DE3803528A1 - Verfahren und vorrichtung fuer auf der oberflaeche befestigte anschluesse - Google Patents
Verfahren und vorrichtung fuer auf der oberflaeche befestigte anschluesseInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung für die oberflächliche Befestigung von mit
genauem Abstand zueinander angeordneten Kontakten oder
Anschlüssen auf einem Plastik- oder Keramikträger, genauer
einem Träger eines gedruckten Schaltkreises (PCB), ohne
daß Bohrungen erforderlich sind und ohne den Einsatz von
Plastiksockeln.
Bekannte Verfahren zur oberflächlichen Befestigung von
Stiften, Laschen oder anderen Anschlüssen auf einem Träger
sind unbefriedigend, da sie nur geringfügige
Modifikationen gegenüber den heutigen Standardsockeln
darstellen. Im Fall der Stifte umfassen diese
Modifikationen auf verschiedene Art gebogene Stifte, z. B.
Stifte mit geknickter Form oder in Form eines "J" oder sie
kehren zum Einsatz von Einsteckbohrungen (siehe Fig. 1)
zurück.
Diese Lösungen sind nicht wünschenswert, da sie einen zu
großen Bereich der Oberfläche verbrauchen, schwierig zu
untersuchen sind, Bohrungen erforderlich machen und
aufwendige Bestückungsautomaten zusammen mit Sockeln
erfordern, die in Versorgungszuführungen eingefüllt
werden. Eine andere Alternative existiert in Form einer
Leiterrahmenanordnung mit Montageklipp. Diese Lösung
leidet unter mehreren Problemen, u. a. der entscheidenden
Beschränkung, daß die Stifte nur in der Nähe einer Kante
des Trägers angeordnet werden können.
Demzufolge ist offensichtlich, daß ein Bedarf nach einem
schnellen und einfachen System für die Befestigung von
Anschlüssen existiert.
Die wesentliche Aufgabe der Erfindung ist es, ein
verbessertes Verfahren für die Oberflächenbefestigung von
Stiften, Laschen oder Anschlüssen auf einem Träger zu
schaffen.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren für die
Oberflächenbefestigung von Stiften, Laschen oder anderen
Anschlüssen zu schaffen ohne Verwendung von Plastiksockeln
und ohne daß Bohrungen im Träger erforderlich sind.
Eine weitere Aufgabe ist es, eine Vorrichtung für die
automatisierte Durchführung des
Oberflächenbefestigungsverfahrens gemäß der Erfindung zu
schaffen.
Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft, wenn sie in
Verbindung mit Stiftanschlüssen verwendet wird. Andere
passive Komponenten, wie z. B. Plättchenwiderstände,
Plättchenkapazitäten usw. sind leicht wegen ihrer geringen
Höhe im Verhältnis zur Komponentenfläche auf der
Oberfläche zu befestigen. Ein Stift unterscheidet sich
stark von einem Plättchen, da das Verhältnis L/R (Länge
dividiert durch Radius) sehr groß ist. Offensichtlich kann
der Fuß des Stiftes nicht mit Hilfe eines Klebers an einer
bestimmten Stelle fixiert werden. Die Lösung gemäß der
Erfindung besteht darin, daß die Stifte exakt ausgerichtet
und sicher unter Verwendung einer Montagevorrichtung
gehalten werden, die mit dem PCB durch den
Produktionsprozeß bewegt wird. Dies wird erreicht, indem
die Montagevorrichtung zur Stifthalterung an der
Transporthalterung befestigt wird, die die Aufnahme für
den PCB trägt.
Dem erfindungsgemäßen Montageablauf folgend wird der PCB
oder ein anderer Träger durch die aufeinanderfolgenden
Bearbeitungsstationen bewegt. Die Schaltkreise mit vorher
abgeschirmten "Fingern", d. h. Anschlüssen, können mit
bereits aufgelöteten Komponenten oder mit angeklebten und
für das Löten vorbereiteten Komponenten oder ohne
Komponenten eingebracht werden. Die Stifte, die Laschen
oder die anderen Anschlüsse können direkt auf dem
Trägermaterial oberflächlich befestigt werden, falls es
sich um andere Träger als die Schaltkreise mit unmittelbar
aufplattierten Anschlüssen handelt.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform im folgenden in
Verbindung mit der Oberflächenbefestigung von geraden
Stiftanschlüssen auf platierten Fingern eines
Schaltkreises beschrieben wird, ist es verständlich, daß
die Erfindung ebenfalls bei der Oberflächenbefestigung von
geraden Stiftanschlüssen unmittelbar auf einem anderen
Träger als einem gedruckten Schaltkreis verwendet werden
kann. Ebenso können andere Ausführungsformen der Erfindung
bei der oberflächlichen Befestigung von gebogenen
Stiftanschlüssen auf Oberflächen verwendet werden. Darüber
hinaus ist die Anwendbarkeit der Erfindung auch nicht auf
Stiftanschlüsse beschränkt. Erfindungsgemäß können Laschen
oder andere Arten von Anschlüssen oder Kontakten auf einem
Träger auf der Oberfläche befestigt werden.
Einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
entsprechend werden die PCB in eine Aufnahme entweder
manuell oder automatisch mit Hilfe eines Stapelspeichers
eingebracht. Die Aufnahme ist wiederum beweglich an einer
rollenden Transporthalterung befestigt. Eine Vielzahl
dieser Transporthalterungen sind in Form eines Zuges
aneinander befestigt. Die Bewegung der
Transporthalterungen wird durch eine rechnergestützte
numerisch gesteuerte (CNC) Punkt-zu-Punkt-Steuerung
gesteuert. Diese Steuerung treibt einen Schrittmotor und
einen Gewindespindelantrieb, der die Transporthalterungen
in geeigneter Reihenfolge bewegt.
Die erste Bearbeitungsstation ist eine Auftragevorrichtung
für Lötpaste. Die Auftragevorrichtung bringt einen
Streifen oder Punkte der Lötpaste auf einen plattierten
"Finger" des PCB auf, und die Transporthalterung wird um
0,100 inch weitergeschaltet, so daß die
Auftragevorrichtung der Lötpaste den nächsten "Finger"
überlagert, und der Vorgang wird wiederholt. Mit Hilfe der
Steuerung ist es einfach, die Lötpaste auf eine beliebige
Anzahl von Fingern aufzutragen. Es ist ebenfalls leicht,
die Steuerung für Leerstellen und für polarisierte
Stiftmuster zu programmieren. Viele verschiedene
Lötpastenzusammensetzungen sind kommerziell erhältlich.
Die Montagemaschine umfaßt einen Detektor für fehlende
Platinen, der vermeidet, daß Lötpaste aufgetragen wird,
wenn eine Aufnahme keinen PCB enthält. In einer anderen
bevorzugten Ausführungsform können die Finger durch einen
dicken Lötzinnüberzug im Siebdruckverfahren aufgetragen
werden, wodurch der Auftrageschritt der Lötpaste entfällt.
Dadurch, daß der Auftrageschritt für die Lötpaste entfällt,
verlängert sich die Lötmittelrückflußzeit und die
Gesamtzeit des Arbeitszyklus.
Die zweite Bearbeitungsstation ist eine
Stifteinsetzvorrichtung. Die Stifteinsetzvorrichtung ist
an der Montagemaschine befestigt und nimmt während des
Betriebs Stifte von einer Spule aufeinanderfolgender
vorgekerbter Stifte ab. Jede Spule enthält 50 000 Stifte
(0,025 inch2). Die Stifteinsetzvorrichtung ist eine
bekannte angetriebene Einheit, die Stifte mit rundem,
quadratischem oder rechteckigem Querschnitt einsetzen
kann. Die Stiftlänge kann zwischen 0,187 bis 2,000 inch
und die Querschnittsfläche im Bereich von 0,012 bis 0,062
inch liegen. Die Einsetzgeschwindigkeit reicht bis zu 240
Stifte/min. Der Arbeitstakt der Einsetzvorrichtung wird
durch die Steuerung festgelegt.
