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Verfahren zur Herstellung einer Mehrfachnutzenkopie
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für gedruckte Schaltungen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer mit einer gebohrten Rohplatte
für die Erzeugung einer gedruckten Schaltung paßgenauen Mehrfachnutzenkopie aus
einem Vorlagefilm, der ein einzelnes Schaltungsbild eines nach einem Raster erstellten
Originals (lay out) enthält, wobei in den nach den Koordinaten des Bildrasters ausgerichteten
Vorlagefilm mindestens zwei Registrierlöcher eingestanzt werden, worauf der Vorlagefilm
und Mehrfachnutzenkopierfilm relativ zueinander parallelverschoben und der Mehrfachnutzenkopierfilm
in durch die Registrierlöcher im Vorlagefilm definierten Lagen wiederholt entsprechend
der gewünschten Nutzenanzahl mit dem Einzelbild des Vorlagefilms zur Bildung der
Mehrfachnutzenkopie belichtet wird, wobei getrennt bei der Bohrung der Rohplatten
ein der Mehrfachnutzenkopie entsprechendes Bohrbild aus einer zwischen zwei Rohplatten
eingelegten Folie erstellt wird, das mit Registrierlöchern versehen ist und als
Ausrichtehilfe zur allseitigen Ausmittlung von Toleranzabweichungen zwischen den
Bohrlöchern und dem Schaltungsbild verwendet wird, wobei die Belichtungsposition
zwischen Rohplatte und Mehrfachnutzenkopie durch Indexmittel festgelegt ist.
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Ein Verfahren der vorstehend angegebenen Art ist ein wichtiger Bestandteil
des Gesamtverfahrens zur Herstellung von ein- oder mehrschichtig auf Leiterplatten
gedruckten Schaltungen. Die Vervielfältigung eines einzelnen Schaltungsbildes auf
einer Mehrfachnutzenkopie bezweckt die gegenüber der Verwendung von Einzelbildern
besseren Ausnutzung der für das Belichten, Atzen, Bohren usw. zur Vertagung stehenden
Bearbeitungsfläche. Dieses Vervielfältigungsverfahren ist einschlägig auch unter
der Bezeichnung Repetier-Kopierverfahren bekannt.
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Prinzipiell ist das in Rede stehende Verfahren auch für die Herstellung
von Mehrfarbendruck verwendbar. Hierbei soll gewährleistet werden, daß die Mehrfachnutzenkopien
für verschiedene Farben des gleichen Bildes beim Druck paßgenau übereinanderliegen.
Zur Vereinfachung werden das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung
bestimmte Vorrichtung nachfolgend aber ausschließlich unter Bezugnahme auf die Erzeugung
von Zwischenelementen bei der Herstellung gedruckter Schaltungen beschrieben.
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Obwohl sich die Erfindung nur auf Teilaspekte bei der Herstellung
gedruckter Schaltungen bezieht, erscheint es für das Verständnis der Erfindung und
der ihr zugrundeliegenden technischen Aufgabe zweckmäßig, zunächst den Gesamtzusammenhang
kurz darzustellen. Hierbei wird von dem einschlägigen Stand der Technik (DE-OS 32
12 425) ausgegangen, der auch der eingangs angegebenen Gattung zugrundeliegt.
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Die Herstellung gedruckter Schaltungen erfolgt in der Regel in der
Weise, daß zunächst ein Original (lay out) der Schaltung entworfen wird. Diese Arbeit
übernimmt bei mo-
dernen Systemen normalerweise ein computergesteuerter
Koordinatograph. In den Computer werden dazu die Koordinaten der Rasterpunkte eingegeben,
an denen Lötaugen vorgesehen sind, sowie die Verbindungen zwischen den Lötaugen.
Die optimalen Leitungswege ermittelt der Computer dann selbst.
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Der Koordinatograph zeichnet dann das Original mit den Lötaugen und
den Leiterbahnen. Bisweilen werden Zeichnungsoriginale auch noch von Hand durch
Aufkleben von Lötaugen und Leiterbahnen erstellt. Sowohl bei der Herstellung des
Originals mittels eines computergesteuerten Koordinatographen als auch bei der Erstellung
von Hand kann das Rastermaß nur innerhalb bestimmter Toleranzgrenzen eingehalten
werden.
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Aufgrund des Originals wird dann ein Vorlagefilm erstellt, der in
der Regel eine durch eine Reduktionskamera verkleinerte Abbildung des Originalentwurfs
enthält. Dieser Vorlagefilm wird dann durch das vorstehend geschilderte Repetier-Kopierverfahren
auf einer Mehrfachnutzenkopie vervielfältigt. Diese wird dann in bekannter Weise
zum Belichten des Basismaterials, d. h. der ein- oder-beidseitig mit einer lichtempfindlichen
Schicht bedeckten Rohplatte verwendet. Durch Ausätzen der belichteten bzw. unbelichteten
Teile der lichtempfindlichen Schicht wird dann die gedruckte Schaltung gewonnen.
