DE10000414C2

DE10000414C2 - Process for the pin-free, offset-free installation of multilayer indoor systems

Info

Publication number: DE10000414C2
Application number: DE2000100414
Authority: DE
Inventors: Hilmar Wicke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-07
Filing date: 2000-01-07
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2020-01-08
Also published as: DE10000414A1

Abstract

Vorrichtung zur stiftlosen versatzfreien Montage von Multilayer-Innenlagen (ML) mit Klebefolien (Prepregs), bestehend aus einer Einricht-/Zentrierstation mit optischem Erfassungssystem (Kamera) und einer mit dieser über ein Transport-/Leiterplattenfixier-System verbundenen Montagestation, wobei das Leiterplattenfixier-System in Form einer vertikal bewegbaren Vakuumsaugplatte mit mindestens einem darin integrierten Schweißstempel ausgebildet ist, wobei ein erster Zylinder einen Beladehub und ein zweiter Zylinder einen Schweißhub ermöglicht.Device for the pin-free, offset-free assembly of multilayer inner layers (ML) with adhesive films (prepregs), consisting of a set-up / centering station with an optical detection system (camera) and an assembly station connected to it via a transport / circuit board fixing system, whereby the circuit board fixing System is designed in the form of a vertically movable vacuum suction plate with at least one welding stamp integrated therein, wherein a first cylinder enables a loading stroke and a second cylinder a welding stroke.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur stiftlosen versatz freien Montage von Multilayer-Innenlagen (ML) und Klebefolien (Prepregs) bestehend aus einer Einricht-/Zentrierstation mit optischem Erfassungssystem (Kamera) und einer mit dieser über ein Transport-/Leiterplattenfixier-System verbundenen Montage station.The invention relates to a device for pinless offset Free installation of multilayer inner layers (ML) and adhesive films (Prepregs) consisting of a setup / centering station with optical detection system (camera) and one with this over a transport / circuit board fixing system associated assembly station.

Mehrlagige Leiterplatten, sogenannte Multilayer, bestehen aus einer Mehrzahl von einzelnen Innenlagen, die über Zwischen schichten, sogenannte Prepregs miteinander verbunden sind.Multi-layer printed circuit boards, so-called multilayers, consist of a plurality of individual inner layers, the intermediate layers, so-called prepregs are connected to one another.

Aus der DE 196 28 163 A1 ist eine Vorrichtung zur stiftlosen versatzfreien Montage von Multilayer-Innenlagen und Klebefolien (Prepregs) bekannt. Die Vorrichtung weist eine Einricht- /Zentrierstation mit einem optischem Erfassungssystem (Kamera) auf, die über ein Transport-/Leiterplattenfixier-System aus ei ner Innenlagenstation mit Multilayer-Innenlagen und aus einer Prepregstation mit Klebefolien bzw. Pregregs bestückbar ist. Die Einricht-/Zentrierstation ist Teil einer mit dem Transport- /Leiterplattenfixier-System verbundenen Montagestation. Die Ka mera dient zur Erkennung von Zielmarken auf den Multilayer- Innenlagen und steuert die Position eines Leiterplattengreifers oder einer anderen Zentriereinrichtung, mit der der sogenannte Registriervorgang durchgeführt wird.From DE 196 28 163 A1 there is a device for pinless offset-free assembly of multilayer inner layers and adhesive films (Prepregs) known. The device has a / Centering station with an optical detection system (camera) on the ei via a transport / PCB fixing system Inner layer station with multilayer inner layers and from one Prepreg station can be equipped with adhesive films or pre-assemblies. The setup / centering station is part of a / PCB fixing system connected assembly station. The Ka mera is used to recognize target marks on the multilayer Inner layers and controls the position of a PCB gripper or another centering device with which the so-called Registration process is carried out.

