DE2625738C2 - Automatische Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen in Dual-In-Line-AusfOhrung, bei der eine Einrichtung zum Aufspreizen der Anschlußbeine der Bausteine vorhanden ist und die Bausteine durch eine Rinne zu einem zangenartigen, mit kammförmigen Backen versehenen Greifwerkzeug befördert werden, das diese erfaßt, die Beine mit Hilfe der Kammzinken ausrichtet und in die Leiterplatte eindrückt

Diese integrierten Halbleiterbausteine, auch ICs genannt, besitzen beispielsweise 16 Beine, mit denen sie in entsprechende<3ohrungen der Leiterplatte eingesetzt werden sollen und mit den Leitungszügen durch Löten verbunden werden. Die Beine der Bauteile können aber nach verschiedenen Richtungen in unterschiedlichem Maß verbogen sein, so daß hierdurch bedingt beim Einsetzen dieser Bausteine immer wieder bei vorhandenen Einrichtungen Schwierigkeiten auftreten. Einzelne Beine wurden nicht in die entsprechenden Bohrungen eingeführt, sie werden parallel zur Leiterplatte abgebogen, so daß elektrische Fehler in der Leiterplatte auftreten und auch die Bausteine beschädigt werden. Es ist bereits eine Vorrichtung zum Einsetzen elektrischer Bauelemente in eine Leiterplatte bekannt (DE-OS

ίο 19 15 159), bei der die Bauelemente an gegenüberliegenden Seiten mit zwei parallelen Reihen von Anschlußbeinen ausgestattet sind. Bei dieser Vorrichtung ist im Verlauf einer Rutsche für die Bauelemente eine Einrichtung zum Aufspreizen der Anschlußbeine angeordnet. Diese Ausbildung hat jedoch Nachteile. Oberhalb der Aufspreizeinrichtung können schon in der Rutsche Bauelemente mit stark verbogenen Beinen steckenbleiben. Des weiteren kann, wenn die Beine der Bauelemente naen verschiedenen Richtungen und mit unterschiedlichem Maß verbogen sind, durch das einmalige geringfügige Aufspreizen der Beine durch die dort aus Gesenk und Stempel bestehende Vorrichtung kein einwandfreies Richten der Beine erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einsetzen elektrischer Bauelemente der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei stark verbogenen Anschlußbeinen der Bauelemente, auch in verschiedene Richtungen, ein exaktes Richten der Beine und ein einwandfreies Einsetzen in eine

ho Leiterplatte erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß oberhalb der Rinne eine mit Spreizzangen ausgestattete Einrichtung zum Vorrichten und Überspreizen der Anschlußbeine angeordnet ist, daß

b5 unterhalb dieser Einrichtung eine weitere Einrichtung zum genau kalibrierten geringen Zusammenbiegen der Beine angebracht ist und daß die Kammzinken des Greifwerkzeugs in ihren Zwischenräumen trichterför-

mige Justierkanale aufweisen und derart angeordnet und ausgebildet sind, daß die zunächst oberhalb der Kammzinken befindlichen Anschlußbeine bei dem geschlossenen Backen des Greifwerkzeuges erfolgenden Eindrücken in die Leiterplatte durch die Justierkanäle hindurchgeführt und dabei in Quer- und Längsrichtung ausgerichtet werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung gemäß der Erfindung sieht vor, daß bei der Vorrichtung zum geringen Zusammenbiegen der Beine Flächen derart schräg ausgebildet sind und ein Richtstempel mit einem Andruckstößel derart angeordnet und ausgebildet ist, daß die Bausteine mit ihren Seinen an konischen Rächen gedruckt werden, so daß die in der Vorricht-Einrichtung überspreizten Beine der Bausteine nach innen gerichtet werden. Zweckmäßigerweise ist die Vorrichtung zum geringen Zusammenbiegen der Beine der Bauteile so ausgebildet, daß die Beine eine Vorspannung nach außen erhalten. Weiterhin ist vorgesehen, daß das Greifwerkzeug derart ausgebildet ist, daß die Beine beim Schließen des Greifwerkzeugs in Querrichtung annähernd auf das vorgeschriebene MaB gebracht werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anschließend näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 die erfindungsgemäße automatische Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen in schematischer Darstellung,

F i g. 2 die Vorrichtung zum Vorrichten der Beine bei Bausteinen mit großen Abweichungen,

Fig.3 die Vorrichtung zum Richten der Beine in Querrichtung der Bausteine und zum Geben einer Vorspannung,

F i g. 4 die Vorrichtung zum Ergreifen und Eindrücken des Bausteins in der Seitenansicht im Schnitt,

F i g. 5 die Vorrichtung nach F i g. 4 in der Vorderansicht,

F i g. 6 ausschnittweise ein Backen des Greifwerkzeuges in der Vorderansicht,

F i g. 7 c.e Seitenansicht des Backens nach F i g. 6.

Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Einrichtung zum automatischen Bestücken von Lei'erplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen wird durch einen Rechner gesteuert und besitzt in Stangen 1 eines Magazins 2 die integrierten Halbleiterbausteine 3.