Diese wird dann automatisch nach einem bestimmten Bohrprogramm gebohrt, um in jedes
Lötauge eine Bestückungsbohrung einzubringen. Die Bohrungen dienen zur späteren
Aufnahme von elektronischen Bauelementen oder - bei Mehrschichtplatten - zusätzlich
zum Verbinden der einzelnen Schichten. Das Bohrprogramm kann von dem Computer aufgrund
der eingegebenen Daten unter Berücksichtigung des Rastermaßes erstellt und beispielsweise
als Lochstreifen ausgegeben werden. Mit dem Lochstreifen kann dann das Bohrgerät,
in der Regel eine Mehrspindel-
leiterplattenbohrmaschine, gesteuert
werden, das dazu in eine bestimmte Grundposition in bezug auf die zu bohrende Leiterplatte
gebracht werden muß.
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Es liegt auf der Hand, daß auch das Bohrgerät Bohrungen nur innerhalb
gewisser Toleranzgrenzen vornehmen kann.
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Wegen dieser Toleranzen einerseits und der oben geschilderten Toleranzen
bei der Herstellung der gedruckten Schaltung kann nicht ausgeschlossen werden, daß
die Bohrungen nicht nur nicht genau in der Mitte der Lötaugen positioniert werden
sondern sich auch mit den Lötaugen überschneiden, wodurch die Leiterplatte unbrauchbar
wird oder zumindest einer Nachbearbeitung unterzogen werden muß.
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Bei dem eingangs angegebenen bekannten Verfahren (DE-OS 32 12 425)
kann zwar bereits ein Bohrbild in Form einer gebohrten transparenten Folie erstellt
werden, welches aber ausschließlich dazu dient, den Vorlagefilm zur Ausmittlung
von Toleranzabweichungen so auszurichten, daß alle Löcher des Bohrbildes innerhalb
der entsprechenden Lötaugen des Vorlagefilms zu liegen kommen. Durch diese Maßnahme
werden die möglichen Toleranzabweichungen zwar schon eingeengt, jedoch keineswegs
vollständig beseitigt.
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Bei der Herstellung der Mehrfachnutzenkopie im beschriebenen Repetier-Kopierverfahren
können weitere Toleranzabweichungen auftreten, die im Ergebnis eine deckungsgenaue
Auflage des Mehrfachnutzens auf die gebohrte Rohplatte zwecks Belichtung derselben
erschweren oder sogar unter Ausschußbildung ausschließen können. Darüber hinaus
wird bei dem in Rede stehenden bekannten Verfahren die Mehrfachnutzenkopie verhältnismäßig
umständlich und mit Hilfe einer aufwendigen Vorrichtung vor dem Stanzen von Registrierlöchern
ausgerichtet. Hierzu wird ein am Auflagetisch der Vorrichtung angeordnetes Verschiebemeßsystem
und
damit zusammenwirkende mit Einstellmikroskopen arbeitende Nivelliereinrichtungen
verwendet. Auch dieser Aufwand kann Toleranzfehlerquellen nicht beseitigen, die
bereits aus der Herstellung der Mehrfachnutzenkopien herrühren und erst sichtbar
werden, wenn die Rohplatte mit Hilfe der Mehrfachnutzenkopie belichtet und anschließend
geätzt wurde.
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Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, das eingangs
angegebene Verfahren durch noch weitere Einengung von Toleranzabweichungen zu verbessern
und auch zu vereinfachen, insbesondere im Bereich der zur Verfahrensausübung vorgesehenen
Vorrichtung.
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Die gestellte Aufgabe wird ausgehend von der eingangs bezeichneten
Verfahrensgattung dadurch gelöst, daß bei der Herstellung des Bohrbildes mindestens
zwei Hilfsfanglöcher in definierter Lage zu den Registrierlöchern gebohrt werden,
mit deren Hilfe das Bohrbild positioniert wird, bevor es anschließend lagefixiert
wird, worauf die Mehrfachnutzenkopie auf das positionierte und lagefixierte Bohrbild
aufgelegt und gegenüber diesem unter allseitiger Ausmittlung von Toleranzabweichungen
ausgerichtet wird, wonach in die in ihrer ausgerichteten Lage befindliche Mehrfachnutzenkopie
mit den Registrierlöchern des Bohrbildes deckungsgleiche Registrierlöcher eingestanzt
werden.