Die Steuerung gibt der Stifteinsetzvorrichtung
Betätigungssignale und ein Stift wird in eine unter
Federdruck gehaltene Montagevorrichtung eingesetzt, die
drehbar auf jeder rollenden Transporthalterung angeordnet
ist. Die Transporthalterungen bewegen sich in 0,100
inch-Schritten (oder jeder anderen erforderlichen
Schrittweite) und nach jedem Vorwärtsschritt wird ein
weiterer Stift in die Montagevorrichtung eingesetzt. Wenn
die erforderliche Stiftzahl in der Montagevorrichtung zur
Stifthalterung angeordnet ist, wird die Transporthalterung
zur nächsten Bearbeitungsstation bewegt. Während die
Stifte in der Stiftstation für die darauffolgende
Oberflächenbefestigung auf einem PCB eingesetzt werden,
wird Lötpaste in der davor liegenden Station auf einen
anderen PCB aufgetragen.
Nachdem jede rollende Transporthalterung an der
Stifteinsetzstation vorbeigelaufen ist, dreht eine
Kurvenscheibe die Montagevorrichtung zur Stifthalterung um
90°, so daß in deren Endstellung die Stifte horizontal
gegen die PCB-Finger mit Lötpaste zwischen ihnen zu liegen
kommen.
Aus dieser Stellung bewegt sich die rollende
Transporthalterung dann zur nächsten Bearbeitungsstation.
In dieser Bearbeitungsstation werden die PCB-Aufnahme und
die gedrehte Montagevorrichtung zur Stifthalterung unter
einer Heizeinheit positioniert, die z. B. eine Infrarot-
(IR-) oder Heißluftheizeinheit sein kann. Das festgelegte
Zeitintervall, für das der PCB und die Stifte unter der
Heizungseinheit positioniert sind, ist abhängig von Typ und
der Menge der Lötpaste und von der Größe und der Anzahl
der Stifte. Die Hitze wird so fokussiert, daß sie nur den
PCB-Bereich beeinflußt, auf dem die Stifte und keine
anderen Komponenten befestigt sind, die auf dem PCB
angebracht sein können. Die Aufnahme und die
Montagevorrichtung zur Stifthalterung bewegen sich durch
zusätzliche Stationen, die eine Abkühlung des aufgeheizten
Aufbaus erlauben. Die Stifte werden dann von der
Montagevorichtung zur Stifthalterung durch Verschiebung
der Aufnahme getrennt und der PCB wird dann entweder von
Hand oder automatisch aus der Aufnahme entfernt. Dieser
Arbeitszyklus wird für jede Vorwärtsbewegung der
Transporthalterung zur nächsten Station wiederholt.
Alle zuvor beschriebenen Bearbeitungsschritte werden gemäß
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
automatisiert. Es ist offensichtlich, daß die Beschickung
und die Entnahme der PCB manuell ohne Herabsetzung der
Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, bei der die
automatisierten Schritte durchgeführt werden.
Industrielle Erfordernisse umfassen Stiftanschlüsse, die
nicht nur horizontal (parallel zum PCB), sondern ebenfalls
Stifte, die horizontal versetzt und Stifte die vertikal
(senkrecht zum PCB) angeordnet sind, wie in den Fig. 2A
bis 2C darstellt. Diese unterschiedlichen
Stiftanordnungen können vorher mit geeigneten
Stifteinsetzwerkzeugen und angepaßt modifizierten
Montagevorrichtungen zur Stifthalterung bewerkstelligt
werden. Die vielseitige Stifteinsetzvorrichtung kann in
gerade oder rechtwinkelige Stifte direkt von einem
kontinuierlichen Wickel vorgekerbten Stiftmaterials
abschneiden, formen und einsetzen. Die bevorzugte
Ausführungsform der Erfindung wird in Einzelheiten unter
Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben:
Fig. 1 zeigt die bereits beschriebenen oberflächlich
befestigten Stiftsysteme aus dem Stand der
Technik.
Fig. 2 zeigt die zuvor erwähnten Anordnungen für
oberflächlich befestigte Stifte in
Übereinstimmung mit der Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein Blockdiagramm eines Kreissystems für
die automatische Oberflächenbefestigung von
Stiften gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung.
Fig. 4A zeigt eine Draufsicht auf eine rollende
Transporthalterung, die in der bevorzugten
Ausführungsform zur Oberflächenbefestigung von
geraden Stiften verwendet wird.
Fig. 4B zeigt eine Seitenansicht der
Transportvorrichtung aus Fig. 4A.
Fig. 4C zeigt eine Rückansicht der Transportvorrichtung
aus Fig. 4A.
Fig. 4D zeigt eine Vorderansicht der
Transportvorrichtung mit der Montagevorrichtung
zur Stifthalterung um 90° gedreht in bezug auf
die Position der Montagevorrichtung,
dargestellt in den Fig. 4A bis 4C.
Fig. 5A zeigt eine Vorderansicht eines Stiftblocks der
Montagevorrichtung zur Stifthalterung.
Fig. 5B zeigt eine Draufsicht auf den Stiftblock aus
Fig. 5A.
Fig. 5C zeigt eine vergrößerte Vorderansicht einer
Kerbe, die in dem Stiftblock aus Fig. 5A
ausgebildet ist.
Fig. 5D zeigt eine Querschnittsansicht der Stiftblocks
aus Fig. 5C entlang der Schnittlinie A-A.
Fig. 6A zeigt eine Vorderansicht der die Stifte
haltenden Blattfeder der Montagevorrichtung zur
Stifthalterung.
Fig. 6B zeigt eine Querschnittsansicht der Blattfeder
aus Fig. 6A entlang der Schnittlinie B-B.
Fig. 7A zeigt eine perspektivische Ansicht der
Vorrichtung, durch die der Schrittmotor die
miteinander verbundenen Transporthalterungen in
dem Kreislauf vorwärtsbewegt.
Fig. 7B zeigt eine Endansicht des Bereichs der
Vorrichtung aus Fig. 7A, die gleitend mit dem
tragenden Block des Schrittmotors in Eingriff
steht.
Fig. 8 zeigt die Auftragevorrichtung für die Lötpaste.
Fig. 9A zeigt eine Draufsicht auf einen PCB mit
plattierten Fingern.
Fig. 9B zeigt eine Seitenansicht des
Lötzinnauftrageschritts.
Fig. 9C zeigt eine Draufsicht auf einen Bereich des
PCB, bei dem auf die plattierten Finger Lötzinn
aufgetragen wurde.
Fig. 10 zeigt das Werkzeug der Stifteinsetzvorrichtung
während der drei Zustände des Stifteinsetzens.
Fig. 11 zeigt eine Draufsicht auf die Klemmrollen, die
mit der Montagevorrichtung zur Stifthalterung
während des Stifteinsetzens in Eingriff stehen.
Fig. 12 zeigt eine perspektivische Ansicht der ersten
Kurvenscheibe.
Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht der 90°-
Drehung der Montagevorrichtung zur
Stifthalterung, die durch die erste
Kurvenscheibe aus Fig. 12 bewirkt wird.
Fig. 14 zeigt eine Seitenansicht der Infrarot-
Heizstation.
