohrt, während Karten bzw. Leiterplatten der letztgenannten Art je nach Stückzahl
gebohrt oder gelocht werden. Das Bohren der Karten vorwiegend aus Epoxydharz erfolgt
in hinreichend bekannten Bohrvorrichtungen, wobei über einen Bohrfilm eine Bohrbriicke
gelegt wird, die die jeweiligen Bohrungen im Rastermass enthält. Es
ist
dabei üblich geworden, um den Bohrpreis zu senken, mehrere Maschinen zu koppeln.
Es sind durüberhinaus prot,-r:-isii.igesteuerte Bohrmaschinen oder Spezialbohrmaschinen
bekannt, die eine eini:;ermassen kostenmässig tragbare Fertigung der gebohrten Leiterplatten
ermöglichen. Nach Herstellung der Bohrung werden die Karten durchkaschiert, bedruckt,
geätzt und konserviert und sind dann zur Bestückung fertig.
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Im Falle der Herstellung der Leiterplat t.en aus vori@iegend Hartpapier,
wobei die Leiterplatten also nicht durchkaschiert werden, wird zunächst bedruckt,
dann geätzt, gelocht und gebohrt und konserviert, wonach auch diese Leiterplac..en
bestiickun;--st'--rtig sind.
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Es hat sich herausgestellt, dass die Bohr- bzw. Locharbeiten insbesondere
bei kleinen Strickzahlen den Preis erheblich beeinflussen. Die Erfindung hat sich
daher zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren zu entwickeln, nach dem das Bohren bzw.
Lochen von Karten bzw. Leiterplatten für bedruckte zchaltungen besonders für eine
grosse Anzahl von Typen in relativ geringen .3tückzahlen preisgünstig durchgeführt
werden kann.
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Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren zum
Bohren bzw. Lochen, insbesondere von Karten bzw. Leiterplatten für gedruckte cchaltungen
vor, das dadurch gekennzeichnet ist, dass zunächst eine Programmplatte hergestellt
wird, auf der särrttliche zu bohrende oder lochende Löcher für mindestens eine Leiterplatte
maßstabsgetreu mechanisch abtastbar markiert sind und
anschliessend
die Programmplatte synchron zu der zu bohrenden oder lochenden Leiterplat.tei« in
Schritten des gewählten Rastermasses durch ein Programmwerkzeug läuft, welches ein
Bohr- oder Lochwerkzeug uwfabst, das mit einer Anzahl senkrecht zur lie-«-eguii"srichtung.der
Platten angeordneten Bohr- oder Locheinheiten versehen ist und das Bohren oder Lochen
nur an denjenigen Stellen der Leiterplatte .erfolgt, für die in der Programmplatte
Markierungen vorhanden sind. Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung können die
die Bohrung oder Lochung auslösenden Markierungen auf der Programmplatte als aus
der Programmplatte herausstehende Stifte ausgebildet-sein, die als Gegenlage für
die jeweilige Bohrspindel oder Lochstempel dienen, so dass nur an denjenigen
Stellen der Leiterplatze Löcher entstehen, an. denen Stifte in der Programmplatte
vorhanden sind.
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Bei Ausbildung der Programmplatte mit Stiften erfolgt die Herstellung
dieser erfindungsgemäss von einem Rasterpapier, auf dem
Lochplatt; gelegt wird, die sämtliche Bohrungen enthält, die beispielsweise im Raster
2,5 mm möglich sind und an den angezeichneten Stellen durch das Rasterpapier Stifte
in die Lochplatte gesteckt werden, die aus dieser herausragen und nach Entfernung
des Papiers ein Rahmen auf die Lochplatte aufgelegt wird, der mit einem Werk-Stoff,
wie er unter
dem Namen"Araldit"
erhältlich ist, ausgegossen
wird,
der nach Erhärtung die reit Stiften versehene Programmplatte bildet.
Zur
Durchführung des Verfahrens wird gemäss der Erfindung ein Programmwerkzeug vorgeschlagen,
das dadurch gekennzeichnet ist, dass es aus einer Anzahl von nebeneinander angeordneten
Bohr- oder Locheinheiten besteht, deren Bohrspindeln oder Lochstempel durch den
Hub einer Exzenterpresse betätigbar sind und einem durch eine Spindel, die ebenfalls
durch den Hub der Exzenterpresse betätigbar ist, senkrecht zu den nebeneinander
angeordneten Bohr- oder Locheinheiten bewegbaren Schlitten aufweist, der gleichzeitig
Rahmen zur Aufnahme von Programmplatte und zu bohrender oder lochender Leiterplatte
besitzt. Erfindungsgemäss sind die Rahmen zur Aufnahme von Programmplatte und Leiterplatte
in zwei zueinander parallelen Ebenen auf dem Schlitten angeordnet. Der Schlitten
ist gemäss der Erfindung durch die Spindel nach jedem Hub der Exzenerpresse zur
Durchführung der Bohrung oder Lochung um die Länge eines Rastermasses von beispielsweise
2,5 mm vorwärtsbewegbar.
