DE2829359A1

DE2829359A1 - Verfahren und vorrichtung zur positionierung von elementen

Info

Publication number: DE2829359A1
Application number: DE19782829359
Authority: DE
Inventors: Raymond Louis Delorme; Henri Grosjean; Pierre Louis Sigel
Original assignee: CII HONEYWELL BULL
Current assignee: CII HONEYWELL BULL
Priority date: 1977-07-04
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1979-01-18
Also published as: FR2397125B1; US4283845A; IT7824584A0; IT1096750B; JPS5415164A; CH645775GA3; BE866381A; NL7803807A; SE7805319L; GB1595367A; FR2397125A1

Description

Patentanwälte η ο η η ο γ q

Dipl.-Ing Dipl -Chem Dipl -Ing

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

E r η s ber g ο r s t r as S P 19

8 München 60

4. Juli 1978

COMPAGNIE INTERNATIONALE POUR L'INFORMATIQUE CII-HONEYWELL BULL

94, Avenue Garabetta
75020 Paris / Frankreich

Unser Zeichen; C 3178

Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung von Elementen

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionierung von Elementen, beispielsweise von elektrischen oder elektronischen Bauelementen, in bezug auf einen Träger, um sie an vorbestimmten Plätzen des Trägers aufzubringen und zu montieren, und sie betrifft insbesondere Maschinen zum automatischen Aufbringen von elektrischen oder elektronischen Bauelementen, die in der Elektronikindustrie, in der Ohrentechnik und allgemein auf anderen technischen Gebieten benutzt werden, wo Elemente automatisch oder halbautomatisch mit großer Genauigkeit an vorbestimmten Plätzen irgendeines Trägers aufgebracht und befestigt werden sollen.

Die Erfindung ist insbesondere bei dem Aufbringen und der Montage von elektronischen Bauelementen, wie integrierten Schaltungen, anwendbar, die in ein Gehäuse eingeschlossen

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sein können oder nicht und eine gewisse Anzahl von Ausgangsleitern auf einer oder mehreren ihrer Seiten aufweisen. Diese Bauelemente "haben im allgemeinen eine sehr geringe Größe, in der Größenordnung von einigen Millimetern, und es ist daher erforderlich, daß ihr Aufbringen auf und ihr Anschluß an eine Schaltungsplatte, beispielsweise eine Druckschaltungsplatte, mit großer Genauigkeit vorgenommen werden.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Positionierung von Elementen, beispielsweise elektrischen oder elektronischen Bauelementen, in bezug auf einen Träger, um sie an vorbestimmten Plätzen des Trägers aufzubringen und zu montieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in eine vorbestimmte Position in bezug auf ein erstes Referenzsystem gebracht wird, daß auf dem Träger die Plätze der Elemente in bezug auf das erste Referenzsystem festgelegt werden, daß anschließend der Träger verschoben wird, um ihn im wesentlichen in eine Lage gegenüber den Elementen zu bringen, die sich in vorbestimmten Positionen befinden, und daß der Träger in bezug auf die Elemente mit Hilfe eines zweiten Referenzsystems genau positionxerb wird, um dann die Elemente an ihren vorgenannten Plätzen des Trägers aufzubringen und zu befestigen.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung sind das erste und das zweite Referenzsystem jeweils durch wenigstens drei Festpunkte festgelegt, an denen der Träger mit seinen Seitenrändern in Anlage kommt, und die Pestpunkte des zweiten Referenzsystemsgpben exakt die Festpunkte des ersten Referenzsystems wieder.

Auf diese Weise wird gewährleistet, daß die Elemente und ihre vorbestimmten Plätze auf dem Träger einander genau entsprechen, d.h. daß die Elemente genau in eine Linie mit ihren vorbestimmten Plätzen des Trägers gebracht werden.

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Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gekennzeichnet durch erste Einrichtungen, mittels welchen der Träger in eine vorbestimmte Position in bezug auf ein erstes Referenzsystem bringbar ist, durch zweite Einrichtungen, mittels welchen auf dem Träger, der sich in dieser Position befindet, die Plätze der aufzubringenden Elemente festlegbar sind, durch Einrichtungen, mittels welchen die aufzubringenden Elemente in vorbestimmte Positionen bringbar sind, und durch ein zweites Referenzsystem, mittels welchem der Träger in bezug auf die Elemente so positionierbar ist, daß diese Elemente sich dann genau in einer Lage gegenüber ihren vorbestimmten Plätzen auf dem Träger befinden.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung enthalten die ersten Einrichtungen wenigstens drei feste Anschläge, die das erste Referenzsystem festlegen und an denen der Träger mit seinen Seitenrändern in Anlage kommt, und das zweite Referenzsystem ist mit dem ersten Referenzsystem genau identisch.

