DE7618248U1 - Automatische einrichtung zum bestuecken von leiterplatten - Google Patents

Description

Telefonbau und Normalzeit GmbH 6000 Frankfurt/Main, Mainzer Landstr.128-146

Automatische Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten

Die Erfindung betrifft eine automatische Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen, insbesondere in der sogenannten Dual-In-Line-Ausführung, bei der diese durch ein Greifwerkzeug erfaßt und in die Leiterplatte eingedrückt v/erden.

Diese integrierten Halbleiterbausteine, auch Chip's genannt, besitzen beispielsweise 16 Beine, mit denen sie in entsprechende Bohrungen der Leiterplatte eingese-fcg-fc werden sollen und mit den Leitungs-

Bauteile können aber nach verschiedene Richtungen in unterschiedlichem Maß verbogen sein, so daß hierdurch bedingt beim Einsetzen dieser Bausteine immer wieder bei vorhandenen Einrichtungen Schwierigkeiten auftreten. Einzelne Beine wurden nicht in die entsprechenden Bohrungen eingeführt, sie werden parallel zur Leiterplatte abgebogen, so daß elektrische Eehler in der Leiterplatte auftreten und auch die Bausteine beschädigt werden.

Gegenstand der Erfindung ist es, die angeführten Schwierigkeiten zu vermeiden durch die Schaffung einer Einrichtung, bei der die Bausteine automatisch auch bei verbogenen Beinen mit größter

11 · · · · • ta

Anm. : Q?elefonbau und Normalzeit GmbH

Neue Beschreibungsiinleitung

ascs=ssss=s=ssXBSsss3B===asä

(ersetzt die Seiten 2 bis 4 der ursprünglichen Beschreibungseinleitung)

Genauigkeit in die Bohrungen der Leiterplatte eingesetzt werden.

Sie Neuerung löst die oben gestellte Aufgabe durch die in dem Hauptanspruch angegebene Merkmalskombination. Die Neuerung besteht im Prinzip darin, mehrere in einer Baumform Miteinander verbundene Verformungseinrichtungen vorzusehen, die die Anschlußbeine der Halbleiterbausteine in geeigneter Weise zu bearbeiten vermögen. Dabei werden zunächst durch eine Spreizzange möglicherweise auch durch vorausgegangene Schüttel-und Trans^ortvorgänge nach innen verbogene Anschlußbeine nach außen gebogen, so daß sie weiteren Formprozessen zugänglich sind und durch diese nicht etwa abgebrochen oder in die falsche Richtung verformt werden können. In einer zweiten Kammer werden die schon durch die Spreizzange vorgerichteten Anschlußbeine noch genauer ausgerichtet. Dabei können auch verbogene Anschlußbeine durch das Aufeinanderpressen zwischen den konischen Seitenwänden der ersten Kammer und den konischen Seitenflächen des £ormstempels wieder gerade gerichtet werden. Nachdem somit in der zweiten Kammer die Anschlußbeine auf jeder Sexte des Bausteins in ihrer Längsrichtung gleichgerichtet sind, wobei die Beine auf den beides Seiten des Bausteins jeweils durch die konische Porm der SOrmelemente etwas nach außen gerichtet sind und einen leichten Winkel zueinander aufweisen, gelangen sie anschließend über eine Rutsche zu einem zangenformigen Greifer. Dieser Greif er besitzt an seineoi unteren Ende einzelne einseitig offene !Trichter, die die Enden, der AnschluBbeine in der durch die Längsachse der

Anschlußbeine aufgespannten Ebene zu den vorgesehenen öffnungen, in der Leiterplatte zufuhren vermögen, wenn dir Baustein in der Längsrichtung der Anechlußbein· durch einen im den Anspruch nicht aufgeführten Stößel bewegt wird. Es ist somit durch die Führungstrichter nicht nur eine Führung der Anschlußbeinenden zur längsgeriohteten Symmetrieebene des Bausteins hin möglich, sondern auch eine Aasrichtung der Anschlußbeine in Querrichtung hierzu» d.h. zur Bausteinlängsachse.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Neuerung ergibt sich durch die im Anspruch 2 angegebene Merkmalskombination. Dabei ist die Baumform so getroffen, daß schon durch das Auseinanderspreizen der Anschlußbeine in der ersten Kammer diese gegenüber dem durch den geschlossenen Greifer gebildeten Innenraum soweit gedehnt sind, daß der Halbleiterbaustein durch die federnde Kraft seiner sich an die Innenwände des Greifers anlegenden Anschlußbeine in dem nach unten weitgehend geöffneten Greifer durch

ar)—

durch den geschlossenen Greifer nach unten herausgestoßen werden kann.