Nachteilig bei der bekannten Vorrichtung ist, dass sie ein re lativ aufwendiges und kostenintensives Transport- /Leiterplattenfixier-System aufweist, das neben einem Leiter plattengreifer in einer Zentrierstation, jeweils einen Prepreggreifer in der Montage- und in der Prepregstation und jeweils einen Leiterplattengreifer in der Montagestation und in der Innenlagenstation benötigt. Die Montagestation weist im Be reich der Zentrierstation eine Mehrzahl von Schweißzangen zur punktförmigen Verbindung von Multilayer-Innenlagen und Klebefo lien auf. Weiterhin nachteilig dabei ist, dass das Leiterplat tenfixier-System auch gegenüber den fest angeordneten Schweiß zangen justiert werden muss.A disadvantage of the known device is that it is a re relatively complex and costly transport / PCB fixing system, which next to a conductor plate gripper in a centering station, one each Prepreg gripper in the assembly and prepreg station and one PCB gripper each in the assembly station and in the inner layer station is required. The assembly station points in the Be reaches a number of welding tongs for the centering station punctiform connection of multilayer inner layers and adhesive film lay on. Another disadvantage is that the circuit board tenfix system also compared to the fixed sweat pliers must be adjusted.

Weiterhin ist aus der DE 196 18 254 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung als automatisch arbeitendes System zur vollautoma tischen Registrierung und Fixierung von Multilayer-Innenlagen bekannt, das keinerlei mechanische Registrierung erfordert. Die Ausrichtung erfolgt ebenfalls auf Grundlage von Zielmarken bzw. Referenzpunkten. Die Vorrichtung arbeitet in einem Durchlauf prinzip mit den Optionen, dass die sortierten Innenlagen an die erforderlichen Prepreglagen manuell oder automatisch, beispiel weise mittels geeigneter computerunterstützter Handhabungsgerä te, zugeführt werden. Die einzelnen Lagen (Multilayer-Innenlage oder Prepreglage) werden in einer Einricht-/Zentrierstation mit einem optischen Erfassungssystem (Kamera) auf einem Ausricht tisch ausgerichtet und mit Hilfe eines Transportsystems zu ei ner Montagestation transportiert und montiert. In der Montage station erfolgt die Fixierung mit Hilfe eines Saugsystems.Furthermore, DE 196 18 254 A1 describes one method and one Device as an automatic system for fully automatic table registration and fixation of multilayer inner layers known that does not require any mechanical registration. The Alignment is also based on target marks or Reference points. The device works in one pass principle with the options that the sorted inner layers to the required prepreg layers manually or automatically, for example wise by means of suitable computer-assisted handling devices te. The individual layers (multilayer inner layer or prepreg position) in a set-up / centering station an optical detection system (camera) on an alignment aligned table and egg with the help of a transport system ner assembly station transported and assembled. In assembly station is fixed using a suction system.

Nachteilig dabei ist, dass die sortierten Multilayer-Innenlagen und die erforderlichen Prepreglagen mit Hilfe geeigneter compu terunterstützter Handhabungsgeräte zugeführt werden sollen. Dies erfordert zum einen relativ kostenintensive Handhabungsge räte und zum anderen, soweit die einzelnen Lagen durch Schweiß punkte fixiert werden sollen, eine zusätzlichen Anordnung von Schweißstempeln im Bereich der Montagestation.The disadvantage here is that the sorted multilayer inner layers and the required prepreg layers with the help of suitable compu ter-assisted handling devices are to be supplied. On the one hand, this requires relatively costly handling and on the other hand, as far as the individual layers are sweaty points to be fixed, an additional arrangement of Welding stamps in the area of the assembly station.

