<Desc/Clms Page number 1>
Werkwijze voor het verwarmen van een strookvormige drager in een oven en inrichting voor het bevestigen van tenminste een component op een strookvormige drager.
EMI1.1
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwarmen van een strookvormige drager in een oven, die in een transportrichting door de oven wordt geleid.
De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het bevestigen van tenminste een component op een strookvormige drager.
Een dergelijke werkwijze en inrichting zijn bekend uit de brochure 'Surface Mount Assembly Equipment'van Philips Electronics N. gedateerd februari 1993. Een printplaat (de strookvormige drager), die is voorzien van soldeer en op het soldeer geplaatste componenten, wordt door een oven geleid, waarbij in de oven het soldeer smelt en een mechanische verbinding tussen de componenten en de printplaat vormt.
Indien de oven wordt gebruikt voor het verwarmen van een relatief lange strookvormige drager, waarbij telkens slechts een gedeelte van de strookvormige drager in de oven is, kunnen storingen zoals onderbrekingen of vertragingen in de aanvoer of afvoer van de rest van de strookvormige drager optreden, waardoor de strookvormige drager niet of te langzaam in de transportrichting wordt getransporteerd. Daardoor verblijft het in de oven gelegen gedeelte van de strookvormige drager te lang in de oven en wordt oververhit en beschadigd. Het uitzetten van de oven bij storingen biedt geen oplossing omdat de oven slechts langzaam afkoelt.
De uitvinding beoogt een werkwijze te verschaffen waarbij bovengenoemde bezwaren worden vermeden.
De werkwijze volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk dat de oven in een aan de transportrichting tegengestelde richting wordt verplaatst in het geval dat er een storing in de aanvoer of afvoer van de strookvormige drager wordt gedetecteerd.
Bij een storing, die bijvoorbeeld met behulp van sensoren wordt gedetecteerd, wordt de strookvormige drager niet meer in de transportrichting getransporteerd. Om oververhitting te voorkomen wordt de oven in een aan de
<Desc/Clms Page number 2>
V.,transportrichting tegengestelde richting verplaatst, waardoor de reeds verwarmde gedeeltes van de drager kunnen afkoelen. Bovendien blijft een relatieve beweging van de strookvormige drager ten opzichte van de oven behouden, waardoor nog niet verwarmde gedeeltes van de strookvormige drager door de oven worden verwarmd.
Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat na de storing de oven in de transportrichting wordt verplaatst.
Zodoende kan bij een volgende storing de oven weer in een aan de transportrichting tegengestelde richting worden verplaatst, terwijl de afstand waarover de oven verplaatsbaar is relatief gering kan zijn.
Een andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de strookvormige drager, die buigzaam is, in een voor en/of na de oven gelegen lusvormige buffer wordt gevoerd, waarbij de oven in een aan de transportrichting tegengestelde richting wordt verplaatst in het geval dat er een storing in een buffer wordt gedetecteerd.
Bij een buigzame strookvormige drager kan door middel van een lus in de strookvormige drager een buffer worden gevormd, waarmee relatief korte storingen kunnen worden opgevangen en waardoor de oven niet bij elke storing behoeft te worden verplaatst. Als er een storing in de buffer optreedt, waardoor de drager niet langer door de oven wordt getransporteerd, dan wordt de oven in een aan de transportrichting tegengestelde richting getransporteerd om een relatieve beweging van de strookvormige drager ten opzichte van de oven te behouden.
Een nog andere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de oven in een aan de transportrichting tegengestelde richting wordt verplaatst in het geval dat wordt gedetecteerd dat de voor de oven gelegen buffer vol is.
Als de buffer leeg is, wordt de strookvormige drager in de oven niet langer in de transportrichting getransporteerd maar wordt de oven in een aan de transportrichting tegengestelde richting verplaatst in de richting van de buffer. Na de storing wordt de strookvormige drager voor de buffer weer in de transportrichting getransporteerd terwijl de strookvormige drager in de oven nog niet wordt getransporteerd, waardoor de buffer wordt gevuld. De oven wordt tijdens het vullen van de buffer in de richting van de buffer getransporteerd om een relatieve beweging van de strookvormige drager ten opzichte van de oven te behouden.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Een uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de voor de oven gelegen buffer wordt gevuld alvorens de oven in de transportrichting wordt verplaatst.
