DE2844169C2

DE2844169C2 - Vorrichtung zum Bestücken gedruckter Schaltungen

Info

Publication number: DE2844169C2
Application number: DE2844169A
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl.-Ing. 8011 Faistenhaar Stückler
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-10-10
Filing date: 1978-10-10
Publication date: 1984-10-25
Also published as: DE2844169A1; US4333586A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestücken gedruckter Schaltungen mit Bauelementen mit einer Vielzahl von in zwei paral'den Reihen angeordneten Anschlußstiften nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Integrierte Kreise, d. h. elektronische Bausteine, bei denen an einem, die einzelnen elektronischen Elemente beinhaltenden Gehäuse zwei Reihen von Anschlußstiften vorgesehen sind, gibt es in unterschiedlichen Längen und Breiten. Beim Bestücken von gedruckten Schaltungen werden integrierte Kreise von Hand oder automatisch in die gedruckten Schaltungen eingesetzt und beispielsweise verlötet.

Vorrichtungen zum Bestücken gedruckter Schaltungen sind bekannt. Beispielsweise ist in der F i g. 1 ein bekanntes Bestückungsmagazin dargestellt, das im wesentlichen aus einer um einen Winkel λ geneigten Fläche besteht, auf der einzelne Profile 2, 3 und 4 aufgebracht sind. Die integrierten Kreise 8,9 und 10 werden in der aus der F i g. 1 ersichtlichen Weise auf diese Profile aufgelegt und können an den Anschlägen 5, 6 und 7 von Hand entnommen werden. Wird beispielsweise am Anschlag 6 der integrierte Kreis 8 entnommen, so rutschen infolge der Neigung des Profils 3 die integrierten Kreise 9 und 10 nach vorne, bis sich der integrierte Kreis 9 am Anschlag 6 befindet. Auf der dargestellten Anordnung kann eine Plexiglasabdeckung so vorgesehen sein, daß ein Herausspringen der integrierten Kreise verhindert wird.

Es sind weiterhin Bestückungsgeräte mit Separatoren bekannt, bei denen die einzelnen integrierten Kreise in einer Schiene zur Aufnahme der integrierten Kreise, einer sogenannten IC-Schiene, angeordnet sind. Dabei sitzt jede IC-Schiene auf einem Flansch auf, an dem eine Magnetklappe angeordnet ist. Während des Betriebs werden die zahlreichen, den einzelnen IC-Schienen zugeordneten Magnetklappen durch ein Programm gesteuert und geöffnet Bei der Öffnung einer Klappe fällt ein integrierter Kreis heraus und gelangt zu einer Stelle, an der er leicht von Hand entnommen werden kann.

Ein Nachteil einer solchen Anordnung besteht darin, daß die vielen IC-Schienen sowohl dicht nebeneinander als auch dicht hintereinander angeordnet sind. Dies hat zur Folge, daß das Füllen der Schienen aufgrund der bestehenden Unzugänglichkeit schwierig und zeitraubend ist

In dem Fall, in dem alle Schienen etwa gleichzeitig leer werden, nimmt bei einer solchen Anlage die Neuauffüllung der Schienen eine lange Zeit in Anspruch. Während dieser Zeit ist die Anlage blockiert und es muß

is der Bestückungsvorgang unterbrochen werden. Untersuchungen haben ergeben, daß bei derartig aufgebauten Automaten ständig wenigstens zwei Arbeitskräfte zum Nachfüllen eingesetzt werden müssen. Während des Nachfüllvorganges wird die Maschine stillgesetzt.

Infolge der dicht nebeneinander und hintereinander angeordneten IC-Schienen ergeben sich häufig Bestükkungsfehier, da die diehi gedrängte Anordnung der einzelnen Schienen eine Kontrolle erschwert

Hohe Herstellungskosten solcher Bestückungsautomaten ergeben sich daraus, daß für jede IC-Schiene ein eigener Mechanismus zur Freigabe der in ihr enthaltenen integrierten Kreise erforderlich ist

Schließlich lassen sich IC-Schienen unterschiedlicher Breite bei einer solchen bekannten Anordnung schlecht kombinieren.

