DE2841597C2 - Bohr- und Fräsvorrichtung für insbesondere Leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohr- und Fräsvorrichtung für insbesondere Leiterplatten gemäß Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt nach der US-PS 35 87 391.

Bei der Bohrung bzw. Bearbeitung von sogenannten Leiterplatten, wie sie beispielsweise in der Elektronik als Träger für Schaltungen benötigt werden, werden mehrere solcher Leiterplatten aufeinander gelegt und gemeinsam bearbeitet bzw. gebohrt, was mit hoher Genauigkeit an einer Vielzahl von Stellen der Plattenfläche erfolgen muß.

Es ist hierbei erforderlich, diese Platten gegeneinander zu pressen, damit die Gefahr für eine Gratbildung zwischen den Platten so klein wie möglich wird und die Platten zueinander stan fixiert werden, so daß Vertikalbewegungen der Platten ausgeschlossen sind.

Die vertikale Vorschubbewegung des Bohrwerkzeuges kann dadurch minimiert werden.

Die bekannteste Problemlösung besteht in der Fixierung mit einem Niederhalter. Dieser ist gemäß eingangs genannter US-PS konzentrisch zum Bohrwerkzeug plaziert und wird von jedem einzelnen Bohrvorgang nach unten gedrückt. Danach wird der Niederhalter gehoben, um wieder aufs Neue für die nächste Bohrung abgesenkt zu v/erden.

Die bekannteste Art, die Platten auf dem Auflagetisch zu befestigen, ist die einer Verstiftung. Es gibt im wesentlichen zwei Methoden, das Ganze in x- und y-Richtung (auf einer Ebene bezogen) zu bewegen. Die erste bestellt bei stationärer Anordnung des Bohrwerkzeuges in einer Verschiebung der Auflage in x- als auch in y-Richtung. Bei der anderen Methode ist der Auflagetisch in x-Richtung und das Bohrwerkzeug in /-Richtung beweglich, das natürlich für den Bohrvorgang selbst auch noch in z-Richtung für die Auf- und Abbewegung beweglich sein muß.

Die Fixierung und Gegeneinanderpressung der Leiterplatten, die je von Bohrvorgang zu Bohrvorgang versetzt werden müssen, mittels eines jeweils beim Bohrvorgang abgesenkten und anschließend anzuhebenden Niederhalters ist wegen des damit verbundenen Zeitaufwandes nachteilig. Außerdem besteht durch den nur während des Bohrvorganges niedergedrückten Niederhalters nach Anpreßaufhebung die Gefahr, daß Gratmaterial zwischen die Platten gelangen kann, was dann die anschließende Lochqualität zumindest eines nahe benachbarten Loches beeinträchtigt

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen, d. h., eine Bohr- und Fräsvorrichtung für den genannten Zweck zu schaffen, mit der wesentlich schneller und genauer die Vielzahl der Bearbeitungsvorgänge am Leiterplattenpaket durchgeführt werden kann und zwar auch unter kompletter Bearbeitungserfassung der zuunterst liegenden Platten

Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung durch das im Kennzeichen des Hauptanspruches Erfaßte gelöst

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich nach den Unteransprüchen.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung bei der also das lamellenartig gestapelte Werkstückpaket während mehrerer Bearbeitungsvorgänge, die in einer Richtung liegen, festgespannt bleibt, können keine Bohrbzw. Frässpäne zwischen die Einzelplatten gelangen.

Da die Auflage gewissermaßen durchbrochen ist, aber trotzdem bezüglich jeder Anpreßrolle ein Widerlager in Form einer Gegenrolle findet, ist gewährleistet, daß der ganze Stapel voll durchgelocht bzw. durchgefräst werden kann.

Die ganze Ausbildung gewährleistet also nicht nur ein präzises, von Bearbeitungsspänen unbeeinträchtigtes Bearbeituiigsergebnis, sondern auch eine schnellere Durchführung der gesamten, an einem Werkstückpaket durchzuführenden Bearbeitungsvorgänge.

Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung näher erläutert. Es zeigt schematisch
F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß Fig. 1:

F i g. 3 teilweise in Schnitt und Ansicht eine der Andruckrollen gemäß F i g. 2;

F i g. 4 einen Schnitt längs Linie IV-IV gemäß F i g. 1 in anderer Ausführungsform;

F i g. 5 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß F i g. 1 in anderer Ausführungsform;

F i g. 6 in Draufsicht eine Ausführungsform von Rollenanordnungen in der Vorrichtung gemäß F i g. 5 und

F i g. 7 einen Schnitt durch die Rollen etwa gemäß F i g. 6 längs der Rollenachsen.

Gemäß F i g. I besteht die Vorrichtung aus zwei horizontal und in senkrechter Richtung zur Zeichnungsebene gerichteten, steifen Achsen I₁ an denen eine Anzahl jeweils federnder Rollen 2 an Armen 4 angebracht sind. Die Achsen 1 sind symmetrisch zu beiden Seiten des Bohrwerkzeuges 3 plaziert. Jede Achse 1 ist drehbar und/oder senkrecht verstellbar ausgebildet und ange-

ordnet.

Dadurch, daß man die Achsen 1 dreht und/oder hebt, bzw. senkt, werden die Rollen 2 gehoben bzw. gesenkt und durch die erwähnte Federung und Einstellungsmöglichkeit kann eine genau definierte Andruckkraft beim Bohren, so wie ein effektives Festhalten der Leiterplatten 5 beim Fräsen erzielt werden.

Man kann auch durch Einstellen der Achsen 1 im obigen Sinne eine Kompensation für eine unterschiedliche Anzahl von Leiterplatten 5 in einem Paket erhalten.

Eine andere Möglichkeit bestünde darin, das Widerlager bzw. die Auflage 6 zu heben oder zu senken.

Eine ins einzelne gehende Ausführung ist in den F i g. 2 bis 4 verdeutlicht. F i g. 2 zeigt eine Anordnung gemäß Prinzip in F i g. 1 mit zwei Achsen 1, an denen eine Anzahl von Armen 4 mit Rollen 2 montiert sind. Zwischen den Achsen 1 bewegt sich in Richtung des Pfeiles 7 die Bohrmaschine 3 von Loch zu Loch, ohne daß dabei das Paket der Leiterplatten 5 entspannt werden muß.

F i g. 3 zeigt die Rollenhalterung von der Seite und Fig.4 zeigt einen Querschnitt längs Linie IV-IV gemäß Fig.3. Jede Rolle 2 ist mit einer Achse 8 durch zwei Druckfedern 9 im Gehäuse 10 behalten. Die Federn 9 die in entsprechenden Gehäusebohrungen sitzen, sind zwischen Scheiben 11 und geschlitzten Druckstücken 12 verspannt. Die Druckstücke 12 sind so ausgebildet, daß die Achse 8 in axialer Richtung verriegelt wird. Genau über der Rolle 2 sitzt ein Gummipfropfen 13 im Gehäuse 10.

Dadurch, daß man die Achsen 1 dreht bzw. alternativ senkt oder hebt, werden die Federn 9 zusammengepreßt, und man erhält eine Druckwirkung auf die Leiterplatten 5. Wenn man dann die Einstellbewegung fortsetzt, werden die Federn 9 so sehr zusammengepreßt, daß sich die Rolle 2 am Gummipfropfen 13 blockiert. Der Pfropfen 13 muß nicht aus Gummi sein, sondern es können auch andere Reibungsmaterialien in Frage kommen.

Gemäß F i g. 5 ist die Auflage 6 bzw. das Widerlager durch Rollen 14, 14' gebildet und F i g. 6 zeigt die Anordnung der Rollen 14, 14'. F i g. 7 zeigt einen Schnitt durch eine Platte 15, bei der die Rollen 14 auf einzelnen Achsen 16 sitzen, die in Nuten 17 der Platte 15 gelagert sind.

