DE4016088A1 - Verfahren zum bohren von mehrlagenleiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bohren von Mehrlagen­ leiterplatten mittels einer Leiterplattenbohrmaschine mit zu­ einander feststehenden Spindeln sowie eine Leiterplattenbohrma­ schine zur Durchführung des Verfahrens.

Die bisher bekannten Leiterplattenbohrmaschinen sind nicht in der Lage, mehrere Leiterplatten individuell nach den unter­ schiedlichen Innenlagenverzügen gleichzeitig zu bohren. Aus diesem Grunde können daher mehrspindelige Bohrmaschinen nur einspindelig verwendet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren anzugeben und eine Anordnung zu schaffen, durch die das Bohren von hochlagigen Leiterplatten in rationellerer Weise als bisher ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung derart ver­ fahren, daß die einzelnen Aufnahmeplatten der Leiterplatten­ bohrmaschine in zwei Koordinatenrichtungen verstellbar sind und daß durch einen Soll-Istwertvergleich der Versatz der Innenla­ gen einer mehrlagigen Leiterplatte zur Sollage festgestellt und die jeweilige Aufnahmeplatte abhängig von Größe und Richtung des Innenlagenversatzes der Leiterplatte bis zum vorgegebenen Sollwert nachgestellt wird.

Die Feststellung und Auswertung des Innenlagenversatzes sowie die Nachstellung der Auflagenplatte kann mittels eines Rechners erfolgen.

Die Leiterplattenbohrmaschine zur Durchführung des Verfahrens ist derart ausgebildet, daß die Bohrmaschine mit mehreren ne­ beneinander angeordneten zueinander feststehenden Bohrspindeln ausgerüstet ist und daß jeder Bohrspindel eine Aufnahmeplatte zugeordnet ist und daß die Aufnahmeplatten unabhängig voneinan­ der verstellbar sind.

Durch diese Maßnahmen wird die Einstellung mehrerer verschiede­ ner Offsetwerte gleichzeitig an einer Maschine ermöglicht, so daß dadurch mehrspindlige Bohrmaschinen verwendet werden kön­ nen. Dadurch können gleichzeitig mehrere Leiterplatten gebohrt werden, so daß der Flächenbedarf für die Bohrmaschine verrin­ gert und die anfallenden Kosten gesenkt werden.

Anhand der Zeichnungen nach den Fig. 1 bis 5 wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 eine feststehende Auflageplatte bei einer bekannten ein­ spindeligen Bohrmaschine mit ermittelter Lage der Innen­ lagenpats,

Fig. 2 ein Maschinentisch nach der Erfindung mit drei verstell­ baren Aufnahmeplatten für je eine Mehrlagenleiterplatte und drei Bohrspindeln,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Leiterplatte an den Bohr­ testcoupons,

Fig. 4 ein einzelner Bohrtestcoupon in der Draufsicht,

Fig. 5 eine Anordnung der Bohrtestcoupons am aktiven Raster­ feld.

Fig. 1 zeigt eine Auflageplatte 5 sowie das Offset des Bohrbil­ des in X- und Y-Richtung bei einer aufliegenden Leiterplatte 18. Ohne Anderung der nicht dargestellten Bohrspindel oberhalb der Auflageplatte 5, auf der sich eine mehrlagige Leiterplatte 18 befindet, würde die Bohrung 2 exzentrisch gegenüber dem Innen­ lagenpat 1 erfolgen und damit eine nicht brauchbare Mehrlagen­ leiterplatte erzeugen. Nach einem später noch zu erläuternden Verfahren wird aber nunmehr der Versatz der Innenlagen gegen­ über dem Sollwert ermittelt und eine Verstellung der einzelnen Auflageplatte solange in Richtung des Pfeiles 3 vorgenommen bis sich der Bohrer im Zentrum des Innenlagenpats 1 befindet, an­ schließend kann der Bohrvorgang vorgenommen werden. Die Bohrung 4 stellt eine Paßbohrung für die Leiterplatte 18 und die Aufla­ geplatte 5 dar.