Die Halbleiterbausteine gelangen mit Hilfe eines Schiebers in eine Vorrichtung 4 zum Vorrichten der Beine der Bausteine wenn diese stark verbogen sind. Anschließend werden die einzelnen Bausteine 3 in eine Vorrichtung 5 beförde/t, die die Beine in Querrichtung zur Längsachse der Bausteine richtet und gleichzeitig diesen eine Vorspannung nach außen erteilt.

Durch eine gebogene Rinne 6 wandern dann die Bausteine einzeln in eine Vorrichtung 7 zum Greifen und Eindrücken in die Leiterplatte 8.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung 4 im einzelnen zum Vorrichten der Beine der Bausteine 3. Dieses Vorrichten ist notwendig, wenn einzelne Bausteine stärkere Verbiegungen an ihren Beinen aufweisen, beispielsweise wenn die Bausteine vor dem Einsetzen in die Stangen 1 des Magazins 2 als Schüttgut angeliefert wurden. Der einzelne Baustein gelangt in dieser Vorrichtung in einen ochacht 10 mit schrägen Wänden 11, in den Backen 12 und 13 ragen. Über einen Druckluftzylinder 14 und einen Hebel 15 wird ein Schlitten 16 bewegt. Bei der Bewegung des Schlittens 16 in Richtung des Bausteines wirken Rollen 17 cle art auf schräge Flächen 18 der Backen 12 und 13, daß diese sich zangenartig öffnen und die Beine 19 des Bausteines 3 gegen die Wände 11 drücken. Nachdem diese eventuell vorhandenen starken Verbiegungen der Beine beseitigt wurden, gelangt der Baustein in die in F i g. 3 dargestellte Vorrichtung.

Bei der in Fig.3 dargestellten Vorrichtung 5 ist ebenfalls ein Schacht vorhanden, dessen konisch verlaufende Wände 22 auf ein genaues Maß gearbeitet sind, ebenfalls die Anlagefläche 23 für die Bausteine 3.

ίο Ober einen ähnlichen Druckluftzylinder wie in F i g. 2 wird ein Richtschieber 24 in Richtung des Bausteines 3 bewegt. Hierbei wird durch den unter Einwirkung der Feder 25 stehenden Stößel 26 der Baustein gegen die Fläche 23 gedruckt. Das Vorderteil des Richtschiebers 24 ist als Richtstempel 27 ausgebildet und durch die schrägen Flächen 28 werden die Beine 19 nach außen gegen die Flächen 22 auf ein exaktes Maß gebogen. Das Maß ist durch die Flächen 22 und 23 so gewählt, daß eine Vorspannung der Beine 19 nach außen erreicht wird.

2» Nach dem Verlassen dieser Vorrichtung gleitet der Baustein 3 durch die gebogene R-~ne 6 (Fig. 1) in das eigentliche Werkzeug 7 zum Greifen und Eindrücken, das in F i g. 4 und 5 dargestellt ist. Der Baustein gleitet bei dem in F i g. 4 und 5 dargestellten Greifwerkzeug in

j-, einen Transportschieber 31. Anschließend wird der Schieber 31 unter das Greifwerkzeug 7 bewegt und dabei von vorn Druckluft gegen den Baustein 3 geblasen, so daß dieser exakt mit den dünnen Enden seiner hinteren Beine 19 an einem Anschlagstift 32 zur

in Anlage kommt. Während der Luftstrom den Baustein noch am Anschlag 32 hält, greift das Greifwerkzeug zu.

In den Greifwerkzeug sind zwei Backen 34 und 35

gelagert. Am Ende ihrer oberen Schenkel tragen sie Rollen 47 bzw. 48, mit deren Hilfe sie über schräge

r. Flächen eines Steuerschlittens, der durch den Stößel 38 bewegt wird, zum Aufnehmen des Bausteines mit ihren Backen 34, 35 geöffnet werden können. Das Schließen der Backen 34, 35 nach dem Ergreifen des Bausteines erfolgt über eine Druckfeder 49, die gepen die oberen

4n Schenkel drückt.

Die Ausbildung der Backen 34 bzw. 35 an ihrem y.teren Ende zeigen Fig.6 und 7, wobei in Fig.7 ein Baustein 3 in der Stellung dargestellt ist, in der er von den Backen des Greifwerkzeuges gehßt wird. Die ·. Backen 34,35 sind an ihrem unteren Ende kammartig so ausgebildet, daß sie die einzelnen Beine- 19 des Bausteines 3 an drei Seiten umfassen können. Der Einlauf in die Öffnungen 36 des Kammes 37 für die Beine ist konisch ausgebildet und abgerundet.

'■ο Nach dem Ergreifen des Bausteines 3 wird das Greifwerkzeug 7 mit Hilfe eines Druckkiftzylinders 33 an der Stelle über der Leiterplatte 8 abgesenkt, an der der Baustein 3 eingesetzt werden soll. Dann wird durch den Stößel 38, der durch den Druckiuftzyiinder 39

ν· gesteuert wird, der Baustein in der jetzt feststehenden durch die Backen 34 und 35 gebildeten Zange nach unten bewegt.

