DE2935021A1 - Machine which inserts components into circuit board - using suction tubes picking components from magazine and carrying to circuit boards - Google Patents
Machine which inserts components into circuit board - using suction tubes picking components from magazine and carrying to circuit boardsInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung und Verfahren zur Bestückung von Leiterplatten mit elektrischen Bauelementen" Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestückung von mit Leiterbahnen bedruckten Schaltungsträgern (Leiterplatten) mit plättchenförmigen elektrischen Bauelementen, die in rohrförmigen Magazinen gestapelt sind, welche in einer solchen relativen Lage zueinander angeordnet sind, die der auf der Leiterplatte herzustellenden Lage der 3auelemente zueinander entspricht.Device and method for equipping printed circuit boards with electrical Components "The invention relates to a device for equipping Circuit carriers (circuit boards) printed with conductor tracks with platelet-shaped electrical components stacked in tubular magazines, which are arranged in such a relative position to one another that on the circuit board to be produced position of the 3auelemente corresponds to each other.
Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Bestückung von mit Leiterbahnen bedruckten Schaltungsträgern (Leiterplatten) mit plättchenförmigen elektrischen Bauelementen unter Anwendung dieser Vorrichtung Es ist eine bekannte Maßnahme, Leiterplatten, sogenannte gedruckte Schaltungen, auf die Weise herzustellen, daß auf einen Isolierstoffträger Leiterbahnen aufgedruckt werden und die Leiterbahnen dem herzustellenden Schaltungsmuster entsprechend durch in den Isolierstoffträger eingesetzte elektrische Bauelemente verbunden werden.The invention further relates to a method for equipping with Conductor tracks printed circuit carriers (circuit boards) with platelet-shaped electrical components using this device It is a known one Measure to manufacture circuit boards, so-called printed circuits, in the manner that conductor tracks are printed on an insulating carrier and the conductor tracks according to the circuit pattern to be produced through into the insulating material used electrical components are connected.
Im allgemeinen werden für die Bestückung dieser Leiterplatten Bauelemente mit Drahtanschlüssen verwendet, die durch den Isolierstoffträger hindurchgesteckt werden u.t.d an der Seite der Leiterbahnen verlötet werden.In general, components are used for the assembly of these printed circuit boards used with wire connections that pushed through the insulating material support will be soldered to the side of the conductor tracks, among other things.
Um eine Miniaturisierung dieser Schaltungen zu erreichen, werden seit neuerer Zeit sowohl die Ober- als auch die Unterseite der Isolierstoffcräger mit Leiterbahnen bedrucK wobei die ein Seite des Isolierstoffträgers vorzugsweise mit Bauelementen mit Anschlußdrähten bestückt wird, die durch den Isolierstoffträger hindurchtreten und ger,LnJ i geringfügig über die Ebene der anderen Seite des fisolzierstoffträgers hinausragen. Die andere Seite des Isolierstoffträgers wird in den Zwischenräumen zwischen den Anschlußdrähten mit plättchenförmigen Bauelementen, sogenannten Chip-Bauelementen, bestückt. Unter Chip-Bauelementen sind Bauelemente zu verstehen, deren elektrische Anschlüsse nicht über den Bauelementenkörper hinausragen. Vorzugsweise haben diese Bauelemente elektrische Anschlüsse in Form von Metall-Dickschichten.In order to miniaturize these circuits, since more recently, both the top and the bottom of the Isolierstoffcräger with Printed conductor tracks, with one side of the insulating material preferably also being used Components is equipped with connecting wires, which through the insulating material step through and ger, LnJ i slightly above the level of the others Protrude from the side of the insulating material support. The other side of the insulating material carrier is in the gaps between the connecting wires with plate-shaped components, so-called chip components. Under chip components are components to understand whose electrical connections do not protrude beyond the component body. These components preferably have electrical connections in the form of thick metal layers.
Aus der DE-OS 27 16 330 ist eine Vorrichtung zur Bestückung von Schaltungsplatinen mit plättchen- bzw. quaderförmigen Schaltungsbauteilen bekannt, mit welcher eine mit einer vorbestimmten Anzahl auf ihrer Unterseite an vorbestimmten Orten angebrachten Kleberaufträgen versehene Schaltungsplatine bestückt werden kann. Die Bestückung der Schaltungsplatine erfolgt aus einer in einer Magazinführung angeordneten Vielzahl von rohrförmigen Magazinen, in denen die Schaltungsbauteile gestapelt sind; das jeweils oberste Schaltungsbauteil jedes Stapels in den einzelnen Magazinen wird auf den entsprechenden Kleberauftrag auf der Schaltungsplatine gedrückt.From DE-OS 27 16 330 a device for equipping circuit boards is known with platelet or cuboid circuit components, with which a affixed with a predetermined number on their underside at predetermined locations Adhesive orders provided circuit board can be assembled. The assembly the circuit board is made up of a plurality arranged in a magazine guide tubular magazines in which the circuit components are stacked; the the top circuit component of each stack in the individual magazines pressed onto the corresponding adhesive application on the circuit board.
Aus der genannten DE-OS ist ebenfalls ein Verfahren zur Bestückung von Schaltungsplatinen mit plättchen- bzw.A method for equipping is also from the aforementioned DE-OS of circuit boards with platelet or
quaderförmigen Schaltungsbauteilen bekannt, das die genannte Vorrichtung anwendet.Block-shaped circuit components known that said device applies.
