DE3914462C2

DE3914462C2 - Verfahren zur Montage von elektronischen Bauelementen auf einer Leiterplatte

Info

Publication number: DE3914462C2
Application number: DE3914462A
Authority: DE
Inventors: Uwe Schweigert
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1989-05-02
Filing date: 1989-05-02
Publication date: 2000-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-03
Also published as: DE3914462A1

Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen, die vereinzelt bereitgestellt werden, auf einer Leiterplatte, mit einem Greifer, der das in einer Bauelement-Vereinzelungsvorrichtung bereitgestellte Bauelement am Bauelement-Körper und/oder an den Anschlußdrähten greift, und das Bauteil derart über der Leiterplatte positioniert, daß durch eine Relativ-Bewegung senkrecht zur Leiterplatten-Oberfläche die Anschlußdrähte in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte einsetzbar sind, wobei zur Sicherung des Bauelements bis zur Durchführung des Lötvorgangs eine Dispensereinheit auf die Unterseite des Bauelements einen schnellhärtenden Klebstoff aufbringt. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß am Greifer (3) eine Dispensereinheit (4) angebracht ist, die unter den Bauelement-Körper (1) verfahrbar ist, und die während des Positioniervorgangs den Klebstoff aufbringt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen, die vereinzelt bereitgestellt werden, auf einer Leiterplatte, mit einem Greifer, der das in einer Bauelement-Vereinzelungsvorrichtung bereit gestellte Bauelement am Bauelement-Körper und/oder an den Anschlußdrähten greift, und das Bauteil derart über der Leiterplatte positioniert, daß durch eine Relativ-Bewegung senkrecht zur Leiterplatten-Oberfläche die Anschlußdrähte in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte einsetzbar sind, wobei zur Sicherung des Bauelements bis zur Durchführung des Lötvorgangs eine Dispensereinheit auf die Unterseite des Bauelements einen schnellhärtenden Klebstoff aufbringt.

Vorrichtungen dieser Gattung sind beispielsweise bekannte Bestückungseinrich tungen die einen Greifer aufweisen, der das bereitgestellte Bauelement an dem Bauelement-Körper und/oder an den Anschlußdrähten des Bauelements ergreift, und durch eine Verfahrbewegung relativ zur Leiterplatte die Anschlußdrähte des Bauelements in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte einsetzt.

Dabei erfolgt keine Sicherung des Bauelements bis zu einem anschließenden Lötvorgang, so daß es unter Umständen vorkommen kann, daß Anschlußdrähte von Bauelementen während einer Verfahrbewegung der Leiterplatte beispiels weise auf dem Weg zwischen der Bestückungseinrichtung und einem Lötbad aus den zugeordneten Bohrungen herausrutschen können. Dies hat in der Regel eine Fehlfunktion der gelöteten Platine zur Folge.

Aus der EP 0 016 984 B1 ist ein Verfahren zur Montage elektronischer Bau elemente bekannt, in dem die Verwendung schnell härtbarem Klebstoffes auf bedrahtete Bauelemente vorgeschlagen wird. Es wird auch angeregt, Klebstoff auf die Unterseite des Bauteiles aufzubringen. Dazu wird angeregt, daß ein Greifer mit dem darin aufgenommenen Bauelement zu einem Klebstoff- Reservoir verfahren kann, in dem dann der Klebstoff durch Eintauchen auf die Unterseite des Bauelementes aufgebracht wird.

Zum einen ist bei dieser Lösung nicht gewährleistet, daß der Klebstoff nicht auch auf die Anschlußdrähte aufgebracht wird, wodurch gegebenenfalls die Anschlußdrähte elektrisch gegenüber den ihnen eigentlich zugeordneten Kontakten isoliert werden. Zum anderen nimmt das Verfahren des Bauelements zu einem getrennten Klebstoff-Reservoir wervolle Zeit in Anspruch.