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Um nach erfolgtem Hub der Exzenterpresse den,Bohrer- oder Loch-stempel
wieder auf seine Ausgangshöhe zurückzuführen, ist erfindungs-
gemäss über der
Bohrspindel oder dem Lochstempel ein Rüekholstift mit Feder angeordnet. ,
Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens liegt daring dass das
Bohrschema für eine- bestimmte Leiterplatte durch die Herstellung der Programmplatte
für immer fixiert ist. Sobald dieser
Typ der Leiterplatte in kleinerer
Serie wieder gefertigt werden -muss, ist lediglich im Programmwerkzeug die
Programmplatte auszu-
wechseln. Das Bohr- oder Lochwerkzeug
selbst braucht also nicht
jeweils auf einen neuen Typ
von zu bohrender oder lochender
Leiterplatte umgestellt zu werden. Ist das
Programmwerkzeug
beispielsweise so ausgelegt, dass Leiterplatten von
der, Grösse
DIN A 4 darauf i4erstellbar sind, so ist es auch möglich,
da die
Leiterplattezselbst meist ein kleineres Format haben, eine Pro..
grammplatte herzustellen, die gleichzeitig mehrere Bohr- oder
Lochschemata
für verschiedeneLeiterplattentyperr umfasst.
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Durch die Anordnung von mehreren Bohr- oder Locheinheiten
nebeneinander
wird mit einem Hub der Exzenterprosse eine ganze
Lochreihe fertig.
Der Bohr- oder Lochvorgang für eine Leiter
platte ist somit relativ
schnellbi beendet. Da es mit dem Programmwerkzeug bedingt durch
die vielen Stempel oder Bohrer und
durch einen einwandfreien mechanischen
Vorschub möglich ist,
eine Teilgenauigkeit von einigen hundertstel
Millimetern au
erreichen# hängt die Genauigkeit der Bohrungen bzw.
Lochungen
hauptsächlich von der Genauigkeit der Herstellung der Programm..
platte ab.
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Weitere erfindungsgemässe
Merkmale ergeben sich aus der
nachfoigenden_Beschreibung
der in den Zeichnungen beispiels-o
weise dargestellten Ausführungsformen
sowie den Anspxücheü,
In den beigefügten Zeichnungen
ist das
Programuiverkaeug.zur Durchführung
des erfindungsgemässen Verfahrens in mehreren
Figuren
dargestellt,
Es zeigens
Pia. 1 eine schematische schaubildliche
Darstellung
des.
| Programmwurkzeuges in der Ausführungsform mit Lochwerkzeug |
| Fig,2 eine Seitenansicht des Prograaiuwerkzeuges in schematischer |
| Darstellung |
| Fig.3 die Ansieht einer Schmalseite des Programmwerkzeuges
in |
| schematischer Darstellung, teilweise im Schnitt gesehen |
| von rechts gem. der Fig, 1 und 2 |
| F3g.4 die Schnittansicht einer Locheinheit des Lochwerkzeuges |
| Fig.,5 die Schnittansicht einer Bohreinheit bei Ausführung
des |
| Programmwerkzeuges mit Bohrwerkzeugen |
Die Fig, 1 zeigt das Programuiwerkzeug mit seinem durch ein Lochwerkzeug
1 in Schritten des gewählten Rastermasses von bei-
spielsweise 2,5 mm laufenden
Schlitten-2.
Der Schlitten 2 umfasst
zwei in parallelen Ebenen zueinander
liegende Rahmen 3 und 4,
wo-
bei der Rahmen 3 für die Aufnahme einer Programmplatte
5 und der
Rahmen 4 für die Aufnahme einer in Fig.
1 nicht
eingezeichneten
Leiterplatte 6 bestimmt
ist. Das Lochwerkzeug 1
wird von einer
Exzenterpresse auf-
und abbewegt.
Auf die besondere
Ausführungs-
form dieses Loohwerkzeuges
soll weiter unten
in Zusammenhang
mit
Fig. 4
eingegangen werden, - .
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Der Schlitten 2 wird nach jedem Hub der Exzenterpresse
um
einen Schritt des gewählten R4stermasees vorwärtsbewegt. Die-. Vor.-wgrtsbewegung
des Schlittens 2 ist in Fi$. 2 strichliert ange-
deutet.
Die Vorwärtsbewegung erfolgt beeinflusst durch den Hub
der Exzenterpresse
über ein Steuerventil 7, das auf einen Pressluftzylinder 8 -einwirkt,
der seinerseits eine Vorschubeinheit
betätigt. Mit
10 ist die Vorschubspindel für den Schlitten 2
bezeichnet. Position
11 Vtellt eine Führungspindel für den
Schlitten 2 dar. Weitere
Einzelheiten der Vorschubeinriehtung ergeben sich aus Fig.
3, in der schematisch wiederum dasSteuervuntil 7 der Pressluftzylinder
8 sowie von der Vorschubeinheit 9
ein Transportriegel
12, ein Teilungsritzel 13, ein Anschlag 14
und ein Vorschubanschlag
24 angedeutet sind.