Fig. 15 zeigt eine perspektivische Ansicht der 180°-
Drehung der Montagevorrichtung zur
Stifthalterung, die durch die erste
Kurvenscheibe gemäß einer Ausführungsform zur
oberflächlichen Befestigung von senkrechten
Stiften ausgeführt wird.
Die verschiedenen oberflächlich befestigten
Stiftanordnungen in Übereinstimmung mit der Erfindung sind
in den Fig. 2A bis C dargestellt. In der Fig. 2A sind
auf Fingern 3 der gedruckten Schaltkreisplatine (PCB) 2 in
horizontaler Stellung Stifte oberflächlich befestigt. In
Fig. 2B ist ein Schenkel eines rechtwinkelig gebogenen
Stifts 1′ auf dem entsprechenden Finger 3 auf dem PCB 2 so
befestigt, daß der andere Schenkel senkrecht steht. Fig. 2C
zeigt gebogene Stifte 1′′, die so oberflächlich
befestigt sind, daß eine horizontal versetzte Anordnung
gebildet wird.
Das Verfahren gemäß der bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung umfaßt die folgenden Schritte:
- (1) Aufbringen von Lötgut auf einer Vielzahl von Oberflächenbereichen,
- (2) Halten der Stifte in genauer Ausrichtung zueinander auf den entsprechenden Oberflächenbereichen mit dazwischenliegendem Lötgut,
- (3) Aufheizen des Lötguts, um einen Lötmittelfluß zu bewirken und
- (4) Abkühlen des Lötguts, so daß eine ausgehärtete Verbindung zwischen den Stiften und den Oberflächenbereichen hergestellt wird.
Falls dieses Verfahren automatisch durgeführt wird, ist
es auch erforderlich, verschiedene Schritte aufzunehmen,
die die Bewegung der Platine von einer Station zur
nächsten Station und das Beschicken bzw. das Entnehmen der
Platine von der Montagestraße umfassen. Die Stationen zur
Durchführung der Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens
können hintereinander oder in einem Kreislauf angeordnet
sein.
Im folgenden wird eine genaue Beschreibung einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindundg in Verbindung
mit einer Oberflächenbefestigung von geraden Stiften auf
der Oberfläche eines PCB beschrieben. Wie bereits zuvor
festgestellt wurde, können die Lehren dieser bevorzugten
Ausführungsform gleichermaßen auf andere Träger als PCB,
z. B. Träger ohne darauf plattierte Finger, und ebenso auf
andere Anschlüsse als Stifte, z. B. Laschen, angewandt
werden. Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zur
oberflächlichen Befestigung gerader Stifte wird in
Verbindung mit einer kreislaufartigen oder umlaufenden
Anordnung beschrieben.
Die Anordnung der Stationen in einem Kreislauf ist in
Fig. 3 dargestellt. Die PCB werden über einen
Stapelspeicher 4 beschickt, obwohl es selbstverständlich
ist, daß die PCB auch von Hand eingelegt werden können,
und daß die Vorrichtung, durch die die Beschickung
durchgeführt wird, nicht einen Teil der Erfindung
ausmacht.
In der nächsten Station der Auftragevorrichtung 6 für das
Lötmittel wird die Lötmittelpaste auf die plattierten
Finger auf dem PCB aufgetragen. In einer anderen
Ausführungsform kann die Lötmittelpaste auf die Stifte
aufgetragen werden, bevor die Stifte in Berührung mit dem
PCB gebracht werden. Weiter ist selbstverständlich, daß im
Fall von Trägern oder plattierten Fingern die Lötpaste
unmittelbar auf das Trägermaterial aufgetragen wird.
Nachdem die Lötpaste aufgetragen worden ist, werden die
Stifte durch eine Stifteinsetzmaschine 8 eingesetzt, was
genauer weiter unten beschrieben wird. In der bevorzugten
Ausführungsform handelt es sich bei der
Stifteinsetzmaschine um eine Autopin-2, hergestellt von
Autoslice Inc., Woodside, New York. Diese Maschine ist
vollständig offenbart in der US-Patentschrift
43 18 964, deren Offenbarungsgehalt in diese
Druckschrift durch die Bezugnahme aufgenommen wird.
Nachdem die Stifte genau in bezug auf die
Oberflächenbereiche auf dem PCB und mit Lötmittelpaste
dazwischen ausgerichtet worden sind, wird die
Lötmittelpaste durch die Heizeinheit 10 aufgeheizt, um
einen Lötmittelfluß zu erzeugen.
Nach dem Aufheizen kühlt die Lötmittelpaste ab, während
die Stifte und der PCB zum Entnahmepunkt bewegt werden. In
der bevorzugten Ausführungsform wird der PCB mit auf der
Oberfläche befestigten Stiften automatisch durch eine
Entnahmeeinheit 122 entnommen, obwohl es
selbstverständlich ist, daß die PCB ebenfalls von Hand
entnommen werden können. Die Vorrichtung, durch die die
Entnahme ausgeführt wird, bildet keinen Bestandteil der
Erfindung.
Die zuvor erwähnten Stationen sind in einer geschlossenen
Arbeitsstraße 14 angeordnet. Ein Zug aus rollenden
Transporthalterungen 16 (von denen eine allein allgemein
in Fig. 3 dargestellt ist) bewegt sich auf dieser
geschlossenen Arbeitsstraße 14. Die Transporthalterungen
16 sind drehbar über ein Gelenk miteinander verbunden. Wie
weiter unten im Detail beschrieben wird, besitzt jede
Transporthalterung eine Aufnahme, in der ein PCB abgelegt
wird, und eine Montagevorrichtung zur Halterung der
Stifte. Die Montagevorrichtung zur Stifthalterung ist
relativ zur Transporthalterung drehbar, aber nicht
verschiebbar; die PCB-Aufnahme ist, bezogen auf die
Transporthalterung verschiebbar, aber nicht drehbar.
Die Transporthalterungen 16 werden durch einen
Schrittmotor 18 schrittweise unterbrochen angetrieben, der
ein Antriebselement aufweist, das auf eine
Transporthalterung einwirkt und sie um ein festgelegtes
Maß vorwärtsbewegt, sich von der Transporthalterung löst
und zu seinem Ausgangspunkt zurückkehrt, um auf die
nächste Transporthalterung einzuwirken. Dieser Zyklus der
Schritte wird andauernd wiederholt ausgeführt. Da alle
Transporthalterungen mechanisch in einem kreisförmigen Zug
miteinander verbunden sind, bewegen sich die
Transporthalterungen gemeinsam vorwärts.
Da die Transporthalterungen freilaufend sind, wenn sie mit
dem Antriebselement des Schrittmotors 18 nicht in Eingriff
stehen, muß deren Position in bezug auf den Startpunkt des
Antriebselements ausgerichtet werden, bevor das
automatische System arbeiten kann.
Die Lötmittelauftragvorrichtung 6, die
Stifteinsetzmaschine 8, die Heizeinheit 10 und der
Schrittmotor 18 werden alle in Übereinstimmung mit einem
Programm durch die rechnergestützte numerische Steuerung
20 gesteuert. In der bevorzugten Ausführungsform ist die
Steuerung 20 eine C62-Steuerung, hergestellt von
Automation Unlimited Inc., Warburn, Mass. Die
Lötmittelauftragvorrichtung, die Stifteinsetzmaschine und
die Heizeinheit sind so synchronisiert, daß sie ihre
Funktionen simultan im Hinblick auf die
Transporthalterungen erfüllen, die in jeder Station
angeordnet sind.
