DE2625738A1

DE2625738A1 - Automatische einrichtung zum bestuecken von leiterplatten

Info

Publication number: DE2625738A1
Application number: DE19762625738
Authority: DE
Inventors: Norbert Prokasky
Original assignee: Telefonbau und Normalzeit GmbH
Current assignee: Telenorma Telefonbau und Normalzeit GmbH
Priority date: 1976-06-09
Filing date: 1976-06-09
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2625738C2

Description

Automatische Einrichtung zum Bestücken
von Leiterplatten Die Erfindung betrifft eine automatische Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen, insbesondere in der sogenannten Dual-In-Line-Ausfxihrung, bei der diese durch ein Greifwerkzeug erfaßt und in die Leiterplatte eingedrückt werden.
Diese integrierten Halbleiterbausteine, aunh Chip's genannt, besitzen beispielsweise 16 Beine, mit denen sie in entsprechende Bohrungen der Leiterplatte eingesetzt werden sollen und mit den Leitungs-Zügen durch Löten verbunden werden. Die Beine der Bauteile können aber nach verschiedene Richtungen in unterschiedlichem Naß verbogen sein, so daß hierdurch bedingt beim Einsetzen dieser Bausteine immer wieder bei vorhandenen Einrichtungen Schwierigkeiten auftreten. Einzelne Beine werden nicht in die entsprechenden Bohrungen eingeführt, sie erden parallel zur Leiterplatte abgebogen, so daß elektrische Fehler in der Lriterplatte auftreten und auch die Bausteine beschädigt werden.
Gegenstand der Erfindung ist es, die angeführten Schwierigkeiten zu vermeiden durch die Schaffung einer Einrichtung, bei der die Bausteine automatisch auch bei verbogenen Beinen mit größter Genauigkeit in die Bohrungen der Leiterplatte eingesetzt werden.
Bei einer automatischen Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen, insbesondere in Dual-In-Line Ausführung, bei der diese durch ein Greifwerkzeug erfaßt und in die Leiterplatte eingedrückt werden, wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die die Beine der Bausteine zunächst in Querrichtung richtet und daß das Greifwerkzeug derart ausgebildet ist, daß es beim Erfassen des Bausteines die Beine in Längsrichtung ausrichtet und auch in Querrichtung auf das gewünschte Maß bringt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind bei der Einrichtung zum Richten der Beine in Querrichtung Flächen derart konisch ausgebildet und ein Richtstempel mit einem Andruckstößel derart angeordnet und ausgebildet, daß die Bausteine zwischen die konischen Flächen gedrückt werden, so daß zu weit nach außen stehende Beine der Bausteine nach innen, zu weit nach innen ziehende Beine nach außen gerichtet werden.
Dabei ist vorgesehen, daß die Vorrichtung zum Richten der Beine der Bauteile in Querrichtung so ausgebildet ist, daß die Beine eine Vorspannung nach außen erhalten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besitzt das Greifwerkzeug zwei zangenartig ausgebildete Backen, die derart ausgebildet sind, daß das Bauteil erfaßt wird und gleichzeitig die Beine in Längsrichtung gerichtet und in Querrichtung beim Eindrücken in die Leiterplatte auf das vorgeschriebene Naß gebracht werden.
Eine besonders günstige Ausbildung ergibt sich dadurch, daß zum Richten der Beine in Längsrichtung die Backen kammartig ausgebildet und mit die Beine an drei Seiten umfassenden Zähnen versehen sind.
Weiterhin ist vorgesehen, daß die Steuerorgane für das Greifwerkzeug mit den Backen und deren Zähne so ausgebildet sind, daß die Beine der Bauteile nur an ihren dünnen Enden geführt werden. Vorteilhaft ist, daß der Einlauf für die Beine der Bauteile zwischen die Zähne der Backen konisch und gerundet ausgebildet ist.
