DE2344933C3 - Einrichtung zum Bestücken elektrischer Leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung ?um Bestükken elektrischer Leiterplatten, mit einer Auflagefläche für die Leiterplatten, mit einer Lochblenden aufweisenden Einrichtung zum Lichtmarkieren -der jeweils zu bestückenden Leiterplattenbohrungen und *mt mehreren verstellbaren Behältern zur Aufnahme der einzusetzenden Bauelemente,

Beim Bestücken elektrischer Leiterplatten ist es zur Vermeidung von Fehlbestückungen erforderlich, die zur Aufnahme der jeweiligen Bauelemente gehörenden Bohrungen der Leiterplatte der mit dem Einsetzen der Bauelemente beauftragten Person besonders kenntlich zu machen und ihr gleichzeitig nur die in diese Bohrungen einzusetzenden Bauelemente in geeigneter Weise darzubieten. Dies muß fortlaufend mit immer neuen Bohrungen in der Leiterplatte und den dafür erforderlichen Bauelementen geschehen. Dadurch sollen diese Einrichtungen nicht nur Fehlbestückungen auschließen, sondern auch den Bestückungsvorgang beschleunigen.

Eine Bestückungseinrichtung der eingangs genannten Art ist durch die DD-PS 8 8 349 bekannt Dort sind Lichtleitkabel in? Raster der Leiterplattenbohrungen angeordnet, über welche die Lichtmarkierung erfolgt Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß sie sich nicht einfach auf eine andere Leiterplatte umstellen läßt, weil dann für neu hinzukommende Bohrungen zusätzliche Lichtleitkabel eingeführt werden müßten, was umständlich und zeitraubend wäre. Die vorsorgliche Anordnung von Lichtleitkabeln für alle möglichen Bohrungsstellen würde einen nicht zu rechtfertigenden Aufwand bedeuten. Außerdem wäre diese Einrichtung auch c.ann noch auf ein bestimmtes Rastermaß festgelegt während heute sowohl ein metrisches Rastermaß als auch ein Zoll-Rastermaß geläufig sind.

Auch sind Bestückungseinrichtungen bekannt, die eine optische Hilfseinrichtung aufweisen, mit welcher synchron mit den einzelnen Behältern für die Bauteile ein Film oder einzelne Diapositive bewegt werden und mit Hilfe des Filmes oder der Diapositive Lichtkreuze, Lichtpfeile oder Lichtpunkte auf diejenigen Bohrungen projiziert werden, in welche die Anschlußleitungen der jeweils einzusetzenden Bauelemente eingebracht werden müssen.

Die genannten Einrichtungen haben alle den Nachteil, daß sie relativ kompliziert und teuer sind und nur für größere Fertigungsbetriebe mit sehr großen Stückzahlen an gleichen Leiterplatten einen Rationalisierungseffekt bringen. Bei der Projektion von Lichtmarken auf die Leiterplatten ist nicht nur eine sehr genaue Projektionsvorrichtung erforderlich, sondern auch die Anfertigung eines Filmes oder von Diapositiven von den verschiedenen Bestückungsphasen ist umständlich und erfordert eine sehr gute und maßgenau arbeitende Fotoeinrichtung. Auch die Film- oder Diapositiv-Transporteinrichtung muß sehr genau arbeiten und exakt synchron mit der Transporteinrichtung für die die Bauelemente enthaltenden Behälter laufen.

Der erwähnte Nachteil, daß die Einrichtungen sehr teuer und kompliziert werden, gilt auch für bekannte Bestückungseinrichtungen, bei welchen je eine Lichtleitfaser zu jeder Bohrung der zu bestückenden Leiterplatten geführt ist und bei welcher die einzelnen

