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Verfahren und Vorrichtung zur Bestückung gedruckter Schaltungen Liegt
bei der Herstellung gedruckter Schaltungen die Grundplatte der gedruckten Schaltung
mit den gewünschten leitenden Verbindungen fertig vor, so sind noch folgende Arbeitsvorgänge
zur Bestückung der gedruckten Schaltung erforderlich: 1. Die Grundplatte der gedruckten
Schaltung muß mit Löchern zur Aufnahme der Anschlußdrähte der Bauelemente versehen
werden.
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2. Die Anschlußdrähte der Bauelemente müssen rechtwinklig abgebogen
werden.
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3. Die Bauelemente müssen mit ihren rechtwinklig abgebogenen Anschlußdrähten
in die Löcher der Grundplatte eingeschoben werden.
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4. Die Bauelemente müssen verlötet werden, und die überstehenden Drahtenden
müssen abgeschnitten werden.
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Die Bauelemente sind in der Regel sowohl hinsichtlich ihrer Art (z.
B. Widerstand, Kondensator, Diode) unterschiedlich als auch hinsichtlich der Größe
ihrer elektrischen Werte und ihrer Abmessungen.
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Die bekannten Verfahren zur Bestückung gedruckter Schaltungen dienen
der Massenproduktion. Sie sind nur dann wirtschaftlich, wenn eine sehr große Zahl
gleichartig aufgebauter gedruckter Schaltungen herzustellen ist. Bei ihnen wird
durch ein und dieselbe Einschiebevorrichtung eine große Zahl von Platten mit dem
gleichen und an der gleichen Stelle sämtlicher Platten liegenden Bauelement bestückt.
Erst wenn sämtliche Platten mit dem einen Bauelement bestückt sind, wird die Vorrichtung
neu eingerichtet, so daß nunmehr sämtliche Platten mit einem anderen stets gleichen
Element bestückt werden. Es versteht sich, daß dieses erneute Einrichten der Bestückungsvorrichtung
nur dann wirtschaftlich ist, wenn mit der einmal eingerichteten Vorrichtung eine
sehr große Zahl von Platten hintereinander mit dem jeweiligen Element bestückt wird.
Dieses bekannte Verfahren gelangt auch in der Weise zur Anwendung, daß eine große
Zahl von Bestückungseinrichtungen hintereinander angeordnet sind, wobei jede Einrichtung
nur ein bestimmtes Element auf jeder Platte aufbringt. Die Platten laufen auf einem
Band unter sämtlichen Bestückungsvorrichtungen hindurch. Auch dieses Verfahren ist
wegen der vielen Bestückungsmaschinen nur für die Massenproduktion wirtschaftlich.
Kennzeichnend für alle Verfahren .dieser Art ist, daß die Löcher in den Platten,
durch die die Anschlußdrähte der Bauelemente gesteckt werden, bereits vor Eingabe
der Platte in die Bestückungsvorrichtung vorhanden sein müssen. Bei einem Teil der
bekannten Einrichtungen erfolgt die rechtwinklige Abbiegung der Anschlußdrähte der
Bauelemente durch die Vorrichtungen. selbst.
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Es sind ferner spezielle Bestückungsvorrichtungen bekannt, bei denen
die durchgesteckten Anschlußdrähte in ganz bestimmter Richtung mit ganz bestimmter
Krümmung auf der Unterseite der Platte abgebogen werden. Die durch diese Vorrichtungen
hergestellten Schaltungen unterscheiden sich nach den durch die genannten Arbeitsgänge
1 bis 4 gekennzeichneten Schaltungen schon dadurch, daß die Platten auf ihrer Unterseite
keine aufgedampften oder geätzten leitenden Verbindungen aufweisen, sondern d.aß
die Drahtenden selbst als .leitende Verbindungen verwendet werden. Bei den gedruckten
Schaltungen nach den Arbeitsgängen 1 bis 4 werden dagegen die überstehenden Drahtenden
abgeschnitten. Die verbleibenden kurzen Enden werden nicht umgebogen, sondern mit
den vorhandenen Leitungen auf der Unterseite der Platte verlötet. Auch das zuletzt
genannte Verfahren ist nur für Massenproduktion wirtschaftlich, da das Abbiegen
der Drähte mit bestimmter Krümmung und Richtung eine besonders zeitraubende Einrichtung
erfordert, die nur wirtschaftlich ist, wenn mit der einmal eingerichteten Vorrichtung
eine große Zahl von Platten mit dem entsprechenden Bauelement hintereinander bestückt
werden..