Die Überdehnung der Anschlußbeine kann in Weiterbildung der Erneuerung aber auch in zwei Stufen sowohl in der •rsten als auch in der zweiten Kammer aber auch nur in der zweiten Kammer vorgenommen werden, was zweckmäßigerweise durch, die in Anspruch, 3 "bzw. 4 vorgeschlagenen verbesserten Saumformen geschieht.

Zweckmäßigerweise wird nan die Führungstrichter derart anordnen, daß jedem Anschlußbein des Bausteins ein eigener

• · - 3 -

Trichter zugeordnet ist. Dabei sollte dieser Trichter aber nach einer Seite hin mindestens soweit geöffnet sein, daß das obere jeweils zum Baustein hin abgebogene Ende jedes Anschlußbeins bequem durch die offene Seite des jeweiligen Führungstrichters geführt werden kann. Der hier beschriebene Raumformgedanke ist für unterschiedlich ausgeformte Anschlußbeine ganz allgemein anwendbar. Zweckmäßigerweise wird man aber die Ausgestaltung der Führungstrichter an die Form der Anschlußbeine anpassen. Anspruch 6 beschreibt in Verbesserung der neuerungsgemäßen Haumform eine Ausgestaltung, wie ⁽ ) sie besonders für im wesentlichen quaderförmig ausgestaltete Anschlußbeine zweckmäßig ist» Hurch die dort beschriebene Baumform läßt sich eine besonders günstige und leichte Führung der zugeordneten Anschlußbeine in die zur Bestückung der Leiterplatte notwendige Lage erreichen.

Dabei vixd. neuerungsgemäß angestrebt, durch den Führungs-'" trishte? «fthjend des aa.ofe unten eerichteten Transnortes

di™ T*^·"*=*·*""^ '^na ">·» ·<—<-«>T α ίΐϊϊΐ'? ^^"B*! ^β Λΐ· A-iriK4kl τι en An—

schlußbeine mittels eines Ausrichtraums in die gewünschte -, Lage zu bringen und dann durch Weitertransport des Bausteins /-^ in der gleichen Eichtung die in die jeweilige Führungsnut eingefädelten Anschlußbeine sicher zu den gewünschten Öffnungen in der darunterliegenden Leiterplatte zu führen.

* Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anschließend näher erläutert. Es zeigen:

Fig.1 lie erfindungsgemäße automatische Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterballsteinen in schematischer Darstellung

Pt/sch
22.2.1979

Fig. 2 die Vorrichtung zum Vorrichten der Beine %

bei Bausteinen mit großen Abweichungen« g

Fig. 3 die Vorrichtung zum Richten der Beine in '

Querrichtung der Bausteine und zum Geben einer Vorspannung.

Fig.4 die Vorrichtung zum Ergreifen und Eindrücken des Bausteins in der Seitenansicht im Schnitt

Fig.5 die Vorrichtung nach Fig.4 in der Vorderansicht.

Fig.6 ausschnittweise ein Backen des GreifWerkzeuges in der Vorderansicht.

Fig.7 die Seitenansicht des Backens nach Fig.6

Die in Fig.1 schematisch dargestellte Einrichtung zum automatischen Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen wird durch einen Rechner gesteuert und besitzt/Stangen 1 eines Magazines 2 die integrierten Halbleiterbausteine 3-

Die Halbleiterbausteine gelangen mit Hilfe eines Schiebers in eine Vorrichtung 4 zum Vorrichten der Beine der Bausteine wenn diese stark verbogen sind. Anschließend werden die einzelnen Bausteine 3 in eine Vorrichtung 5 befördert, die die Beine in Querrichtung zur Längsachse der Bausteine richtet

-6-

B--

und gleichzeitig diesen eine Vorspannung nach, außen erteilt.

Durch eine gebogene Rinne 6 wandern dann die Bausteine einzeln in eine Vorrichtung 7 ^zum Greifen und Eindrücken in die Leiterplatte 8.

Fig.2 zeigt die Vorrichtung 4 im einzelnen zum Vorrichten der Beine der Bausteine 3· Dieses Vorrichten ist notwendig, wenn einzelne Bausteine stärkere Verbiegungen an ihren Beinen aufweisen, beispielsweise wenn die Bausteine vor dem Einsetzen in die Stangen 1 des Magazines 2 als Schüttgut angeliefert wurden. Der einzelne Baustein gelangt in dieser Vorrichtung in einen Schacht 10 mit schrägen Wänden 11, in den Backen 12 und 13 ragen. Über einen Druckluftzylinder 14 und einen Hebel wird ein Schlitten 16 bewegt. Bei der Bewegung des Schlittens 16 in Richtung des Bausteines wirken Rollen 17 derart auf schräge Flächen 18 der Backen 12 und 13, daß diese sich zangenartig öffnen und die Beine 19 des Bausteines 3 gegen die Wände 11 drücken. Nachdem diese eventuell vorhandenen starken Verbiegungen der Beine beseitig wurden, gelangt der Baustein in die in Fig.3 dargestellte Vorrichtung.

Bei der in Fig.3 dargestellten Vorrichtung 5 ist ebenfalls ein Schacht vorhanden, dessen konisch verlaufende Wände 22 auf ein genaues Maß gearbeitet sind, ebenfalls die Anlagefläche 23 für die Bausteine 3·

Über einen ähnlichen Druckluftzylinder wie in Fig. wird ein Richtschieber 24- in Richtung des Bausteines bewegt. Hierbei wird durch den unter Einwirkung der Feder 25 stehenden Stößel 26 der Baustein gegen die Fläche 23 gedrückt. Das Vorderteil des Richtschiebers 24- ist als Richtstempel 27 ausgebildet und durch die schrägen Flächen 28 werden die Beine 19 nach außen gegen die Flächen 22 auf ein exaktes Maß gebogen. Das Maß ist durch die Flächen 22 und 28 so gewählt,, daß eine Vorspannung der Beine 19 nach eußen erreicht wird.

Nach dem Verlassen dieser Vorrichtung gleitet der Baustein 3 durch die gebogene Ricne 6 (Fig.1) in das eigentliche Werkzeug 7 zum Greifen und Eindrücken, das in Fig.4- und 5 dargestellt ist. Der Baustein gleitet bei dem in Fig.4· und 5 dargestellten Greifwerkzeug in einen Transportschieber J1. Anschließend wird der Schieber y\ unter das Greifwerkzeug 7 bewegt und dabei von vorn Druckluft gegen den Baustein 3 geblasen, so da^ dieser exakt mit den dünnen Enden seiner hinteren Beine en einem Aaschlagstift 32 zur Anlage kommt. Während der Luftstrom den Baustein noch am Anschlag 32 hält, greift das Greifwerkzeug zu.

In dem Greifwerkzeug sind zwei Backen 34· und 35 gelagert. Am Ende ihrer oberen Schenkel tragen eie Rollen 4-7 bzw. 4-8, mit deren Hilfe sie über schräge Flächen eines Steuerschlittens, der durch den Druckluftzylinder 38 bewegt wird, zum Aufnehmen des Bausteines mit ihren Backen 34, 35

-8-

geöffnet werden können. Das Schließen der Backen 3^, 35 nach dem Ergreifen des Bausteines erfolgt über eine Druckfeder 39, die gegen die oberen Schenkel drückt.

Die Ausbildung der Backen 34- bzv ■> 35 an ihrem unteren Ende zeigen Pig. 6 und 7 ■> wobei in Fig. 7 ein Baustein 3 in. der Stellung dargestellt ist, in der er von den Backen des Greifwerkzeuges gefaßt wird. Die Backen 34-, 35 sind an ihrem unteren Ende kammartig so ausgebildet, daß sie die einzelnen Beine 19 des Bausteines 3 an drei Seiten umfassen können. Der Einlauf in die öffnungen 36 des Kammes 37 für die Beine ist konisch ausgebildet «nd abgerundet.

Fach dem Ergreifen des Bausteines 3 wird das Greif werkzeug 7 init Hilfe eines Druckluftzylinders an der Stelle über der Leiterplatte 8 abgesenkt, an der der Baustein 3 eingesetzt werden soll. Dann wird durch den Stößel 38, der durch den Druckluftfcylinder 39 gesteuert wird, der Baustein in der ijetzt feststehenden durch die Backen 34· und 35 gebildeten Zange nach unten bewegt.