Aus der DE-OS 20 05 825 sowie der US-PS 35 91 911 sind Bestückungsvorrichtungen bekannt, bei welchen eine Vielzahl einzeln abnehmbarer Schienen an einem betriebsmäßig nicht auswechselbaren Schienenhalter angebracht sind. Der Schienenhalter ist in beiden Fällen als Schlitten ausgebildet und mit einem Bestückungstisch verbunden. Das Auswechseln der einzelnen Schienen beansprucht relativ viel Zeit während der die Bestückungsvorrichtung steht. Weiterhin nehmen Bestükkungsvorrichtungen der bekannten i^uart relativ viel Platz in Anspruch, da die einzelnen Schienen zueinander parallel in einer Ebene liegend angeordnet sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine relativ kompakte Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Bestücken gedruckter Schaltungen mit Bauelementen, welche eine Vielzahl von in zwei parallelen Reihen angeordneten Anschlußstiften aufweisen, anzugeben, bei welcher die Bauteilemagazine rasch ausgewechselt werden können.

so Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Schienen sind hierbei an einer flexiblen Platte angebracht, die zu einem Hohlzylinder gebogen abnehmbar an der Bestückungsvorrichtung befestigt wird. Ein derartiger Hohlzylinder nimmt erheblich weniger Platz in Anspruch als die bisher üblichen schlittenförmigen Halterungen der Schienen. Die Bestückungsvorrichtung läßt sich deshalb relativ kompakt aufbauen.

Sämtliche Schienen können zusammen mit der flexiblen Platte in einem Arbeitsgang von der Bestückungsvorrichtung abgenommen und durch eine Platte mit gefüllten Schienen ersetzt werden. Der Austausch der Schienen geht erheblich rascher vonstatten. Da die Platte flexibel ist, nehmen die mit gefüllten Schienen zum Austausch bereitzuhaltenden Platten nur wenig Raum in Anspruch. Die als Träger für die Schienen dienende Platte besteht bevorzugt aus glasfaserverstärktem

Epoxy-Kunststoff. Vorzugsweise sind die Schienen und die Platte so ausgebildet, daß Schienen unterschiedlicher Breite an der Platte auswechselbar befestigt werden können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 ein bekanntes IC-Bestückungsmagazin,

F i g. 2 ein erfindungsgemäßes IC-Bestückungsmagazin mit Separator,

F i g. 3 einen Querschnitt durch eine IC-Schiene,

F i g. 4 eine Aufsicht auf eine IC-Schiene, wobei die obere Deckplatte der Schiene nicht dargestellt ist und

F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine IC-Schiene.

In der F i g. 2 ist die erfindungsgemäße Bestückungsvorrichtung mit Separator 11 bezeichnet. Dabei wird unter einem Separator eine Vorrichtung verstanden, die die integrierten Kreise in der richtigen Reihenfolge zum Bestücken anliefert. Auf einer Trägerplatte 22 sind die einzelnen IC-Schienen 13 aufgebracht. Die Trägerplatte 22 ist vorzugsweise biegsam und besteht beispielsweise aus Pertinax oder Textilmaterial. B.°i der Trägerplatte 22 kann es sich auch um eine Epoxy-GIasmaue handeln. Die IC-Schienen 13 sind fest mit der Trägerplatte 22 verbunden. Beispielsweise sind die Schienen 13 auf die Trägerplatte 22 aufgenietet. Die einzelnen Schienen können auch in entsprechende Aussparungen in der Trägerplatte 22 durch einen Schnappverschluß oder durch sonstige Befestigungsmittel einsetzbar sein.

Vorzugsweise entspricht die Höhe der Trägerplatte 22 der Länge der IC-Schienen. Beispielsweise beträgt die Länge der einzelnen IC-Schienen und die Höhe der Trägerplatte etwa 0,5 m. Die Länge der Trägerplatte 2? ist so gewählt, daß sie in etwa der Summe der Breite aller benötigten IC-Schienen entspricht. Bei einer Länge von i,2 m lassen sich dann etwa 100 Standard-IC-Schienen auf der Trägerplatte 22 aufbringen.