Lichtleitfasern gemftß einem bestimmten vorgegebenen Programmablauf mit Ment versorgt werden, Piese Einrichtung erfordert eine sehr große Zahl von Lichtleitfasern und eine umfangreiche Vorarbeit fOr die Programmierung der Beleuchtungseinrichtung, Bei einer Umstellung der Einrichtung auf andere Leiterplatten muß auch eine Umstellung der Lichtleitfasern vorgenommen werden, und dieser Arbeitsaufwand fällt bei jeder Umstellung an, auch wenn wieder auf eine bereits früher verwendete Einstellung zurückgegangen wird. ·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine BectückungseinrichtiJng für elektrische Leiterplatten zu schaffen, bei welcher mit einfachen Mitteln eine sichere Lichtmarkierung der jeweils zu bestückenden Leiterplattenbohningen erreicht werden kann, so daß sich der Einsatz dieser Einrichtung bereits für kleine und mittlere Stückzahlen von Leiterplatten lohnt.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Auflagefläche für die elektrischen Leiterplatten durch eine Lochmatrizenplatte gebildet wird und daß unterhalb der Lochmatriz^nplatle zum Ausleuchten ihrer ganzen Unterseite mindestens eine Lichtquelle angeordnet ist, die durch auswechselbare Lochblenden teilweise abdeckbar ist, wobei die Bohrungen der Leiterplatte, der Lochmatrizenplatte und der Lochblenden jeweils deckungsgleich zueinander sind. Die Lochblenden können dabei die Form eines endlichen oder endlosen Lochbandes haben, das in einer unmittelbar unterhalb der Lochmatrizenplatte angeordneten Führungsbahn schrittweise bewegbar angeordnet ist. Die Lochblenden können aber auch aus einzelnen Lochkarten bestehen, die in der Reihenfolge der Bestückung nacheinander unter die Lochmatrizenplatte bewegbar sind. Dadurch wird mit der Einrichtung neben dem einfachen Aufbau der Einrichtung der Vorteil erzielt, daß ein einmal erstelltes Lochblendenprogramm immer wieder verwendbar ist. Bei der Verwendung einzelner Lochkarten ist der zusätzliche Vorteil gegeben daß die Bestückungsfolge durch einfaches Andern der Lochkartenfolge oder durch Auswechseln einzelner Lochkarten geändert werden kann.

Die Lochmatrizenplatte läßt sich auf einfache Weise herstellen, indem sie gleichzeitig mit einem Muster einer aufgelegten Leiterplatte gebohrt wird oder mit Hilfe einer aufgelegten Leiterplatten* eichnung. Gleichzeitig wird eine Metallschablone mitgebohrt, die bei Herstellung der Lochblenden benötigt wird. Die Bohrungen der Lochmatrizenplatte lassen sich jederzeit wieder mit Kitt verschmieren, falls eine Fehlbohrung vorgenommen worden ist oder die Lochmatrizenplatte für eine Leiterplatte mit abgewandeltem Bohrungsmuster verwendet werden soll. Zweckmäßig wird die Lochmatrizenplatte mit einer größeren Stärke als die Leiterplatten ausgebildet und ihre Stärke so bemessen, daß die Lötanschlußleitungen aller in die zu bestückenden Leiterplatten eingesetzten Bauteile nicht nach unten aus den Bohrungen der Lochmatrizenplattc herausragen und dadurch das Anbringen und den Transport der Lochblenden nicht behindern können.

Die Bohrungen der Lochmatrizenplatte und damit auch der aufgelegten Leiterplatten lassen sich sehr gut und sauber ausleuchten, was durch eine entsprechende Farbgebung der Lochmatrizenplatte und dadurch begünstigt werden kann, daß die Bohrungen der Lochmatrizenplatte und die Löcher der Lochblenden einen größeren Durchmesser als die entsprechenden Bohrungen der Leiterplatten haben, D^ die Lochblenden fast abstandslos auf der Unterseite der Lochmatrizenplatte angeordnet sind, wird seitliches Streulicht vermieden und ist gewährleistet, daß nur die vor. den Lochblenden freigegebenen Bohrungen ausgeleuchtet werden.