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Schließlich ist auch ein Verfahren bekannt, das sich lediglich mit
einer besonderen Form des Einschiebens des Bauelementes in die Platte befaßt. Hier
sollen die Elemente mit ihren Anschlußdrähten nicht einfach durch die Platte geschoben
werden, so daß die Enden der Anschlußdrähte auf der Rückseite der Platte herausragen,,
sondern die Anschlußdrähte sollen. in Form einer Schlaufe in die vorgebohrten Löcher
gezogen
werden, so daß jeder Anschlußdraht zweimal das gleiche Loch passiert und das Ende
auf der Seite herausragt, auf der auch das Element liegt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu seiner Durchführung zu schaffen, die es gestatten, bei einer geringeren Stückzahl
die genannten Arbeitsvorgänge 1 bis 3 in wirtschaftlicher Weise in einem gemeinsamen
und vollautomatisch betriebenen Arbeitsvorgang auszuführen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Verfahren, bei dem die
Grundplatte der gedruckten Schaltung mit den gewünschten leitenden Verbindungen
bereits fertig vorliegt und die aufzubringenden Bauelemente mit zwei zueinander
parallel verlaufenden und in entgegengesetzter Richtung vom Element fortweisenden
Anschlußdrähten versehen sind, die im Zuge des Verfahrens rechtwinklig abgebogen
werden, erfindungsgemäß die auf derselben Platte aufzubringenden verschiedenartigen
Bauelemente in vorgegebener Reihenfolge in ein und dieselbe Vorrichtung gegeben,
und die rechtwinklig abgebogenen Bauelemente werden nacheinander an einer zu dieser
Vorrichtung räumlich fixierten Stelle in die Grundplatte der gedruckten Schaltung
eingeschoben, während die Grundplatte zuvor durch eine Führungseinrichtung an die
räumlich fixierte Einschubstelle gebracht wird und hier von zwei Bohrern gleichzeitig
mit zwei Löchern zur Aufnahme der Drahtenden des Bauelementes versehen wird.
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Die Führung der Grundplatte der gedruckten Schaltung kann gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung durch eine selbsttätige Programmsteuerung geschehen.
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Gegenüber den bekannten Verfahren hat das Verfahren nach der Erfindung
den Vorteil, daß nur eine einzige Vorrichtung erforderlich ist und daß mit dieser
ohne zusätzlich zwischengeschaltete neue Einrichtungen eine Platte nach der anderen
vollständig bestück wird. Die Bestückung einer weiteren Platte wird also erst dann
in Angriff genommen, wenn die Bestückung der vorangegangenen Platte vollständig
abgeschlossen ist. Ferner hat das Verfahren nach der Erfindung den besonderen Vorzug,
daß beim Einschieben der Anschlußdrähte in die Platte diese stets in die vorgebohrten
Löcher treffen, da diese erst unmittelbar vor dem Einschieben gebohrt werden und
dann keine Bewegung der Platte mehr vorgenommen wird. Bei den fertigvorgebohrten
Platten der bekannten Verfahren muß mit sehr großer Genauigkeit gearbeitet werden,
um zu vermeiden, daß beim Einschieben des Bauelementes die Anschlußdrähte die vorgesehenen
Löcher nicht genau treffen.
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Zur Durchführung des Verfahrens ist eine Vorrichtung vorgesehen, die
dadurch gekennzeichnet ist, daß auf einer mit Führungsschienen versehenen Grundplatte
ein mit einer Einlegeöffnung für das Bauelement versehener Schlitten montiert ist,
bei dessen Längsverschiebung zunächst durch zwei seitlich montierte Rollen die Drahtenden
des Bauelementes rechtwinklig abgebogen werden und sodann das Bauelement in einen
drehbaren Bügel eingeschoben wird, dessen Bügelarm mit Rillen zur Aufnahme der abgebogenen
Drahtenden des Bauelementes versehen sind.
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In den F i g. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt, an Hand dessen gleichzeitig
der Ablauf des Verfahrens erläutert werden soll. Die Vorrichtung zum Abbiegen der
Anschlußdrähte der Bauelemente und zum. Einschieben dieser Bauelemente in die Grundplatte
der gedruckten Schaltung besteht aus einer mit einem Führungsschlitz 1 a versehenen
Grundplatte 1, auf die seitlich zwei Führungsmaschinen 2 montiert sind. In dem so
gebildeten Gleitbett befindet sich ein Schlitten 3, der durch einen Bolzen
4 gegen Bewegungen senkrecht zur Grundplatte 1 gesichert wird. In den Schlitten
3 ist eine Vertiefung 3 a zur Aufnahme des Bauelementes 12 eingearbeitet.
An ihren Enden befinden sich kleine Schlitze 3 b, in denen das Bauelement
mit seinen Anschlußdrähten gelagert wird. An dem einen Ende der Grundplatte 1 befinden
sich zwei Backen 8, zwischen denen drehbar um die Achse a ein Bügel 7 gelagert ist.
Die Bügelöffnung stimmt etwa mit der Breite des Schlittens 3 überein. Die Bügelarme
sind an ihrer Innenseite mit Führungsrillen zur Aufnahme der Anschlußdrähte des
Bauelementes versehen. Ferner sind auf den Führungsschienen 2 seitlich des Schlittens
3 zwei um die Bolzen 6 drehbare Rollen 5 angeordnet.