Mit der bekannten Vorrichtung und dem bekannten Verfahren sind nun eine Reihe von Nachteilen verknüpft, die eine rationelle genaue Großserienfertigung erschweren.With the known device and the known method are now a number of disadvantages are linked to the rational, exact mass production make more difficult.
Eine Miniaturisierung der Schaltungen ist nur bis zu einem gewissen Grad möglich, da die Schaltungsplatine direkt aus den die Bauelemente gestapelt enthaltenden Magazinen bestück wird. Die Magazine sind verhältnismäßig groß und ein dementsprechend großer Platz zuzüglich der erforderlichen lichen Toleranzen muß auch zwischen den mit Schaltungsbauteilen zu bestückenden Plätzen auf der Schaltungsplatine freigehalten werden.A miniaturization of the circuits is only possible up to a certain point Degree possible because the circuit board is stacked directly from the the components containing magazines is loaded. The magazines are relatively large and a correspondingly large space plus the necessary lichen There must also be tolerances between the places to be fitted with circuit components be kept free on the circuit board.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist, daß Schaltungsbauteile unterschiedlicher Dicke nicht gleichzeitig auf der Schaltungsplatine angebracht werden können.Another disadvantage of the known device is that circuit components different thicknesses are not attached to the circuit board at the same time can be.
Es können in einem Bestiiclrungs-Jorgang nur jeweils Schaltungsbauteile annähernd gleicher Dicke verarbeitet werden, da die unter der Schaltungsplatine angeordneten, die Schaltungsbauteile enthaltenden Magazine in der Magazinführung so geführt sind, daß ihre Mündungen jeweils in einer Ebene liegen und der Vorschub der Bauelemente aus den Magazinen mit praktisch gleichem Hub erfolgt; lediglich der Dickentoleranzausgleich der einzelnen Bauelemente erfolgt durch Überfederung der einzelnen Vorschubvorrichtungen. Ist der Abstand zwischen den Mündungen der Magazine und der Schaltungsplatine so groß, daß nur jeweils Schaltungsbauteile der geringsten Dicke gerade an die Schaltungsplatine gelangen, kommen dickere Schaltungsbauteile aus anderen Magazinen nicht frei. Ist der Abstand zwischen den Mündungen der Magazine und der Schaltungsplatine jedoch so groß, daß auch die Schaltungsbauteile mit der größten Dicke gerade von den sie haltenden Magazinen freikommen, werden aus Magazinen mit Schaltungsbauteilen geringerer Dicke unter Umständen mehrere Schaltungsbauteile zugleich freigesetzt, die dann außer dem einen Bauelement, das auf der Schaltungsplatine mittels des dort angebrachten Kleberauftrages festgehalten wird, lose ohne Führung und Halterung sind.Only circuit components can be used in a determination process approximately the same thickness can be processed as the under the circuit board arranged, the circuit components containing magazines in the magazine guide are guided so that their mouths are each in a plane and the feed the components from the magazines takes place with practically the same stroke; only the thickness tolerance compensation of the individual components is carried out by over-springing of the individual feed devices. Is the distance between the mouths of the Magazine and the circuit board so large that only each of the circuit components thinner circuit components come straight to the circuit board not free from other magazines. Is the distance between the mouths of the magazines and the circuit board, however, so large that the circuit components with the The greatest fat people just get free from the magazines they hold, become magazines with circuit components of smaller thickness under certain circumstances several circuit components at the same time released, which then except the one component that is on the circuit board is held by means of the adhesive applied there, loosely without a guide and bracket are.
Außerdem ist bei dieser bekannten Vorrichtung nicht sicher gewährleistet, daß immer nur ein einzelnes Bauelement aus den Magazinen entnommen wird. Die Bauelemente können in der Praxis aus den verschiedensten Gründen zusammenkleben.In addition, it is not guaranteed with this known device, that only a single component is removed from the magazines. The components can stick together for various reasons in practice.
Dagegen nilft auch n- ht immer die in der DE-OS 27 16 330 angeführte Ausführung der Magazine mit gefederten Zungen, da deren Wirkung abhängig ist von der %nd:viduellen Toleranz ranz der aufeinanderfolgenden Bauelemente. Ein Bauelement mit.Kleinstmaß zwischen zwei Bauelementen mit Größtmaß innerhalb der Toleranzgrenzen der Bauelemente eines Magazins wird z.B. nicht gehalten.On the other hand, the one cited in DE-OS 27 16 330 is not always applicable Execution of the magazines with spring-loaded tongues, as their effect depends on the% nd: visual tolerance rance of the successive components. A component with the smallest dimension between two components with the largest dimension within e.g. the tolerance limits of the components of a magazine are not adhered to.
Eine sichere Wirkungsweise der Vorrichtung ist außerdem sehr stark von der Auslegung der Magazine abhängig und stellt hohe Anforderungen an deren Gleichmäßigkeit, die aber bei Verwendung von Magazinen verschiedener Hersteller nicht vorausgesetzt werden kann.A safe operation of the device is also very strong depends on the design of the magazines and places high demands on their evenness, but this is not a prerequisite for using magazines from different manufacturers can be.
Es ist hervorzuheben, daß eine absolut sichere Vereinzelung der Bauelemente nach Entnahme aus den Magazinen für eine zuverlässige Bestückung von Leiterplatten unabdingbar ist.It should be emphasized that an absolutely safe separation of the components after removal from the magazines for a reliable assembly of printed circuit boards is indispensable.