Zwischen der Stifteinsetz- und der Heizstation ist eine
erste Kurvenscheibe 22 (siehe Fig. 12) vorgesehen, die
die Montagevorrichtung zur Stifthalterung um 90° in bezug
auf die PCB-Aufnahme dreht. Als ein Ergebnis dieser
Drehung werden die Stifte 1 in Kontakt mit den Fingern 3
auf der Platine 2 mit Lötmittelpaste dazwischen gebracht
(siehe Fig. 2A), wie weiter unten im Detail beschrieben
wird. Offensichtlich werden die Stiftanschlüsse für den
Fall, daß der Träger keine plattierten Finger aufweist, in
unmittelbaren Kontakt mit der Oberfläche des
Trägermaterials gedreht.
Nachdem die PCB jeweils mit auf der Oberfläche befestigten
Stiften entnommen worden sind, dreht eine zweite
Kurvenscheibe 24 die Montagevorrichtung zur Stifthalterung
um 90° in die entgegengesetzte Richtung, wodurch die
Montagevorrichtung zur Stifthalterung in ihre
Ausgangsstellung zurückkehrt.
Die Lötmittelauftragevorrichtung 6 in der bevorzugten
Ausführungsform ist eine automatische
Flüssigkeitsauftragevorrichtung 1.000 XL, hergestellt
durch EFB. Die Lötmittelauftragevorrichtung 6 ist
pneumatisch an eine Preßluftversorgung 28 über einen
Regler 26 gekoppelt.
Die Transporthalterung 16 wird in den Fig. 4A bis 4D im
Detail dargestellt. Die Transporthalterung 16 weist eine
Grundplatte 30 auf, auf der die Aufnahme 32 für die PCB
verschiebbar an zwei Stäben 34 und 34′ befestigt ist, die
mit der Grundplatte 30 verbunden sind. Die Aufnahme 32
wird in Richtung des Pfeils A durch eine Feder 36
vorgespannt.
Die Transporthalterung läuft auf vier Rollen 38 (siehe
Fig. 4B bis 4D), die drehbar an entsprechenden
vertikalen Achsen 39 befestigt sind. Jede Rolle 38 besitzt
eine Umfangskerbe 40 für den Eingriff mit einer
entsprechenden Schiene 42 (siehe Fig. 4C). Die Kerbe 40
und die Schiene 42 besitzen V-förmige Querschnitte. Die
Transporthalterung 16 bewegt sich entlang der Schiene 42
durch Rotation der Rollen 38.
Die Aufnahme 32 weist vier Tragstifte 46 mit horizontal
verlaufenden Oberflächen am Ende auf, auf denen der PCB
ruht. Zwei der Tragestifte 46 besitzen kleinere
Eingriffszapfen 47, die einstückig an der Endoberfläche
ausgebildet sind, um in entsprechenden Bohrungen in dem
PCBs einzurasten. Ein befestigter PCB 2 ist in Fig. 4D
dargestellt.
Eine Bohrung 48 ist in der Grundplatte 30 im hinteren
Bereich der Transporthalterung ausgebildet, d. h. in dem
Bereich, der der Aufnahme während des Kreislaufs der
Transporthalterung in der geschlossenen Arbeitsstraße
folgt. Die Bohrung 48 ist so bemessen, daß sie das zuvor
erwähnte Antriebselement (Element 84 in Fig. 7A, dessen
detaillierte Beschreibung folgt) aufnimmt. Die
unmittelbare Umgebung der Bohrung 48 wird von einem
abgeschrägten Rand 49 eingenommen, dessen Anfasung
vorgenommen wurde, um das Antriebselement 84 in die Bohrung
48 zu führen.
Ein Tragebalken 50 ist drehbar über Wellen 54 in
Lagerböcken 52 gelagert, die auf der Grundplatte 30
befestigt sind. Wie am besten in Fig. 4B zu sehen ist,
ist die Montagevorrichtung 55 zur Stifthalterung fest an
der oberen Oberfläche des Balkens 50 angebracht, der einen
rechteckigen Querschnitt aufweist. Die Montagevorrichtung
55 zur Stifthalterung umfaßt einen Stiftblock 56 und eine
Blattfeder 64.
Der Stiftblock 56 ist in seinen Einzelheiten in den
Fig. 5A bis 5D dargestellt. In der bevorzugten
Ausführungsform ist eine Anordnung von acht Kerben 60 auf
der Rückseite des Stiftblocks 56 ausgebildet. In der
bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die Kerben
parallel in einer senkrecht zur Rotationsachse des
Tragebalkens 50 verlaufenden Richtung. Jede Kerbe 60
erstreckt sich von der oberen Oberfläche des Stiftblocks
56 entlang der Rückseite über eine Distanz, die kleiner
ist als die Höhe der Stiftanschlüsse, die darin eingesetzt
werden. Die lichte Weite jeder Kerbe ist im wesentlichen
gleich der Weite der Stiftanschlüsse, die auf der Platine
auf der Oberfläche befestigt werden sollen mit der
Ausnahme, daß die Kerben eine Anfasung 58 in der
unmittelbaren Nachbarschaft der oberen Oberfläche des
Stiftblocks besitzen, um die Einführung des Stifts während
des Einsetzens durch die Stifteinsetzmaschine zu
erleichtern. Es ist wichtig festzustellen, daß die Tiefe d
von jeder Kerbe 60 (siehe Fig. 5D) kleiner ist als die
Dicke des Stifts, der darin eingesetzt werden soll und
zwar aus Gründen, die genauer im folgenden beschrieben
werden.
Die Blattfeder 64, in Einzelheiten dargestellt in den
Fig. 6A und 6B ist an der Rückseite des Stiftblocks 56
angeschraubt (siehe Schrauben 86 in Fig. 11). Jeder
Finger 66 der Blattfeder 64 liegt mit Vorspannung über
einer der Kerben 60. Wenn ein Stiftanschluß 1 in eine der
Kerben 60 eingesetzt wird, wird der entsprechende Finger
66 der Blattfeder 64 vom Stiftblock 56 weggebogen,
aufgrund der zuvor erwähnten Tatsache, daß die Dicke d der
Stifte größer ist als die Tiefe der Kerben 60. Demnach
wird jeder Stiftanschluß, der in den Stiftblock 56 durch
die Stifteinsetzmaschine 8 eingesetzt wurde, in der
entsprechenden Kerbe 60 durch die federnde Einwirkung des
entsprechenden vorgespannten Fingers 66 gehalten.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden
ist in Verbindung mit einem Stiftblock, der Kerben zur
Aufnahme von acht Stiften aufweist, ist es natürlich
selbstverständlich, daß der Stiftblock so ausgelegt werden
kann, daß er jede Anzahl von Stiften in jedem festgelegten
Abstand zueinander halten kann und zwar in Abhängigkeit
von dem Stift-layout, das auf dem PCB erforderlich ist.
Wieder unter Bezugnahme auf die Fig. 4A bis 4D kann man
sehen, daß zusätzlich zu der Montagevorrichtung 55 zur
Stifthalterung der Tragebalken 50 einen Verlängerungsarm
74 aufweist, der darauf befestigt ist. Eine Seitenfläche
des Verlängerungsarms 74 besitzt einen Zapfen 76, der
daran befestigt ist, während eine Seitenfläche der
Grundplatte 30 ebenfalls einen Zapfen 80, der daran
befestigt ist, aufweist. Eine Vorspannfeder 78 erstreckt
sich zwischen den Zapfen 76 und 80, um den
Verlängerungsarm 74 in die vertikale oder die horizontale
Stellung, d. h. weg von dazwischenliegenden erzwungenen
Stellungen, zu zwingen.