Fig. 2 zeigt den Maschinentisch 19 auf dem sich drei Aufnahme­ platten 5 befinden auf der wiederum die Leiterplatten 18 ange­ ordnet sind. 1 stellt wieder einen Innenpat, 2 die Stellung der Bohrspindeln im Verhältnis zur Lage der Innenpats und 3 den Verstellwert der Aufnahmeplatten dar. Der Vorteil des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens liegt wie aus dieser Fig. ersichtlich darin, daß man die drei Aufnahmeplatten getrennt voneinander verstellen kann, so daß nunmehr Bohrmaschinen mit mehreren Bohrspindeln verwendet werden können wobei die Bohrspindeln dieser Maschinen unveränderbar zueinander angeordnet sind.

In Fig. 3 ist ein Ausschnitt des Querschnitts durch eine Leiter­ platte gezeigt, dabei befinden sich am Rande der Leiterplatte sogenannte Bohrtestcoupons 6 und 7, die auf den Innenlagen der Mehrlagenleiterplatte 18 aufgebracht sind sowie die als Innen­ lagen vorgesehenen Signallagen 13 und Potentiallagen 14. An der Stelle an der sich die Testcoupons befinden ist eine quadrati­ sche durchgehende Öffnung durch die Leiterplatte vorgesehen in die ein Einpreßstift 9 eingepreßt wird, der die eine Verbindung zwischen den Außenlagen 12, sowie den Testcouponlagen 6 und 7 herstellt. Zur Prüfung ob Außen- und Innenlagen lagegerecht an­ geordnet sind, wird nunmehr mit Hilfe eines Bohrers 17 an einer vorgegebenen Stelle eine Prüfbohrung durchgeführt. Trifft der Bohrer auf eine Innenlage eines Testcoupons auf, bricht die zwischen Außenlage 12 der Leiterplatte und Innenlagen 6 und 7 der Bohrtestcoupons angelegte Spannung zusammen, so daß mit Hilfe einer elektrischen Durchgangsmessung festgestellt werden kann, ob der Bohrer in den Innenlagen auf Kupfer trifft oder nicht. Die Auswerteelektronik 15 registriert den Zusammenbruch der Spannung, die zwischen den Außen- und Innenlagen angelegt ist, wenn der Bohrer 17 auf Kupfer auftrifft.

Der Bohrtestcoupon soll nun z. B. so ausgeführt sein, wie in Fig. 4 dargestellt. Legt man über diesen Testcoupon eine schräge Lochreihe wie eingezeichnet, erhält man z. B. die Datenkette 11 0001111. Die Datenkette wird von einem Tischrechner, der an die Auswerteelektronik angeschlossen ist, simultan zum Test­ coupon-Bohrvorgang erfaßt und ausgewertet. Aus dieser Datenket­ te und den bekannten Positionen der Testcouponbohrungen läßt sich die Istlage der Testcouponmitte in Bezug auf den Bohrma­ schinennullpunkt bestimmen. Bei Verwendung mehrerer Testcoupons wie z. B. in Fig. 5 gezeichnet, kann aus den Soll- und Istlagen der Testcoupons auf den Verzug und Versatz des aktiven Raster­ feldes rückgeschlossen werden.

Lineare systematische Fehler des Wegmeßsystems der Bohrmaschine - wie sie z. B. durch Schwankungen der Betriebstemperatur verur­ sacht werden - sind bei Anwendung der Bohrbildoptimierung ohne Einfluß auf die Bohrgenauigkeit.

Claims (3)

1. Verfahren zum Bohren von Mehrlagenleiterplatten mittels ei­ ner Leiterplattenbohrmaschine mit zueinander feststehenden Spindeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeplatten (5) der Leiterplattenbohrmaschine in zwei Koordinatenrichtungen unabhängig voneinander verstellbar sind und daß durch einen Soll-Istwertvergleich der Versatz der In­ nenlagen (13, 14) einer mehrlagigen Leiterplatte (18) zu der Sollage (12) festgestellt und die Aufnahmeplatten (5) abhängig von Größe und Richtung des Innenlagenversatzes der Leiterplat­ ten (18) bis zum vorgegebenen Sollwert nachgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fest­ stellung und Auswertung des Innenlagenversatzes, sowie die Nachstellung der Aufnahmeplatten, mittels Rechner (16) erfolgt.

3. Leiterplattenbohrmaschine zur Durchführung des Verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohr­ maschine mit mehreren nebeneinander angeordneten, zueinander feststehenden Bohrspindeln ausgerüstet ist und daß jeder Bohr­ spindel eine Aufnahmeplatte (5) zugeordnet ist und daß die Auf­ nahmeplatten (5) unabhängig voneinander nachstellbar sind.