DE2547110A1

DE2547110A1 - Elektrisches bauelement sowie verfahren zu dessen kennzeichnung und verwendung des bauelements zur automatischen bestueckung von druckplatinen

Info

Publication number: DE2547110A1
Application number: DE19752547110
Authority: DE
Inventors: Rolf Goebel
Original assignee: Resista Fabrik Elektrischer Widerstande GmbH
Current assignee: Resista Fabrik Elektrischer Widerstande GmbH
Priority date: 1975-10-21
Filing date: 1975-10-21
Publication date: 1977-04-28
Also published as: DE2547110B2; DE2547110C3

Description

Elektrisches Bauelement sowie Verfahren zu dessen Kennzeich-
nung und Verwendung des Bauelements zur automatischen Bestückung von Druckplatinen Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement, insbesondere zur Bestückung von Druckplatinen und ist ferner auf ein Verfahren zur Bauelementkennzeichnung und zur Verwendung derart gekennzeichneter Bauelemente zur automatischen Bestückung von Druckplatinen gerichtet.
Es ist bekannt, Bauelemente, wie z.3. Widerstände und Kondensatoren, dadurch zu kennzeichnen, daß ihre Werte in Form von Ziffern und/oder Buchstaben direkt oder verschlüsselt aufgedruckt werden, und es ist auch üblich, derartige Bauelemente beispielsweise mittels Farbringen zu kodieren.
Nachteilig ist dabei vor allem, daß wegen der geringen zur Verfügung stehenden Fläche nur die allernotwendigsten Daten angegeben werden können, und daß ein maschinelles Lesen bzw.
Erkennen dieser Daten entweder nicht möglich oder mit einem sehr großen Aufwand verbunden ist.
Letzteres führt wiederum dazu, daß bei Verwendung automatischer Bestückungsmaschinen für Druckplatinen die Reihenfolge der der Bestückungsmaschine zugeführten Bauteile exakt richtig sein muß, da das jeweilige Bauteil bezüglich seines Einsatz ortes nur durch seine spezielle Anordnung in der Reihenfolge sämtlicher zuzuführender Bauteile bestimmt ist. Eine einzige Verwechslung in der Reihe der der Bestückungsmaschine zuzuführenden Bauelemente führt aber bereits dazu, daß insgesamt unbrauchbare Ergebnisse erhalten werden.
Eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß darin, insbesondere zur Bestückung von Druckplatinen geeignete elektrische Bauelemente zu schaffen, die einerseits die Weiterverarbeitung bzw. den praktischen Bauelementeinsatz wesentlich erleichtern und andererseits sogar eine genauere, innerhalb vorgebbar geringer Toleranzwerte liegende Schaltungsbemessung gestatten.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung vor allem dadurch gelöst, daß das Bauelement wenigstens auf einem Teil seiner Oberfläche oder unterhalb seiner Oberfläche gelegene magnetisch kodierbare Bereiche aufweist.
Durch die Bereitstellung magnetisch kodierbarer Bereiche ist es möglich, eine im Vergleich zu bisher bekannten Bauteilkennzeichnungen unvergleichlich höhere Informationsdichte zu erzielen und gleichzeitig den entscheidenden Vorteil zu erhalten, daß all die aufgebrachten Informationen auf vergleichsweise einfache Art und Weise wieder gelesen und verwertet werden können.
Vorzugsweise bestehen die magnetisch kodierbaren Bereiche jeweils aus einer mit Magnetpulver angereicherten Schicht, wobei insbesondere die oberste Lackschicht des Elements mit Magnetpulver versetzt ist. Diese Maßnahme erfordert in der Praxis nur einen äußerst geringen Aufwand, erbringt aber durch die dabei geschaffene Möglichkeit des magnetischen Kodierens eine Vielzahl neuer und vorteilhafter Einsatzmöglichkeiten der Bauteile.
Die magnetisierbaren und damit kodierbaren Bereiche können vorteilhafterweise auch auf magnetisierbarem Papier oder magnetisierbarer Folie vorgesehen werden, wobei zweckmäßigerweise für das Papier- bzw. Folienmaterial ein einseitig klebfähiges Material verwendet wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind auf der Oberfläche des jeweiligen Bauelementes diskrete magnetisierbare Bereiche vorgesehen, die beispielsweise zumindest im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und in einer speziellen Ausgestaltung Ringform besitzen können.
Die Verwendung diskreter magnetisierbarer Bereiche kann in bestimmten Bällen die Informationsauswertung, insbesondere die gezielte Informationsauswertung erleichtern und zu einer Vereinfachung der Auswerteeinrichtungen führen.
Vorzugsweise sind auf der magnetisierbaren Schicht oder über ihr visuell lesbare Markierungen vorgesehen.
Das zusätzliche Vorhandensein visuell lesbarer Markierungen gestattet es, das jeweilige Bauelement auch nach konventioneller Art einzusetzen, und überdies kann diese visuell lesbare Markierung noch als Kennzeichen dafür benutzt werden, daß bereits eine magnetische Kodierung auf das Bauelement aufgebracht worden ist. Eine Kombination von visuell lesbarer Grobkennzeichnung eines Bauelementes mit einer magnetisch kodierten Detailkennzeichnung erlaubt es auch, eine schnelle Vorsortierung manuell vorzunehmen und die Feinsortierung dann durch Auswertung der magnetisch kodierten Daten sicherzustellen.