Weiterhin ist aus der DE 43 35 735 A1 eine Vakuumsaugplatte zum Transport von Leiterplatten bekannt. Die Vakuumsaugplatte weist eine Unterdruckansaugung für den Transport innerhalb einer Be arbeitungsmaschine und/oder eines Handhabungsgerätes auf und umfasst mind. eine Unterdruckkammer, wobei die Unterdruckkammer mit einer Vielzahl von Blenden über mind. eine Außenseite mit dem Werkstück und/oder der Umgebung in Verbindung steht und mind. eine Absaugöffnung aufweist. Durch eine derartige Ansaug baugruppe können Werkstücke, wie zum Beispiel Leiterplatten ü ber eine Vielzahl von Blenden angesaugt und gehalten werden. Die Verwendung einer solchen Vakuumsaugplatte in einem Lei terplattenfixier-System löst jedoch nicht das Problem, dass das Leiterplattenfixier-System auch gegenüber fest angeordneten Schweißzangen justiert werden muss.Furthermore, from DE 43 35 735 A1 a vacuum suction plate for Transport of circuit boards known. The vacuum suction plate has a vacuum suction for transport within a loading working machine and / or a handling device on and comprises at least one vacuum chamber, the vacuum chamber with a large number of panels over at least one outside is connected to the workpiece and / or the environment and has at least one suction opening. By such a suction Assembly can workpieces, such as circuit boards can be sucked in and held via a large number of panels. The use of such a vacuum suction plate in a lei However, the plate fixing system does not solve the problem that the Printed circuit board fixing system also arranged opposite Welding guns must be adjusted.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die bekannten Vorrichtungen so zu verbessern, dass sie wenig aufwendig und kostenintensiv ausgebildet sind und die bekannten Verfahren zur Herstellung von Multilayern einfacher und kostengünstiger durchgeführt werden können.The object of the present invention is therefore the known To improve devices so that they are not expensive and are cost-intensive and the known methods for Production of multilayers easier and cheaper can be carried out.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Pa tentanspruches 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Lei terplattenfixier-System in Form einer vertikal bewegbaren Vaku umsaugplatte mit mind. einem darin integrierten Schweißstempel ausgebildet ist, wobei ein erster Zylinder einen Beladehub und ein zweiter Zylinder einen Schweißhub ermöglicht.This task is carried out in conjunction with the preamble of Pa tent Claim 1 according to the invention solved in that the Lei Plate fixing system in the form of a vertically movable vacuum suction plate with at least one integrated welding stamp is formed, wherein a first cylinder a loading stroke and a second cylinder enables a welding stroke.

Dadurch, dass das Leiterplattenfixier-System in Form einer Va kuumsaugplatte mit mind. einem darin integrierten Schweißstem pel ausgebildet ist, kann auf eine Justierung des Leiterplat tenfixier-Systems gegenüber fest angeordneten Schweißzangen bzw. Schweißstempeln verzichtet werden. Auch ist es durch eine dadurch bedingte kompakte Anordnung möglich, auf zusätzlich Prepreg- und Leiterplattengreifer zu verzichten. Das Transport- /Leiterplattenfixier-System kann so relativ einfach und kosten günstig gestaltet werden. Entsprechend einfach und kostengüns tig können damit auch die mit dieser Vorrichtung durchzuführen den Verfahren gestaltet werden.The fact that the PCB fixing system in the form of a Va kuumsaugplatte with at least one integrated welding stand pel is formed on an adjustment of the circuit board tenfixing system compared to fixed welding guns or welding stamps are dispensed with. It's also through one resulting compact arrangement possible on additional To avoid prepreg and circuit board grippers. The transport / PCB fixing system can be relatively simple and cost-effective be designed cheaply. Accordingly simple and inexpensive tig can also be carried out with this device the procedure.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vakuumsaugplatte eine Mehrzahl von Schweißstempeln auf, die in einander gegenüberliegenden Reihen angeordnet sind. According to a preferred embodiment of the invention, the Vacuum suction plate on a plurality of welding dies, which in opposite rows are arranged.

Durch die Anordnung einer Mehrzahl von Schweißstempeln, kann eine entsprechende Anzahl von Schweißpunkten in einem Arbeits gang gesetzt werden.By arranging a plurality of welding punches, a corresponding number of welding spots in one work be set.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Schweißstempel in den gegenüberliegenden Reihen eine unsymmetrische Anordnung auf. Die Vakuumsaugplatte ist dabei um eine vertikale Achse drehbar. Durch das Verschwenken um eine vertikale Achse der Vakuumsaugplatte mit Schweißstempeln in ge genüberliegenden Reihen mit unsymmetrischer Anordnung, lassen sich vorteilhaft versetzte Schweißpunkte anordnen. Auch ist es so möglich, die Zahl der Schweißstempel zu reduzieren.According to a further preferred embodiment of the invention show the welding stamps in the opposite rows asymmetrical arrangement. The vacuum suction plate is over a vertical axis rotatable. By pivoting one vertical axis of the vacuum suction plate with welding stamps in ge opposite rows with asymmetrical arrangement, leave arrange advantageously offset welding spots. It is too as possible to reduce the number of welding punches.