Door een volle buffer kunnen relatief korte storingen worden opgevangen, waardoor de oven niet bij elke storing behoeft te worden verplaatst.
Een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de oven in een aan de transportrichting tegengestelde richting wordt verplaatst in het geval dat wordt gedetecteerd dat de na de oven gelegen buffer vol is.
Met de na de oven gelegen buffer kunnen relatief korte storingen in het afvoeren van de strookvormige drager worden opgevangen. Als de buffer vol is, wordt de strookvormige drager in en na de oven niet langer in de transportrichting getransporteerd. Door het verplaatsen van de oven in een aan de transportrichting tegengestelde richting blijft een relatieve beweging van de strookvormige drager ten opzichte van de oven behouden.
De uitvinding beoogt tevens een inrichting te verschaffen, voor het bevestigen van tenminste een component op een strookvormige drager, die in een transportrichting door de inrichting wordt geleid, waarmee de bezwaren van de bekende inrichting worden vermeden.
De inrichting volgens de uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van een componenten-plaatsingsinrichting voor het plaatsen van de component op de strookvormige drager, terwijl is voorzien van een oven, die verplaatsbaar is in een richting in en tegengesteld aan de transportrichting, waarbij de componenten-plaatsingsinrichting in de transportrichting gezien voor de oven is gelegen.
Op de strookvormige drager, die is voorzien van soldeer, worden componenten geplaatst, waarbij vervolgens in de oven het soldeer wordt gesmolten en de componenten met de strookvormige drager worden verbonden. Met behulp van de verplaatsbare oven kunnen storingen in het transport van de strookvormige drager worden opgevangen en wordt oververhitting van de strookvormige drager voorkomen.
Tussen de oven en de componenten-plaatsingsinrichting kan een buffer worden gevormd zodat storingen in de componenten-plaatsingsinrichting kunnen worden opgevangen en de oven bij relatief korte storingen niet behoeft te worden verplaatst.
<Desc/Clms Page number 4>
verdereEen uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt gekenmerkt doordat de inrichting is voorzien van een testinnchting voor het testen van een elektrisch circuit op de drager dat door de componenten-plaatsingsinrichting op de drager geplaatste componenten omvat, welke testinnchting in de transportrichting gezien na de oven is gelegen.
In de testinrichting wordt gecontroleerd of het op de strookvormige drager gevormde elektrische circuit functioneert. Tussen de oven en de testinrichting kan een buffer worden gevormd zodat storingen in de testinnchting kunnen worden opgevangen en de oven bij relatief korte storingen niet behoeft te worden verplaatst.
De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin figuur 1 geschematiseerd een zijaanzicht van een inrichting volgens de uitvinding met randapparatuur toont, figuur 2 een oven volgens de uitvinding toont.
In de verschillende figuren is voor de overeenkomende onderdelen van dezelfde verwijzingscijfers gebruik gemaakt.
Figuur 1 toont een inrichting 1 voor het plaatsen en bevestigen van elektronische componenten op een folie (strookvormige drager) 3, bijvoorbeeld van polyimide, die is voorzien van een elektrisch geleiderpatroon. De inrichting 1 is voorzien van een afrolinrichting 5, een stencilinnchting 7, een componentenplaatsingsinrichting 9, een oven 11, een testinnchting 13 en een opwikkelinrichting 15.