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Nach dem Grundgedanken des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Mehrfachnutzenkopie
relativ zum Bohrbild ausgerichtet, wodurch zu große Toleranzabweichungen frühzeitig
erkannt werden, so daß die Fehlerquelle gesucht und sofort beseitigt werden kann.
Toleranzfehler werden also nicht wie bisher erst am Endprodukt bzw. der fertigen
Leiterplatte festgestellt. Etwaige Toleranzfehler werden durch
das
Aufeinanderlegen von Bohrbild und Mehrfachnutzenkopie sofort visuell wahrgenommen
und werden ggf. durch Relativverschiebung der Mehrfachnutzenkopie gegenüber dem
Bohrbild im Toleranzbereich ausgemittelt. Erst dann werden nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren die Registrierlöcher in die Mehrfachnutzenkopie eingestanzt, wobei die
Hilfsfanglöcher und die damit vorgenommene Positionierung des Bohrbildes eine absolute
Deckungsgleichheit der Registrierlöcher in der Mehrfachnutzenkopie mit denjenigen
des Bohrbildes herbeiführen. Da die Registrierlöcher des Bohrbildes denjenigen der
gebohrten Rohplatten deckungsgleich sind, können die Mehrfachnutzenkopien und die
Rohplatten mit Hilfe von Registrierleisten vor dem Belichtungsvorgang paßgenau aufeinandergelegt
werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Variante des Verfahrens ist vorgesehen,
daß auf das Bohrbild in an sich bekannter Weise auch dem Vorlagefilm entsprechende,
der Erstellung der Mehrfachnutzenkopien dienende Negativkontaktkopien unter allseitiger
Ausmittlung von Toleranzabweichungen ausgerichtet werden, wobei das Bohrbild zuvor
mit seinen Hilfsfanglochern positioniert und anschließend lagefixiert wird, worauf
in die Negativkontaktkopien mit den Registrierlöchern des Bohrbildes deckungsgleiche
Registrierlöcher eingestanzt werden.
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Auf diese Weise wird das Bohrbild sowohl für die Ausmittlung von Toleranzabweichungen
des Vorlagefilms, d. h. der vom Vorlagefilm abgenommenen Negativkontaktkopien, als
auch für die Ausmittlung von Toleranzabweichungen der Mehrfachnutzenkopie verwendet.
Durch diese Doppelverwendung des Bohrbildes werden alle zur Paßgenauigkeit vorgenommenen
Indexierungsarbeiten von ein und derselben Vorlage ahgeleitet, wodurch Fehlermöglichkeiten
noch weiter verringert werden.
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Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besitzt entsprechend
dem Stande der Technik (DE-OS 32 12 425) einen Auflagetisch, der ggf. eine transparente
von unten beleuchtete Rasterscheibe als Tischplatte aufweist, wobei an einer Seite
des Tisches mehrere in einer geradlinigen Reihe mit gleichen Abständen angeordnete
Registrierlochstanzen angeordnet sind. Hiervon ausgehend ist die erfindungsgemäße
Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abstand zwischen jeweils zwei Registrierlochstanzen
jeweils ein über die Tischplatte nach oben vorstehender den Hilfsfanglöchern entsprechender
und in der geradlinigen-Reihe der Registrierlochstanzen befindlicher Hilfsfangstift
vertikal zwischen einer ausgefahrenen und einer eingezogenen Stellung verschiebbar
angeordnet ist. Diese Hilfsfangstifte ermöglichen eine exakte Positionierung des
Bohrbildes sowohl vor der Stanzung der Registrierlöcher in die Mehrfachnutzenkopien
als auch nach der angegebenen Verfahrensvariante in den Vorlagefilm bzw. die davon
abgeleiteten Negativkontaktkopien.
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Zweckmäßig ist die Anordnung so getroffen, daß auch auf der Außenseite
der beiden äußeren Registrierlochstanzen jeweils ein Hilfsfangstift angeordnet ist.
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Zur Lagefixierung des Vorlagefilms bzw. des Bohrbildes auf dem Auflagetisch
der Vorrichtung ist es von Vorteil, wenn die Hilfsfangstifte jeweils von einer konzentrischen
Vakuumsaugrille umgeben sind. Alle zur Halterung, Positionierung und Stanzung erforderlichen
Elemente befinden sich damit in einer geradlinigen Reihe auf einer Seite der Vorrichtung,
wodurch ein besonders einfacher und übersichtlicher Aufbau entsteht.