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Der Ablauf des Verfahrens ist durch folgende Arbeitstakte gekennzeichnet:
A. Ein Bauelement 12 wird in die Öffnung 3a des Schlittens 3 eingelegt.
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B. Der Schlitten 3 wird durch einen nicht näher dargestellten Antrieb
im Sinne der F i g. 1 a und 1 b bis zum Anschlagen an den Bügel 7 nach links verschoben.
Dabei werden die Anschlußdrähte des Bauelementes 12 durch die Rollen 5 rechtwinklig
abgebogen und von den Führungsrollen 7a der Bügelarme aufgenommen. Die Rollen 5
selbst können eine glatte Oberfläche haben, sie können aber auch mit einer Führungsrille
für die Anschlußdrähte der Bauelemente versehen sein. F i g. 2 zeigt den Zustand
am Ende dieses Arbeitstaktes.
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C. Der Bügel 7 wird um seine Drehachse um vorzugsweise 90° gedreht.
Dabei wird das Bauelement 12, das mit seinen Anschlußdrähten in den Rillen
der Bügelarme 7a liegt, aus dem Schlitten 3 mit herausgehoben.
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D. Durch einen Schieber 9, dessen Antrieb ebenfalls nicht dargestellt
ist, wird das Bauelement im Sinne der F i g. 3 nach oben geschoben und in die über
dem aufgerichteten Bügel 7 vorhandene Grundplatte der gedruckten Schaltung eingeschoben.
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E. Der Bügel 7 wird in seine Ausgangslage zurückgekippt.
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F. Der Schlitten 3 wird in eine Ausgangslage zurückgezogen.
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G. Die Grundplatte der gedruckten Schaltung, die durch eine nicht
dargestellte Führungseinrichtung in die durch den aufgerichteten Bügel 7 vorgeschriebene
fixierte Stellung gebracht wird, wird weitertransportiert, d. h., es wird die Stelle
über den Bügel 7 gebracht, an der das nächste Bauelement eingeschoben werden soll.
Dieses Weitertransportieren der Grundplatte der gedruckten Schaltung kann vollautomatisch
durch eine Programmsteuerung vorgenommen werden.
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H. Durch zwei parallel arbeitende Bohrer 10, die in der Richtung der
Rillen 7 a des aufgerichteten Bügels 7 arbeiten, werden in die Grundplatte der gedruckten
Schaltung die zur Aufnahme der Drahtenden der Anschlußdrähte des Bauelementes erforderlichen
zwei Löcher gebohrt.
Die eben aufgeführten acht Arbeitstakte können
in zweckmäßiger Weise teilweise zeitlich parallel durchgeführt werden. So können
die acht Arbeitstakte beispielsweise in folgenden vier Zeittakten abgewickelt werden:
1. Zeittakt: Arbeitstakte E, G und H, d. h., das Zurückklappen des. Bügels 7. Das
Transportieren der Grundplatte der gedruckten Schaltung und das Einlegen eines weiteren
Bauelementes fallen zusammen.
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2. Zeittakt: Arbeitstakte B und H, d. h., das Verschieben des Schlittens
3 nach links und das Bohren der Grundplatte der gedruckten Schaltung fallen zusammen.
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3. Zeittakt: Arbeitstakt C, d. h., der Bügel 7 wird aufgerichtet.
4. Zeittakt: Arbeitstakte D und F, d. h., das Einschieben des Bauelementes und das
Zurückziehen des Schlittens fallen zusammen.
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Die für die Durchführung der geschilderten Arbeitstakte erforderlichen
Antriebe können mit bekannten Mitteln so ausgebildet und miteinander kombiniert
werden, daß diese Arbeitstakte vollautomatisch nach dem oben beschriebenen oder
einem anderen zweckmäßigen Zeittaktplan ablaufen.
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Dadurch, daß die Grundplatte der gedruckten Schaltung erst in der
fixierten Stelle über dem Bügel 7 mit Löchern versehen wird, wird gewährleistet,
daß die Anschlußdrähte der Bauelemente auch tatsächlich konzentrisch in das gebohrte
Loch einlaufen. Würde man die Platte vor dem Bestücken mit allen erforderlichen
Bohrungen versehen, dann könnte es infolge von Fertigungsungenauigkeiten oder Führungsungenauigkeiten
der Grundplatte 11 zu Schwierigkeiten beim Einschieben der Bauelemente kommen.
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Das soweit beschriebene Verfahren nach der Erfindung kann noch in
der Weise ergänzt werden, daß die Bauelemente vor ihrem Einlegen in die Öffnung
3 a des Schlittens 3 eine Prüfanordnung passieren, in der sie auf Fehlerfreiheit
und auf Vorliegen der vorgeschriebenen Werte geprüft werden.