De op een rol 17 opgewikkelde folie 3 wordt op een as 19 van de afrolinrichting 5 geschoven. De afgerolde folie 3 wordt in een stencilinrichting 7 met behulp van een stencil voorzien van soldeerpasta. Vervolgens wordt de folie 3 in de componentenplaatsingsinrichting 9 voorzien van componenten, waarna de componenten in de oven 11 na smelten van de soldeerpasta met de folie 3 worden verbonden. Daarna worden de op de folie 3 gevormde elektrische circuits getest in de testinnchting 13. Uiteindelijk wordt de folie 3 weer opgerold op een as 21 van de opwikkelinrichting 15 tot een rol 23. De afrolinrichting 5, de stencilinnchting 7, de componenten-plaatsingsinrichting 9, de testinrichting 13 en de opwikkelinrichting 15 zijn op zieh bekende inrichtingen.
Tussen de verschillende inrichtingen zijn door middel van lussen 25 in de folie 3 buffers
EMI4.1
gevormd, waardoor bij een storing in een van de inrichtingen de andere inrichtingen i 9 nog een tijd door kunnen blijven werken alvorens ook deze inrichtingen moeten worden gestopt. De lengte van de lussen wordt zodanig gekozen dat de buffer niet leeg raakt bij
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
een gemiddelde vertraging ten gevolge van een storing. Met behulp van optische sensoren worden de minimaal en maximaal toelaatbare lengte van de lussen bewaakt zodat de inrichtingen tijdig kunnen worden gestopt, versneld of vertraagd. Ook wordt met optische sensoren een eventuele breuk in de folie 3 gedetecteerd.
Figuur 2 toont een oven 11, die op wielen 27 van een eerste aanslag 29 naar een tweede aanslag 31 verrijdbaar is met behulp van een vast opgestelde motor 33.
De motor 33 drijft een spindel 35 aan, waardoor een aan de oven 11 bevestigde moer 37 over de spindel 35 wordt verplaatst en de oven 11 in of tegengesteld aan de transportrichting wordt verplaatst. De folie 3 wordt in de oven 11 ondersteund door een plaat 39 en door de oven 11 getransporteerd in de transportrichting X met behulp van een door een motor 41 aangedreven wrijvingsrol Met behulp van een spanrol 45, die in een aan de wrijvingsrol 43 tegengestelde richting wordt aangedreven, wordt de folie 3 vlak getrokken. Voor de oven 11 is een buffer 47 aanwezig die wordt gevormd door een lus 25 in de folie 3. De minimaal en maximaal toelaatbare lengte van de lus 25 wordt met behulp van optische sensoren bepaald, waarbij met een eerste sensor 49 een minimum niveau Ll en met een tweede sensor 51 een maximum niveau L2 wordt gedetecteerd.
Met een sensor 53 wordt een breuk van de folie 3 in de lus 25 van de buffer 47 gedetecteerd. De maximale lengte van de folie 3 in de lus 25 bedraagt LLmax. In transportrichting X gezien is na de oven 11 een lusvormige buffer 55 gelegen, waarvan de maximaal toelaatbare lengte met behulp van een sensor 57 wordt gedetecteerd.
De oven 11 is verder voorzien van een controle-inrichting 59 waarmee van de sensoren 49, 51, 53, 57 afkomstige signalen worden verwerkt en waarmee de verplaatsing van de oven 11 wordt gestuurd. Tevens wordt met behulp van de controleinrichting 59 de temperatuur in de oven 11 bewaakt en geregeld.
In het navolgende is LL de lengte van de folie 3 in de lus 25 van de buffer 47 LL. de maximale lengte van de folie 3 in de lus 25 van de buffer 47 Vfovea absolute snelheid van de folie 3 in de oven 11 (bepaald door de motor 41) V de absolute snelheid van de oven 11 (bepaald door de motor 33) V de snelheid van de folie 3 ten opzichte van de oven 11 met Vftd'fovta*'ovem
<Desc/Clms Page number 6>
43.Vfrefmin de minimaal toelaatbare relatieve snelheid van de folie 3 ten opzichte van de oven 11, waarbij de folie 3 niet oververhit wordt ;
EMI6.1
VfretmM maximaal toelaatbare relatieve snelheid van de folie 3 ten Vf" opzichte van de oven 11, waarbij de folie 3 voldoende wordt verwarmd Vf"k. i. : 5 Vf. 1 : 5 Vf. 1.. ; frehnin ffd freimax) Vfovcn-Vfreimax) Vfcomp de snelheid van de folie 3 in de componenten-plaatsingsinhchting 9.