Der Erfindung liegt-die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestückung von Leiterplatten mit plättchenförmigen elektrischen Bauelementen zu schaffen, mit denen es möglich ist, gleichzeitig eine Vielzahl von Bauelementen der genannten Art in wesentlich engerem Abstand, als es mit der bekannten Vorrichtung möglich ist, auf einer Leiterplatte zu positionieren, mit denen weiter eine Vielzahl von Bauelementen unterschiedlichster Dicke gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsgang auf einer Leiterplatte angebracht werden Können und mit denen eine Vereinzelung der Bauelemente auch bei unterschiedlicher Dicke derselben absolut sichergestellt ist.The invention is based on the object of a device and a Process for the assembly of circuit boards with plate-shaped electrical components to create, with which it is possible to simultaneously use a large number of components of the type mentioned in a much closer distance than it is with the known device is possible to position on a printed circuit board, with which further a multitude of components of different thicknesses at the same time in a single operation Can be attached to a circuit board and with which a separation the components are absolutely guaranteed even with different thicknesses is.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine gegenüber den Öffnungen der Magazine angeordnete Transferplatte zum Transport der Bauelemente aus den Magazinen auf die Leiterplatte, wobei die Transferplatte eine Vielzahl von mit Vakuum beaufschlagten Halteröhrchen zur Übernahme der Bauelemente enthält, die über die Transferplatte hinausragen.This object is achieved according to the invention by a compared to the Transfer plate arranged in the openings of the magazines for transporting the components from the magazines to the circuit board, the transfer plate being a variety of Contains vacuum holding tubes for taking over the components, the protrude beyond the transfer plate.
Nach Nach vorteilhaften weiteren Ausbildungen der Erfindung sind die Halteröhrchen in die Transferplatte auswechselbar eingesetzt und in der Transferplatte federnd gehaltert. To According to advantageous further training of the Invention, the holding tubes are inserted interchangeably in the transfer plate and resiliently held in the transfer plate.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung haben die Halteröhrchen Querschnitte, die den Querschnitten der zu haltenden Bauelemente in ihren Proportionen entsprechen. Diese Ausführungsform der Halteröhrchen ist von Bedeutung, wenn die zu haltenden Bauelemente besonders klein sind, denn um sie sicher mit den mit Vakuum beaufschlagten Halteröhrchen halten zu können, würde bei der in der Regel rechteckigen Form der Bauelemente ein großer Teil an Haltefläche verschenkt, wenn die Halteröhrchen rund wären.According to a further advantageous embodiment of the invention, the Holding tube cross-sections that correspond to the cross-sections of the components to be held in correspond to their proportions. This embodiment of the holding tube is from This is important when the components to be held are particularly small because they are safe To be able to hold with the holding tube acted upon by vacuum, would be with the usually rectangular shape of the components given away a large part of the holding area, if the holding tubes were round.
Die nach einer Weiterbildung der Erfindung runden Halteröhrchen, die problemloser herstellbar sind als Halteröhrchen mit einem rechteckigen Querschnitt, können dagegen mit Vorteil eingesetzt werden, wenn Bauelemente mit größeren Abmessungen und dementsprechend einer größeren Ansaug- und Haltefläche gehalten und transportiert werden sollen.According to a development of the invention, the round holding tube that are easier to manufacture than holding tubes with a rectangular cross-section, can, however, be used with advantage when components with larger dimensions and accordingly held and transported with a larger suction and holding surface should be.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die aus der Transferplatte herausragenden freien Längen der Halteröhrchen unterschiedlich und entsprechen dem Dickenunterschied der von den einzelnen Halteröhrchen zu transportierenden Bauelemente Damitlsird erreicht, daß Bauelemente der unterschiedlichsten Dicke gleichzeitig in der Bestückungsvorrichtung verarbeitet werden können, wobei die Bauelemente trotz unterschiedlicher Dicke zum Montieren auf der Leiterplatte in einer Ebene liegen uud die Entnahme der # .lelemente aus den Magazinen individuell so einstellb-r ist, daß auch wirklich nur jeweils ein Bauelement zur Zeit den Magazinen entnehmbar ist.According to a further advantageous embodiment of the invention are from the transfer plate protruding free lengths of the holding tubes different and correspond to the difference in thickness of the individual holding tubes to be transported Components This means that components of the most varied thicknesses can be used at the same time can be processed in the placement device, the components despite different thickness for mounting on the circuit board in one plane uud the removal of the # .l elements from the magazines is individually adjustable, that really only one component can be removed from the magazines at a time.
Nach einer Weiterbildung der Brfinduro ib ist zwischen der v t'dn rS rte Transferplatte und der Leiterplatte eine mit der ~ransferplatte zusammenwirkende, gegenüber dieser in x-und/oder y-Richtung verschiebbare Kalibrierplatte angeordnet mit einer den zu transportierenden Bauelementen entsprechenden Anzahl durchgehender Öffnungen, in welche die Bauelemente mit Spiel hineinpassen und in welche die Halteröhrchen zum Übernehmen der Bauelemente so weit hineinragen, daß gerade noch ein der Dicke der aus den Magazinen zu übernehmenden Bauelemente entsprechender Freiraum innerhalb der Öffnungen verbleibt.According to a further training of the Brfinduro ib is between the v t'dn rS rte Transfer plate and the circuit board one with the transfer plate cooperating calibration plate which can be displaced in relation to this in the x and / or y direction arranged with a number corresponding to the components to be transported through openings into which the components fit with play and into which protrude so far the holding tubes for taking over the components that just one more corresponding to the thickness of the components to be taken over from the magazines Free space remains within the openings.