In der magnetisierbaren Schicht können sowohl digitale als auch analoge Nagnetimpulse gespeichert werden.
Aufgrund der erzielbaren hohen Informations-Packungsdichte können beispielsweise die elektrischen Werte mit relativ großer Genauigkeit angegeben werden, was den Vorteil erbringt, daß ein durch Lesen dieser Werte erfolgendes Sortieren die Bereitstellung von sehr genau auf den jeweiligen Einsatzzweck abgestimmten Bauteilen ermöglicht, wodurch wiederum die Gesamtgenauigkeit einer Schaltung erhöht werden kann.
Als zusätzlicher Vorteil ergibt sich die Möglichkeit, eine einmal aufgebrachte magnetische Kodierung durch eine andere Kodierung, z.B. durch eine Teilenummerbezeichnung oder durch eine Positionsinformation zu ersetzen, wodurch dann erneut die Weiterverarbeitung des jeweiligen Bauteils erleichtert wird, da eine vergleichsweise einfache, jedoch beispielsweise den Einsatzort festlegende Positionsinformation schneller und sicherer gelesen werden kann als die Summe der ursprünglich vorhandenen Informationen.
Die Kodierung der beschiebenen elektrischen Bauelemente erfolgt jeweils derart, daß auf jedes Bauelement mittels magnetischer Schreibeinrichtungen eine magnetische Kodierung aufgebracht wird, die direkt oder indirekt zumindest Angaben bezüglich Art und Wert des jeweiligen Bauelements umfaßt. Zweckmäßigerweise werden dabei die Magnetimpulse während der Wert- und Toleranzprüfung aufgebracht.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Kodierung der Bauelemente nach erfolgter Gurtung vorgenommen, da die bereits gegurteten Bauelemente in ihrer Lage eindeutig fixiert sind und diese Lage im Gurt auch beibehalten, so daß das Lesen der aufgebrachten Information wesentlich erleichtert wird.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Kodierung elektrischer Bauelemente besteht darin, daß zunächst eine magnetische Kodierung der Bauelemente vorgenommen und anschließend diese Kodierung zumindest teilweise visuell sichtbar auf dem Bauelement mittels einer in Abhängigkeit von der magnetischen Kodierung gesteuerten Vorrichtung aufgebracht wird.
Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Zuordnung von magnetischer Kodierung und visuell sichtbarer Kodierung absolut sicher ist und auch die visuell sichtbare Kodierung praktisch automatisch vorgenommen werden kann.
Zweckmäßigerweise wird am Bauelement wenigstens eine Markierung oder Kodierung, insbesondere zur Ausrichtung des Elements bezüglich einer Schreib- und/oder Leseeinheit angebracht. Durch geeignete Aufbringung der magnetischen Kodierung auf das jeweilige Bauelement kann auch erreicht werden, daß eine ganz einfach mittels der Anschlußdrähte zu erzielende Ausrichtung bezüglich einer Schreib- und/oder Leseeinheit ausreichend ist. Beispielsweise trifft dies dann zu, wenn die magnetische Kodierung in Ringform verwendet oder Kodeformen benutzt werden, die richtungsunabhängig abtastbar sind. Die erwähnte Kodierung ist vorteilhafterweise auch zur Kennzeichnung der Polarität von Bauelementen ausnutzbar, die später in einer bestimmten Polarität eingesetzt werden müssen.
Zum Schreiben und/oder Lesen der Kodierungen kann in bestimmten Anwendungsfällen auch eine Mehrzahl von Schreib-und/oder Leseköpfen verwendet werden.
Überraschend vorteilhaft einsetzbar sind gemäß der Erfindung magnetisch kodierte Bauelemente im Zusammenhang mit der automatischen Bestückung von Druckplatinen. Während bei bisher bekannten automatischen Bestückungsmaschinen einerseits maschinell ein überaus hoher Aufwand getrieben werden müßte und andererseits stets die Bedingung einzuhalten war, daß die Reihenfolge der ankommenden Bauelemente entscheidend für deren Anbringung auf der jeweiligen Druckplatine war, wird durch die Erfindung erstmals ein Positionieren der Bauelemente unabhängig von einer starren Reihenfolge möglich.
Dies ist eine Folge davon, daß durch das maschinell erfolgende Lesen und Auswerten der kodierten Daten die Steuergrößen für eine Positioniereinrichtung gebildet werden können und somit der unmittelbare Vergleich der Daten des Bauteils mit den Programmdaten sicherstellt, daß das jeweils geeignete Element an die richtige Stelle kommt.