Der Schrittschaltmechanismus für die Lochblenden ist zweckmäßig mit dem Bewegungsmechanismus f£r die Bauelemente-Behälter gekoppelt oder synchronisiert, so daß in an sich bekannter Weise bei jedem Bestuckungsschxitt nur die einzusetzenden Bauteile der Bedienungsperson vorgelegt werden. Es bereitet auch konstruktiv keine Schwierigkeiten, die Einrichtung so auszubilden, daß die Lochblenden bei den einzelnen Schaltschritten immer genau deckungsgleich zur Lochmatrizenplatte angeordnet werden, und daß auch eine deckungsgleiche Auflage der Leiterplatte auf die Lochmatrizenplatte gewährleistet, ist
Die Lochblenden lassen sich mit handelsüblichen Lochvorrichtungen aus ebenfalls marktgängigem Folien- oder Plattenmaterial leicht herstellen, wobei zweckmäßig die Vorlagen nut einem Gitterraster vorbedruckt und auch laufend nummeriert werden. Vorzugsweise können die Lochblenden in ihrem Randbereich zusätzliche Informationsspeicherstellen aufweisen, die auf mechanische, optische oder elektrische Kontaktvorrichtungen ausgerichtet sind, die im Randbereich der Lochmatrizenplatte angeordnet sind. Diese zusätzlichen Informationsstellen können beispielsweise durch Kerben oder Löcher an mindestens einem Rand der Lochblenden gebildet sein und mit Fotodioden als Kontaktvorrichtungen zusammenwirken, die durch eine zugeordnete Steuereinrichtung nur zeitweilig und in Abhängigkeit von der Relativstellung der Lochblenden zur Lochmatrizenpllatte oder vom Zustand der Schrittschaltvorrichtung für die Lochblenden wirksam sind. Mit den zusätzlichen Informationsspeicherstellen können Hinweise beispielsweise für die Lage und die Polarität bestimmter Bauteile programmiert werden. Durch die auf die zusätsilichen Informationsstellen ausgerichteten Kontaktvorrichtungen können beispielsweise optische oder akustische Signale ausgelöst werden, beispielsweise eine Leuchtschrift oder die Beleuchtung eines Kennzeichnungssymboles für ein sperriges Bauteil, das nicht aus einem vorgelegten Bauelemente-Behälter entnommen sondern von einer anderen Stelle geholt werden muß.

Für die Lochblenden in Form von Lochbändern oder Lochkarten läßt sich eine bestimmte Breite festlegen, die so bemessen ist, daß alle häufig vorkommenden Leiterplattenformate in Längs- oder Querformat berücksichtigt werden können. Bei kleinen Leiterplatten können auf der Lochmatrizenplatte mehrere gleichzeitig unter Ausnutzung der Gesamtfläche dieser Lochma-

,-> i/izei platte angeordnet und die Lochblenden dementsprechend ausgebildet werden. Der Weitertransport oder der Wechsel der Lochblenden kann durch Handoder Fußbetätigung erfolgen.
Nachfolgend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel Hes Erfindungsgegenstaniles näher erläutert. Im einzelnen zeigt

F i g. I einen schernätischen Querschnitt durch den Leiterplatten-Auflageteil der Einrichtung, quer zur Transportrichtung der Lochblenden;

b5 Fig. 2 eine Draufsicht auf eine als Lochkarte ausgebildete Lochblende für die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung.
Aus der schematischen Schnittdarstellung der Fig. 1

ist eine Leiterplatte 1 ersichtlich, die sogenannte Fanglöcher aufweist, in welche auf der Oberseite einer Lochmatrizenplatte 3 befestigte Fangstifte 2 ragen und eine deckungsgleiche Auflage dieser Leiterplatte auf der Lochmatrizenplatte 3 gewährleisten. Die Lochmatrizenplatte 3 ist mit dem gleichen Bohrungsmuster wie die zu bestückenden Leiterplatten versehen. Die aus der Zeichnung ersichtlichen Bohrungen 8 und 9 der Leiterplatte I fluchten also mit Bohrungen 10 und 11 der Lochmatnzenplatte 3.