Die Gesamtlänge der Halteröhrchen und der Abstand zwischen Transferplatte und Kalibrierplatte ist so ausgelegt, daß die Bauelemente bei ihrer Übertragung auf die Leiterplatte trotz dort eventuell bereits vorhandener vorstehender Teile (Drahtenden) aufgedrückt werden können.The total length of the holding tubes and the distance between the transfer plates and calibration plate is designed so that the components during their transfer onto the circuit board in spite of any protruding parts that may already be present there (Wire ends) can be pressed.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Kalibrierplatte aus in einen Gitterrahmen eingesetzten, konusförmigen Einzelelementen mit durchgehenden Öffnungen aufgebaut. Hierdurch wird eine höchst genaue Zentrierung und Positionierung der Bauelemente in bezug auf die mit Bauelementen zu bestückenden Plätze der Leiterplatte erreicht und die Umstellung auf andere Schaltungsmuster ist leicht durch entsprechendes Umsetzen der Standardeinzelelemente möglich.According to a further embodiment of the invention, the calibration plate made of cone-shaped individual elements with continuous elements inserted in a lattice frame Openings built up. This ensures highly accurate centering and positioning of the components in relation to the places on the circuit board to be populated with components achieved and the conversion to other circuit patterns is easy by using the appropriate Implementation of the standard individual elements possible.
Ein Verfahren zur Bestückung von Leiterplatten mit plättchenförmigen elektrischen Bauelementen wird auf die Weise ausgeführt, daß die Bauelemente in ihren Magazinen so weit in Magazinachsrichtung bewegt werden, bis sie die gegenüber den Öffnungen der Magazine in der Transferplatte angeordneten, mit Vakuum beaufschlagten, in Anzahl und Anordnung den mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen der Leiterplatte entsprechenden Halteröhrchen berühren und von diesen gehalten werden, und daß die Bauelemente durch Bewegen der Transferplatte an die zu bestückenden Plätze der der Leiterplatte gebracht werden, wo sie in an sich bekannter Weise mittels eines auf die Leiterplatte und/oder auf die Bauelemente aufgebrachten Klebstoffes gehalten werden.A method for assembling printed circuit boards with platelet-shaped electrical components is carried out in such a way that the components in their magazines are moved so far in the magazine axis direction until they are opposite the openings of the magazines in the transfer plate, subjected to a vacuum, the number and arrangement of the places on the circuit board to be fitted with components corresponding holding tubes touch and be held by them, and that the Components by moving the transfer plate to the places to be populated the Printed circuit board are brought where they are in a known manner by means of a held the circuit board and / or adhesive applied to the components will.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ge: der Erfindung wird die Transferplatte mit ihren Halteröhrchen so zu der Kalibrierplatte mit einer den Halteröhrchen entsprechenden Anzahl von durchgehenden Öffnungen angeordnet, daß die Halteröhrchen zum Übernehmen der Bauelemente so weit in die Öffnungen hineinragen, daß gerade noch ein der Dicke der aus den Magazinen zu übernehmenden Bauelemente entsprechender Freiraum innerhalb der Öffnungen verbleibt, worauf jeweils ein Bauelement an die Halter:5hrchen in den Öffnungen herangeschoben und von diesen gehalten wird und die Transferplatte gemeinsam mit der Kalibriernlatte so in x- und/oder y-Richtung gegenüber den benachbart zur Kalibrierplatte angeordneten Magazinen verschoben wird, daß die Mündungen der Magazine durch die Kalibrierplatte mindestens teilweise abgedeckt werden.According to a further advantageous embodiment of the method ge: According to the invention, the transfer plate with its holding tube thus becomes the calibration plate arranged with a number of through openings corresponding to the holding tubes, that the holding tubes protrude so far into the openings to take over the components, that just one of the thickness of the components to be taken over from the magazines corresponding free space remains within the openings, whereupon one component in each case to the holder: the small tube is pushed into the openings and held by them and the transfer plate together with the calibration staff in the x and / or y direction is displaced in relation to the magazines arranged adjacent to the calibration plate, that the mouths of the magazines are at least partially covered by the calibration plate will.
Die Bewegung der Transferplatte mit der Kalibrierplatte wird dabei vorteilhafterweise so vorgesehen, daß die Trans ferplatte nach Übernahme jeweils eines Bauelementes mittels der Halteröhrchen gemeinsam mit der Kalibrierplatte umgewendet wird. Damit sind die in den Magazinen entnommenen Bauelemente innerhalb der Vorrichtung wieder auf der glei chen Seite angeordnet, wie die Mündungen der Magazine liegen, so daß alle Bearbeitungsschritte innerhalb der Vorrichtung von einer Seite her vorgenommen werden können.The movement of the transfer plate with the calibration plate is thereby advantageously provided so that the Trans ferplate after each takeover of a component by means of the holding tube turned over together with the calibration plate will. This means that the components removed from the magazines are inside the device again arranged on the same side as the mouths of the magazines, so that all processing steps within the device are carried out from one side can be.
