DE1949358B2 - Verfahren und vorrichtung zum lochen von leiterplatten - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und mechanischen Eintauchen dieser Tastorgane in die

auf eine Vorrichtung zum Luchen von Leiterplatten, abzutastenden Bohrungen. Hierfür sind besondere

hei denen die zu lochenden in einem Rasterfeld lie- Antriebsvorrichtungen und Getriebeelementc erfor·

yenden Stellen koordinalengleich mit entsprechenden derlich, wodurch wiedeaim infolge mechanischer Ab-

Miirkierungen auf einem jeweils als Vorlage dienen- 5 nutzung Fehler beim Übertragen der einzelnen Posi-

den Leiierplan übereinstimmen und diese durch eine tionen nicht zu vermeiden sind.

Abtastvorrichtung direkt dem Leiterplan entnomme- Der Erfindung ist daher die Aufgabe gestellt, unter

nen Markierungen zur Steuerung einer Vorrichtung Vermeidung der vorgenannten Nachteile das Aus-

zum Lochen verwendet werden, insbesondere für ge- sondern der Lochkoordinaten und deren Übertragung

druckte Schaltungen. io auf eine Bohrvorrichtung zu automatisieren und da-

Deraniue Verfahren sollen zum Zwecke der Durch- bei selbst für kleine Stückzahlen rationell zu gestallen,

kontaktierung eine Verbindung zwischen den beiden Diese Aufgabe wird erfindung.sgemäß dadurch ge-

Seiien einer Leiterplatte entsprechend dem für die löst, daß die Lochkoordinaten mittels einer fotoelek-

Leiierplaite verwendeten Leiierplan herstellen. Auf trischen Abtastvorrichtung dem Leiterplan entnom-

diesem Leiterplan sind grunasätzlich mindestens zwei 15 men werden, in dem die Abtastvorrichtung über dem

verschiedenartige Informationen gespeichert, welche Leitcrplan bewegt wird und bei Fluchtung mit einer

entweder die zu ätzenden oder die zu bohrenden Stel- Lochmarkierung durch das optische Signal der Loch-

len der Leiterplatte kennzeichnen. Ätzen und Lochen markierung die Lochkoordinaten selbsttätig eine·,

der Leiterplatte sjid jedoch nur in getrennten Lochvorrichtung übermittelt werden. Durch die Er-

Arbeitsgängen durchführbar. Daher müssen die zum 20 findurg wird erreicht, daß die Lochkoordinaten aus

Lochen der Leiterplatte benötigten Arbeitsdaten aus den im Leiterplan gespeicherten Figuren automatisch

dem als Speicher dienenden Leiterplan ausgesondert ausgesondert und direkt auf die Bohrvorrichtung

und auf eine Vorrichtung zum Lochen der Leiter- übertragen werden können. Damit wird das manuelle

platte übertragen werden. Aussondern und Übertragen auf einen Lochstreifen

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse 25 vermieden, wodurch das Verfahren leicht zu auioma-Verfahren anzuwenden, bei denen die Lochkoordina- lisieren und auch für kleine Stückzahlen geeignet ist. icn dem Leitcrplan manuell entnommen und auf Weiterhin bedarf es durch die Verwendung des Lei-Lochstrcifen übertragen werden, welche der Stcue- tcrplancs als Koordinatenspeicher, der ohnehin zum rung einer Bohrvorrichtung zum Lochen der Leiter- Ätzen der Leiterplatte benötigt wird, keiner zusätzplattc dienen. Hierbei ist jedoch die Erstellung des 30 liehen Speicherelemente. Schließlich bleibt eine nach Lochstreifens so aufwendig und der Einsatz der ent- dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Vorsprechenden Maschinen so kostspielig, laß sich dieses richtung übet eine sehr lange Betriebszeit voll funk- \'erfahren nur für hohe Stückzahlen eignet. Außer- tionssirher und weitestgehend toleranzfrei, da eine dem sind hierbei Übertraglingsfehler zu erwarten. mechanische Abnutzung beim Abtasten der Markie-

Durch die deutsche Auslegcschrift 1287 660 ist 35 rungen vermieden ist.