Der Tragebalken 50 weist darüber hinaus eine Stange 68
auf, die fest in einer darin ausgebildeten Bohrung
angeordnet ist. Wenn sich die Montagevorrichtung für die
Stifthalterung in der aufrechten Stellung befindet, ragt
die Stange 68 senkrecht nach unten. Eine Rolle 70 ist
drehbar an dem Ende der Stange 68 befestigt. Wie am besten
in Fig. 4C zu sehen ist, schlägt die Rolle 70 gegen eine
abgesetzte Schiene 72, die die im Uhrzeigersinn
gerichtete Drehung des Tragbalkens 50 verhindert, wenn
die Transporthalterung sich auf einem Bereich des
Schienenzugs 14 vor der ersten Kurvenscheibe 22, aber
hinter der zweiten Kurvenscheibe 24 befindet. Es soll
weiter darauf hingewiesen werden, daß die gegen den
Uhrzeigersinn gerichtete Drehung des Tragebalkens 50
dadurch verhindert wird, daß die Stange 68 an der Platte
30 anschlägt. Wenn die Transporthalterung die erste
Kurvenscheibe 22 erreicht, führt deren gekrümmte
Oberfläche 23 (siehe Fig. 12) die Rolle 70, so daß der
Tragebalken 50 sich um 90° in die Position, dargestellt in
Fig. 4D dreht. Dies wird weiter im folgenden beschrieben.
Alle Transporthalterungen 16 sind untereinander über
Gelenke (nicht dargestellt) verbunden, wobei jedes Gelenk
drehbar an einem Ende an einem Zapfen 87, der auf der
Unterseite der Grundplatte 30 in der Nähe der hinteren
Kante der Transporthalterung angeordnet ist, und am
anderen Ende drehbar an einem Zapfen 88 befestigt ist, der
auf der Unterseite der Grundplatte 33 in der Nähe der
vorderen Kante der nächsten folgenden Transporthalterung
angeordnet ist.
Die Transporthalterungen 16 werden von einem Schrittmotor
18 unterbrochen angetrieben. Der Schrittmotor ist ein
SLO-SYN-Typ MO 620-FD 04, hergestellt von Superior
Electric. Der Schrittmotor 18 ist mit den
Transporthalterungen über ein Antriebselement 84
verbunden, das beweglich an einer mechanischen Anordnung
90, dargestellt in Fig. 7A, befestigt ist. Die
mechanische Anordnung 90 ist verschiebbar an dem
Trageblock 96 des Schrittmotors 18, wie in Fig. 7B
dargestellt, befestigt. Eine Gleitoberfläche 92 des
verschiebbaren Blocks 96 sitzt gleitend in einer Kerbe 94,
die in dem Trageblock 98 ausgebildet ist. Die
Gleitoberfläche 92 und die Kerbe 94 besitzen jeweils einen
V-förmigen Querschnitt.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die mechanische
Anordnung 90 mit dem Schrittmotor 18 über einen
Schneckentrieb (nicht dargestellt) verbunden. Bevor die
mechanische Anordnung 90, in der durch den Fall C in Fig. 7A
angedeuteten Richtung angetrieben wird, muß das
Antriebselement 84 in die Bohrung 48 der darunterliegenden
Transporthalterung eingeführt werden. Wenn diese
Einrastung durchgeführt worden ist, verschiebt ein
Antreiben der mechanischen Anordnung 90 in Richtung C
durch den Schneckentrieb (nicht dargestellt) die
darunterliegende Transporthalterung in derselben Richtung,
wodurch die Vorwärtsbewegung von allen
Transporthalterungen bewirkt wird. Die Entfernung, die
zurückgelegt wird, hängt ab von der Länge des
Bewegungshubs der mechanischen Anordnung 90.
Um das Antriebselement 84 mit der Bohrung 48 der
darunterliegenden Transporthalterung in Eingriff zu
bringen, wird das Antriebselement 84 nach unten
(angedeutet durch Fall B in Fig. 7A) versetzt. Dies wird
erzielt durch die Aktivierung einer
Kolben-Zylinderanordnung 100, die starr auf dem Gleitblock
96 befestigt ist. Abhängig von einem Signal von der
Steuerung 20 (siehe Fig. 3) bewegen sich der Kolben, der
in dem Zylinder angeordnet ist und die Kolbenstange 102,
die daran befestigt ist, in der Richtung, die durch den
Pfeil E angezeigt ist. Ein Stift 104 am Ende der
Kolbenstange 102 ist drehbar mit einem Arm eines
L-förmigen Elements 106 verbunden, das wiederum drehbar an
einem feststehenden Stift 108 befestigt ist, d. h. an einem
Stift, der starr mit dem Gehäuse 116 der mechanischen
Anordnung 90 verbunden ist. Das Gehäuse 116 ist ebenfalls
starr mit einem Gleitblock 96 verbunden. Nur ein Teil des
Gehäuses 116 ist in der Fig. 7A dargestellt. Der andere
Arm des L-förmigen Elements 106 ist drehbar an einem Stift
110 befestigt, der an einem starren Element 112 befestigt
ist. Ein Ende des starren Elements 112 ist wiederum an
einem feststehenden Stift 114 angeordnet. Der feststehende
Stift 114 ist in dem Gehäuse 116 drehbar gelagert. Ein
Stift 120, starr verbunden mit dem anderen Ende des
starren Elements 112 und drehbar verbunden mit dem
Antriebselement 84 wird in einem vertikalen Schlitz 118 in
dem Gehäuse 116 gleitend geführt. Schließlich ragt das
Antriebselement 84 durch eine Bohrung in der oberen Wand
des Gehäuses 116 und eine Bohrung in der unteren Wand des
Gehäuses 116, wobei beide Bohrungen in der Fig. 7A nicht
dargestellt sind. Das Antriebselement 84 wird in einer im
wesentlichen vertikalen Stellung durch diese beiden
Bohrungen gehalten und wird dadurch für eine Verschiebung
in vertikaler Richtung gleitend geführt.
Demzufolge dreht sich als Reaktion auf eine Verschiebung
der Kolbenstange 102 in Richtung E das L-förmige Element
106 um den Stift 108 in Richtung F, dreht sich das starre
Element 112 um den Stift 114 in Richtung D und wird das
Antriebselement 84 vertikal in Richtung B verschoben, d. h.
die Spitze des Antriebselements 84 greift in die Bohrung
48, falls die Bohrung genau darunter ausgerichtet ist. Es
soll darauf hingewiesen werden, daß zwischen dem Schlitz
118 und dem Stift 120 und zwischen dem Antriebselement 84
der Bohrung (nicht dargestellt) im Gehäuse 116, durch die
das Antriebselement 84 verläuft, ausreichend Spiel
vorzusehen ist, um eine freie Bewegung dieser Teile ohne
Störung zu ermöglichen.
Nachdem das Antriebselement 84 in der Bohrung 48
eingerastet ist, verschiebt die schrittweise Verschiebung
der mechanischen Anordnung 90 in Richtung C als Reaktion
auf die Drehung des Schneckentriebs (nicht dargestellt)
die Transporthalterungen um die Länge dieses Schritts nach
vorne. Am Ende eines Vorwärtsschritts wird das
Antriebselement 84 aus dem Eingriff mit der Bohrung 48
gelöst und die mechanische Anordnung 90 in ihre
Startposition zurückgeführt, von wo das Antriebselement 84
mit der Bohrung 48 der nächsten Transporthalterung in
Eingriff kommt und der Kreislauf des Vorwärtsschritts
wiederholt wird.