Mit dieser Lage der Bauelemente ist eine leichte - auch automatische - Kontrolle und ^¢entuelle Nachmessung der einzelnen Bauelemente mög?it#h. Ein eventueller Auftrag von Klebstoff kann : dieser verschwenxten Position der Transfernlatte leicht angebracht werden Außerdem könnte auf diese Weise die Leiterolatte z.B. ron unten her bestückt stücks werden, was den Vorteil hätte, daß die Leiterplatte zwischen der Bestückung mit Bauelementen mit Drahtanschlfissen von der Oberseite her und der Bestückung mit plättchenförmigen Bauelementen von der Unterseite her nicht gewendet werden muß. Bereits vor der Bestückung mit plättchenförmigen Bauelementen auf der Leiterplfte angebrachte Bauelemente mit Drahtanschlüssen können auf diese Weise außerdem nicht herausfallen.With this position of the components is easy - also automatic - Control and final re-measurement of the individual components possible. A possible one The application of glue can easily be done in this twisted position of the transfer bar In addition, the ladder bar could e.g. be attached in this way at the bottom equipped here piece, which would have the advantage that the circuit board between the assembly of components with wire connections from the top and the placement of platelet-shaped components from the underside does not have to be turned. Even before the assembly with platelet-shaped components Components with wire connections attached to the circuit board can be connected to these Way, in addition, do not fall out.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die Kalibrierplatte vor dem Aufsetzen der Bauelemente auf die Leiterplatte gegenüber der Transferplatte mit ihren in die Öffnungen der Kalibrierplatte hineinragenden Halteröhrchen in x- und/oder Richtung derart verschoben, daß die von den Halteröhrchen gehaltenen Bauelemente mittels der als Anschlag wirkenden Öffnungen in bezug auf die zu bestückenden Plätze der Leiterplatte positioniert werden.According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, the calibration plate before placing the components on the PCB opposite the transfer plate with their in the openings of the calibration plate protruding holding tube in the x and / or direction displaced such that the Components held by the holding tubes by means of the components acting as a stop Openings positioned in relation to the places to be populated on the circuit board will.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß eine Vielzahl von plättchenförmigen elektrischen Bauelementen sehr unterschiedlicher Dicke und Querschnitte gleichzeitig auf einer Leiterplatte an den mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen positioniert werden kann, da die Halteröhrchen einzeln einsetzbar sind und in ihrer Länge der Dicke der von ihnen jeweils zu haltenden Bauelemente entsprechend ausgewählt werden können, so daß die auf die Leiterplatte zu übertragenden Bauelemente alle in einer Ebene liegen, obwohl die einzelnen Bauelemente ungleich dick sind.The advantages achieved by the invention are that a Large number of plate-shaped electrical components very different Thicknesses and cross-sections simultaneously on a printed circuit board with components places to be equipped can be positioned, since the holding tubes can be used individually are and in their length the thickness of the components to be held by them can be selected accordingly, so that the to be transferred to the circuit board Components are all in one plane, although the individual components are not the same are thick.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die absolut sichere Vereinzelung der aus den Magazinen entnomrnenen Bauelemente dadurch erreicht wird, daß die Kalibrierplatte mit der Transferplatte nach dem individuellen Vorschub je eines Bauelementes aus den Magazinen auf die Halteröhrchen relativ zu den Magazinen in x- und/oder y-Ri chtuLlfr Richtung so verschoben werden, daß die entnommenen einzelnen Bauelemente über den Rand der Magazine ~,abgeschert" werden und die Magazine teilweise durch die Kalibrierplatte abgedeckt werden, so daß auch nicht noch weitere Bauelemente in ein und demselben Arbeltstntt den Magazinen entnommen werden Können.Another advantage of the invention is that the absolute safe separation of the components removed from the magazines is thereby achieved that the calibration plate with the transfer plate after the individual feed one component each from the magazines onto the holding tubes relative to the magazines in x- and / or y-direction Direction can be shifted so that the removed individual components are "sheared" over the edge of the magazine and the magazines are partially covered by the calibration plate, so that too no further components are removed from the magazines in one and the same work can be.
Ein weiterer Vorteil ist, daß die mit Bauelementen zu bestückenden Plätze auf der Leiterplatte einen Abstand vonw einander haben können, der im Extremfall nur geringfügig größer als die Bauelemente selbst zu sein braucht, da die Bauelemente mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung höchst genau positioniert und zentriert werden können und außerdem in engste Plätze auf der Leiterplatte eingesetzt werden können, da die die Bauelemente tragenden Halteröhrchen selbst nur so kleine Querschnitte haben, die den der zu haltenden Bauelemente in ihren Proportionen entsprechen, jedoch geringfügig kleiner sind als diese Ein weiterer Vorteil, der mit der Erfindung erzielt wird, ist, daß die erfindungsgemäße Bestückungsvorrichtung sich leicht in einen bereits vorhandenen Maschinenpark in einem Fertigungsbetrieb integrieren läßt. Es ist, wie bereits ausgeführt, ohne Schwierigkeiten möglich, Leiterplatten zunächst auf herkömmliche Weise mit Bauelementen mit Drahtanschlüssen zu bestücken und diese bereits bestückten Leiterplatten dann in einem Nachfolgeschritt, vorzugsweise vor dem Verlöten aller Bauelemente, auch noch mit plättchenförmigen elektrischen Bauelementen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestücken, wobeI zwischen den auf der Leiterplatte bereits vorhandenen Baueiementen nur kleinste Plätze für die Be-Ctückung freiubleiben brauchen, da die Halteröhrchen, mittels derer die Bauelemente auf die Leiterplatte aufgesetzt werden, wie bereits ausgeführt, einen noch kleineren Ouersci;nitt haben ' als die ßauelemente selbst und so lang sind, daß sie zwischen die bereits bestückten hervorstehenden Teile bis auf die Leiterpiatte gen angzn.Another advantage is that the components to be fitted Places on the circuit board can have a distance from each other, which in extreme cases only needs to be slightly larger than the components themselves, since the components very precisely positioned and centered with the device according to the invention and can also be used in the tightest spaces on the circuit board can, since the holding tubes carrying the components themselves only have such small cross-sections that correspond in their proportions to those of the components to be held, however are slightly smaller than this Another advantage achieved with the invention is, is that the pick and place device according to the invention is easily in a already existing machinery can be integrated into a manufacturing company. It is, as already stated, possible without difficulty, circuit boards initially to equip in the conventional way with components with wire connections and these already assembled circuit boards then in a subsequent step, preferably before the soldering of all components, even with plate-shaped electrical components by means of the device according to the invention and the method according to the invention assemble, whereby between the components already present on the circuit board only the smallest spaces need to remain free for the equipment, since the holding tubes, by means of which the components are placed on the circuit board, as already executed, an even smaller ouersci; nitt 'than the building elements themselves and are so long that they are between the protruding parts that have already been fitted except for the printed circuit board.