Mehrere AusführungsbeispLeIe der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Positionierung von zwei

Elementen in bezug auf ihre vorbestimmten Plätze auf einem Träger,

Fig. 2 schematisch einen ersten Schritt des

Verfahrens nach der Erfindung, der darin besteht, daß der Träger in bezug auf ein erstes Referenzsystem positioniert wird und daß die Plätae der Elemente in bezug auf dieses erste Referenzsystem bestimmt werden, und

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Fig..3 schematisch einen zweiten Schritt des

Verfahrens nach der Erfindung, der darin besteht, daß der Träger für das Aufbringen der Elemente in bezug auf ein zweites Referenzsystem positioniert wird.

Fig. 1 zeigt schetnatisch das Prinzip der Positionierung eines Trägers in bezug auf Elemente, die auf diesen Träger aufgebracht und an diesem Träger befestigt werden sollen.

Die aufzubringenden Elemente sind mit der Bezugszahl IO bezeichnet, der Träger ist mit der Bezugszahl 11 bezeichnet und die vorbestimmten Plätze der Elemente auf dem Träger 11 sind gestrichelt dargestellt und mit der Bezugszahl 12 bezeichnet. Der Träger 11 befindet sich auf einem Tisch 13 oder einer entsprechenden Tragvorrichtung.

Die Elemente 10 können, wenn es sich um elektrische oder elektronische Bauelemente handelt, auf einer oder mehreren ihrer Seiten Ausgangsleiter aufweisen, die an Ausgangsleiter anzulöten sind, welche auf dem Träger 11 in der Nähe der Plätze 12 vorgesehen sind. Der Träger 11 kann aus einem Druckschaltungsplättchen bestehen oder auf einer seiner Flächen eine gedruckte Schaltung aufweisen.

Sehr häufig werden die Elemente 10 auf den Trägern 11 mit Hilfe von automatischen oder halbautomatischen Maschinen montiert und es ist wesentlich, daß die Relativpositionierung der Elemente gegenüber dem Träger und gegenüber ihren vorbestimmten Plätzen so genau wie möglich erfolgt, wobei die verlangte Genauigkeit weit unter einem Millimeter und beispielsweise in der Größenordnung eines Zehntel- oder eines Hundertstelmillimeters liegt und bis zu einigen Mikrometern gehen kann.

Zu diesem Zweck sieht die Erfindung zu allererst vor, den

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Träger 11 genau in bezug auf ein erstes Referenzsystem zu positionieren, das hier durch drei Festpunkte festgelegt ist, die schematisch dargestellt und mit den Bezugszahlen 14- bezeichnet sind. Diese drei Pestpunkte 14 liegen nicht auf einer gemeinsamen Linie und legen deshalb mit einer ebenen Referenzfläche, auf der der Träger 11 liegt, ein erstes Referenzsystem fest. In Fig. 2 nicht dargestellte Einrichtungen gestatten, den Träger 11 zu den drei Festpunkten 14-zu verschieben, so daß die Seitenränder dieses Trägers an den drei Festpunkten 14- in Anlage sind, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die Wirkung dieser Einrichtungen ist scheraatisch durch Pfeile 15 dargestellt.

Wenn der Träger 11 sich deshalb in einer gegenüber dem ersten Referenzsystem, das aus den drei Festpunkten 14- besteht, genau festgelegten Position befindet, werden auf der Oberfläche des Trägers 11 die Plätze 12 festgelegt, die die Elemente einnehmen sollen.

Es ist sehr wichtig, daß die Plätze 12 gegenüber dem ersten Referenz syst em, das aus den drei Festpunkten 14- besteht, genau festgelegt sind. Auf diese Weise wird die Relativanordnung der Plätze 12 und von drei Punkten 16 der Seitenränder des Trägers 11 festgelegt.