Auf der Trägerplatte 22 können auch Schienen 13 unterschiedlicher Breite in beliebiger Reihenfolge aufgebracht werden. Dies hat den Vorteil, daß ein derartig ausgestaltetes Bestückungsmagazin integrierte Kreise verschiedener Breite aufnehmen kann.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach der F i g. 2 ist die Trägerplatte um einen runden, um die Achse 20 drehbaren Drehteller 14 herum angeordnet. Zur Entnahme der einzelnen integrierten Kreise sind an einer Stelle des Magazins ein mechanischer Block 23, der später noch im einzelnen erläutert wird, und eine Führung 15, bei der es sich vorzugsweise um eine Rutsche handelt, vorgesehen. Der durch den Block 23 freigegebene integrierte Kreis gelangt von einer auf der Trägerplatte 22 gehaltenen Schiene 13 auf die Rutsche 15 und gleitet darauf bis 7um Ende der Rutsche, an dem vorzugsweise ein Anschlag vorgesehen ist. Dort kann er von Hand entnommen werden. Die Rutsche 15 weist vorzugsweise eine Führungsschiene auf, die in den Raum zwischen dem unteren Teil des Gehäuses und den Anschlußstiften des integrierten Kreises so eingreift, daß dieser auf dieser Führungsschiene gleitbar ist.

Der Antrieb des Drehtellers 14 erfolgt vorteilhafterweise durch einen Motor, beispielsweise einen Schrittmotor oder durch einen Federantrieb. Bei einem Antrieb des Drehtellers durch einen Motor kann ein wahlfreier Zugriff ermöglicht werden, während bei einem Antrieb durch einen Federantrieb nur ein sequentieller Ablauf möglich ist. Nachdem bei der Verwendung eines Federantriebs die letzte IC-Schiene an der Rutsche 15 vorbeigelaufen ist, wird der Drehteller von Hand zurückgedreht, bis die erste IC-Schiene 13 sich oberhalb der Rutsche 15 befindet.

In der F i g. 3 ist ein Querschnitt durch eine IC-Schiene 13 eines erfindungsgemäßen IC-Bestückungsmagazins mit Separator dargestellt. Dabei werden die einzelnen integrierten Kreise, beispielsweise der mit 8 bezeichnete integrierte Kreis, von oben her in die Schiene 13 eingeführt und gleiten dann infolge ihrer Schwerkraft entlang des Führungsprofils 16 nach unten. Dabei greift das Führungsprofil 16 in den von dem unteren Teil und

ίο den Anschlußstiften des integrierten Kreises gebildeten Raum ein. Durch eine geeignete Wahl des durch den Pfeil 31 bezeichneten Abstands zwischen der Oberfläche des Führungsprofils 16 und der unteren Fläche der oberen Deckplatte 36 der Schiene 13 wird vorzugsweise sichergestellt, daß der integrierte Kreis gieitbar auf dem Führungsprofil 16 gehalten wird und das Führungsprofil nicht verlassen kann.

Die F i g. 4 zeigt eine Aufsicht aui ein mit integrierten Kreisen 8, 9 und 10 bestücktes Führungsprofil 16. Die F i g. 5 zeigt einen Schnitt durch die in der F i g. 4 dargestellte Schiene entlang der in der V >. g. 4 eingetragenen Schnittlinie A -A.

Es soll nun im Zusammenhang mit den Fig.4 und 5 die Vorrichtung zur Entnahme der einzelnen irtegrierten Kreise beschrieben werden. Am unteren Ende jeder Schieve 13 ist eine Haltevorrichtung 18 vorgesehen, die die Aufgabe hat, zu verhindern, daß die vom oberen Ende her in die Schiene eingeführten integrierten Kreise 8, 9 und 10 die Schiene am unteren Ende wieder verlassen. Vorzugsweise handelt es sich bei Vorrichtung 18 um eine Blattfeder, die wie die in der F i g. 5 dargestellte Blattfeder 18 gestaltet sein kann. Diese Feder 18 kann durch einen Verschlußöffner 17 in der Form eines Schiebers, der vorzugsweise elektromagnetisch betrieben wird, in die Richtung des Pfeils 31 bewegt werden. Dies hat zur Folge, daß der unterste integrierte Kreis 8 nicht mehr von der Feder 18 gehalten wird und durch eine vorzugsweise in dem Schieber 17 vorgesehene Öffnung gleitet und auf diese Weise auf die Ruuche 15 gelangt. Um zu verhindern, daß bei der Betätigung der Feder 18 mehrere integrierte Kreise auf die Rutsche 15 gelangen, sind die vorzugsweise ebenfalls elektromagnetisch durch Hubmagnete betätigten Stifte 28, 29 und 30 vorgesehen. Diese greifen im Ruhezustand durch die entsprechenden Öffnungen 25, 26 und 27 durch die obere Deckplatte 36 der Schiene 13 hindurch und drücken den jeweils hinter einer Öffnung befindlichen integrierten Kreis fest gegen das Führungsprofil 16. Dieser Druck wird vorzugsweise durch eine Feder bewirkt.