Durch einen nach Lesen einer Bauelementeinformation vorgesehenen Ersatz der ursprünglich kodierten Information durch eine vereinfachte Information, z.B. eine kodierte Teilenummer, ist es auch möglich, Bauelemente als für mehrere Einsatzzwecke geeignet und passend festzulegen, wobei dann diese Teilenummerinformation gegebenenfalls noch durch eine auf das jeweilige Gerät bzw. auf die jeweilige Platine abgestimmte Positionsinformation ersetzt werden - kann.
Die Positionsinformationen können sich im Falle mehrerer Bestückungsebenen auf diese Bestückungsebenen und/oder auf die Koordinaten der Bestückungsstelle in einer Ebene beziehen.
Außerdem können zweckmäßigerweise die Teilenummer-Informationen durch die Positionsinformation ersetzt oder aber durch die Positionsinformationen ergänzt werden, d.h. daß zusätzlich zu der Teilenummer noch die Bestückungsposition auf dem Bauteil erscheint.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Bestückungsköpfe der Positioniereinrichtung programmgesteuert, und die programmabhängig erfolgende Baut#auswahl erfolgt durch Auswertung der magnetisch kodierten Daten. Auf diese Weise erzwingt die Kodierung auf dem Bauelement jeweils das richtige Einsetzen in die Platine, und überdies wird damit erreicht, daß mit Ausnahme der mechanischen Vorgänge des Lesens und des Bauteil-Einsetzens alle übrigen Vorgänge programmäßig, d.h. mittels Software, durchführbar sind.
Damit wird der erforderliche maschinelle Aufwand für eine automatische Bestückungsvorrichtung auf das unbedingt notwendige Minimum reduziert, während im Zusammenhang mit der Informationsverarbeitung übliche, auch noch für andere Zwecke einsetzbare Datenverarbeitungseinrichtungen verwendet werden können.
Eine ganz besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß ein dem Bauteil-Positionskode entsprechender Kode am Einsetzort des Bauteils auf der Druckplatine angebracht ist, daß durch Vergleich von Bauteilkode und Ortskode eine Bauteil auswahl und Zuordnung erfolgt und nach durchgeführtem Vergleich ein Einsetzen des Bauteils vorgenommen wird.
Mittels eines Lese- und Bestückungskopfes kann dann eine geeignet ausgestaltete Bestückungsmaschine vor dem Einbringen des Bauelementes durch einen Lesevorgang feststellen, ob Bauelement und Lage auf der Druckplatte übereinstimmt. Da nur bei Übereinstimmung ein Einsetzen des Bauelements vorgenommen wird, erhält man eine extrem hohe Sicherheit für ein richtiges Bestücken der Druckplatine, und man ist lzbhängig von einer starren Reihenfolge der zugeführten Bauteile. Der Ausfall eines Bauteils, das beispielsweise während des Transports zerquetscht worden ist, führt bei diesem Bestückungsprinzip zu keinen Schwierigkeiten, während es bei den bekannten Vorrichtungen, bei denen mit einer starren Reihenfolge der Bauelemente gearbeitet werden mußte, die Produktion von Ausschuß oder zumindest längere Betriebsunterbrechungen zur Folge haben mußte.
Eine mechanische Variante der Bauteilkodierung kann dadurch erhalten werden, daß am Bauelement an einer 'chnittkante durch Einstanzen von Schlitzen oder Bögen eine Kodierung vorgenommen wird. An einer entsprechend ausgebildeten Bestückungsmaschine könnte dann durch mechanische Fühler ebenfalls eine Bauteilprifung erfolgen und somit ein echter Soll-Ist-Vergleich vorgenommen werden, wie er vorstehend im Zusammenhang mit der magnetischen Kodierung erläutert worden ist. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die besonders für Widerstände geeignet ist, besteht darin, daß man dem Bauteil, d.h. insbesondere dem Widerstand, eine kubische Bauform gibt, wobei die Dicke, die Länge und Breite eine Kodierung hinsichtlich des Wertes, der Toleranz, usw. ermöglicht. Über mechanische Rüttelsiebe bzw. Schlüsselsiebe kann dann das Bauelement genau auf diejenige Stelle der Druckplatine gebracht werden, die für dieses Bauelement vorgesehen ist. Anschließend kann dann eine Befestigung mittels Zinnschwallbad vorgenommen werden.
Schließlich besteht eine weitere vorteilhafte Variante der Bauteilkodierung darin, anstelle eines mechanischen Kammes oder einer Kante mit Schlitzen oder anderen Markierungen für die mechanische Abtastung eine weiße Folie oder einen weißen Papierstreifen auf dem jeweiligen Bauteil anzubringen, der digitale Markierungen in Form einer Strichmarkierung oder einer Rastermarkierung trägt.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß durch die Bereitstellung eines eine äußerst hohe Informationsdichte zulassenden kodierbaren Bereichs auf einem Bauelement und die Tatsache,# daß diese spezielle Kodierung trotz der hohen Informationsdichte maschinell problemfrei gelesen und ausgewertet werden kann, #die Weiterverarbeitung dieser Bauteile nicht nur erleichtert, sondern vielmehr in wirtschaftlicher Weise weitgehend oder vollständig unabhängig von manueller Handhabung gestaltet werden kann.
- Patent ansprüche -