Wie weiter Fig.7 zeigt werden die mit Vorspannung en den Backen 3^;+ und 35 anliegenden Beine bei der Eewegung des Bausteines in Pfeilrichtung durch die Flächen 4-0 zwischen den Zähnen 37 nach innen gerichtet, gleichzeitig die Beine in Längsrichtung durch die öffnungen 36 genau auf das exakte Maß der Bohrungen in der Leiterplette auch in Längsrichtung gebracht.

• · — ty *- t

Sobald die Beine des Bausteines in die Bohrungen in der Leiterplatte eintauchen, laufen die Bolzen 41 und 42, die mit dem Stößel 38 verbunden sind und sich mit ihm nach unten bewegt haben, mit ihren Schrägen 43, 44 auf die Rollen 45 und 46 der oberen Enden der Backen auf, und die Backen 34, 35 werden zwangsläufig geöffnet.

Der Baustein wird dann durch den Stößel 38 auf das vorgeschriebene Maß in die Leiterplatte eingedrückt, ohne daß die Beine I9 ctes Bausteines 3 an ihrem oberen, meist recht ungenau ausgebildeten Teil durch die Backen 34, 35 der Zange noch geführt werden.

Die Einrichtung wird anschließend durch die Druckluft zylinder in ihre Ausgangsposition zurückgeführt.

P 3323 GbmH 1486 I7.5.I976 Pos/kl

Claims (4)

1. Anm. : !Eelef onbau und Hormalzeit GmbH

   Neue Sohutzanspiüclie

   Automatische Einrichtung zum Bestücken -von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen, insbesondere in Jual-In-Lxne-Ausführung, welche die Halbleiterbausteine durch ein Greifwerkzeug erfaßt und in die Leiterplatte eindrückt,

   dadurch gekeimzeichnet,

   daß die Einrichtung eine einseitig geöffnete erste Kammer (10) zum Einlegen des Halbleiterbausteins (3) besitzt, wobei die Backen (12,13) einer Spreizzange (18) von der offenen Kammerseite her zwischen die Anschlußbeine (19) des Halbleiterbausteins (3) ragen, (siehe Pig.2) daß eine ebenfalls einseitig geöffnete, konische Seitenwände (22") aufweisende und unter der ersten Kammer (10) angeordnete zweite Kammer vorgesehen ist, in die von der offenen Seite der zweiten Kammer her ein ebenfalls konische-Fläche (28) aufweisender Formstempel (27) zwischen die Anschlußbeine (19) des Halbleiterbaustexns (3) einschiebbar ist (siehe Pig.3), daß am Ende einer von der zweiten Kammer ausgehenden Eutsche (6 in Fig.4) ein zangenförmiger Greifer (7) mit der Innenfläche seiner zwei zangenartig ausgebildeten Backen (34,35) an den Außenflächen* der Anschlußbeine (19) des Halbleiterbausteins (3) anliegt (siehe Fig.5, Fig.6) und

   daß die freien Enden der Backen (34,35) jeweils einen in den Raum zwischen die Backen ragenden Kamm aufweisen und die Zähne (37) des Kamms nach den Anschlußbeinen (19) des Halbleiterbausteins (3) zu offenen Führungstrichter bilden (siehe Fig.7).

   ils > ·
2. 2. Einrichtung nach. Ansprach. 1 ,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Öffnungsweite der in der ersten Kammer (10) zwischen die Anscblußt)eine (19) des Halbleiterbauelementes (3) ragenden Spreizzange (18) die Weite zwischen den Innenflächen der beiden Backen (34, 35) des geschlossenen Greifers (7) überragt.
3. 3- Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Öffnungsweite zwischen den konischen Seitenwänden (22) der zweiten Kammer die Öffnungsweite der Spreizzange (18) überragt.
4. 4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3₃ dadurch gekennzeichnet,

   daß die Öffnungsweite zwischen den konischen Seitenwänden (22) der zweiten Kammer die Öffnungsweite der beiden Backen 35) cl.es geschlossenen Greifers (7) überragt.

   Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

   daß die einseitig offenen Führungstrichter jeweils durch einen einseitig offenen, aus drei konisch zueinander verlaufenden glattea Flächen gebildeten Ausrichtraum (40) und einen sich daran anschließenden, in die gleiche Richtung wie der Ausriciitraum geöffneten, aus einer Bodenfläche und zwei senkrecht hierauf stehenden glatten Flächen gebildeten Führungsnut (36) gebildet sind.

   GbmH 1486
   1979-03-14
   Pt/Me.