ferner eine Vorrichtung zur Bestückung von Leiter- Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt

platten mit elektrischen Bauteilen bekanntgeworden. eine Selektion der Lochkoordinalen aus den verschie-

Dabei sollen mit Hilfe einer Einselzeinrichtung in denartigen auf dem Leiterplan gespeicherten Figuren

eine bereits mit Aufnahmelöchern versehene Platte dadurch, daß die fotoelcktrischen Elemente die auf-

clcklronische Bauteile maschinell eingesetzt werden. 40 genommenen optischen Signale nur dann in einen

Um diese Einsetzeinrichtung während des Einselz- elektrischen Steuerimpuls verwandeln wenn sie

Vorgangs jeweils in die richtige Position zu bringen, gleichzeitig in einer vorbestimmten, der geometri-

werden vorab die Lochkoordinaten der einzelnen sehen Form der Lochmarkieaingcn entsprechenden

Einsetzbohrungen auf einer zweiten Platte aufgezeich- Kombination angesprochen werden. Dadurch wird

net. indem in diese zweite Platte mittels einer Bohr- 45 bei der Identifikation der Lochmarkierungen eine

maschine koordinatengleich Löcher gebohrt werden. Verwechslung mit jeder anderen Art von auf dem

Erst nach Fertigstellung dieser zweiten Platte werden Leiterplan dargestellten geometrischen Figuren aus-

nun umgekehrt mit Hilfe eines Taslsliftes die Loch- geschlossen.

koordinaten auf dieser zweiten Platte abgetastet, wo- N?-:h einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung bei je nach Stellung dieses Taststiftes die zu bestük- 50 werden die auf dem Leiterplan gespeicherten optikende Piaitc in die richtige Einsetzpositicn unterhalb sehen Zeichen mittels Durchleuchten auf die gegender Einsetzeinrichtimg gebracht wird. Hierbei müssen überliegende fotoclektrische Abtastvorrichtung projiin dem ei.s'en Arbeitsgang zur Erstellung der Loch- ziert, wodurch bei Verwendung von gebündeltem schablone die einzelnen Einsetzbohrungen auf der Licht aus einer ptlnktförmigen Lichtquelle die auf Platte nacheinander abgelastet werden, wonach in 55 dem Leitcrplan dargestellten Figuren entsprechend einem zweiten Arbeitsgang wiederum die Bohrungen dem Strahlengang vergrößert und leichter erfaßt werauf der Lochschablone einzeln abgetastet werden den können.

müssen. Für den ersten Arbeitsgang greifen Zentrier- Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zur

stifte eines dem elektrischen Bauelement nachgebil- Durchführung des Verfahrens dadurch gegeben, daß

deten Adapters in die Bohrungen der vorliegenden 60 die Lochmarkierungen als punktartige Kreise aus-

Platte ein, während für den zweiten Arbeitsgang der gebildet sind, die stets von einer Zone anderen HeI-

Taststift in die mittels der Bohrmaschine erstellten ligkeitsgrades umschlossen sind. Der punktartige

Bohrungen auf der Lochschablonc eingeführt wer- Kreis ist ein geometrisches Gebilde einfachster Art,

den. Es finden also bei beiden Arbeitsgängen media- welches durch die umgebende geschlossene Zone

nische Berührungen zwischen dem Tastorgan und 65 anderen Helligkeitsgrades mit Sicherheit gegenüber

dem abzutastenden Objekt statt. Besondere Schwie- jeder anderen im Leitcrplan gespeicherten Figur ab·

rigkeiten ergeben sich hierbei beim Heranführen der gegrenzt und durch entsprechend einfach angeord·

Tar.torgane an die jeweiligen Bohrungen bzw. beim nete Dioden gut erfaßt werden kann.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die (Ι-,[!!elektrischen Elemente als Fotodioden konzentrisch um eine Mitteldiode angeordnet, wobei die Milteldiode auf den Helligkeitswert des Markierungspunktes und die zusammenwirkenden restlichen, konzentrisch angeordneten Fotodioden auf den Helligkeitsweri der umgebenden Zone abgestimmt sind. Die konzentrische Anordnung der Fotodioden entspricht eier Form der Lochmarkieriingen und dient der lükkenlosen Erfassung der die Markierungspunkte umgebenden Zone, so daß eine besonders hohe Sicherheil gegen die Verwechslung mit anderen Figuren gegeben ist.