Die Erfindung sieht ferner vor, daß mindestens eine Feder angeordnet ist, unter deren Einwirkung die Backen geschlossen gehalten werden und Bolzen zum Öffnen der Backen vorgesehen sind und die Steuerorgane derart ausgebildet sind, daß beim Eintauchen der Beine des Bausteins in die Leiterplatte die Backen des Greifwerkzeuges geöffnet und der Baustein durch einen Stößel in die Leiterplatte gedrückt wird.
Weiterhin ist die Ausbildung so getroffen, daß eine gebogene Rinne angebracht ist, in der die Bausteine von der Vorrichtung zum Richten der Beine in Querrichtung zum Greifwerkzeug befördert werden und dabei von der senkrechten Stellung in die waagerechte Lage gelangen.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, daß ein Anschlag vorgesehen ist, bis zu dem die Bausteine durch Druckluft transportiert werden und beim Erreichen durch die Backen des Greifwerkzeuges erfaßt werden.
Weiterhin ist vorgesehen, daß vor der Vorrichtung zum Richten der Beine der Bausteine in Querrichtung für extrem stark verbogene Teile, insbesondere Schüttgut, eine Vorrichteinrichtung angeordnet ist, die die stark verbogenen Beine der Bausteine soweit richtet, daß die Bausteine verarbeitbar sind.
Dabei besitzt diese Vorrichteinrichtung zangenartig nach außen bewegbare Backen, die zwischen die Beine der Bausteine gelangen und die Beine gegen Anschläge nach außen drücken.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anschließend näher erläutert. Es zeigen: Fig.1: die erfindungsgemäße automatische Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen in schematischer Darstellung.
Fig 2 die Vorrichtung zum Vorrichten der Beine bei Bausteinen mit großen Abweichungen.
E'ig.3 die Vorrichtung zum Richten der Beine in Querrichtung der Bausteine und zum Geben einer V@rspanung.
Fig.4 ii Vorrichtung zum Ergreifen Imd Eindrücken des Bausteins in der Seitenansicht im Schnitt #ig. 5 die Vorrichtung nach Fig. 4 in der Vorderansicht.
Fig.6 ausschnittweise ein Backen des Greifwerkzeuges in der Vorderansicht.
Fig.7 die Seitenansicht des Backens nach Fig.6 Die in Fig.1 schematisch dargestellte EInrichtirn6-# zum automatischen Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen wird durch einen Rechner gesteuert und besitzt in Stangen 1 eines Magazines 2 die integrierten Halbleiterbausteine 3.
Die Halbleiterbausteine gelangen mit Hilfe eines Schiebers in eine Vorrichtung 4 zum Vorrichten der Beine der Bausteine wenn diese stark verbogen sind. Anschließend werden die einzelnen Bausteine 5 in eine Vorrichtung 5 befördert, die die Beine in Querrichtung zur Längsachse der Bausteine richtet und gleichzeitig diesen eine Vorspannung nach außen erteilt.
Durch eine gebogene Rinne 6 wandern dann die Bausteine einzeln in eine Vorrichtung 7 zum Greifen und Eindicken in die Leiterplatte 8.
Fig.2 zeigt die Vorrichtung 4 im einzelnen zum Vorrichten der Beine der Bausteine 3. Dieses Vorrichten ist notwendig, wenn einzelne Bausteine stärkere Verbiegungen an ihren Beinen aufweisen, beispielsweise wenn die Bausteine vor dem Einsetzen in die Stangen 1 des Magazines 2 als Schüttgut angeliefert wurden. Der einzelne Baustein gelallgt in dieser Vorrichtung in einen Schacht 10 mit schrägen Wänden II, in den Backen 12 und 13 ragen.
Über einen Druckluftzylinder 14 und einen Hebel 15 wird ein Schlitten 16 bewegt. Bei der Bewegung des Schlittens 16 in Richtung des Bausteines wirken Rollen 17 derart auf schräge Flächen 18 der Backen 12 und 13, daß diese sich zangenartig öffnen und die Beine 19 des Bausteines 3 gegen die Wände 11 drücken. Nachdem diese eventuell vorhandenen starken Verbiegungen der Beine beseitig wurden, g-elangt der Baustein in die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Vorrichtung 5 ist ebenfalls ein Schacht vorhanden, dessen konisch verlaufende Wände 22 auf ein genaues Maß gearbeitet sind, ebenfalls die Anlagefläche 23 für die Bausteine 3.