Die Lochmatnzenplatte 3 ist mit ihrem Randbereich auf einem Tisch 4 befestigt, der unterhalb der Lochiiiatrizenplatte ausgeschnitten ist. Unterhalb der Tischplatte 4 sind mehrere Leuchtstoffröhren 7 angeordnet, welche die Unterseite der Lochmatrizenplatte 3 bestrahlen. Zwischen den Leuchtstofflampen 7 und der Lochmatrizeriplatte 3 ist unmittelbar vor der Unterseite der Lochrrmtrizenplatte 3 eine Lochblende 5 !Π f ΟΓΓΠ CiTtCS (-.CCiitsSriuCS GrigCCruHCi, uSj rnitiCiS CiPiC" nicht dargestellten Schrittschaltvorrichtung in Führungen 14 der Tischplatte 4 parallel zur Ebene der Lochmatrizenplatte 3 bewegbar ist. Durch die Lochblende 5 werden beispielsweise alle Bohrungen der Lochmatnzenplatte 3 mit Ausnahme der Bohrungen 10 und 11 abgedeckt, die durch zwei Löcher 12 und 13 in der Lochblende 5 freigegeben sind, so daß Licht von den Leuchtstofflampen 7 durch die Lochmatnzenplatte 3 hindurch in die Bohrungen 8 und 9 der ai'fj?~iegten Leiterplatte 1 fallen kann. Der Durchmesser der Bohrungen 8 und 9 der Leiterplatte 1 ist etwas kleiner gewählt als der Durchmesser der deckungsgleichen Bohrungen in der Lochmatnzenplatte 3 und der Löcher der Lochblende 5. so daß eine volle Ausleuchtung der freigegebenen Bohrungen der Leiterplatte gewährleistet ist. Der besseren Übersichtlichkeit wegen sind in F ι g. I nur die beiden Bohrungen 10 und 11 der Lochmatnzenplatte eingezeichnet, die übrigen Bohrungen der Lochmatrizenplatte und auch der aufgelegten Leiterplatte 1. die in die gleiche Schnittebene fallen, sind nicht eingezeichnet. Das Material für die Lochmatnzenplatte ist so gewählt, daß auch schräg in die Bohrungen der Lochmatrizenplatte einfallendes Licht an den Loch rändern reflektiert und zu den deckungsgleichen Bohrungen der Leiterplatten weitergeleitet wird.
F i g. 2 zeigt eine Lochblende in Form einer einzelnen Lochkarte. Eine solche Lochkarte kann auch mit anderen Lochkarten zu einem Lochband nachträglich verbunden werden. Die Lochkarte 20 hat einen durch die Linien 22, 23, 24 und 25 umrissenen Innenbereich, der mindestens dem Lochbereich der zu bestückenden Leiterplatten 1 entspricht. An zwei Ecken weist die Lochkarte Fanglöcher 26 und 27 auf, mit deren Hilfe sie in eine genaue Lage beim Lochen in einer Lochvorrichtung gebracht wird. Die in F i g. 2 untere rechte Ecke 28

ίο ist abgeschrägt, damit die Lochkarte in eine bestimmte Sortierlage gebracht werden kann. An ihrem rechten Rand weist die Lochkarte 20 eine Kerbe 29 auf, die zur Lagerkorrektur der Lochkarte in der Einrichtung dient. Eine weitere Kerbe 30 an diesem Rand ist zum

■·. Zusammenwirken mit einer Kontakteinrichtung vorgesehen. Zum gleichen Zweck dienen auch die am unteren Rand vorgesehenen Kerben 31,32,33,34 und 35. Durch die unteren Kerben können beispielsweise Polaritä'sin

in dargestellte Diode, die in die Leiterplatte 1 an Bohrungsstellen eingesetzt werden soll, die auf der Lochkarte durch die Lochungen 36 und 37 markiert sind. Durch die zusätzlichen Informationsstellen im Randbereich der Lochkarte kann mitgeteilt werden, daß die

2-> Diode in Richtung des in Fig.2 eingetragenen Pfeiles 38 eingesetzt werden muß.