Dadurch, dass die Schweißstempel der Vakuumsaugplatte (Vakuum- Handling-Platte)zugeordnet bzw. verbunden sind, kann die jewei lige Multilayer-Innenlage in der Einricht-/Zentrierstation aus gerichtet, von der Vakuumsaugplatte aufgenommen und exakt in die Montagestation (Registrierstation) umgesetzt und ver schweißt werden. Grundsätzlich können durch die erfindungsgemä ße Vorrichtung auch Teilpakete von ausgerichteten und fixierten Innenlagen zueinander ausgerichtet, fixiert und verschweißt werden.Because the welding stamp of the vacuum suction plate (vacuum Handling plate) are assigned or connected, the respective multilayer inner layer in the setup / centering station directed, picked up by the vacuum suction plate and exactly in the assembly station (registration station) implemented and ver be welded. Basically, the inventive ß device also partial packages of aligned and fixed Inner layers aligned with each other, fixed and welded become.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeich nungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise veranschaulicht sind.Further details of the invention emerge from the following detailed description and the attached drawing in which preferred embodiments of the invention are illustrated, for example.

In den Zeichnung zeigen:The drawings show:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur stiftlosen versatzfreien Montage von Multilayer-Innenlagen, Fig. 1 is a side view of apparatus for pinless offset-free mounting of multilayer inner layers,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung von Fig. 1 und Fig. 2 is a plan view of the device of Fig. 1 and

Fig. 3 eine Seitenansicht eines Presspaketaufbaues aus ML- Innenlagen und Klebefolien im Schnitt und Ausriss. Fig. 3 is a side view of a press package structure from ML inner layers and adhesive films in section and tear.

Eine Vorrichtung 1 zur Registrierung bzw. versatzfreien Montage von Innenlagen bzw. Multilayer-Innenlagen (ML) 2 zu einer Lei terplatte bzw. einem Multilayer 3 besteht im Wesentlichen aus einer Justagestation bzw. Einricht-/Zentrierstation 4, einer Registrierstation bzw. Montagestation 5 und einer Arbeitsein heit bzw. einem Leiterplattenfixier-System 6.A device 1 for registration or offset-free assembly of inner layers or multilayer inner layers (ML) 2 to a Lei terplatte or a multilayer 3 consists essentially of an adjustment station or set-up / centering station 4 , a registration station or assembly station 5 and a unit of work or a circuit board fixing system 6 .

In der Einricht-/Zentrierstation 4 ist eine Justageplatte 7 zur Aufnahme einzelner Multilayer-Innenlagen 2 angeordnet. Die Jus tageplatte 7 ist als eine Vakuumplatte ausgebildet, auf der ei ne aufliegende Innenlage 2 durch ein Vakuum fixierbar bzw. spannbar ist. Die Justageplatte 7 ist durch eine Justageeinheit 8 in einer horizontalen Ebene justierbar. Zu diesem Zweck weist die Justageeinheit 8 nicht dargestellte von einem Kamerasystem 9 gesteuerte Stelleinheiten auf.An adjustment plate 7 for accommodating individual multilayer inner layers 2 is arranged in the setting / centering station 4 . The Jus day plate 7 is designed as a vacuum plate, on the egg lying inner layer 2 can be fixed or tensioned by a vacuum. The adjustment plate 7 is adjustable by an adjustment unit 8 in a horizontal plane. For this purpose, the adjustment unit 8 has actuating units, not shown, controlled by a camera system 9 .