Gemäß der Erfindung besteht eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens darin, daß der Leiierplan mit den Lochniarkierungen auf einem Filmnegativ gespeichert ist. Da dieses Filmnegativ ohnehin zum Atzen der Leiterplatte bcnötigi wird, bedarf es für die Verwendung als Bohrvorlate keines zusätzlichen Al fwandes. Zudem eignet es sich besonders für das Abtasten durch Durchleuchten.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung i:,l die Abtastvorrichtung mit einer Vorrichtung zum Lochen durch z.B. Bohren der Leiterplatte starr gekoppelt und relativ gegenüber dem zusammen mit uer Leiterplatte auf einem Koordinaten!isch befestigen Leiterplan in der Abtastebene bewegbar. Durch die slarre Kopplung der Bohrvorrichtung mit der Abtastvorrichtung und der Leiterplatte mit dem Leiterplan wird erreicht, daß sich nach genauer Einstellung der Vorrichtung die Bohrvorrichtung stets in der gleichen Lage gegenüber der Leiterplatte befindet wie die Mästvorrichtung gegenüber dem Leitcrplan. wodurch die Lochkoordinaten in einfachster Weise selbsttätig und genau übertragen werden können.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Bohrvorriehiungen nebeneinander angeordnet, die gleichzeitig eine oder mehrere nebeneinander und oder übereinander auf dem Koordinatentisch befestigte Leiterplatten bohren können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den in de·· Zeichnung dargestellten und nachziehend beschriebenen Ausführiingsbcispielen. Es zeigt

I i g. I einen Lciierplan zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

F ig. 2 eine schcmatisch dargestellte Anlage zur Durchführung des crfindungsgcmäßen Verfahrens.

F i g. 1 zeigt einen Leiterplan 1 zur Durchführung ties erfindungsgcmäßcn Verfahrens, wie er sich auf einem F-'ilmncgativ 2 darstellt. Dabei entsprechen die dunklen Flächen den später zu ätzenden Leiterbahnen 3 auf einer Leiterplatte 8, während die von dunklen Zonen umschlossenen, in einem R-ustcrfcld liegenden hellen punktariigcn Kreise Markierungen 4 daritellcn, an denen die Leiterplatten 8 gelocht werden sollen. Beim Abtasten des Lcitcrplanes I wird das Filmnegativ 2 durchleuchtet, wobei die auf dem Film* negativ 1 abgebildeten Figuren auf fotoclektrischc Elemente einer Abtastvorrichtung 6 projiziert werden. Verwendet man für das Durchleuchten des FiImnegativs 2 das gebündelte Licht einer punktförmigen Lichtquelle, so können die Figuren des Leiterplanes 1 vergrößert auf die Abtastvorrichtung 6 projiziert werden. Trifft nun die Abtastvorrichtung 6 im Zuge ihres rasterbezogenen, schrittweisen Vorriickcns einen Rasterpunkt, auf welchem sich eine Lochmarkierung befindet, so wird dei Markicrtingspunkt 4 auf eine Mitleldiüde eines Abtastkopfes 6 projiziert, und gleichzeitig erfassen die umgebenden, konzentrisch angeordneten Fotodioden die den Markicrungsptinki 4 umschließende Zone. Dabei werden sämtliehe Fotodioden gleichzeitig entsprechend ihrer vorgegebenen Abstimmung angestrahlt und lösen einen elektrischen Impuls aus, der das Vorhandensein einer Lochmarkierung 4 signalisiert. Bei der Gefahr der Verwechslung der hier beschriebenen Markierung 4

ίο mit anderen Figuren des Leiterplanes I wäre es ohne weiteres möglich, die Form der Markierung 4 so abzuändern, daß sie sich hinreichend von allen anderen gespeicherten Figuren unterscheidet. Die Anordnung der Fotodioden wäre dann der Form der neuen Markierungen anzupassen.