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Von den schematisch dargestellten Teilen des Lochwerkzeuges sind
in den Fig. 1 bis 3 im einzelnen gekennzeichnet das Lochwerk..
zeugjoch 15, die Führungsplatte 16 für den Lochstempel 17 sowie
die
Schnittplatte 18, Die Fig. 3 ist teilweise im Schnitt gezeich-
net,
so dass eine Lochwerkzeugeinheit näher zu erkennen ist. Im
einzelnen
wird die Lochwerkzeugeinheit anhand der Fig. 4 näher"
beschrieben.
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In Fig. 4 ist im Schnitt der Rahmen 3 mit der darin angeordneten
Programmplatte 5 zu erkennen. In der Programmplatte sind bei der dargestellten
Ausführungsform des Programmwerkzeugen
Stifte 19 als mechanisch abtastbare
Markierungen auf der Programm-
platte angeordnet. Der Lochstempel
17 ist an dem Loehwerkzeugjoeh 15 sowie in der Führungsplatte
16 geführt. Bei Betätigung der
Exzenterpresse wird der Rahmen 3
mit der Programmplatte "j und
deren Stiften 19 gemäss der Abbildung
nach unten in Richtung auf
den die Leiterplatte 6 tragenden Rahmenteil 4 des
Schlittens 2
bewegt. Der die Programmplatte 5 tragende Rahmen
3 und der die
Leiterplatte 6 tragende Rahmen 4 des Schlittens müssen
also aufein# ander zu bewegbar sein, was durch die teleskopartig
ausgebildeten
Yerbindungestücke 20 ermöglicht wird. Bei Durchführung
des Lochvorganges drückt der Stift 19 der Programmplatte 5 auf den Lochstempel 17,
der seinerseits die Lochung der zwischen einer Abstreiferplatte 21 und der Schnittplatte
18 liegenden Leiterplatte 6 bewirkt. An dem Lochstempel 17 kann dabei zweckmässigerweise
noch ein geeignetes Lochwerkzeug, beispielsweise eine Nadel angebracht sein, sofern
nicht der Lochstempel selbst an seinem unteren Ende als Lochwerkzeug ausgebildet
ist. Eine Betätigung des Lochstempels und damit eine Lochung der Leiterplatte 6
erfolgt nur dann, wenn in der Programmplatte 5 auch ein entsprechender Stift 19
vorhanden ist. Befindet sich in der Programmplatte 5 an der entsprechenden Stelle
kein Stift 19, so erfolgt bei dem Hub der Exzenterpresse keine Lochung. Am oberen
Ende des Lochstempels 17 ist zweckmässigerweise eine Rückholnadel 22 mit einer im
Joch 15 angeordneten und die Rückholnadel 22 umgebenden Feder 23 vorgesehen, so
dass der Lochstempel 17 nach einem erfolgten Lochvorgang wieder nach oben in seine
Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Nach erfolgtem Hub der Exzenterpresse rückt
der Schlitten 2 mit den Rahmen 3 und durch den Hub der Exzenterpresse beeinflusst
um ein Rastermass vom beispielsweise 2,5 mm vor und es kann der nächste Hub der
Exzenterpresse eüblgen. In Fig. 5 ist im Schnitt eine Bohreinheit gezeigt, wie sie
beispielsweise bei Ausführung den Programmwerkzeuges mit einem
Bohrwerkzeug
ausgefiihrt sein kann. Bei der Ausführung des Programmwerkzeuges mit einem
Bohrwerkzeug, werden also die Löcher in eine Leiterplatte im Gegensatz zu der bisher
beschriebenen Ausführungsform gebohrt und nicht gelocht. Die Wirkungsweise bleibt
jedoch dieselbe, d.h. es erfolgt nur an denjenigen Stellen eine Bohrung der Leiterplatte,
an denen für die Auslösung des Bohrvorganges auch ein entsprechender Stift in der
Programmplatte vorhanden ist, Gemäss Fig. 5 befindet sich die Programmplatte
6 mit den Programmstiften 19 in einem hier mit 31 bezeichneten Rahmen. Die Leiterplatte
6 befindet sich in einem mit 32 bezeichneten Rahmen über einer Bohrauflage 33. Die
Bohreinheit selbst umfasst eine Bohrspindel 34 mit einer Spannzange 35, in die der
Bohrer 37 einsetzbar ist. Die Bohrspindel 34 ist in einer Haltevorrichtung mittels
eines Kugellagers 36 gelagert. Der Antrieb der Bohrspindel 34 erfolgt über eine
Zahnradübersetzung 38 und einen Schneckenantrieb 39. Im oberenTeil der Bohrspindel
34 befindet sich wiederum eine Rückholfeder 40, die die Bohrspindel nach erfolgtem
Hub durch die Exzenterpresse wieder in die Aus» gangslage zurückführt, sofern die
Spindel 34 durch einenStift 19 heruntergedrückt worden ist.