Das Leiterplattenfixier-System 6 weist einen ersten Zylinder 10 für einen in einer senkrechten Achse erfolgenden Beladehub und einen zweiten Zylinder 11 für einen ebenfalls in der senkrech ten Achse liegenden Schweißhub auf. An seinem der Justageplatte 7 zugewandten unteren Ende weist das Leiterplattenfixier-System 6 eine parallel zur Justageplatte 7 angeordnete Vakuum- Handling-Platte bzw. Vakuumsaugplatte 12 auf.The circuit board fixing system 6 has a first cylinder 10 for a loading stroke taking place in a vertical axis and a second cylinder 11 for a welding stroke also lying in the vertical axis. At its lower end facing the adjustment plate 7 , the circuit board fixing system 6 has a vacuum handling plate or vacuum suction plate 12 arranged parallel to the adjustment plate 7 .

Grundsätzlich ist es auch möglich, anstelle der Justageplatte 7 die Vakuumsaugplatte 12 mit der Justageeinheit 8 zu verbinden, um die Innenlage 2 zu justieren.In principle, it is also possible to connect the vacuum suction plate 12 to the adjustment unit 8 instead of the adjustment plate 7 in order to adjust the inner layer 2 .

Das Leiterplattenfixier-System 6 ist beispielweise über zwei parallele Schienen 13 zwischen der Einricht-/Zentrierstation 4 und der Montagestation 5 verfahrbar.The circuit board fixing system 6 can be moved, for example, via two parallel rails 13 between the setup / centering station 4 and the assembly station 5 .

Die Montagestation 5 weist in einer ebenfalls horizontal ange ordneten Ebene eine Unterlage 14 auf. Die Unterlage 14 ist e benfalls als eine Vakuumplatte ausgebildet, auf der eine auf ihr aufliegende erste Innenlage 15 fixiert bzw. gespannt wird. The assembly station 5 has a base 14 in a likewise horizontally arranged plane. The base 14 is also formed as a vacuum plate on which a first inner layer 15 resting on it is fixed or stretched.

Der Vakuumsaugplatte 12 sind insgesamt zwölf Schweißstempel 16 in gegenüberliegenden Reihen zugeordnet, so dass zwölf Schweiß punkte 17 gleichzeitig gesetzt werden können. Durch Verschwen ken der Vakuumsaugplatte 12 um 180° um eine senkrechte Achse können bei unsymmetrischer Anordnung der Schweißstempel 16 die Schweißpunkte 17 aufeinanderfolgender Multilayer-Innenlagen 2 versetzt zueinander angeordnet werden.The vacuum suction plate 12 are assigned a total of twelve welding punches 16 in opposite rows, so that twelve welding points 17 can be set simultaneously. By pivoting the vacuum suction plate 12 through 180 ° about a vertical axis, the welding spots 17 of successive multilayer inner layers 2 can be arranged offset from one another in the case of an asymmetrical arrangement of the welding stamps 16 .

Zum Verschweißen von Leiterplatten 3 aus gestapelten Multilay er-Innenlagen 2 können den Schweißstempeln 16 gegenüberliegend angeordnete von unten zuführbare, nicht dargestellte Gegenstem pel als Schweißstempel zugeordnet sein.For welding circuit boards 3 from stacked multilayer inner layers 2 , the welding punches 16 can be arranged opposite one another and can be supplied from below, not shown, as a stamp.