Vf,
Om er voor te zorgen dat de componenten-plaatsingsinrichting 9 zo min mogelijk behoeft te worden gestopt, wordt gekozen voor Vfrel#Vfcomp.
Er wordt uitgegaan van een situatie dat de oven 11 in een beginpositie tegen de aanslag 29 ligt, dat de buffer 47 gedeeltelijk is gevuld, dat de snelheid van de
EMI6.2
folie V ==V en dat de oven 11 stil staat, Vovro=0. Aangezien de snelheid Vfovro van de folie 3 in de oven 11 groter is dan de snelheid Vfcomp in de componentenplaatsingsinrichting 9 wordt de lus 25 in de buffer 47 korter. Dit gebeurt ongeacht of er een storing in het traject voor de oven 11 optreedt. Op het moment dat door de sensor 49 geen folie 3 wordt gedetecteerd, wordt de motor 41 uitgeschakeld en het folietransport in de oven 11 gestopt, Vfovro=0. De motor 33 wordt geactiveerd en de oven 11 wordt in de richting van de buffer 47 verplaatst.
De snelheid van de oven 11 wordt zo laag mogelijk gehouden om een maximale tijd ter beschikking te hebben
EMI6.3
alvorens de oven 11 tegen de aanslag 31 ligt, Vo=-V. relatieve snelheid van de folie 3 in de oven 11 bedraagt hierbij Vf=Vf-V==V. oven 11 wordt in de richting van de buffer 47 verplaatst totdat door de sensor 51 folie 3 wordt
Degedetecteerd en het niveau L2 van de buffer 47 is bereikt.
Op het moment dat de buffer 47 vol is, wordt de motor 41 ingeschakeld
EMI6.4
waardoor folie 3 met een snelheid V, =V] door de oven 11 wordt getransporteerd en wordt de motor 33 omgeschakeld zodat de oven 11 in de richting van de beginpositie tegen de aanslag 29 wordt getransporteerd. De oven 11 wordt zo snel mogelijk naar de beginpositie getransporteerd, waarbij de oven 11 echter niet over reeds verwarmde folie 3 mag worden getransporteerd en een minimaal snelheidsverschil Vfrel=Vfrelmin tussen oven 11 en folie 3 moet worden gewaarborgd. De oven 11 wordt met een snelheid
EMI6.5
V=Vf-VM=V-V de beginpositie verplaatst.
VI"Icn=Vf, e
<Desc/Clms Page number 7>
EMI7.1
Tijdens het verplaatsen van de oven 11 naar de beginpositie, vermindert ". De lengte van de buffer 47 wordt de lengte van de buffer 47 doordat Vfeomp < Vroven. zodanig gekozen dat de buffer 47 nog niet leeg is op het moment dat de oven 11 de beginpositie tegen aanslag 29 heeft bereikt. Enige tijd later is de buffer 47 weer leeg en wordt de hierboven beschreven cyclus herhaald.
Bij een experiment was :
EMI7.2
Op het moment dat de buffer 47 leeg is, waarbij de lengte LL van de lus 25 nul is, LL=0, wordt de folie 3 in de oven 11 stilgezet, Vf=0, en wordt de oven 11 in de richting van de buffer 47 getransporteerd, Vovcn=-1, 6mm/sec. De buffer 47 wordt gevuld in tvui=LLmax/Vfcomp=100/2,5=40 sec. De oven 11 is gedurende 1 over
EMI7.3
een afstand L",. 6x40=-64 mm verplaatst. De oven 11 wordt vervolgens in de richting van de aanslag 29 verplaatst met een snelheid van Vovea=VfretmM'Vfretmm=2, De oven 11 bereikt de aanslag 29 na t=L/V=64/l=64 sec. De buffer 47 is gedurende t korter geworden en wel tterug ) mm. De buffer 47 is weer leeg na een periode van 4ceg= sec nadat de oven 11 de aanslag 29 heeft bereikt.