Wie zuvor erwähnt, im Hinblick auf die Beschreibung der
Fig. 4A bis 4D, wurde ein PCB 2 auf der Transporthalterung
16 aufgelegt, in dem zwei Zapfen 47 in entsprechende
Bohrungen 166 in dem PCB (siehe Fig. 9A) eingeführt
wurden. Die Unterseite des PCB liegt auf den
Endoberflächen der vier Stifte 46, deren Endoberflächen
co-planar sind.
Nachdem der PCB 2 auf die Aufnahme aufgelegt wurde, werden
die Transporthalterungen intermittierend bewegt, bis die
beschickte Transporthalterung die Lötstation erreicht. Die
Lötmittelauftragstation 6 umfaßt eine pneumatische
Regeleinheit 122, die mit einem faßförmigen
Vorratsbehälter 136, wie in Fig. 8 dargestellt, verbunden
ist. Wie zuvor erwähnt handelt es sich bei der
pneumatischen Steuereinheit um ein Modell 1000XL,
hergestellt von EFD. Jedoch ist für einen Fachmann
offensichtlich, daß andere automatische
Lötpastenauftragevorrichtungen verwendet werden können.
Der faßförmige Vorratsbehälter 136 wird durch eine
Vorratsbehälterhalterung 142 getragen. Das Lötgut wird
über die Auftragspitze 138 des faßförmigen
Vorratsbehälter 136 abhängig vom Druck im Schlauch 140
aufgetragen. Der Druck in der Leitung 140 wird durch die
pneumatische Regeleinheit 122 in wohlbekannter Art
gesteuert.
Druckluft wird über einen Regler 26 (siehe Fig. 3) mit
einem maximalen Druck von 125 PSI bereitgestellt. Der
Regler 26 ist mit der pneumatischen Steuereinheit 122
verbunden, um geregelte Druckluft bereitzustellen. Die
Ausgangsleitung des Reglers 26 zu der pneumatischen
Steuereinheit 122 besitzt einen maximalen Druck von 100
PSI. Wenn der voreingestellte Luftdruck der pneumatischen
Regeleinheit 122 über den Schlauch 140 (siehe Fig. 8) in
den faßförmigen Vorratsbehälter 136 gelangt, drückt der
Luftdruck die Lötpaste aus der Auftragespitze 138 heraus.
Obwohl Fig. 8 nur eine Auftragespitze zeigt, tragen in der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ein Paar
Auftragespitzen 138 A und 138 B die Lötpaste aus dem
faßförmigen Vorratsbehälter 136 (siehe Fig. 9B) auf. Jede
der Auftragespitzen legt einen Tropfen 164 der Lötpaste auf
einem plattierten Finger 3 auf dem PCB gleichzeitig ab. Die
Lötpaste wird auf einer Vielzahl von plattierten Fingern
aufeinanderfolgend, ein Finger nach dem andern,
aufgetragen. Dies hat zum Ergebnis, daß ein Paar aus
Tropfen 164 der Lötpaste auf jedem Finger 3 angeordnet
wird.
Nachdem die Tropfen der Lötpaste auf jeden der Finger auf
der Platine aufgebracht worden sind, wird die
Transporthalterung zur nächsten Station bewegt, d. h. in
eine Stellung, die unter der Stifteinsetzmaschine liegt.
Die Schritte des Stifteinsetzens sind in Fig. 10
dargestellt. Die Stifteinsetzmaschine 8 nimmt einen Draht
168 von einer Versorgungswicklung auf. Dieser Draht ist in
Form von hintereinander geschalteten miteinander
verbundenen Stiften ausgebildet. Die Stifteinsetzmaschine
ist dafür vorgesehen, jeweils einen Stift zu einem
Zeitpunkt vom Ende des Drahts abzuschneiden und dann den
Stift mit einer nach unten gerichteten Bewegung
vorzuschieben. Da eine derartige Stifteinsetzmaschine
wohlbekannt ist, wird nur ein Teil der Maschine an dieser
Stelle beschrieben.
Links in der Fig. 10 wird der Schneide-Schritt
dargestellt. Der Draht 168 wird durch eine Drahtführung
178, die in einem Trageblock 180 ausgebildet ist, in
aueinanderfolgenden Schritten zugeführt. Nach jedem
Schritt wird der vorne liegende Stift des Drahtes in einer
festgelegten Stellung vor einem Schneidwerkzeug 174
angeordnet. Ein Werkzeug 170 aus zwei Hälften (von denen
nur eine in Fig. 10 dargestellt ist) besitzt
gegenüberliegende Klauen 172 zur Aufnahme des führenden
Stifts im nächsten Schritt. Die Klauen 172 werden durch
eine (nicht dargestellte) Feder gegeneinander vorgespannt.
Wenn das Schneidwerkzeug 174 zum Draht hin bewegt wird,
trennt das Schneidwerkzeug 174 den führenden Stift vom
Draht und drückt ihn zwischen die dadurch voneinander
getrennten Klauen 172, wo der Stift aufgrund von Reibung
gehalten wird (mittlere Darstellung der Fig. 10). Eine
Feder 176 zwingt das Schneidwerkzeug 174 zurück in seine
zurückgezogene Stellung, wie in der mittleren Darstellung
der Fig. 10 gezeigt wird. Das Werkzeug 170 vollzieht dann
eine nach unten gerichtete Bewegung (durch eine nicht
dargestellte Vorrichtung), wobei der Stift 1 durch die
Klaue 172 in eine Bohrung eingeführt wird (wie in der
rechten Darstellung der Fig. 10 dargestellt), die in einer
gedruckten Schaltung von der Anwendung abhängig angeordnet
ist.
In der bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung
jedoch wird der Stift nicht in eine Bohrung, die in einem
PCB ausgebildet ist, eingesetzt, sondern in eine der
Kerben 60 in dem Stiftblock 56. Der Stift wird entlang
seiner eigenen Achse und in einer Richtung parallel zur
Längsachse der Kerbe während der nach unten gerichteten
Bewegung des Werkzeugs 170 verschoben. Da die Dicke des
Stifts größer ist als die Tiefe der Kerbe werden die
entsprechenden Finger 66 der Blattfeder 64 vom Stiftblock
56 weg gebogen, wenn der Stift in die Aufnahmekerbe
eingeführt wird.
Wie zuvor erwähnt wird der Stift kraftschlüssig zwischen
den Klauen 172 durch Reibkräfte gehalten. Um den Stift aus
den Klauen zu entfernen, müssen diese Reibkräfte durch die
Montagevorrichtung zur Stifthalterung überwunden werden.
Die Reibkräfte, die durch die Blattfederfinger erzeugt
werden, während sie den Stift gegen die Wand der Kerbe
drücken, sind jedoch allein nicht ausreichend, um die
Reibkräfte, die durch die Klauen aufgebracht werden, zu
überwinden. Um dieses Problem zu lösen ist ein Paar
Andruckrollen 182 und 184 auf gegenüberliegenden Seiten
des Stiftblocks 56 angeordnet, wie in Fig. 11 dargestellt
ist. Die Rollen 182 und 184 sind so angeordnet, daß die
Berührungslinie T 1 der Rolle 182 mit dem Stiftblock 56 und
die Berührungslinie T 2 der Rolle 184 mit der Blattfeder 64
(Linien die senkrecht zur Ebene der Fig. 11 verlaufen) in
einer Ebene senkrecht zur Richtung der Bewegung des
Stiftblocks 56 während der Vorwärtsbewegung der
Transporthalterung liegen. Darüber hinaus liegt die Achse
der Stifte in den Klauen 172 in der Ebene der Linien T 1
und T 2. Der Abstand zwischen den Linien T 1 und T 2 ist so,
daß die Blattfederfinger zwischen den Rollen gegen den
Stift in der Kerbe mit ausreichender Kraft gedrückt
werden, um zwischen dem Stift und der Kerbe/dem Finger
eine Reibkraft zu erzeugen, die größer ist als die
Reibkraft zwischen dem Stift und den Klauen 172.