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Eine weitere erhebliche Vereinfachung der Vorrichtung
gegenüber
dem Stand der Technik wird dadurch erreicht, daß auf die Tischplatte eine dort nur
durch Eigengewicht, Ansaugung od. dgl. haftende, nach Aufhebung der Haftung aber
auf der Tischplatte beliebig verschiebbare, Ausrichtvorrichtung aufgesetzt ist,
die mit zwei lösbar an den Filmen, den Mehrfachnutzenkopien und dem Bohrbild anbringbaren,
zueinander feststehenden Greifarmen ausgerüstet ist, die durch Einstellschrauben
parallel zur Tischplatte in allen Richtungen bewegbar sind.
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Hierdurch ist die Anbringung eines verschiebbaren Schlittens an der
Vorrichtung, an welchem sich ein in beiden Koordinatenrichtungen justierbarer und
zusätzlich noch um eine senkrechte Drehachse schwenkbarer Auflagetisch befindet,
überflüssig. Durch das erfindungsgemäße Verfahren des direkten visuellen Vergleichs
zwischen Bohrbild und Mehrfachnutzenkopie sind auch das Verschiebemeßsystem und
die optischen Nivelliereinrichtungen der Vorrichtung nach dem Stande der Technik
weggefallen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Ausführungsbeispiele
darstellenden Zeichnungen näher erläutert, Darin zeigt: Fig. t ein Blockschaltbild
zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens bis zur Erstellung der gelochten
Mehrfachnutzenkopie, Fig. 2 eine Draufsicht auf eine schematisiert dargestellte
Vorrichtung zum Ausrichten und Stanzen des Vorlagefilms nach einer Rasterscheibe,
Fig. 3 ein Vicrfachnutzen-Bohrbild,
Fig. 4 eine der Fig. 2 ähnliche
Draufsicht auf die Vorrichtung mit aufgelegtem Bohrbild und einem danach mit Hilfe
einer Ausrichtvorrichtung ausgerichteten Vorlagefilm, Fig. 5 den in Fig. 4 gezeigten
Vorlagefilm, Fig. 6 eine den Fig. 2 und 4 ähnliche Draufsicht auf die Vorrichtung
mit aufgelegtem Bohrbild und einer danach mit Hilfe der Ausrichtvorrichtung ausgerichteten
Vierfachnutzenkopie, Fig. 7 die in Fig. 6 dargestellte Vierfachnutzenkopie, Fig.
8 eine schematische Seitenansicht einer beidseitig lichtempfindlich beschichteten
Rohplatte mit beidseitig zugeordneten Mehrfachnutzenkopien, Fig. 9 eine für die
paßgenaue Aufnahme von Rohplatte und Mehrfachnutzenkopien bestimmte Registrierleiste,
Fig. 10 die gebohrte Rohplatte, Fig. 11 einen abgebrochenen in einem größeren Maßstab
dargestellten Schnitt durch die Vorlagenregistrierstanze entlang der Linie XI-XI
in Fig. 2 und Fig. 12 eine abgebrochene ebenfalls in einem größeren Maßstab dargestellte
Draufsicht auf die Vorlagenregistrierstanze gemäß Fig. 11.
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Zur Erläuterung des Verfahrensablaufs wird zunächst im wesentlichen
auf Fig. 1 Bezug genommen. Entwurfsdaten für eine gedruckte Schaltung werden in
einen Computer 1 eingegeben. Die Entwurfsdaten basieren auf einem vorgegebenen
Rastermaß.
Der Computer 1 steuert einen Koordinatographen (selbsttätiges Zeichengerät) 2, welcher
ein Originalbild (lay out) 3 zeichnet. Auf dem Originalbild, das im Maßstab 1:1
oder in einem größeren Maßstab gezeichnet werden kann, sind Lötaugen und Leiterbahnen
eingezeichnet, die auf dem später zu erstellenden Vorlagefilm (Fig. 5) mit den Bezugszahlen
4 bzw. 5 bezeichnet sind.
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Das Originalbild 3 wird mittels einer Reduktionskamera 6 auf einen
Vorlagefilm 7 verkleinert. Bei dem Vorlagefilm 7 handelt es sich vorzugsweise um
einen auch. als Mutterfilm bezeichneten Positivfilm, d. h. transparenten Film, auf
dem Linien, Punkte usw. geschwärzt auf klarsichtiger Folie vorliegen. Von diesem
Vorlagefilm 7 werden zunächst im Kontaktkopierverfahren Negativkopien hergestellt,
die in Fig. t als "Vorlagefilme 2, 3, usw." bezeichnet sind. Auf diesen Negativkopien
erscheinen Linien, Punkte usw. durchsichtig auf dunklem Grund. Der Vorlagefilm 7
oder Mutterfilm wird auf der Vorlagenregistrierstanze 8 (Fig. 2) nach der daran
fest angebrachten Rasterscheibe 9 ausgerichtet, was mit Hilfe einer besonderen Ausrichtvorrichtung
10 (Fig. 4, 6) erfolgen kann, an welcher der Vorlagefilm 7 zu diesem Zweck lösbar
zu befestigen ist, Der Vorlagefilm 7 wird nach erfolgter Ausrichtung auf die Rasterscheibe
9 an der Vorlagenregistrierstanze 8 im Bereich der Stanzwerkzeuge 11 (Fig. 23 durch
Vakuum-Saugrillen 12 befestigt.