Wie weiter F i g. 7 zeigt, werden die mit Vorspannung anden Backen 34 und 35 anliegenden Beine bei der

)i. Bewegung des 3austeines in Pfeilrichtung durch die Flächen 40 zwischen den Zähnen 37 nach innen gerichtet, gleichzeitig die Beine in Längsrichtung durch die Öffnungen 36 genau auf das e.okte Maß der Bohrungen in der Leiterplatte auch in Längsrichtung gebracht.

Sobald die Beine des Dausteines in die Bohrungen in der Leiterplatte eintauchen, laufen die Bolzen 41 und 42, die mit dem Stößel 38 verbunden sind und sich mit ihm

nach unten bewegt haben, mit ihren Schrägen 43,44 auf die Rollen 45 und 46 der oberen Enden der Backen auf, und die Backen 34,35 werden zwangsläufig geöffnet.

Der Baustein wird dann durch den Stößel 38 auf das vorgeschriebene Maß in die Leiterplatte eingedrückt.

ohne daß die Beine 19 des Bausteines 3 an ihrem oberen, meist recht ungenau ausgebildeten Teil durch die Backen 34,35 der Zange noch geführt werden.

Die Einrichtung wird anschließend durch die Druckluftzylinder in ihre Ausgangsposition zurückgeführt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Automatische Einrichtung zum Bestücken von Leiterplatten mit integrierten Halbleiterbausteinen in Dual-In-Line-Ausführung, bei der eine Einrichtung zum Aufspreizen der Anschlußbeine der Bausteine vorhanden ist und die Bausteine durch eine Rinne zu einem zangenartigen, mit kammförmigen Backen versehenen Greifwerkzeug befördert werden, das diese erfaß, die Beine mit Hilfe der Kammzinken ausrichtet und in die Leiterplatte eindrückt, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Rinne (6) eine mit Spreizzangen (12,13) ausgestattete Einrichtung (4) zum Vorrichten und Überspreizen der Anschlußbeine (19) angeordnet ist, daß unterhalb dieser Einrichtung eine weitere Einrichtung (5) zum genau kalibrierten geringen Zusammenbiegen der Beine (19) angebracht ist und daß die Kammzinken (37) des Greifwerkzeugs(7,34, 35) in ihien Zwischenräumen trichterförmige Justierkanale (36,40) aufweisen und derart angeordnet und ausgebildet sind, daß die zunächst oberhalb der Kammzinken (37) befindlichen Anschlußbeine (19) bei dem bei geschlossenen Backen (34, 35) des G reif Werkzeugs erfolgenden Eindrücken in die Leiterplatte durch die Justierkanäle (36, 40) hindurchgeführt und dabei in Quer- und Längsrichtung ausgerichtet werden.

2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Vorrichtung (5) zum geringen Zusammenbiegen der Beine (19) Flächen (22) derart schräg ausgebildet sind und ein Richtstempel (27) mit einem Aiidruckstößel (26) derart angeordnet und ausgebildet ist, daß die Bausteine (3) mit ihren Beinen (19) an konischen F-_ichen (22) gedrückt werden, so daß die in der Vorricht-Einrichtung (4) überspreizten Beine (19) der Bausteine nach innen gerichtet werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (5) zum geringen Zusammenbiegen der Beine (19) der Bauteile (3) so ausgebildet ist, daß die Beine (19) eine Vorspannung nach außen erhalten.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Greifwerkzeug (7) derart ausgebildet ist. daß die Beine (19) beim Schließen des Greifwerkzeuges in Querrichtung annähernd auf das vorgeschriebene Maß gebracht werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Steuerorgane für das Greifwerkzeug, die die Backen (34, 35) vor Beendigung des Eindrückvorgangs öffnen, derart, daß die Beine (19) der Bauteile (3) nur mit ihren dünnen Enden durch die Justierkanäle (36,40) geführt werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Feder (49) angeordnet ist, unter deren Einwirkung die Backen (34, 35) des Greifwerkzeuges geschlossen gehalten werden, und Bolzen (41, 42) zum öffnen der Backen vorgesehen sind und die Steuerorgane (43, 44, 45, 46) derart ausgebildet sind, daß beim Eintauchen der Beine (19) des Bausteins (3) in die Leiterplatte (8) die Backen des Greifwerkzeuges geöffnet und der Baustein (3) durch einen Stößel (38) in die Leiterplatte (8) gedrückt wird.

7. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß eine gebogene Rinne (6) angebracht ist, in der die Bausteine (3) von der Vorrichtung (5)

zum geringen Zusammenbiegen der Beine zum Greifwerkzeug (7) befördert werden und dabei von der senkrechten Stellung in die waagerechte Lage gelangen.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekenn · zeichnet, daß am Ende der Rinne (6) ein Transportschieber (31) mit einem Anschlag (32) vorgesehen ist, gegen den der Baustein (3) mit einem endständigen Anschlußbein (19) mittels Druckluft L· Anlage gehalten wird, während er vom Transportschieber (31) zum Greifwerkzeug (7) transportiert wird