Anhand Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und ihre Wirkungsweise erläutert.Based An exemplary embodiment is shown on the basis of the drawing of the invention described and its mode of operation explained.
Es zeigen: Fig. 1 eine Darstellung der Transfereinheit im Schnitt, Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Kalibrierplatte, Fig. 3a-c mit Bauelementen zu bestückende Leiterplatte und Transfereinheit im Schnitt in mehreren Verfahrens stellungen, Fig. 4a-d Darstellung der Wirkungsweise der Kälibrierplatte, Fig. 5a-g Prinzipdarstellung des Zusammenwirkens der Kalibrierplatte mit der Transferplatte.They show: FIG. 1 a representation of the transfer unit in section, 2 shows a perspective illustration of the calibration plate, FIGS. 3a-c with components Circuit board to be assembled and transfer unit in section in several processes positions, Fig. 4a-d illustration of the mode of operation of the calibration plate, Fig. 5a-g Schematic representation of the interaction of the calibration plate with the transfer plate.
In Fig. 1 ist eine Transferplatte 31 mit Halteröhrchen 29 dargestellt.Plättchenförmige Bauelemente 11 (in unterschiedlicher Dicke dargestellt) befinden sich in Magazinen 1.In Fig. 1, a transfer plate 31 with holding tube 29 is shown. Plate-shaped Components 11 (shown in different thicknesses) are located in magazines 1.
Jeweils ein Bauelement 11' ist bis in eine Kalibrierplatte 27 vorgeschoben und hat dort Kontakt mit den über Bohrungen 33 mit Vakuum beaufschlagten Halteröhrchen 29. Die Kalibrierplatte 27 hat Öffnungen 19, die der Größe der auf eine Leiterplatte zu übertragenden Bauelemente entsprechend variieren müssen und vorzugsweise etwas größer sind als die Bauelemente. Um hier eine gute Anpaßbarkeit der Einzelteile der Gesamtvorrichtung an unterschiedlichste Bauelementgrößen zu erreichen, ist die Kalibrierplatte 27 als Gitterrahmen aufgebaut, in welchen konusförmige Teile 37 (vergleiche auch Fig. 2) mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten schnitten einzeineinsetzbar sind. Die Halteröhrchen 29 sind in der Transferplatte 31 mittels Federn 39 federnd gehaltert, um ein weiches Aufsetzen der mit den Halteröhrchen 29 gehaltenen Bauelemente 11 auf eine Leiterplatte zu erreichen und die Dickentoleranz der einzelnen Bauelemente beim Bestücken auszugleichen.In each case one component 11 ′ is advanced into a calibration plate 27 and there it is in contact with the holding tubes, which are subjected to a vacuum via bores 33 29. The calibration plate 27 has openings 19 that are the size of a circuit board to be transferred components must vary accordingly and preferably something are larger than the components. In order to have a good adaptability of the individual parts the overall device to achieve a wide variety of component sizes, is the Calibration plate 27 constructed as a lattice frame in which conical parts 37 (Compare also Fig. 2) with different opening cross-sections cut can be used individually. The holding tubes 29 are in the transfer plate 31 by means Springs 39 are resiliently held in order to allow the holding tube to be placed gently on 29 held components 11 on a circuit board and the thickness tolerance to compensate for the individual components during assembly.
In den Figuren Da bis 3c ist die WDertragung der Bauelemente 11' auf eine Leiterplatte 41 mittels der Halteröhrchen 29 dargestellt. Auf der der Transferplatte 31 abgewandten Seite der Leiterplatte 41 sind bereits in einem vorhergehenden Prozeßschritt mit Anschlußdrähten 45 versehene Bauelemente 43 eingesetzt worden. Die plättchenförmigen Bauelemente 11t können dank der sehr kleinen Abmessungen der Halteröhrchen 29, die geringfügig kleinere Querschnitte aufweisen als die auf der Leiterplatte anzubringenden plättchenförmigen Bauelemente 11', zwischen den durch die Leiterplatte 41 hindurchragenden Anschlußdrähten 45 der Bauelemente 43 genauestens positioniert werden, wobei mittels der Kalibrierplatte 27 eine sehr genaue Führung der Bauelemente 11 t sichergestellt ist. Anschläge 47 mit einer Höhe, die der freien Länge der durch die Leiterplatte 41 hindurchtretenden Anschlußdrähte 45 etwa entspricht (sie muß geringfügig größer sein) sorgen dafür, daß die Kali brierplatte 27 nicht mit den durch die Leiterplatte 41 hindurchtretenden Anschlußdrähten 45 kollidiert.In the figures Da to 3c, the transfer of the components 11 'is on a printed circuit board 41 is shown by means of the holding tubes 29. On the transfer plate 31 facing away from the side of the circuit board 41 are already in a previous process step with connecting wires 45 provided components 43 have been used. The platelet-shaped Components 11t can thanks to the very small dimensions of the holding tube 29, the have slightly smaller cross-sections than those to be attached to the circuit board platelet-shaped components 11 ', between those protruding through the circuit board 41 Lead wires 45 of the components 43 are precisely positioned, by means of the calibration plate 27 ensures a very precise guidance of the components 11 t is. Stops 47 with a height equal to the free length of the board through the circuit board 41 through connecting wires 45 approximately corresponds (it must be slightly larger be) ensure that the Kali brierplatte 27 not with the through the circuit board 41 penetrating connecting wires 45 collided.