Im oberen Ramibereich der Lochkarte 20 sind Felder 39,401! A 41 angedeutet, die zur Beschriftung oder zum Bedrucken zur Kennzeichnung des Arbeitsganges, der

jo verwendeten Bauteile oder der Kartennummern dienen. Anstelle der dreieckigen Kerber 30—35 könnten auch Löcher im Randbereich der Lochkarte 20 angebracht sein, die mit dem gleichen Lochwerkzeug eingebracht werden können, das auch zum Anbringen der Löcher 36

r. und 37 verwendet wird. Eine solche zusätzliche Informationsspeicherstelle 15 in Lochform weist die in F i g. 1 dargestellte Lochblende 5 auf. Das von einer der Leuchtstoffröhren 7 durch das Loch 15 fallende Licht trifft auf eine Fotodiode 16, die als elektrooptische Kontaktvorrichtung wirkt und in einer Aussparung 17 am Rande der Lochmatrizenplatte angeordnet ist und dem Zuleitungen durch einen lichtdichten Verschlußstopfen 18 hindurch nach außen zu einer nicht dargestellten elektrischen Steuereinrichtung geführt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche;

   1. Einrichtung zum Bestücken elektrischer Leiterplatten, mit einer Auflagefläche fQr 4ie Leiterplatten, mit einer Lochblenden aufweisenden Einrichtung zum Lichtmarkieren der jeweils zu bestückenden Leiterplattenbohrungen und mit mehreren verstellbaren Behältern zur Aufnahme der einzusetzenden Bauelemente, dadurch gekennzeichnet, \o daß die Auflagefläche für die elektrischen Leiterplatten (1) durch eine Lochmatrizenplatte (3) gebildet wird, und daß unterhalb der Lochmatrizenplatte (3) zum Ausleuchten ihrer ganzen Untenseite mindestens eine Lichtquelle (7) angeordnet ist, die durch is auswechselbare Lochblenden (5) teilweise abdeckbar ist, wobei die Bohrungen der Leiterplatte (1), der Lochmatrizenplatte (3) und der Lochblenden (5) jeweils deckungsgleich zueinander sind.

   2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblenden (5) die Form eines endlichen oder endlosen Lochbandes haben, das in einer unmittelbar unterhalb der Lochmatrizenpiatte (3) angeordneten Führungsbahn (14) schrittweise bewegbar angeordnet ist

   3. Einrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblenden (5) aus einzelnen Lochkarten (20) bestehen, die in der Reihenfolge der Bestückung nacheinander unter die Lochmatrizenpiatte (3) bewegbar sind.

   4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochmatrizenpiatte (3) eine größere Stärke als die Leiterplatten (1) aufweist und die Stärke *o bemessen ist, daß die Lötanschlußleitungen aller in die zu bestückenden Leiterplatten (1) eingesetzten Bauteile nicht nach unten aus den Bohrungen (10,11) der Lochmatrizenpiatte (3) herausragen.

   5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrungen (10,11) der Lochmatrizenplatte (3) und die Löcher (12, 13, 36, 37) der Lochblenden (5, 20) einen größeren Durchmesser als die entsprechenden Bohrungen (8,

   9) der Leiterplatten (1) haben.

   6. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittschaltmechanismus für die Lochblenden (5) mit dem Bewegungsmechanismus für die Bauelemente-Behälter gekoppelt oder synchronisiert ist.

   7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochblenden (5, 20) in ihrem Randbereich zusätzliche Informationsspeicherstellen (30—3S) aufweisen, die auf mechanische, optische oder elektrische Kontaktvorrichtungen ausgerichtet sind, die im Randbereich der Lochmatrizenplatte (3) angeordnet sind.

   8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Informationsstellen durch Kerben (30—35) oder Löcher (15) an mindestens einem Rand der Lochblenden (20) w) gebildet sind.

   9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Kontaktvorrichtungen für die zusätzlichen Informationsstellen im Randbereich der Lochblenden Fotodioden (16) vorgesehen sind, die durch eine zugeordnete Steuereinrichtung nur zeitweilig und in Abhängigkeit von der Relativstellung der Lochblenden (5,20) zur Lochmatrizenplatte

   (3) oder vom Zustand der Schrittschaltvorrichtung fQr die Lochblenden wirksam sind,