Zur Registrierung von Multilayer-Innenlagen 2 des Multilayers 3 wird die erste Innenlage 15 auf die Justageplatte 7 aufge bracht. Zu diesem Zweck kann die Justageplatte 7 manuell oder automatisch beladen werden. Die Multilayer-Innenlage 2 bzw. die erste Innenlage 15 wird auf der Justageplatte 7 durch ein Vaku um gespannt. Mit Hilfe des Kamerasystems 9 und der Justageein heit 8 wird die Multilayer-Innenlage 2 anhand der auf ihr ange ordneten Registrierpunkte ausgerichtet und von der Vakuumsaug platte 12 ausgerichtet, d. h. in einer vorgegebenen Lage, über nommen. Die Vakuumsaugplatte 12 wird nach Einschalten ihres Va kuums und Ausschalten des Vakuums der Justageplatte in vertika ler Richtung nach oben, d. h. von der Justageplatte 7 weg, und durch seitliches Verfahren auf den Schienen 13 und Absetzen auf der Unterlage 14 umgesetzt. Nach dem Absetzen der ersten Innen lage 15 auf der Unterlage 14 wird die erste Innenlage 15 durch Anlegen eines Vakuums auf der Unterlage 14 gespannt und die Va kuumsaugplatte 12 in ihrer Ausgangsposition in die Einricht- /Zentrierstation 4 zurückgefahren. Während eine zweite Innenla ge 18 in der Einricht-/Zentrierstation 4 ausgerichtet wird, wird die erste Innenlage 15 in der Montagestation 5 mit einer Zwischenschicht 19 beladen. Anschließend wird die zweite Innen lage 18 von dem Leiterplattenfixier-System 6 bzw. Vakuumsaug platte 12 von der Justageplatte 7 übernommen und lagerichtig auf die erste Innenlage in der Montagestation 5 umgesetzt. For registration of multilayer inner layers 2 of the multilayer 3 , the first inner layer 15 is brought up on the adjustment plate 7 . For this purpose, the adjustment plate 7 can be loaded manually or automatically. The multilayer inner layer 2 or the first inner layer 15 is stretched on the adjustment plate 7 by a vacuum. With the help of the camera system 9 and the adjustment unit 8 , the multilayer inner layer 2 is aligned on the basis of the registration points arranged on it and aligned by the vacuum suction plate 12 , ie in a predetermined position. The vacuum suction plate 12 is after switching on their Va kuums and switching off the vacuum of the adjustment plate in the vertical direction upwards, ie away from the adjustment plate 7 , and implemented by lateral movement on the rails 13 and settling on the base 14 . After depositing the first inner layer 15 on the base 14 , the first inner layer 15 is stretched by applying a vacuum on the base 14 and the Va kuumsaugplatte 12 retracted in its initial position in the set-up / centering station 4 . While a second inner layer 18 is aligned in the set-up / centering station 4 , the first inner layer 15 in the assembly station 5 is loaded with an intermediate layer 19 . Subsequently, the second inner layer 18 is taken over by the circuit board fixing system 6 or vacuum suction plate 12 from the adjustment plate 7 and implemented in the correct position on the first inner layer in the assembly station 5 .

Anschließend wird die zweite Innenlage 18 durch Verschweißen über die Zwischenschicht 19 auf der ersten Innenlage 15 fi xiert. Zu diesem Zweck werden über die Schweißstempel 16 die Schweißpunkte 17 gesetzt. Anschließend wird der Vorgang mit den weiteren Multilayer-Innenlagen 2 wiederholt. Die zu dem Multi layer 3 gestapelten Multilayer-Innenlagen 2, die fixiert und lagerichtig zueinander angeordnet sind, werden anschließend komplettiert und in einer Presse unter Druck und Vakuum verbun den.The second inner layer 18 is then fi ﬁ xed by welding over the intermediate layer 19 on the first inner layer 15 . For this purpose, the welding spots 17 are set via the welding stamp 16 . The process is then repeated with the other multilayer inner layers 2 . The multilayer inner layers 2 stacked to form the multi layer 3 , which are fixed and arranged in the correct position with respect to one another, are then completed and connected in a press under pressure and vacuum.

Claims

1. Device for the pin-free, offset-free assembly of multilayer inner layers (ML) and adhesive films (prepregs) consisting of a setup / centering station with an optical detection system (camera) and an assembly station connected to it via a transport / circuit board fixing system, characterized that the circuit board fixing system is designed in the form of a vertically movable vacuum suction plate ( 12 ) with at least one welding stamp ( 16 ) integrated therein, the first cylinder ( 10 ) enabling a loading stroke and the second cylinder ( 11 ) enabling a welding stroke.

2. Device according to claim 1, characterized in that the vacuum suction plate ( 12 ) has a plurality of welding stamps ( 16 ) which are arranged in mutually opposite rows.

3. Device according to claim 2, characterized in that the welding stamps ( 16 ) have an asymmetrical arrangement in the opposite rows.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized that the vacuum suction plate by a vertical Axis is rotatable.