In Fig. 3a sind die Halteröhrchen 29 in einer ersten Stufe des Prozesses dargestellt, in der sie gerade mit von ihnen gehaltenen plättchenförmigen Bauelementen 11' die Kalibrierplatte 27 passieren. Auf der Leiterplatte 41 ist in einem vorausgegangenen Prozeß schritt eine Komponente eines Zweikomponenten-Kontaktlebers mit einem Auftrag 69' an den mit Ba11-lementen u bestückenden Plätzen angebracht worden.In Fig. 3a, the holding tubes 29 are in a first stage of the process shown, in which they are currently held by them with platelet-shaped components 11 'pass the calibration plate 27. On the circuit board 41 is a previous one Process step one component of a two-component contact adhesive with one order 69 'has been attached to the places to be equipped with Ba11 elements.
In einem ebenfalls vorausgegangenen Prozeßschritt ist die andere Komponente des Zweikomponent an- r#0fltSktkl eber s mit einem einem Auftrag 59' auf den von den Halteröhrchen 29 gehaltenen Bauelementen 11' angebracht worden.The other component is also in a previous process step of the two-component an- r # 0fltSktkl eber s with a an order 59 'has been attached to the components 11' held by the holding tubes 29.
In Fig. 3b ist dargestellt, wie die Bauelemente 11V von den Halteröhrchen 29 gerade an die mit Kontaktklebstoff beschichteten Plätze auf der Leiterplatte 41 gedrückt werden.In Fig. 3b it is shown how the components 11V from the holding tubes 29 straight to the places on the circuit board coated with contact adhesive 41 must be pressed.
In Fig. 3c ist der Prozeßschritt dargestellt, in welchem plättchenförmige Bauelemente 11' unterschiedlicher Dicke zugleich auf der Leiterplatte 41 von den Halteröhrchen 29 durch Aufheben des Unterdruckes abgesetzt sind, dort durch Reaktion der Klebstoff-Komponenten gehalten sind und die Halteröhrchen 29 zurückgezogen sind.In Fig. 3c the process step is shown in which platelet-shaped Components 11 'of different thicknesses at the same time on the circuit board 41 of the Holding tubes 29 are deposited by releasing the negative pressure, there by reaction the adhesive components are held and the holding tubes 29 are retracted.
In den Fig. 4a bis 4d ist die Möglichkeit einer äußerst genauen Positionierung der Bauelemente 11 mittels der Kalibrierplalte 27 schematisch dargestellt.In FIGS. 4a to 4d there is the possibility of extremely precise positioning of the components 11 shown schematically by means of the calibration plate 27.
Wie bereits ausgeführt, ist die Kalibrierplatte 27 als Gitterrahmen ausgeführt, in welchen konusförmige Teile mit Öffnungen 19 einzeln einsetzbar sind. Zu dem Zeitpunkt des Prozesses, zu welchem sich plättchenförmige Bauelemente 11 im Bereich der Kalibrierplatte befinden (Fig. 4a), wird diese gemeinsam mit der Transferplatte 31 in y-Richtung (Fig. 4b) und in x- Richtung (Fig. 4c) verschoben, bis eine exakte Ausrichtung der in den Öffnungen 19 der Kalibrierplatte 27 mitgeführten Bauelemente 11V zu den durch sie zu bestückenden Plätzen auf der Leiterplatte 41 erreicht ist (Fig. 4d).As already stated, the calibration plate 27 is a grid frame executed, in which conical parts with openings 19 can be used individually. At the point in time of the process at which platelet-shaped components 11 located in the area of the calibration plate (Fig. 4a), this is together with the Transfer plate 31 displaced in the y direction (Fig. 4b) and in the x direction (Fig. 4c), to an exact alignment of the entrained in the openings 19 of the calibration plate 27 Components 11V to the places to be populated by them on the circuit board 41 is reached (Fig. 4d).
Das Verschieben der Kalibrierplatte 27 in x- und/oder y-Richtung hat nicht nur den Grund, die Bauelemente 11' genauestens zu positionieren, sondern bewirkt gleichzeitig die Sicherung gegen eine doppelte Entnahme und weiter, daß die Kalibrierplatte nach ihrem Verschieben als Abdeckung für die in den Magazinen gestapelten weiteren Bauelemente wirkt.The displacement of the calibration plate 27 in the x and / or y direction has not only the reason to position the components 11 'precisely, but causes at the same time securing against double removal and further that the calibration plate after being moved as a cover for the others stacked in the magazines Components works.
In In Fig. 5a bis 5g ist das Zusammenwirken der Kalibrierplatte mit der Transferplatte dargestellt. In In Fig. 5a to 5g the interaction of the Calibration plate shown with the transfer plate.