In einer Veröffentlichung von Nolte, Ralf in "Einführung in die Miniatur- Elektronik" wird aufgeführt, daß bei dem MCM-Simultan-Bestückungsautomaten von Philips Bauteile in einem Arbeitsgang mit Klebstoff versehen und lagerichtig auf der Leiterplatte positioniert werden. Hier können mittels eines Sauggreifers mehrere Bauelemente gleichzeitig, d. h. simultan, aus einer die Bauelemente bereitstellenden Einheit abgeholt werden. Die Bauelemente werden sodann ebenfalls gleichzeitig auf der Leiterplatte aufgesetzt. Sie werden hierzu exakt in den Positionen bereitgestellt, in denen sie vom Automaten auf die Leiterplatte bestückt werden sollen. Der Klebstoff oder die Lotpaste befinden sich bereits auf der Leiterplatte und sind in einem vorgeschalteten Verfahrensschritt mittels einer separaten Einrichtung, wie sie beispielsweise in der EP 0 016 984 beschrieben ist, aufgebracht. Es handelt sich also um einen Bestückungsautmaten, der die zuvor genannten Prozeßschritte zeitlich getrennt hintereinander ausführt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen auf einer Leiterplatte anzugeben, bei denen die Bauelemente bereits vor dem Lötvorgang gegen Verrutschen und/oder Herausrutschen von Anschlußdrähten gesichert sind.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß wird zur Sicherung des Bauelements bis zur Durchführung des Lötvorgangs auf die Unterseite des Bauteils ein schnell härtender Klebstoff aufgebracht. Hierdurch erfolgt eine Sicherung des Bauelements unmittelbar nach dem Einsetzen der Anschlußdrähte in die entsprechenden Bohrungen.

Selbstverständlich ist es möglich, den Klebstoff beispielsweise bereits in der als Vereinzelungseinrichtung dienenden Bauelementbereitstellungseinheit auf das Bauelement aufzubringen.

Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn der Klebstoff gemäß Anspruch 1 während des Positioniervorgangs aufgebracht wird, da dann durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Klebstoffauftrag kein Taktzeitverlust auftritt.

Erfindungsgemäß wird von einer Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen auf einer Leiterplatte ausgegangen, die einen Greifer aufweist, der das in einer Bauelement-Vereinzelungseinrichtung, also beispielsweise einer Bereitstellungseinheit bereitgestellte Bauelement am Bauelement-Körper und/oder an den Anschlußdrähten greift, und das Bauteil derart Über der Leiterplatte positioniert, daß durch eine (Relativ)-Bewegung senkrecht zur Leiterplatten-Oberfläche die Anschlußdrähte in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte einsetzbar sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 2 zeichnet sich dadurch aus, daß der Greifer eine unter den Bauelement Körper verfahrbare Dispensereinheit aufweist, die Klebstoff auf die Unterseite des Bauelement-Körpers aufbringt. Gemäß Anspruch 3 weist die Dispensereinheit eine parallel und senkrecht zur Unterseite des Bauelement-Körpers verfahrbare Austrageinheit mit einer nach oben gerichteten Kleber-Austrittsöffnung auf, so daß ein Kleberauftrag entsprechend der jeweiligen Bauelement-Ausbildung möglich ist. Im Anspruch 4 ist eine Weiterbildung gekennzeichnet, bei die Austrittsöffnung derart beschaffen ist, daß nach dem Klebstoffauftrag der restliche Klebstoff in der Austrittsöffnung durch Kapillarwirkung gehalten wird. Hierdurch ist gewährleistet, daß keine Verunreinigung des Arbeitsfeldes durch tropfenden Klebstoff etc. auftreten kann. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, verstopfungsfreie Verschlüsse etc. zu verwenden.

Im Anspruch 5 sind mögliche, nicht abschließende Ausbildungen des Greifers (Parallelbackengreifer oder Zangengreifer) gekennzeichnet.

Die im Anspruch 6 gekennzeichnete schwenkbare Ausbildung der Dispensereinheit erlaubt einen flexiblen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer weiteren Verringerung der Taktzeiten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht von vorne einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen (1) mit Anschlußdrähten (2) in Bohrungen einer nicht dargestellten Leiterplatte weist einen Greifer auf, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Parallelbackengreifer mit Greiferbacken (3) ist. Die Greiferbacken, die in Richtung von Pfeilen (3') beweglich sind, greifen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das in einer Bauelement-Vereinzelungsein richtung - beispielsweise einem Magazin - bereitgestellte Bauelement (1) am Bauelement-Körper und an den Anschlußdrähten (2).