Es ist andererseits zu erkennen, daß diese Festlegung der Relativposition in umgekehrter Reihenfolge erfolgen könnte, d.h. die Plätze 12 könnten zuerst' auf der Oberfläche des Trägers 11 festgelegt werden und anschließend könnten die Positionen der drei Punkte 16 genau in bezug auf die Plätze 12 mittels einer beliebigen Relation zwischen den Plätzen 12 und den drei Festpunkten 14- festgelegt werden.

In dem nächsten Schritt des Verfahrens nach der Erfindung sind die auf den Träger 11 aufzubringenden Elemente 10, beispielsweise durch eine zum Aufbringen vorgesehene Maschine,

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in vorbestimmte Positionen in "bezug auf drei feste Anschläge 24- gebracht worden, die "beispielsweise an einem Tisch der Maschine angebracht sind. Diese drei Anschläge 24- legen ein zweites Referenzsystem fest und entsprechen genau den drei Festpunkten 14- des ersten Referenzsystems. Die drei Festpunkte 14- des ersten Referenzsystems und die drei Anschläge 24- des zweiten Referenzsystems sind also genau übereinandeflagerbar.

Ebenso nehmen die Elemente 10, die sich gegenüber den Anschlägen 24- in vorbestimmten Positionen befinden, gegenüber diesen Anschlägen Positionen ein, die genau den Positionen der Plätze 12 des Trägers 11 gegenüber den Festpunkten 14-entspreehen, wenn sich der Träger 11 in der Position von Fig. 2 befindet.

Es ist zu erkennen, daß es dann genügt, den Träger 11 in die in Fig. 3 dargestellte Position, d.h. mit seinen Seitenrändern in Anlage an den drei Anschlägen 24-, die das zweite Referenzsystem festlegen, zu bringen, um die Elemente 10 genau an ihren Plätzen 12 aufbringen zu können. Die Punkte 16 des Trägers 11, durch die dieser Träger an den Festpunkten 14- in Anlage war, sind deshalb außerdem die Punkte, durch die dieser Träger an den festen Anschlägen 24- in Anlage ist.

Anschließend können das Aufbringen und die Montage der Elemente 10 auf dem Träger 11 in bekannter Weise vorgenommen werden. '

Die Erfindung sieht außerdem vorteilhafterweise vor, daß die Festpunkte 14· sowie die Anschläge 24- aus Rollen bestehen, die genau zentriert und um eine zu der Ebene des Trägers 11 senkrechte Achse spielfrei drehbar gelagert sind. Wenn der Träger 11 gegen diese Festpunkte 14- oder gegen die Anschläge 24- geschoben wird, wie es durch die Pfeile 15 in

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Fig. 2 angedeutet ist, reiben nämlich die Ränder dieses Trägers, die Unregelmäßigkeiten aufweisen, mehr oder weniger stark an diesen Festpunkten oder an diesen Anschlägen. Je nach den Unregelmäßigkeiten der Händer des Trägers sind die Reibungskräfte mehr oder weniger groß und bringen die Gefahr mit sich, die Verschiebung des Trägers zu behindern. Außerdem besteht die Gefahr, daß Material an den Rändern des Trägers losgerissen oder verschoben wird, wodurch die Genauigkeit der Positionierung des Trägers gegenüber dem zweiten Referenzsystem beeinträchtigt werden könnte, wenn sich die Reibung des Randes des Trägers an einem Anschlag 24 durch ein Losreißen oder ein Anlagern von Material auf der Höhe einer der Punkte 16 ausdrucken sollte.

Die Verwendung von drehbaren Rollen für die Festpunkte 14 und für die Anschläge 24· gestattet, genau diesen Nachteil zu beseitigen.

Vorteilhaft können auch solche drehbaren Rollen benutzt werden, um die Einrichtungen zu bilden, die das Verschieben des Trägers 11 in seiner vorbestimmten Richtung bis in Anlage an den Festpunkben 14 oder an den Anschlägen 24 gestatten. Solche Rollen sind in Fig. 3 dargestellt und mit der Bezugszahl 25 bezeichnet. Jede Rolle 25 kann einem festen Anschlag 24 zugeordnet sein und ist zu diesem Anschlag hin und von diesem Anschlag wegbewegbar. Die Bewegung der Rollen 25 zu den entsprechenden Anschlägen kann durch ein mechanisches Gestänge 26 gesteuert werden, dem' ein gemeinsamer Betätigungshebel 27 zugeordnet ist. Der Betätigungshebel 27 kann manuell oder automatisch verstellt werden.