Die Transferplatte 31 und die Kalibrierplatte 27 sind in einem solchen Abstand zueinander angeordnet, daß die Halteröhrchen 29 der Transferplatte 31 in die Öffnungen 19 der Kalibrierplatte 27 gerade so weit hineinragen, daß in den Öffnungen 19 ein solcher Freiraum verbleibt, der der Dicke der aus den unmittelbar benachbart zur Kalibrierplatte 27 in einem Rasterrahmen 5 angeordneten Magazinen 1 zu entnehmenden Bauelemente 11 entspricht (vergleiche Fig. 5a).The transfer plate 31 and the calibration plate 27 are in one Arranged at a distance from one another that the holding tubes 29 of the transfer plate 31 in the openings 19 of the calibration plate 27 protrude just enough that in the openings 19 such a free space remains, that of the thickness of the immediately adjacent for the calibration plate 27 arranged in a grid frame 5 magazines 1 to be removed Components 11 corresponds (see Fig. 5a).
In Fig. 5b ist ein Bauelement 11' in der Öffnung 19 in mechanischem Kontakt mit einem Halteröhrchen 29 dargestellt Um das in der Öffnung 19 befindliche Bauelement 11 sicher von dem Stapel der Bauelemente 11 in dem Magazin 1 zu vereinzeln und um zu verhindern, daß außer dem einen gewünschten Bauelement 112 weitere Bauelemente mittransportiert werden, wird die Kalibrierplatte 27 nun derart gemeinsam mit der Transferplatte 31 verschoben, daß die Mündungen der Magazine 1 durch die Kalibrierplatte 27 abgedeckt werden (vergleiche Fig. 5c). Um die in den Öffnungen 19 der Kalibrierplatte 27 befindlichen Bauelemente 11' nunzum Beispiel von der gleichen Seite her weiterverarbeiten zu können, wie die Mündungen der Magazine 1 liegen, werden die Transferplatte 31 und die Kalibrierplatte 27 gemeinsam umgewendet (vergleiche Fig. 5d).In Fig. 5b is a component 11 'in the opening 19 in mechanical Contact with a holding tube 29 is shown around that located in the opening 19 Reliably separate component 11 from the stack of components 11 in magazine 1 and in order to prevent, in addition to the one desired component 112, further components are transported, the calibration plate 27 is now in such a way together with the Transfer plate 31 moved that the mouths of the magazine 1 through the calibration plate 27 are covered (see Fig. 5c). To the in the openings 19 of the calibration plate 27 located components 11 'now, for example, further process from the same side To be able to lay the mouths of the magazines 1, the transfer plate 31 and the calibration plate 27 turned over together (see FIG. 5d).
In Fig. 5e sind die Transferplatte 31 und die Kalibrierplatte 27 in umgewendetem Zustand dargestellt, und auf dem in der Öffnung 19 befindlichen Bauelement 11 t ist ein Klebstoffauftrag 59' angebracht worden.In Fig. 5e the transfer plate 31 and the calibration plate 27 are in shown reversed state, and on the component located in the opening 19 11 t an application of adhesive 59 'has been applied.
Es schließt sich ein Kalibrierschritt der Kalibrierplatte 27 an, um vorzugsweise unmidt;?5bar vor dem Anbringen der Bauelemente 11 auf den mit ihnen zu bestückenden Plätzen 73 der-j.eizerplatte 1 4 eine genaue Ausrichtung und Positionierung der Bauelemente 11' zu erreichen. Dazu wird die Kalibrierplatte 27 in x- und/oder y-R ht mg so verschoben, daß daß die auf die Leiterplatte 41 zu übertragenden Bauelemente 11' mindestens durch eine Seitenwand der Öffnungen 19 geführt sind (vergleiche Fig. 5f).This is followed by a calibration step for the calibration plate 27 preferably unmidt;? 5bar before attaching the components 11 to the with them places to be equipped 73 der-j.eizerplatte 1 4 an exact alignment and positioning to achieve the components 11 '. For this purpose, the calibration plate 27 is in x and / or y-R ht mg shifted so that that the on the circuit board 41 to transmitting components 11 'through at least one side wall of the openings 19 are performed (see Fig. 5f).
Anschließend wird die Transferplatte 31 in Richtung auf die Leiterplatte 41 so bewegt, daß die Halteröhrchen 29 mit den von ihnen gehaltenen Bauelementen 11' durch die Öffnungen 19 der Kalibrierplatte 27 hindurchtreten und die Bauelemente 11' Plätze 73 der Leiterplatte 41 erreichen und dort abgesetzt werden. Wird ein Zweikomponentenkleber verwendet, wird vor dem Absetzen der Bauelemente 11' auf der Leiterplatte 41 an den mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen 73 die eine Komponente des Klebstoffes 69' angebracht und als Klebstoff 59' auf die Bauelemente 11' ist in diesem Fall die andere Komponente des Zweikomponentenklebers aufzubringen.Subsequently, the transfer plate 31 is directed towards the circuit board 41 moved so that the holding tube 29 with the components held by them 11 'pass through the openings 19 of the calibration plate 27 and the components 11 'reach places 73 of the circuit board 41 and be deposited there. Becomes a Two-component adhesive is used before the components 11 'are placed on the Circuit board 41 at the places 73 to be fitted with components, one component of the adhesive 69 'is attached and as an adhesive 59' on the components 11 ' in this case to apply the other component of the two-component adhesive.
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Claims (15)
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|---|---|---|---|
| DE19792935021 DE2935021A1 (en) | 1979-08-30 | 1979-08-30 | Machine which inserts components into circuit board - using suction tubes picking components from magazine and carrying to circuit boards |
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| DE19792935021 DE2935021A1 (en) | 1979-08-30 | 1979-08-30 | Machine which inserts components into circuit board - using suction tubes picking components from magazine and carrying to circuit boards |
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ID=6079611
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