Um das ganze Widerlager mit den Rollen 14 bzw. 14' genügend stabil auszubilden, sind natürlich die in F i g. 6 durchgehend dargestellten Achsen 18 durch entsprechende Lagerstellen (nicht dargestellt) benachbart zu den Rollen 14,14' gegen den Auflagedruck abgefangen.

Die Leiterplatten 5 sind beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 mit einem Stift 18 od. dgl. an einem Rahmen 19 fixiert, welcher die Bewegung in x- Richtung ausführt. Die Rollen 14 werden mit Abstand am geeignetesten in Reihen in y-Richtung angeordnet.

Die der Bohr- und Fräsvorrichtung 5 am nächsten gelegenen Rollen 14, müssen einen solchen Abstand zueinander haben, daß mit Sicherheit Schaden an den Rollen 14' durch das Rohr- oder Fräswerkzeug 3' beim Durchstoßen durch die unterste Leiterplatte 3' verhindert werden.

Durch diese Ausbildung der Auflage können Bohr- und Fräsvorgänge ohne Unterlageplatten ausgeführt werden, da die entsprechenden Werkzeuge zwischen den Rollen 14' auf der Unterseite austreten.

Ferner wird die Spanabhebung speziell beim Fräsen dadurch erleichtert, daß das Fräswerkzeug hier ggf. eine oszillierende Bewegung auch in z-Richtung (siehe F i g. 1) ausführen kann.

F i g. 5 zeigt im Detail ein Paket von Leiterplatten 5 auf vier Rollen 14, 14', von denen im Sinne der F i g. 6 mehrere nebeneinander angeordnet sind. Das Paket von Leiterplatten 5 ist mit einem Stift 18 an einem Rahmen

19 befestigt, der in Richtung des Pfeiks χ bewegt wird,

was beim Bohren natürlich schrittweise, beispielsweise von einer Lochkartensteuerung gesteuert, erfolgt

Über dem Paket von Leiterplatten 5 ist die Bohrvorrichtung 3 angedeutet, sowie die zu den unteren Rollen 14,14' gehörende Niederhalteeinrichtung, die aus einer Anzahl Rollen 2 besteht, welche an Armen 4 befestigt sind, die an zwei Achsen 1, wie schon oben beschrieben, sitzen.

Sowohl die oberen, als auch die unteren Rollen 14,14' können in gleichen Maßen ausgeführt und z. B. aus Kunststoff hergestellt werden, was zu Flexibilität und niedrigen Herstellungskosten führt- Ferner kann man natürlich die unteren Rollen 14, 14' federnd und die oberen Rollen 2 starr anordnen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Bohr- und Fräsvorrichtung für insbesondere Leiterplatten, bestehend aus einem in Bearbeitungsrichtung relativ zur Auflage für die mittels eines mit Rollkörpern versehenen Niederhalters preßbaren, zu einem Paket zusammengefaßten Leiterplatten bewegbaren Bearbeitungswerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter aus einer Mehrzahl von Rollen (2) gebildet ist, die auf zwei Seiten zum Bearbeitungswerkzeug (3) angeordnet und mittels Armen (4) an zwei drehbar und/oder höheneinstellbaren Achsen (1) gelagert sind und daß ferner die in ihrer Ebene bewegliche Auflage (6) für die Leiterplatten (5) aus einer Anzahl von Rollen (14, 14') gebildet ist, von denen eine der Anzahl der Rollen (2) entsprechende Anzahl in Bearbeitungsrichtung fluchtend zu den Rollen (2) unter dem Paket von Leiterplatten (5) angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Stellweg der Rollen (2) ein Reibungsanschlag in Form eines Puffers (13) angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Auflage bildenden Rollen (14, 14') innerhalb eines Tragrahmens (19) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Auflage (6) bildenden Rollen (14, 14') in einem mit Nuten (17) versehenen Auflagetisch (15) gelagert sind.