Ferner weist der Greifer eine Dispensereinrichtung (4) auf, der durch Bohrungen (5) im Greifer ein schnell härtender Klebstoff zur Bauelementsicherung dosiert zuführbar ist. Der Klebstoff wird über Kleberaustrittsöffnungen, die bevorzugt bauteilspezifisch sind, breitflächig auf der Unterseite des Bauelements (1) verteilt. Hierzu ist die Dispensereinrichtung (4) in horizontaler Richtung schwenkbar und in vertikaler Richtung (Pfeil 5') verstellbar.

Im folgenden soll der Ablauf eines Montagevorgangs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden:

1. Zunächst greift der Greifer mit den Greiferbacken (3) das Bauelemente (1) in einer Bereitstellungs- bzw. Vereinzelungseinheit.
2. Mit einem Handhabungsgerät, beispielsweise einem Industrieroboter, wird der Greifer in Bestückposition über der Leiterplatte positioniert.

Während dieses Positioniervorgangs, d. h. zwischen Bereitstellungseinheit und Bestückposition schwenkt der Dispenser (4) durch entsprechende vertikale und horizontale Verfahrbewegungen so unter das Bauelement, daß die Kleberaus trittsöffnung (6) der Dispensereinheit (4) mittig unter dem Bauelement (1) positioniert wird und an der Bauelementkörper-Unterseite anliegt. Ebenfalls während des Positioniervorgangs wird nun mittels der Bohrungen (5) der Austrittsöffnung (6) Klebstoff zugeführt, der auf die Unterseite des Bauelements (1) aufgetragen wird. Anschließend - aber noch während des Positioniervor gangs schwenkt der Dispenser (4) in seine Ausgangslage zurückt. Der noch in der Austrittsöffnung verbleibende Kleber wird in dieser aufgrund der Kapillar wirkung festgehalten, so daß kein Klebstoff unerwünscht ausgetragen wird.

Wenn der Greifer seine Position über der Leiterplatte erreicht hat, werden die Anschlußdrähte des Bauteils durch eine (Relativ)-Bewegung senkrecht zur Leiterplatten-Oberfläche in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte eingesetzt.

Daraufhin ist die Vorrichtung für einen weiteren Bestückvorgang bereit.

Claims

1. Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen, die vereinzelt bereitgestellt werden, auf einer Leiterplatte, mit einem Greifer, der das in einer Bauelement-Vereinzelungsvorrichtung bereitgestellte Bauelement am Bauelement-Körper und/oder an den Anschlußdrähten greift, und das Bauteil derart über der Leiterplatte positioniert, daß durch eine Relativ-Bewegung senkrecht zur Leiterplatten-Oberfläche die Anschlußdrähte in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte einsetzbar sind, wobei zur Sicherung des Bauelements bis zur Durchführung des Lötvorgangs eine Dispensereinheit auf die Unterseite des Bauelements einen schnellhärtenden Klebstoff aufbringt, dadurch gekennzeichnet, daß am Greifer (3) eine Dispensereinheit (4) angebracht ist, die unter den Bauelement-Körper (1) verfahrbar ist, und die während des Positioniervorgangs den Klebstoff aufbringt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer eine unter den Bauelement- Körper (1) verfahrbare Dispensereinheit (4) aufweist, die Klebstoff auf die Unterseite des Bauelement-Körpers aufbringt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispensereinheit eine (4) parallel und senkrecht zur Unterseite des Bauelement-Körpers verfahrbare Austrageinheit mit einer nach oben gerichteten Kleber-Austrittsöffnung aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (6) derart beschaffen ist, daß nach dem Klebstoffauftrag der restliche Klebstoff in der Austrittsöffnung durch Kapillarwirkung gehalten wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer ein Parallelbackengreifer (3) oder ein Zangengreifer ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispensereinheit (4) schwenkbar ist.