ber einen ähnlichen Druckluftzylinder wie in Fig.2 wird ein Richtschieber 24 in Richtung des Bausteines 3 bewegt. Hierbei wird durch den unter Einwirkung der Feder 25 stehenden Stößel 26 der Baustein gegen die Fläche 23 gedrückt. Das Vorderteil des Richtschiebers 24 ist als Richtstempel 27 ausgebildet und durch die schrägen Flächen 28 werden die Beine 19 nach außen gegen die Flächen 22 auf ein exaktes Naß gebogen Das Naß ist durch die Flächen 22 und 28 gwählt, daß eine Vorspannung der Beine 19 nach außen erreicht wird.
Nach dem Verlassen dieser Vorrichtung gleitet der Baustein 3 durch die gebogene Rinne 6 (Fig.1) in das eigentliche Werkzeug 7 zum Greifen und Eindrücken, das in Fig.4 und 5 dargestellt ist.
Der Baustein gleitet bei dem in Fig.4 und 5 dargestellten Greifwerkzeug in einen Transportschieber 31. Anschließend wird der Schieber 31 unter das Greifwerkzeug 7 bewegt und dabei von vorn Druckluft gegen den Baustein 3 geblasen, so daß dieser exakt mit den dünnen Enden seiner hinteren Beine 19 an einem Anschlagstift 32 zur Anlage kommt.
Während der Luftstrom den Baustein noch am Anschlag 32 hält, greift das Greifwerkzeug zu.
In dem Greifwerkzeug sind zwei Backen 34 und 35 gelagert. Am Ende ihrer oberen Schenkel tragen sie Rollen 47 bzw. 48, mit deren Hilfe sie über schräge Flächen eines Steuerschlittens, der durch den Druckluftzylinder 38 bewegt wird, zum Aufnehmen des Bausteines mit ihren Backen 34, 35 geöffnet werden können. Das Schließen der Backen 34, 35 nach dem Ergreifen des Bausteines erfolgt über eine Druckfeder 39, die gegen die oberen Schenkel drückt.
Die Ausbildung der Backen 34 bzw. 35 an ihrem unteren Ende zeigen Fig. 6 und 7, wobei in Fig.7 ein Baustein 3 in der Stellung dargestellt ist, in der er von den Backen des Greifwerkzeuges gefaßt wird. Die Backen 34, 35 sind an ihrem unteren Ende kammartig so ausgebildet, daß sie die einzelnen Beine 19 des Bausteines 3 an drei Seiten umfassen können. Der Einlauf in die Öffnungen 36 des Kammes 37 für die Beine ist konisch ausgebildet und abgerundet.
Nach dem Ergreifen des Bausteines 3 wird das Greifwerkzeug 7 mit Hilfe eines Druckluftzylinders 33 an der Stelle über der Leiterplatte 8 abgesenkt, an der der Baustein 3 eingesetzt werden soll. Dann wird durch den Stößel 38, der durch den Druckluftzylinder 39 gesteuert wird, der Baustein in der jetzt feststehenden durch die Backen 34 und 35 gebildeten Zange nach unten bewegt.
Wie weiter Fig.7 zeigt werden die mit Vorspannung an den Backen 34 und 35 anliegenden Beine bei der Bewegung des Bausteines in Pfeilrichtung durch die Flächen 40 zwischen den Zähnen 37 nach innen gerichtet, gleichzeitig die Beine in Längsrichtung durch die Öffnungen 36 genau auf das exakte Maß der Bohrungen in der Leiterplatte auch in Längsrichtung gebracht.
Sobald die Beine des Bausteines in die Bohrungen in der Leiterplatte eintauchen, laufen die Bolzen 41 und 42, die mit dem Stößel 38 verbunden sind und sich mit ihm nach unten bewegt haben, mit ihren Schrägen 43, 44 auf die Rollen 45 und 46 der oberen Enden der Backen auf, und die Backen 34, 35 werden zwangsläufig geöffnet.
Der Baustein wird dann durch den Stößel 38 auf d# vorgeschriebene Maß in die Leiterplatte eingedrückt, ohne daß die Beine 19 des Bausteines 3 an ihrem oberen, meist recht ungenau ausgebildeten Teil durch die Backen 34, 35 der Zange noch geführt werden.
Die Einrichtung wird anschließend durch die Druckluftzylinder in ihre Ausgangsposition zurückgeführt.