Wenn gleichzeitig mit der Betätigung des Schiebers 17 der unterste Stift 28 durch einen Hubmagneten entgegen der ihn gegen den integrierten Kreis 8 drückenden Kraft in Pfeilrichtung 33 von der Oberfläche des intejrit.ten Kreises 8 weggezogen wird, wird dieser frei beweglich und kann durch den Schieber 17 hindurch auf die Rutsche 15 fauen. Weitere integrierte K.reise 9 und 10 können zu diesem Zeitpunkt nicht auf die Rutsche gelangen, da sie durch die Stifte 29 und 30 fest gegen das Führungsprofil lfi gedrückt werden.

Sollen mehrere integrierte Kreise auf einmal entnommen werden, so kann dies dadurch erfolgen, daß gleichzeitig mit der Betätigung des Schiebers V neben der Betätigung des Stiftes 28 zusätzlich beispielsweise noch der Stift 29 betätgt wird. In diesem Fall können dann die integrierten Kreisr 8 und 9 durch den Schieber 17 auf die Rutsche 15 gelangen, während der integrierte Kreis 10 durch den Stift 30 fest gegen das Führungsprofil 16 gedrückt wird.

Ein weiterer großer Vorteil der durch Hubmagnete betätigten Stifte besteht darin, daß durch eine geeignete Wahl der Abstände dieser Stifte voneinander alle Längen der handelsüblichen integrierten Kreise erfaßt werden können, so daß stets nur ein integrierter Kreis entnommen wird. Dabei ist hierzu keine besondere Programmierung oder Kennzeichnung der IC-Schienen erforderlich.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 2 können beliebig schmale und breite Schienen in willkürlieber Reihenfolge auf der Trägerplatte 22 bzw. 24 aufgebracht sein. Um den Drehteller 14 jeweils an der richtigen Stelle anzuhalten, nämlich so. daß jeweils eine IC-Schiene oberhalb der Rutsche 15 zum Stehen kommt, werden die einzelnen IC-Schienen 13, beispielsweise mechanisch, abgetastet.

Im folgenden soll nun das Verfahren zur Entnahme von integrierten Kreisen aus dem Bestückungsmagazin mit Separator beschrieben werden.

Zunächst werden alle Hubmagnete betätigt und dadurch die Stifte 28, 29 und 30 in die Richtung des Pfeils 33 bewegt. Die IC-Schiene 13 wird freigegeben, nachdem der Schieber 17 entgegen der Pfeilrichtung 32 zurückgezogen wurde und die Blattfeder 18 die IC-Schiene am unteren Ende verschließt.

Als nächstes wird durch die Bewegung des Drehtellers 14 (F i g. 2) die nächste IC-Schiene über die Rutsche 15 gefahren und durch die bereits erwähnten mechanischen Vorrichtungen dort zum Stehen gebracht.

Mit dem nächsten Schritt werden die Hubmagnete so betätigt, daß die Stifte 28, 29 und 30 durch die öffnungen 25, 26 und 27 hindurchgreifen und die integrierten Kreise 8, 9 und 10 fest gegen die Oberfläche des Führungsprofils 16 drücken.

Es wird daraufhin der Schieber 17 magnetisch betätigt und in die Pfeilrichtung 32 verschoben. Dadurch wird die IC-Schiene am unteren Ende geöffnet, weil die sie dort verschließende Blattfeder ie weggedrückt wird.