Demzufolge wird der Stift durch die angedrückten Finger
und die gegenüberliegende Wand der Kerbe so erfaßt, daß
der Stift in der Kerbe zurückbleibt, wenn das Werkzeug 170
der Stifteinsetzmaschine seine nach oben gerichtete
Rückwärtsbewegung (nicht dargestellt) ausführt, was
bedeutet, daß der Stift aus den Klauen 172 durch die
Montagevorrichtung zur Stifthalterung herausgezogen wird.
Diese Schritte werden für jeden der nachfolgenden Stifte
des Drahts 168 wiederholt, bis jede Kerbe 60 des
Stiftblocks 56 einen darin eingesetzten Stift aufweist.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform in Verbindung mit
einer Platine beschrieben wurde, auf der eine Reihe aus 8
Stiften auf der Oberfläche zu befestigen ist, ist
selbstverständlich, daß jede Anzahl von Stiften auf der
Oberfläche einer Platine befestigt werden kann,
vorausgesetzt daß die Steuerung 20 geeignet programmiert
und die Montagevorrichtung zur Stifthalterung geeignet
entworfen ist, in Abhängigkeit von der Größe des
gedruckten Schaltkreises und der Anzahl der Stifte.
Nachdem die Stifte in allen Kerben 60 des Stiftblocks 56
eingesetzt worden sind, werden die Transporthalterungen 16
durch den Schrittmotor 18 unter der Kontrolle der
Steuerung 20 vorbewegt. Wenn der Nockenstößel 70 die erste
Kurvenscheibe 22 erreicht, die am Ende der dämpfenden
Schiene 72 angeordnet ist, läuft der Nockenstößel entlang
der gekrümmten Kurvenoberfläche 23 (siehe Fig. 12). Die
Kurvenoberfläche 23 und der Nockenstößel 70 sind so
angeordnet, daß wenn die Transporthalterung ihre
Vorwärtsbewegung fortsetzt, die Montagevorrichtung 55 zur
Stifthalterung um 90° gedreht wird (siehe Fig. 13). Diese
Drehung hat zum Ergebnis, daß die Enden der Stifte 1 die
aus dem Stiftblock herausragen, in Kontakt mit den Fingern
3 auf dem PCB 2 gebracht werden.
Die Transporthalterungen setzen ihre Vorwärtsbewegung
fort, bis die Transporthalterung, die die erste
Nockenscheibe 22 passiert, die Heizeinheit 10 erreicht.
Die Heizeinheit gemäß der bevorzugten Ausführungsform
weist eine Quelle infraroter Strahlung 186 und einen
Reflektor 188 auf, der einen parabolischen Querschnitt
besitzt (siehe Fig. 14). Die Infrarotquelle 186 wird unter
der Kontrolle des Programms der Steuerung ein- und
ausgeschaltet. Wenn die Infrarotquelle 186 eingeschaltet
ist, wird die Infrarotstrahlung auf eine Brennlinie
fokussiert, die sich senkrecht zur Seite der Fig. 14
erstreckt und die durch F gekennzeichnet ist. Die Hitze,
die auf die Stellen der Lötpaste einwirkt, hat einen
Lötmittelfluß zwischen den Stiften 1 und dem PCB 2 zur
Folge. Nachdem die Lötpaste ausreichend aufgeheizt worden
ist, wird die Heizeinheit abgeschaltet. Zu einem
geeigneten Zeitpunkt werden die Transporthalterungen
wieder unter der Kontrolle der Steuerung 20 weiterbewegt.
Es muß gesehen werden, daß alle Transporthalterungen
intermittierend vorwärts bewegt werden. Nach jeder
Vorwärtsbewegung führen alle Stationen ihre Funktionen
gleichzeitig aus. In der tatsächlich arbeitenden
Ausführungsform bewegen sich 12 Transporthalterungen in
dem Kreislauf und 8 Stifte werden auf jeder Platine auf
der Oberfläche befestigt. Notwendigerweise bewegt sich
während des Kreislaufs jede Transporthalterung in
Übereinstimmung mit einem Zyklus aus 7 kleinen Schritten
auf die ein großer Schritt folgt, wobei diese 8 Schritte
12mal während eines Kreislaufs wiederholt werden. Die 7
kleinen Schritte entsprechen den Vorwärtsbewegungen der
Transporthalterungen, während die Stifte nacheinander in
einer Transporthalterung eingesetzt werden und während die
Lötpaste auf aufeinanderfolgende Finger in der nächsten
Transporthalterung aufgetragen wird, wohingegen der große
Schritt der Vorwärtsbewegung der Transporthalterungen
entspricht, während sich die Transporthalterung an der
Lötmittelauftragestation zur Stifteinsetzmaschine bewegt.
Die Steuerung 20 führt den vorher beschriebenen Zyklus in
Übereinstimmung mit einem abgespeicherten Programm aus.
Dieses Programm bildet keinen Teil der Erfindung und wird
an dieser Stelle nicht weiter beschrieben. Es wird
angenommen, daß die Aufgabe, ein geeignetes Programm für
den Einsatz in einer rechnergestützten numerischen
Steuerung auf der Grundlage der angegebenen Systemparameter
zu schreiben, leicht von einem Durchschnittsfachmann
gelöst werden kann.
Die vorangegangene Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen wird nur zu Illustrationszwecken
vorgelegt und es besteht nicht die Absicht, den
Schutzbereich der Erfindung wie in den vorangegangenen
Ansprüchen festgelegt, zu beschränken. Veränderungen
können leicht durch einen Fachmann vorgenommen werden,
ohne daß vom Schutzbereich der Erfindung, deren Konzept
hier beschrieben wurde, abgewichen wird.
Claims (25)
1. Verfahren zur Befestigung eines elektrisch leitenden
Anschlusses auf einer Oberfläche eines Trägers,
wobei der Träger ein Lötmittel aufweist, das auf
einem ersten Bereich auf der Oberfläche aufgetragen
ist,
gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
- (a) Anordnen des Anschlusses, so daß er das Lötmittel auf dem ersten Bereich der Trägeroberfläche kontaktiert,
- (b) Aufheizen des Lötmittels, um das Lötmittel zu verflüssigen, und
- (c) Abkühlen des Lötmittels, um eine sichere Verbindung zwischen dem Anschluß und der Trägeroberfläche zu schaffen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschluß im wesentlichen stillstehend und in
geeigneter Ausrichtung während des Aufheizens des
Lötmittels gehalten wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lötmittel ebenfalls auf einen zweiten
Bereich der Trägeroberfläche aufgetragen wird, wobei
der Anschluß ebenfalls das Lötmittel auf den zweiten
Bereich der Trägeroberfläche kontaktiert, wenn er in
Kontakt mit dem Lötmittel auf dem ersten Bereich der
Trägeroberfläche gebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschluß einen im wesentlichen geraden
Bereich aufweist, der das Lötmittel auf dem ersten
Bereich der Trägeroberfläche berührt, wenn der
Anschluß gemäß Schritt (a) angeordnet wird, wobei
der im wesentlichen gerade Bereich im wesentlichen
parallel zu der Trägeroberfläche ist, nachdem der
Anschluß sicher an der Trägeroberfläche befestigt
worden ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschluß so angeordnet ist, daß er das
Lötmittel auf dem ersten Bereich der
Trägeroberfläche berührt, in dem der Anschluß um
eine Achse gedreht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschluß ein Stift ist.