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Danach wird der Vorlagefilm 7 mit Hilfe der Stanzwerkzeuge 1t zur
Herstellung von mindestens zwei Registrierlöchern 13 gestanzt. Im gezeigten Beispiel
sind drei Registrierlöcher 13 vorgesehen. Die Registrierlöcher 13 sind so angebracht
bzw. der Vorlagefilm 7 ist so auf die Rasterscheibe 9 eingestellt, daß die gedachte
Verbindungslinie der Registrierlöcher 13 exakt parallel zu den Leiterbahnen der
X-Achse des Koordinatensystems und exakt rechtwinklig
zur Y-Achse
des Koordinatensystems verläuft. Der Vorlagefilm 7 bleibt nach dem Stanzen der Registrierlöcher
13 zunächst noch mit Hilfe der Vakuumsaugrillen 12 befestigt in der Stanzposition
auf der Vorlagenregistrierstanze 8 liegen.
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Zur Herstellung des Originalbildes 3 kann auch von einer geklebten
Vorlage 14 ausgegangen werden.
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Nunmehr werden alle zum Vorlagefilm 7 zugehörigen Negativkontaktkopien,
d. h. die ~Vorlagefilme 2, 3 usw.", welche die zu einer bestimmten Leiterplatte
gehörenden Filme für Leiterplattenvorderseite, Leiterplattenrückseite, Lötstoppmasken
etc. repräsentieren, nacheinander einzeln auf den auf der Vorlagenregistrierstanze
8 befindlichen Vorlagefilm 7 aufgelegt und danach ausgerichtet, Die Ausrichtung
kann wiederum mit Hilfe der schon erwähnten Ausrichtvorrichtung 10 erfolgen. Nach
dem Ausrichten werden alle Filme einzeln zur Bildung von Registrierlöchern 13 mit
den Stanzwerkzeugen 11 der Vorlagenregistrierstanze 8 gestanzt.
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Der Vorlagefilm 7 wird nunmehr von der Vorlagenregistrierstanze 8
abgenommen und zur Erstellung eines Bohrprogramms verwendet. Hierzu wird der Vorlagefilm
7 mittels der Registrierlöcher 13 auf einen Programmierplatz 15 positioniert aufgelegt.
Danach werden die einzelnen zu bohrenden Stellen, d. h. die Bestückungslöcher 16
(Fig. 3), mit dem Programmiergerät (nicht dargestellt) angefahren und auf einem
Datenträger, im vorliegenden Fall einem Lochstreifen 17, abgespeichert. Dieses "Einzelbohrmuster"
wird dann mehrfach in den Abständen und der Nutzenzahl der noch zu beschreibenden
Mehrfachnutzenkopien abgespeichert. Außerdem werden im Randbereich der zu bohrenden
Rohplatten 18 (Fig. 10) Registrierlöcher 19 einprogrammiert, die in
Position
und Abständen mit den Stanzwerkzeugen 11' einer Mehrfachnutzenregistrierstanze 20
(Fig. 6) bzw. den Stanzwerkzeugen 11 der insoweit baugleichen Vorlagenregistrierstanze
8 übereinstimmen.
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Zusätzlich werden zwei vorzugsweise außenliegende Hilfsfanglocher
21 miteinprogrammiert, die mit Hilfsfangstiften 22 der Vorlagenregistrierstanze
8 bzw. 22' der Mehrfachnutzenregistrierstanze 20 übereinstimmen. Die Registrierlöcher
19 und die Hilfsfanglöcher 21 befinden sich aef einer geraden Linie.
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Der Lochstreifen 17 wird einer Bohrmaschine 23 nämlich einer Mehrspindelleiterplattenbohrmaschine,
zugeführt, und es werden mit dieser Bohrmaschine 23 mehrere bündig aufeinander gestapelte
Rohplatten 18 gleichzeitig gebohrt.
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Dabei befindet sich im Mittelbereich des Plattenstapels eine zwischengelegte
Kunststoffolie, beispielsweise eine getönte Polyesterfolie von etwa 0,2 mm Dicke,
die zur Erzeugung eines (Mehrfachnutzen-)Bohrbildes 24 mitgebohrt wird.