Es wird nun wieder der unterste Hubmagnet betätigt, so daß der Stift 28 den integrierten Kreis 8 nicht mehr gegen die Oberfläche des Führungsprofils 16 drückt. Dies hat zur Folge, daß der integrierte Kreis 8 aus der Schiene herausfällt und auf die Rutsche 15 gelangt.

An der Rutsche 15 ist vorzugsweise eine Lichtschranke 34 vorgesehen, die kontrolliert, ob tatsächlich ein integrierter Kreis aus der Schiene herausgefallen und auf die Rutsche 15 gelangt ist

Wenn bei der Betätigung des dem Stift 28 zugeordneten Magnets kein integrierter Kreis aus der Schiene herausfällt, d. h. daß die Lichtschranke 34 nicht betätigt wird, kann dies bedeuten, daß der in der IC-Schiene enthaltene integrierte Kreis langer ist, so daß er durch den Stift 29 am Verlassen der Schiene gehindert wird. Zur Entnahme muß dann auch noch der dem Stift 29 zugeordnete Hubmagnet betätigt werden. Meldet die Lichtschranke 34 auch nach der Betätigung dieses Hubmagneten, daß kein integrierter Kreis auf die Rutsche 15 gelangt ist, so entspricht dies einer Fehlermeldung, die anzeigt, daß die Schiene leer ist

Zur automatischen Berücksichtigung der Länge von integrierten Kreisen kann der Block 23 mit einer Reihe von Stiften, die durch Hubmagnete betätigbar sind, ausgerüstet sein. Dabei sind diese Stifte an dem unteren Ende der Schiene 13 angeordnet und greifen jeweils durch öffnungen in diese ein. Die Abstände zwischen den Stiften bzw. zwischen den in der oberen Deckplatte 36 der Schiene 13 angeordneten öffnungen sind jeweils kleiner als die Länge der kleinsten integrierten Kreise, die zur Verteilung gelangen sollen. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß jeder öffnung genau ein integrierter Kreis der kleinsten Länge zugeordnet ist. Mit dem Block 23 kann, wie dies in F i g. 2 schematisch dargestellt ist, eine elektronische Schaltung 37 verbunden sein. Dieser elektronischen Schaltung wird in der Form von Eingangssignalen eine Information eingegeben, die aussagt, wieviel integrierte Kreise welcher Länge einer Schiene entnommen werden sollen. Daraufhin betätigt die elektronische Schaltung über eine geeignete, in F i g. 2 durch eine unterbrochene Linie dargestellte Verdrahtung aus der gesamten Anzahl von Hubmagneten bzw. der ihnen zugeordneten Stifte nur die Hubmagnete bzw. die Stifte, die auf den untersten oder auf den untersten und darüber befindliche integrierte Kreise dieser gewünschten Länge drücken. Auf diese Weise kann infolge der der elektronischen Schaltung 37 eingegebenen Information eine automatische Längenberücksichtigung dahingehend erfolgen, daß gezielt nur integrierte Kreise einer bestimmten vorgegebenen Länge zur Bestückung freigegeben und den Schienen entnommen werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Bestücken gedruckter Schaltungen mit Bauelementen mit einer Vielzahl von in zwei parallelen Reihen angeordneten Anschlußstiften, mit einem Magazin mit mehreren, die Bauelemente jeweils in einer Reihe übereinander aufnehmenden, nebeneinander angeordneten Schienen, von denen jede an ihrem unteren Ende einen Verschluß aufweist und an einem gemeinsamen Träger gehalten ist mit einer Ausgabevorrichtung, die die Bauelemente nach dem öffnen des Verschlusses aus der Schiene in eine Entnahmeposition überführt, und mit einer Antriebsvorrichtung, die das Magazin relativ zu der Ausgabevorrichtung bewegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger als eine flexible Platte (22) ausgebildet ist, die zu einem Hohlzylinder gebogen und abnehmbar an der Antriebsvorrichtung (14) befestigt ist und von dieser um die Zylinderachse^) gedreht werden kann.

2. Bestückungsgerät nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (22) aus glasfaserverstärktem Epoxy-Kunststoff besteht

3. Bestückungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Schienen (13) unterschiedlicher Breite an der Platte (22) auswechselbar befestigbar sind.