7. Verfahren zur Befestigung einer Vielzahl von
Anschlüssen auf einer entsprechenden Vielzahl von
Oberflächenbereichen auf einem Träger, wobei der
Träger Lötmittel aufweist, das auf einen ersten
Bereich auf jedem der Oberflächenbereiche
aufgebracht ist,
gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
- (a) Ausrichten der Anschlüsse,
- (b) Anordnen der ausgerichteten Anschlüsse, so daß sie das Lötmittel kontaktieren, wodurch jeweils jeder der Anschlüsse das Lötmittel auf jedem der ersten Bereiche der Oberflächenbereiche berührt,
- (d) Aufheizen des Lötmittels, um das Lötmittel zu verflüssigen, und
- (e) Abkühlen des Lötmittels, um eine sichere Verbindung zwischen den Anschlüssen und den entsprechenden Trägeroberflächenbereichen zu schaffen.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlüsse im wesentlichen stillstehen und in
einer geeigneten Ausrichtung während des Aufheizens
des Lötmittels gehalten werden.
9. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lötmittel ebenfalls auf einem zweiten
Bereich auf jedem Oberflächenbereich aufgebracht
wird, wobei die Anschlüsse ebenfalls das Lötmittel
auf dem entsprechenden zweiten Bereich der
Trägeroberflächenbereiche berührt, wenn sie in
Kontakt mit dem Lötmittel auf den ersten Bereichen
der Trägeroberflächenbereiche gebracht werden.
10. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeder der Anschlüsse einen im wesentlichen
geraden Bereich aufweist, der das Lötmittel auf dem
entsprechenden ersten Bereich der
Trägeroberflächenbereiche kontaktiert, wenn die
Anschlüsse gemäß Schritt (b) angeordnet werden,
wobei die im wesentlichen geraden Bereiche parallel
zu den entsprechenden Trägeroberflächenbereichen
verlaufen, nachdem die Anschlüsse sicher mit den
entsprechenden Trägeroberflächenbereichen verbunden
wurden.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlüsse so angeordnet werden, daß sie das
Lötmittel auf den entsprechenden ersten Bereichen
der Trägeroberflächenbereiche durch Verdrehung der
Anschlüsse um eine Achse kontaktieren.
12. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlüsse Stifte sind.
13. Vorrichtung zur Befestigung einer Vielzahl von
Anschlüssen auf einer entsprechenden Vielzahl von
Oberflächenbereichen eines Trägers, wobei der Träger
ein Lötmittel aufweist, das auf jeden
Oberflächenbereich aufgetragen wurde,
gekennzeichnet durch
eine Schiene, in deren Verlauf eine erste und eine
zweite Bearbeitungsstation angeordnet ist, und eine
erste Transporthalterung, die für eine Bewegung auf
der Schiene vorgesehen ist, wobei die erste
Bearbeitungsstation eine Anschlußeinsetzvorrichtung
und die zweite Bearbeitungsstation eine
Heizvorrichtung umfaßt, und wobei die
Anschlußeinsetzvorrichtung vor der Heizvorrichtung
in Richtung der Transporthalterungsbewegung auf der
Schiene angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Transporthalterung eine Aufnahme, um
den Träger aufzunehmen und eine drehbare
Anschlußhaltevorrichtung aufweist, um die Anschlüsse
aufzunehmen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußhaltevorrichtung auf der ersten
Transporthalterung eine erste Drehstellung besitzt,
wenn die erste Transporthalterung sich auf der
Schiene in der Nähe der Stifteinsetzvorrichtung
befindet, und eine zweite Drehstellung, wenn sich die
erste Transporthalterung auf der Schiene in der Nähe
der Heizvorrichtung befindet, wobei die erste
Drehstellung und die zweite Drehstellung voneinander
verschieden sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Träger und die Anschlüsse durch eine
Aufnahme bzw. eine Anschlußhaltevorrichtung getragen
werden, wodurch die Anschlüsse das Lötmittel
kontaktieren, das auf den Träger aufgetragen wurde,
wenn die Anschlußhaltevorrichtung sich in ihrer
zweiten Drehstellung befindet.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußhaltevorrichtung aus der ersten
Drehstellung in die zweite Drehstellung durch eine
Kurvenscheibenvorrichtung gedreht wird, die entlang
der Schiene zwischen der Anschlußeinsetzvorrichtung
und der Heizvorrichtung angeordnet ist, wobei die
Kurvenscheibenvorrichtung eine gekrümmte Oberfläche
besitzt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Transporthalterung einen Nockenstößel,
der mit der Anschlußhaltevorrichtung verbunden ist,
und eine Tragachse aufweist, um die die
Anschlußhaltevorrichtung rotiert, wobei der
Nockenstößel durch eine gekrümmte Oberfläche auf der
Kurvenscheibenvorrichtung während der Bewegung der
Transporthalterung an der Kurvenscheibenvorrichtung
vorbeigeführt wird, wodurch die
Anschlußhaltevorrichtung aus der ersten in die
zweite Drehstellung gedreht wird.
19. Vorrichtung nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußhaltevorrichtung einen Block, der
eine Vielzahl von Kerben jeweils zur Aufnahme von
einer Vielzahl von Anschlüssen aufweist, und eine
Federvorrichtung umfaßt, die an dem Block unter
Vorspannung befestigt ist, wobei die
Federvorrichtung eine Vielzahl von Federn aufweist,
und daß die Anschlußeinsetzvorrichtung ein
Klauenpaar, das unter Einwirkung von Reibkräften
aufeinanderfolgend jeden Anschluß aufgreift, und ein
Rollenpaar aufweist, die so angeordnet sind, daß sie
einen Finger der Federvorrichtung gegen einen
Anschluß drücken, der durch die Klauen in eine
korrespondierende Kerbe eingesetzt wurde, wobei die
Reibkräfte, die auf den eingesetzten Anschluß durch
die Federvorrichtung und den Block aufgebracht
werden, wenn die Rollen die Federvorrichtung gegen
den Block pressen, größer sind als die Reibkräfte,
die auf den eingesetzten Anschluß durch die Klauen
aufgebracht werden, wodurch der eingesetzte
Anschluß aus den Klauen entfernt wird, wenn die
Klauen von der Anschlußhaltevorrichtung wegbewegt
werden.
20. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizvorrichtung eine Quelle infraroter
Strahlung aufweist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie weiter eine zweite Transporthalterung
aufweist, die mechanisch an die erste
Transporthalterung in Form eines Zuges gekoppelt ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schiene in Form eines Kreislaufs ausgebildet
ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Schutzschaltvorrichtung und eine bewegliche
Kopplungsvorrichtung für die Kopplung der
Schrittschaltvorrichtung und der ersten
Transporthalterung vorgesehen ist, wodurch die erste
Transporthalterung auf der Schiene in Abhängigkeit
von einer Verschiebung der Schrittschaltvorrichtung
vorwärtsbewegt wird, wenn die Kopplungsvorrichtung
mit der ersten Transporthalterung in Eingriff steht.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußeinsetzvorrichtung, die
Heizvorrichtung und die Schrittschaltvorrichtung
durch eine zentrale Steuervorrichtung synchronisiert
werden.
25. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie weiter eine Lötmittelauftragvorrichtung
umfaßt, die in der Lage ist, das Lötmittel auf die
Oberflächenbereiche des Trägers aufzutragen, wenn
die erste Transporthalterung in der Nähe dazu
positioniert wird, wobei die
Lötmittelauftragvorrichtung vor der
Anschlußeinsetzvorrichtung in Richtung der Bewegung
der Transporthalterung auf der Schiene angeordnet
ist.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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