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Das Bohrbild 24 kann auch auf andere Weise gewonnen werden, wie in
Fig. t ebenfalls angedeutet ist. Hierbei steuert der-Computer t einen Lochstreifendrucker
25, welcher einen Lochstreifen 17' ausgibt, der das Bohrprogramm des schon beschriebenen
Lochstreifens 17 enthält, d. h. auch eine Programmierung der Registrierlöcher 19
und der Hilfsfanglöcher 2t. Der Lochstreifen 17'wird dann analog dem schon beschriebenen
Verfahrensablauf der Bohrmaschine 23 zugeführt.
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Die dem Vorlagefilm 7 zugehörigen Negativkontaktkopien, d. h. die
"Vorlagefilme 2, 3 usw." werden einer Repetier-
Kopiermaschine
26 zugeführt. Auf dieser Repetier-Kopiermaschine werden die Negativkontaktkopien
nacheinander einzeln zu Mehrfachnutzenkopien 27 verarbeitet. Die Repetier-Kopiermaschine
26 besitzt Registrierstifte (nicht dargestellt), die parallel zu einer Achse des
Koordinatensystems, in diesem Fall der X-Achse, ausgerichtet sind.
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Die gestanzten Negativkontaktkopien werden hierbei mittels ihrer Registrierlöcher
13 und der erwähnten Registrierstifte auf der Kopierscheibe der Repetier-Kopiermaschine
26 positioniert oder aber durch eine Ubernahmevorrichtung von der Kopierscheibe
automatisch übernommen. Ergebnis dieses an sich bekannten Verfahrensschrittes sind
verschiedene aber für eine Leiterplatte zusammenpassende Mehrfachnutzenkopien 27.
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Nunmehr wird das Bohrbild 24 mit seinen Hilfsfanglöchern 21 auf die
Hilfsfangstifte 22' der Mehrfachnutzenregistrierstanze 20 aufgenommen, d. h. positioniert.
Das Bohrbild 24 wird dann im Stanzbereich mittels der Vakuumsaugrillen 12' (Fig.
6) angesaugt und festgelegt, wobei sich die Registrierlöcher 19 des Bohrbildes 24
exakt unter den Stanzwerkzeugen 11 der Mehrfachnutzenregistrierstanze 20 befinden.
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Auf das auf der Mehrfachnutzenregistrierstanze 20 fest liegende Bohrbild
24 werden dann nacheinander die verschiedenen aber zu derselben Leiterplatte gehörenden
Mehrfachnutzenkopien 27 einzeln aufgelegt und zum Bohrbild 24 ausgerichtet, was
wiederum mit Hilfe der bereits erwähnten besonderen Ausrichtvorrichtung 10 erfolgen
kann. Dieser Ausrichtvorgang ist in Fig. 6 dargestellt. Bei der Ausrichtung wird
darauf geachtet, daß die Bestückungslöcher t6 des Bohrbildes 24 innerhalb der Lötaugen
4 der Mehrfachnutzenkopien 27 positioniert sind. Hierbei werden
Toleranzfehler
zwischen den Bestückungslöchern 16 des Bohrbildes 24 und den Lötaugen 4 der Mehrfachnutzenkopien
27 im Toleranzbereich ausgemittelt. Zu große Toleranzabweichungen werden bei diesem
Verfahrensschritt frühzeitig erkannt, so daß die Fehlerquelle gesucht und sofort
beseitigt werden kann. Bei bekannten Arbeitsweisen werden Fehler, wie sie hier visuell
frühzeitig erkennbar sind, erst am Endprodukt, d. h. der fertigen Leiterplatte festgestellt
und können dann nicht mehr beseitigt werden.
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Nach dem erfolgten Ausrichten wird jede Mehrfachnutzenkopie 27 mit
Hilfe der Stanzwerkzeuge 11' der Mehrfachnutzenregistrierstanze 20 zur Bildung von
Registrierlöchern 28 in den Mehrfachnutzenkopien 27 gestanzt. Sämtliche gestanzten
Mehrfachnutzenkopien 27 sind jetzt absolut deckungsgleich bezüglich des auf die
Rohplatten 18 aufzubringenden Leiterplattenbildes und bezüglich der Registrierlöcher
28.
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Die Mehrfachnutzenkopien 27 können jetzt einzeln auf die gebohrten
belichtungsfähigen Rohplatten 18 paßgenau aufgelegt werden. Hierbei werden sowohl
die Registrierlöcher 19 der Rohplatten 18 als auch die entsprechenden Registrierlöcher
28 der Mehrfachnutzenkopien 27 auf eine Registrierleiste 29, die in Fig. 9 gezeigt
ist, aufgenommen, die aufgrund der an ihr im Abstand der Registrierlöcher 19 bzw.