Claims

Patent ansprüche t lektrisches Bauelement, insbesondere zur Bestückung von Druckplatinen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Bauelement wenigstens auf einem Teil seiner Oberfläche magnetisch kodierbare Bereiche aufweist.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die magnetisch kodierbaren Bereiche jeweils aus einer mit Magnetpulver angereicherten Schicht bestehen.
3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß auf der Oberfläche des Bauelementes diskrete magnetisierbare Bereiche vorgesehen sind.
4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die diskreten magnetisierbaren Bereiche zumindest im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
5. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die oberste Lackschicht des Elements mit Nagnetpulver angereichert ist.
6. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die magnetisierbaren Bereiche Ringform besitzen.
7. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß auf der magnetisierbaren Schicht oder über ihr visuell lesbare Markierungen vorgesehen sind.
8. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß in der magnetisierbaren Schicht digitale und/ oder analoge Magnetimpulse gespeichert sind.
9. Verfahren zur Kodierung elektrischer Bauelemente nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß auf jedes Bauelement mittels magnetischer Schreibeinrichtungen eine magnetische Kodierung aufgebracht wird, die direkt oder indirekt zumindest Angaben bezüglich Art und Wert des jeweiligen Bauelements umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die die Kodierung bewirkenden Magnetimpulse während der Wert- und Toleranzprüfung aufgebracht werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Kodierung der Bauelemente nach effolgter Gurtung vorgenommen wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß nach erfolgter Kodierung eines magnetisierbaren Bereichs eine visuell sichtbare Markierung auf dem Bauelement angebracht wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß am Bauelement wenigstens eine Markierung oder Kodierung zur Ausrichtung des Elements bezüglich einer Schreib- und/oder Beseeinheit angebracht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß zunächst eine magnetische Kodierung der Bauelemente vorgenommen und anschließend diese Kodierung zumindest teilweise visuell sichtbar auf dem Bauelement mittels einer in Abhängigkeit von der magnetischen Kodierung gesteuerten Vorrichtung aufgebracht wird3 wobei die Abtastung der Kodierung mit einem von Hand oder maschinell geführten Tastkopf erfolgt, der die analoge oder digitale Kodierung in Licht-oder Schreibsignale umsetzt.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß zum Schreiben und/oder Lesen der Koderungen eine Mehrzahl von Schreibköpfen bzw. Leseköpfen verwendet wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die ursprüngliche Werte-Kodierung durch eine Teilenummer-Kodierung ersetzt wird.
17. Anwendung magnetisch kodierter Bauelemente zum automatischen Bestücken von Druckplatinen, wobei durch Lesen und Auswerten der kodierten Daten die Steuergrößen für eine Positioniereinrichtung gebildet werden.
18. Anwendung nach Anspruch 17, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Steuergrößen für die Positioniereinrichtung aus einem dem Bauteil eingeschriebenen Positionskode abgeleitet werden.
19. Anwendung nach Anspruch 18, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Bestückungskopf bzw. die Bestückungsköpfe der Positioniereinrichtung programmgesteuert ist bzw. sind und die programmabhängig erfolgende Bauteilauswahl durch Auswertung der magnetisch kodierten Daten erfolgt.
20. Anwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß ein dem Bauteil-Positionskode entsprechender Kode am Einsetzort des Bauteils auf der Druckplatine angebracht ist, daß durch Vergleich von Bauteilkode und Ortscode eine Bauteilauswahl und Zuordnung erfolgt und nach durchgeführtem Vergleich ein Einsetzen des Bauteils vorgenommen wird.
21. Anwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Positionskopf ortsfest und die zu bestückende Druckplatine beweglich angeordnet ist.
22. Anwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß in Abhängigkeit von den kodierten Daten auf dem jeweiligen Bauelement ein Bohren der Druckplatine mit anschließendem Einsetzen des Bauelements erfolgt.
23. Anwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß eine mechanische Kodierung durch Einstanzen von Schlitzen und/oder eine Kodierung durch Formgebung unter Verwendung von Rüttelsieben erfolgt.