Bij een storing in het transport van de folie 3 voor de oven 11 waarbij Vfcomp=0 mm/sec wordt, is de buffer 47 eerder leeg en wordt de oven 11 eerder in de richting van de buffer 47 getransporteerd. Indien de oven 11 tot tegen de aanslag 31 is getransporteerd, wordt de oven 11 stil gezet en uitgeschakeld. Doordat de oven 11 relatief langzaam afkoelt, kan het gedeelte van de folie 3 dat in de stilstaande oven 11 is gelegen, oververhit raken. Dit gedeelte moet extra worden gecontroleerd en eventueel worden verwijderd.
Als door de sensor 57 folie 3 wordt gedetecteerd dan is de buffer 55 vol.
Dit kan bijvoorbeeld optreden als het folie 3 na de oven 11 niet langer in de transportrichting X wordt getransporteerd. Het folietransport in de oven 11 wordt dan gestopt en de oven 11 wordt op de hierboven beschreven wijze in de richting van de buffer 47 getransporteerd. Doordat er geen folietransport in en na de oven 11
<Desc/Clms Page number 8>
plaatsvindt, wordt de buffer voor de oven 11 relatief snel gevuld. Als door de sensor 51 folie 3 wordt gedetecteerd, is ook de buffer 47 vol. De componentenplaatsingsinrichting 9 wordt dan gestopt. Op het moment dat het folietransport na en in de oven 11 weer op gang komt, wordt de oven 11 weer naar de beginpositie getransporteerd.
Tijdens normale produkte wordt de folie 3 stapsgewijs door de componenten-plaatsingsinrichting 9 gevoerd, terwijl de folie 3 met een continue snelheid door de oven 11 wordt gevoerd. De buffer 47 vangt het onregelmatig verloop op dat hierdoor wordt veroorzaakt.
Het is ook mogelijk om een normale snelheid Vfoven kleiner te houden dan Vfeomp. De buffer 47 loopt dan relatief snel vol. Op het moment dat de buffer 47 vol is, wordt de snelheid van de folie in de oven 11 tijdelijk verhoogd, waarbij Vf Vp.
Op het moment dat de buffer 47 leeg is, wordt de snelheid van de folie in de oven 11 weer verlaagd. Op deze wijze behoeft de oven 11 tijdens een continue produktie niet te worden verplaatst. Indien echter de componenten-plaatsingsinrichting gedurende langere tijd stil valt, waarbij de buffer 47 niet meer wordt aangevuld en na verloop van tijd leeg is, waarna het folietransport in de oven 11 stil valt, dan wordt de oven 11 in de richting van de buffer 47 verplaatst om oververhitting van de folie te voorkomen. Ook indien de testinrichting gedurende langere tijd stil valt, waarbij de buffer 55 niet wordt geleegd en vol raakt, waardoor het folietransport in de oven 11 stil valt, wordt de oven 11 in de richting van de buffer 47 verplaatst om oververhitting van de folie te voorkomen.
Tussen de componenten-plaatsingsinrichting 9 en de oven 11 liggen de componenten in de op de folie 3 aangebrachte, kleverige soldeerpasta. Om het risico te verkleinen dat de componenten in de buffer 47 van de folie 3 vallen, is de maximale lengte van de lus 25 van de buffer 47 proefondervindelijk vastgesteld. Na de oven 11 zitten de componenten vast op de folie 3 en kunnen er niet meer afvallen. De maximale lengte van de lus 25 van de buffer 55 kan dan relatief groot zijn.
Hoewel de uitvinding is beschreven voor het verwarmen van een buigzame folie in een oven is het ook mogelijk om een ketting van starre printplaten in een transportrichting door de oven te leiden waarbij de oven in een aan de transportrichting tegengestelde richting wordt verplaatst indien een storing in de aan- of afvoer van de ketting optreedt.