28 angebrachten Registrierstifte 30 für eine absolute Paßgenauigkeit sorgt. Anschließend
wird die Rohplatte 18 belichtet und in bekannter Weise zur Bildung einer Leiterplatte
weiterverarbeitet. Bei doppelseitigen Rohplatten können Vorder- und Rückseite gleichzeitig
mit Hilfe der jeweils zugehöri gcn Mchrfachnutzenkopien 27 belichtet werden, was
schematisch in Fig. 8 angedeutet ist.
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Das Verfahren kann dadurch eine vorteilhafte Abwandlung erfahren,
daß das Bohrbild 24 zur Vorlagenregistrierstanze 8 zurückgeführt und dort mit Hilfe
seiner Hilfsfanglöcher 21 und der an der Vorlagenregistrierstanze befindlichen Hilfsfangstifte
22 positioniert und durch die Vakuumsaugrillen 12 angesaugt wird. Das auf der Vorlagenregistrierstanze
8 festgehaltene Bohrbild übernimmt dann als Ausrichtvorlage die beschriebene Funktion
des Vorlagefilms 7 (Mutterfilm). Diese Verfahrensvariante trägt dazu bei, Toleranzfehler
weitgehend auszuschalten. Die Arbeitsweise bei zur Vorlagenregistrierstanze 8 zurückgeführtem
Bohrbild 24 ist in Fig. 4 illustriert.
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Die Mehrfachnutzenregistrierstanze 20 kann mit der Vorlagenregistrierstanze
8 baugleich sein, so daß der Vorlagefilm 7 und die Mehrfachnutzenkopien 27 auf ein
und derselben Stanze verarbeitet werden können. Lediglich für die Vorlagenregistrierstanze
8 ist allerdings die erwähnte Rasterscheibe 9 zum Ausrichten des Vorlagefilms 7
erforderlich.
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Die beiden Stanzen 8, 20 sind vorstehend bereits weitgehend beiläufig
beschrieben worden. Zu ihrer näheren Erläuterung wird nunmehr auf die Fig. 2, 4,
6, 11 und 12 Bezug genommen. Wie aus diesen zum Teil schematischen Darstellungen
hervorgeht, besitzen beide Stanzen einen Auflagetisch 31 bzw 31', der in beiden
Fällen als Durchlichtkasten 36 (Fig. 11) ausgebildet ist, so daß bei der Durchführung
des Verfahrens eine von unten durchleuchtbare Tischplatte 37 zur Verfügung steht,
die bei der Vorlagenregistrierstanze 8 mit einem speziellen Raster 9 versehen ist.
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Die Zeichnungen lassen erkennen, daß auf einer Seite des
Auflagetisches
31, 31' in einer geradlinigen Reihe mit gleichen Abständen Registrierlochstanzwerkzeuge
11, 11' angebracht sind. Vorgesehen sind sieben elektromagnetisch betätigte Stanzwerkzeuge
in gleichen Abständen von 80 mm.
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Mitten in den Abständen zwischen jeweils zwei Registrierlochstanzwerkzeugen
t1 bzw. 11' sind jeweils die Hilfsfangstifte 22 bzw. 22' angebracht. Auch auf der
Außenseite der beiden äußeren Registrierlochstanzwerkzeuge befindet sich jeweils
ein Hilfsfangstift. Sämtliche Hilfsfangstifte sind genau auf der gedachten geradlinigen
Verbindungslinie der Stanzwerkzeuge angeordnet und stehen wahlweise nach oben über
den Auflagetisch 31 bzw. 31' vor, damit das Bohrbild 24 mit seinen Hilfsfanglöchern
21 aufgenommen werden kann.
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Die Hilfsfangstifte 22 bzw. 22' sind jeweils konzentrisch von der
kreisringförmigen Vakuumsaugrille 12 bzw. 12' umgeben, wodurch Filme und Bohrbild
sicher auf dem Auflagetisch 31, 31' fixiert werden können.
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Die Ausrichtvorrichtung 10 ist mit dem Auflagetisch nicht fest verbunden,
sondern haftet darauf durch Eigengewicht, Ansaugung od. dgl. und kann nach Aufhebung
der Haftung beliebig auf dem Auflagetisch verschoben werden. An der Ausrichtvorrichtung
befinden sich zwei zueinander feststehende Greifarme 32, an welchen die Filme, die
Mehrfachnutzenkopien und das Bohrbild lösbar angebracht werden konnen.
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Die Ausrichtvorrichtung 10 ist dabei so ausgebildet, daß die Greifarme
32 durch Einstellschrauben 33 bis 35 parallel zur Auflagetischplatte 31 bzw. 3t'
in allen Richtungen bewegbar sind.
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Die Anordnung der Hilfsfangstifte 22, 22' an der Vorlagenregistrierstanze
8 bzw. an der Mehrfachnutzenregistrierstanze 20 ist so getroffen, daß jeweils nur
zwei Hilfsfangstifte über den Auflagetisch 31, 31' nach oben vorstehend ausgefahren
sind, wie es zur Aufnahme des Bohrbildes 24 erforderlich ist, während die nicht
gebrauchten Hilfsfangstifte eingezogen sind. Die Aktivierung der Stanzwerkzeuge
11, 11' und der ilfsfangstifte 22, 22' erfolgt dabei zweckmäßig so, daß die Stanzwerkzeuge
und die zugehörigen Hilfsfangstifte paarweise zum mittleren Stanzwerkzeug zugeschaltet
werden. Die Betätigung der Hilfsfangstifte wirdnachfolgend unter Bezugnahme auf
Fig. 11 und 12 am Beispiel der Vorlagenregistrierstanze 8 näher erläutert. Die Mehrfachnutzenregistrierstanze
20 ist entsprechend ausgebildet, Die Werkzeugträger 38 für die Hilfsfangstifte 22
und die Werkzeuggrundplatten 39 der Stanzwerkzeuge 11, von denen in Fig. 12 nur
die Schnittplatten dargestellt sind, sind abwechselnd nebeneinanderliegend in einem
Gehäuse 40 geradlinig justiert befestigt und befinden sich mit ihren oberen Flächen
in der Ebene der Tischplatte 37. Der Durchlichtkasten 36 ist justierbar mit dem
Gehäuse 40 zu einer starren Einheit verbunden.
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An der Unterseite jeden Werkzeugträgers 38 ist ein Lagerbock 41 befestigt,
der einen zweiarmigen Hebel 42 mittels eines Lagerzapfens 43 schwenkbar lagert.
Unterhalb des Hebels 42 befindet sich eine drehbar im Gehäuse 40 gelagerte Nockenwelle
44, an welcher für jeden Hebel 42 eine Nockenscheibe 45 befestigt ist. Der Hebel
42 wird der Nockenscheibe 45 durch eine Schraubendruckfeder 46 ständig mit seinem
einen Armende angedrückt. Die Nockenwelle 44 ist seitlich aus dem Gehäuse 40 herausgeführt
und an ihrem
Ende mit einem Betätigungsdrehknopf 47 (Fig. 2) fest
verbunden. Dem anderen Armende des Hebels 42 liegt ein Stößel 48 auf, der in einer
senkrechten Bohrung des Werkzeugträgers 38 toleranzarm verschiebbar geführt ist.
Am oberen Ende des Stößels 48 und damit konzentrisch ist der Hilfsfangstift 22 befestigt,
der mit dem Stößel 48 einteilig ausgeführt sein kann.
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Zwischen der Unterseite des Werkzeugträgers 38 und einer Ringschulter
49 am unteren Stößelende ist eine den Stößel 48 umgebende Schraubendruckfeder 50
eingespannt. Die Federkräfte der Federn 46 und 50 sind unter Berücksichtigung der
Federabstände zum Lagerzapfen 43 so gewählt, daß das von der Feder 50 auf den Hebel
42 ausgeübte rechtsdrehende Drehmoment kleiner ist, als das von der Feder 46 ausgeübte
linksdrehende Drehmoment. Hierdurch wird sichergestellt, daß der Hebel 42 stets
der Nockenscheibe 45 anliegt. Die Feder 50 sorgt dafür, daß der Hilfsfangstift 22
eingezogen wird, wenn bei Drehung der Nockenwelle 44 die Nockenscheibe 45 den Hebel
42 ausgehend von der gezeichneten Lage im Uhrzeigersinn verschwenkt.
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Die insgesamt acht Nockenscheiben 45 sind auf der Nockenwelle paarweise
in übereinstimmender Winkelstellung befestigt, wobei sich das mittlere Stanzwerkzeug
11 in der Mitte zwischen den Nocken jeden Paares befindet. Die Nockenpaare sind
so angebracht, daß jeweils nur zwei Hilfsfangstifte ausgefahren sind. Die Einstellpositionen
der Nockenwelle können gerastet sein (nicht dargestellt). Es ist eine Nullstellung
für die Nockenwelle vorgesehen, in welcher alle Hilfsfangstifte 22 eingezogen sind.
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Aus Fig, 11 ist auch der Anschluß der Vakuum-Saugrille 12 an eine
Unterdruckleitung 51 ersichtlich.