Claims

Patentansprüche 1. Automatische Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen, insbesondere in Dual-In-Line Ausführung, 'zei der diese durch ein Greifwerkzeug erfaßt und in die Leiterplatte eingedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (5) vorgesehenist, die die Beine (19) der Bausteine (3) zunächst in Querrichtung zur Längsachse richtet und daß das Greiferwerkzeug (7, 34, 35) derart ausgebildet ist, daß es beim Erfassen des Bausteines (3) die Beine (19) in Längsrichtung ausrichtet und auch in Querrichtung auf das gewünschte Maß bringt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vorrichtung (5) zum Richten der Beine (19) in Querrichtung Flächen (22) derart konisch ausgebildet sind und ein Richtstempel (27) mit einem Andruckstößel (26) derart angeordnet und ausgebildet sind, daß die Bausteine (3) zwischen die konischen Flächen (22) gedrückt werden, so daß zu weit nach außen stehende Beine (19) der Bausteine nach innen, zu weit nach innen stehende Beine (29) nach außen gerichtet werden.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (5) zum Richten der Beine (19) der Bauteile (3) in Querrichtung so ausgebildet ist, daß die Beine (19) eine Vorspannung nach außen erhalten.
4 Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifwerkzeug (7) zwei zangenartig ausgebildete Backen (34, 35) besitzt, die derart ausgebildet sind, daß das Bauteil (3) erfaßt wird und gleichzeitig die Beine (19) in Längsrichtung gerichtet und in Querrichtung beim Eindrücken in die Leiterplatte auf das vorgeschriebene Maß gebracht werden.
5. Einrichtung nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Richten der Beine (19) in Längsrichtung die Backen (34, 35) kammartig ausgebildet und mit die Beine (19) an drei Seiten umfassenden Zähnen (37) versehen sind.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerorgane für das Greifwerkzeug mit den Backen (34, 35) und deren Zähnen(37) so ausgebildet sind, daß die Beine (19) der Bauteile (3) nur an ihren dünnen Enden geführt werden.
7. Einrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf für die Beine (11) der Bauteile zwischen die Zähne (37) der Backen (34, 35) konisch und gerundet ausgebildet ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch #ekennzeichnet, daß mindestens eine Feder (39) angeordnet ist, unter dern Einwirkung die Backen (34, 35) geschlossen gehalten werden und Bolzen (41, 42) zum Öffnen der Backen vorgesehen sind und die Steuerorgane (43, 44, 45, 46) derart ausgebildet sind, daß beim Eintauchen der Beine (19) des Bausteines (3) in die Leiterplatte (8) die Backen des Greifwerkzeuges geöffnet und der Baustein (3) durch einen Stößel (38) in die Leiterplatte (8) gedrückt wird.
9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gebogene Rinne angebracht ist, in der die Bausteine (3) von der Vorrichtung (5) zum Richten der Beine in Querrichtung zum Greiferwerkzeug (7) befördert werden und dabei von der senkrechten Stellung in die waagerechte Lage gelangen.
10. Einrichtung nach Anspuch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschlag (32) vorgesehen ist, bis zu dem die Bausteine (3) durch Druckluft transportiert werden und beim Erreichen durch die Backen (34, 35) des Greifwerkzeuges erfaßt werden.
11. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Vorrichtung (5) zum Richten der Beine (19) der Bausteine (3) in Querrichtung für extrem stark verbogene Teile, insbesondere Schüttgut, eine Vorrichteinrichtung (4) angeordnet ist, die die stark verbogenen Beine (19) der Bausteine (3) soweit richtet, daß die Bausteine j verarbeitbar sind.
12. Eir£richtung nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet daß diese Vorrichteinrichtung (4) zangenartig nach außen bewegbare Backen (12, 13) besitzt, die zwischen die Beine (19) der Bausteine (3) gelangen und die Beine gegen hnschläge (19) nach außen drücken.