Es ist zu erkennen, daß, wenn die Rollen 25 ihren maximalen Abstand von den entsprechenden Anschlägen 24 haben, der Träger 11 leicht zwischen die Rollen 25 und die Anschläge 24 gebracht werden kann. Durch Betätigung des Hebels 27 v/erden die Rollen 25 in Richtung zu ihren zugeordneben Anechlägen

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zurückbewegt und nie drücken den Träger 11 in der vorbestimmten Position in Anlage an die Anschläge 24.

Wenn der Träger 11 eine quadratische oder rechteckige Form hat, welch letztere in der Zeichnung dargestellt ist, genügt es, jedes Referenzsystem durch drei Pestpunkte festzulegen. Wenn dagegen der Träger eine Kreisform, eine ovale Form oder irgendeine andere Form hat, kann es erforderlich sein, mehr als drei Festpunkte zu verwenden, um jedes Referenzsystem festzulegen, wobei manche dieser Festpunkte Punkten der Seitenränder des Trägers und andere Festpunkte des Referenz-Systems bestimmten Punkten der Oberfläche des Trägers zugeordnet werden können.

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Claims

E, Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

COMPAGNIE INTERNATIONALE POUR L'INFORMATIQUE CII-HONEYWELL BULL

94, Avenue Gambetta
75020 Paris /Frankreich

Unser Zeichen: C 3178

Patentansprüche:

Verfahren zur Positionierung von Elementen, beispielsweise elektrischen oder elektronischen Bauelementen, in bezug auf einen Träger, um sie an vorbestimmten Plätzen des Trägers aufzubringen und zu montieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger in eine vorbestimmte Position in bezug auf ein erstes Referenz3ysbem gebracht wird, daß auf dem Träger die Plätze der Elemente in bezug auf das erste Referenzsystem festgelegt werden, daß anschließend der Träger verschoben wird, um ihn im wesentlichen in eine Lage gegenüber den Elementen zu bringen, die sich in vorbestimmten Positionen befinden, und daß der Träger in bezug auf die Elemente mit Hilfe eines zweiten Referenzsystems genau positioniert wird, um dann die Elemente an ihren vorgenannten Plätzen des Trägers aufzubringen und zu befestigen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Referenzsystem jeweils durch drei Festpunkte festgelegt werden, an denen der Träger mit seinen Seitenrändern in Anlage kommt.

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die .Festpunkte des zweiten Referenzsystems genau die Pestpunkte des ersten Referenzsystems wiedergeben.
4-. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Referenzsystem gegenüber den vorbestimmten Positionen der Elemente fest ist.
5· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4-, gekennzeichnet durch erste Einrichtungen, mittels welchen der Träger in eine vorbestimmte Position in bezug auf ein erstes Referenzsystem bringbar ist, durch zweite Einrichtungen, mittels welchen auf dem Träger, der sich in dieser Position befindet, die Plätze der aufzubringenden Elemente festlegbar sind, durch Einrichtungen, mittels welchen die aufzubringenden Elemente in vorbestimmte Positionen bringbar sind, und durch ein zweites Referenzsystem, mittels welchem der Träger in bezug auf die Elemente so positionierbar ist, daß diese Elemente sich dann genau in einer Lage gegenüber ihren vorbestimmten Plätzen auf dem Träger befinden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen drei Anschläge oder Festpunkte aufweisen, die das erste Referenzsystem festlegen und an denen der Träger mit seinen Seitenrändern in Anlage kommt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Einrichtungen außerdem drei bewegliche Anschläge aufweisen, mittels welchen die Seitenränder des Trägers an den festen Anschlägen in Anlage bringbar sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die festen oder beweglichen Anschläge aus Rollen bestehen, die um eine zu der Ebene des Trägers senkrechte Achse vollkommen zentriert und spielfrei drehbar

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9- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 "bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Referenzsystem mit dem ersten Referenzsystem genaxi identisch ist und durch Festpunkte oder feste Anschläge festgelegt ist, die mit denen des ersten Referenzsystoms identisch sind.

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