In F~ig. 2 ist schematisch eine Anlage zum Bohren der Leiterplatten 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt. Ein uA einem Kreuzschlitten geführter Koordinatentisch 5 ka.in beliebig unter der Abtastvorrichtung6, die fest mit einer Bohrvorrichtung? verbunden ist, verschoben werden. Auf dem Koordinatentisch 5 sind der Leiterplan 1, der als Fiimnegativ2 von unten her durchleuchtet werden kann, und eine zu lochende Leiterplatte 8 aufgespannt und durch Fixierstifte 9 in einer genau vorbestimmten Lage gehalten. Diese Fixierstifte 9 gewährleisten die genaue Übereinstimmung der Lochkoordinaten mit der Lage der Lochmarkierungen 4 auf dem Leiterplan 1. Die Abtastvorrichtung 6 kann eine oder mehrere schematisch dargestellte fotoelcktrische Ablastköpfc 10 enthalten, die jeweils eine der Bohrspindeln Il der Bohrvorrichtung 7 steuern. Immer dann, wenn einer der Abtastköpfc 10 auf eine Lochmarkierung trifft, löst er einen elektrischen Impuls aus.

der den entsprechenden Bohrvorgang auf der Leiterplatte 1 einleitet. Sind gleichzeitig mehrere Leiterplatten 1 übereinander auf dem Koordinatentisch 5 gespannt, so werden entsprechend viele Löcher in einem Vorgang gebohrt. Durch zusätzliches Anbringen von nebeneinander angeordnete! Abtastvorrichtungen mit Leiterplänen und Bchrvorrichtungen mit Leiterplatten läßt sich das Verfahren noch weiter beschleunigen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Lochen von Leiterplatten, bei denen die zu lochenden in einem Rastcrfcld liegenden Stellen koordinatcnglcich mit cntsprcchendcn Markierungen auf einem jeweils als Vorlage dienenden Leitcrplan übereinstimmen und diese durch eine Abtastvorrichtung direkt dem Lciierplan entnommenen Markierungen zur Steuerung einer Vorrichtung zum Lochen verwendet werden, insbesondere für gedruckte Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochkoordinaten mittels einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung (6) dem Leiterplan entnommen werden, indem die Abtastvorrichtung über dem leiterplan bewegt wird und bei Fluchtung mit einer Lochmarkierung durch das optische Signal der Lochmarkierung (4) die Lochkoordinaten selbsttätig einer Lochvorrichtung übermittelt werden.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine Selektion der L ^»koordinaten aus den verschiedenartigen auf dem Leitcrplan (1,2) gespeicherten Figuren dadurch erfolgt,

daß die fotoelektrischen Elemente die aufgenommenen optischen Signale nur dann in einen elektrischen Steuerimpuls verwandeln, wenn sie gleichzeitig in einer vorbestimmten, der geometrischen Form der Lochmarkicrungen (4) entspre· chendcn Kombination angesprochen werden.

3. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Leiterplan gespeicherten optischen Zeichen mittels Durchleuchten auf die gegenüberliegende foloelcktrische Abtastvorrichtung (6) projiziert werden.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lochmarkierungen (4) als punktartige Kreise ausgebildet sind, die stets von einer Zone anderen Helligkeitsgrades umschlossen sind.

5. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die foto- ao elektrischen Elemente als Fotodioden konzentrisch um eine Mittcldiode angeordnet sind, wobei die Mitteldiode auf den Helligkeitswert des Markierungspunktes und die zusammenwirkende! restlichen, konzentrisch angeordneten Fotodiodei auf den Helligkeitswcrt der umgebenden Zone ab gestimmt sind.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfall rens nach den vorhergehenden Ansprüchen, da durch gekennzeichnet, daß der Leiterplan mit der Lochmarkieriingen auf einem Filmnegativ (1) ge speichert ist.

7. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung mit einer Vorrichtung zum Lochen durch z. B. Bohren der Leiterplatte starr gekoppelt und relativ gegenüber dem zusammen mil der Leiterplatte auf einem Koordinatentisch befestigten Leiterplan in der Abtastebene bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bohrvorrichtungen nebeneinander angeordnet sind, die gleichzeitig eine oder mehrere nebeneinander und/oder übereinander auf dem Koordinatentisch befestigte Leiterplatten bohren können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen