DE2935081A1

DE2935081A1 - Vorrichtung und verfahren zur bestueckung von leiterplatten.

Info

Publication number: DE2935081A1
Application number: DE19792935081
Authority: DE
Inventors: Helmut 2240 Heide Düll; Wilhelm 2359 Hartenholm Schreihage
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1979-08-30
Filing date: 1979-08-30
Publication date: 1981-03-12
Also published as: IT1193964B; CA1157959A; IT8024318A0; GB2056956B; US4375126A; GB2056956A; BE885022A; FR2464616A1; SG52783G; NL8004834A; FR2464616B1; HK21384A; JPS5636197A; DE2935081C2; SE8005980L

Description

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PHILIPS PATENTVERWALTUNG GMBH PHD 79-098

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"Vorrichtung und Verfahren zur Bestückung von Leiterplatten"

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 Bauelemente zueinander entspricht.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur Bestückung von mit Leiterbahnen bedruckten Schaltungsträgern (Leiterplatten) mit plättchenförmigen elektrischen Bauelementen unter Anwendung der genannten 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.

im allgemeinen werden für die Bestückung dieser gedruckten Schaltungen Bauelemente mit Drahtanschlüssen verwendet, die durch den Isolierstoffträger hindurchgesteckt werden und an der Seite der Leiterbahnen verlötet werden. Um eine Miniaturisierung dieser Schaltungen zu erreichen, werden seit neuerer Zeit sowohl die Ober- als auch die Unterseite der Isolierstoffträger mit Leiterbahnen bedruckt, wobei die eine Seite des Isolierstoffträgers vorzugsweise mit Bauelementen mit Drahtanschlüssen bestückt wird, die durch den Isolierstoffträger hindurchtreten und geringfügig über die Ebene der anderen Seite des Isolierstoffträgers hinausragen. Die andere Seite des Isolierstoff-

trägers

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trägers wird in den Zwischenräumen zwischen den Drahtanschlüssen 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.

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 Kleberauftragen 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.

Aus der genannten DE-OS ist ebenfalls ein Verfahren zur BestücKung von Schaltungsplatinen mit plättchen- bzw. quaderförmigen Schaltungsbauteilen beKannt, das die genannte Vorrichtung anwendet.

Mit der beKannten Vorrichtung und dem beKannten Verfahren sind nun eine Reihe von Nachteilen verKnüpft_s die eine rationelle genaue Großserienfertigung erschweren. Eine Miniaturisierung der Schaltungen ist nur bis zu einem ge- - wissen Grad möglich, da die Schaltungsplatine direKt aus den die Bauelemente gestapelt enthaltenden Magazinen bestücKt wird. Die Magazine sind verhältnismäßig groß und ein dementsprechend großer Platz zuzüglich der erforderliehen Toleranzen muß auch zwischen den mit Schaltungsbauteilen zu bestücKenden Plätzen auf der Schaltungsplatine

freigehalten

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freigehalten werden.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung ist, daß Schaltungsbauteile unterschiedlicher DicKe nicht gleichzeitig auf der Schaltungsplatine angebracht werden können.

Es Können in einem Bestüclcungsvorgang 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.

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. Dagegen hilft auch nicht immer die in der DE-OS 27 16 330 angeführte Ausführung der Magazine mit gefederten Zungen, da deren Wirkung abhängig ist von der individuellen ToIeranz der aufeinanderfolgenden Bauelemente. Ein Bauelement mit Kleinstmaß zwischen zwei Bauelementen mit Größtmaß

innerhalb .130011/0347

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Magazins wird z.B. nicht gehalten.

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.

Es ist hervorzuheben, daß eine absolut sichere Vereinzelung der Bauelemente nach Entnahme aus den Magazinen für eine zuverlässige Bestüc&ung von Leiterplatten unabdingbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde₅ eine Vorrichtung und ein Verfahren zur BestücKung von Leiterplatten mit plättchenförmigen 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 eine Vielzahl von Bau- elementen 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.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Vorrichimg zur BestücKung von Leiterplatten mit plättehenförmigen Bauelementen gelöst durch eine gegenüber den Öffnungen der Magazine angeordnete Transferplatte zum Transport der Bauelemente aus den Magazinen auf die Leiterplatten wobei die Transferplatte eine Vielzahl von mit VaKuum beaufschlagten Halteröhrchen zur Übernahme der Bauelemente enthält, die über die Transferplatte hinausragen«

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die aus der Transferplatte herausragenden freien Längen

der

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der Halteröhrchen unterschiedlich und entsprechen dem Dickenunterschied der von den einzelnen Halteröhrchen zu transportierenden Bauelemente.

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. Damit wird 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 und die Entnahme der Bauelemente aus den Magazinen individuell so einstellbar ist, daß auch wirklich nur Jeweils ein Bauelement zur Zeit den Magazinen entnehmbar ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist zwischen der Transferplatte und der Leiterplatte eine mit der Transferplatte 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. Die Kalibrierplatte ist 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 Standardeinzeläemente möglich.

Nach 111/0341

Al-

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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung ist mit Hilfsvorrichtungen zum Auftragen von Klebstoff auf die Leiterplatte und/oder die Bauelemente mit in einer Platte gehalterten Stempeln, die in Anzahl und

s Anordnung den mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen der Leiterplatte und/oder den-Bauelementen entsprechen,, eine örtlich höchst genaue Anbringungurg von Klebstoff möglich. Es ist sogar möglich., unebene Flächen oder Leiterplatten, auf denen sich bereits Bauelemente befinden, höchst genau und gezielt mit Klebstoff zu versehen, da die einzelnen Klebestempel zum einen einen StempelKopf aus elastischem Material haben und zum anderen wegen ihrer sehr Kleinen Querschnitte, die etwa denen der Bauelemente entsprechen, leicht in Zwischenräumenzwischen bereits an der Leiterplatte befestigten Bauelementen aufgesetzt werden Können.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung betrifft die Ausbildung einer Rasterhalterung für die Magazine.

Dadurch, daß die Rasterhalterung aus mehreren in Abstand zueinander angeordneten Rasterrahmen aufgebaut ist, in deren durchgehende Öffnungen die Magazine einsetzbar sind und deren letzter mit einer AbdecKplatte verschlossen ist, wobei der Abstand der Rasterrahmen in Richtung auf die AbdecKplatte hin Kontinuierlich zunimmt und dadurch, daß sich die Querschnitte der Öffnungen in den Rasterrahmen in Richtung auf die AbdecKplatte hin Kontinuierlich ver-Kleinern und dadurch daß der Querschnitt der Kleinsten Öffnungen in dem der AbdecKplatte benachbart angeordneten Rasterrahmen dem Querschnitt der zu haltenden Magazine im wesentlichen entspricht und dadurch daß die Öffnungen in den einzelnen Rasterrahmen Konisch sind und ihre größten Querschnitte an der der AbdecKplatte abgewandten Seite der Rasterrahmen haben, sind die einzelnen Magazine außerordentlieh schnell in die Rasterhalterung einsetzbar, werden jedoch sicher geführt, zentriert positioniert und gehalten.

Gemäß

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Gemäß weiteren vorteilhaften Ausbildungen der Erfindung sind die Halteröhrchen in die Transferplatte auswechselbar eingesetzt und in ihr federnd gehaltert.

Die Halteröhrchen haben dabei 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 sid-Brmit den mit Vakuum beaufschlagten Halte röhrchen halten zu können, würde bei der in der Regel rechteckigen Form der Bauelemente ein großer Teil an Haltefläche verschenkt, wenn die Halteröhrchen rund wären.

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.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist jedem Magazin ein Kolben zum Vorschub der Bauelemente zugeordnet, wobei die Kolben in Bohrungen eines mit Druck beaufschlagten Verteilerkastens für Druckmedium laufen, wobei alle Bohrungen mit einem mit dem Druckmedium gefüllten Raum in Verbindung stehen.

Diese Vorschubvorrichtung ist vorteilhafterweise so ausgebildet, daß der Verteilerkasten über eine getrennte An-'steuervorrichtung anhebbar und dadurch unter Druck setzbar ist und der Verteilerkasten einen unter Gegendruck stehenden Schaltkolban mit einem Stößel hat, der den Vorschub des Verteilerkastens über einen Schalter begrenzt und daß die Kolben im Bereich der Magazine mit einer nadelartigen "prbze versehen sind.

Das

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Das Druckmedium ist vorteilhafterweise ein Gas, insbesondere Luft oder eine inkompressible, viskose, insbesondere pastöse Flüssigkeit.

Insbesondere wenn das Druckmedium eine viskose,pastenartige Flüssigkeit ist, ist eine außerordentlich genaue und feine Druckeinstellung und damit ein sehr genauer individueller Hub der Vorschubeinheiten erreichbar. Durch eine solche individuelle Ansteuerung der Kolben ist es möglich, Bauelemente sehr unterschiedlicher Dicke in einem einzigen Arbeitsgang mit einer einzigen Vorrichtung gleichzeitig durch die Magazine an die Halteröhrchen heranzubringen»

Ein Verfahren zur Bestückung von Leiterplatten mit plättchen™

mittels Her Beschriebenen Vorricht-

förmigen elektrischen BauelementmnYwird auf die Weise ausgeführt j 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 Leiterplatte gebracht werden, wo sie mittels eines auf die Leiterplatte und/oder ~_auf die Bauelemente aufgebrachten Klebstoffes gehalten werden.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird die Transferplatte mit ihren Halteröhrchen so zu einer 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 Halteröhrchen in den

Öffnungen

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Öffnungen herangeschoben und von diesen gehalten wird und die Transferplatte gemeinsam mit der Kalibrierplatte so in x- und/oder y-Richtung gegenüber den benachbart zur Kalibrierplatte angeordneten Magazinen verschoben wird, daß die Mündungen der Magazine durch die Kalibrierplatte wenigstens teilweise abgedecKt werden.

Die Bewegung der Transferplatte mit der Kalibrierplatte wird dabei vorteilhafterweise so vorgenommen, daß die Transferplatte nach Übernahme jeweils eines Bauelementes mittels der Halteröhrchen gemeinsam mit der Kalibrierplatte umgewendet wird. Damit sind die den Magazinen entnommenen Bauelemente innerhalb der Vorrichtung wieder auf der gleichen Seite angeordnet, wie die Mündungen der Magazine liegen, so daß alle Bearbeitungsschritte innerhalb der Vorrichtung von einer Seite her vorgenommen werden Können. Damit ist eine besonders leichte - auch automatische - Kontrolle und eventuelle Nachmessung der einzelnen Bauelemente möglich. Ein eventueller Auftrag von Klebstoff Kann in dieser verschwenKten Position der Transferplatte leicht angebracht werden. Außerdem Kann auf diese Weise die Leiterplatte z.B. von unten her bestücKt werden, was den Vorteil hat, daß diese Leiterplatte zwischen der Bestückung mit anderen Bauelementen 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 Leiterplatte angebrachte andere Bauelemente Können auf diese Weise auch nicht herausfallen, und sie brauchen deshalb auch nicht mit der Leiterplatte verlötet sein.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß eine Vielzähl von plättchenförmigen 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

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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 sehr unterschiedlicher _5 DicKe sein Können.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, _daß der Vorschub der Bauelemente mit einem der DicKe der in den Magazinen gestapelten Bauelemente entsprechenden individuellen Hub ίο ausgeführt werden Kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die absolut sichere Vereinzelung der aus den Magazinen entnommenen Bauelemente dadurch erreicht wird, daß nach dem individuellen Vorschub je eines Bauelementes aus den Magazinen auf die Halteröhrchen die Kalibrierplatte mit der Transferplatte relativ zu den Magazinen in x- und/oder y-Richtung so verschoben wird, daß die entnommenen, einzelnen Bauelemente über den Rand der Magazine "abgeschert" werden Können und die Magazine teilweise durch die Kalibrierplatte abgedecKt werden, so daß auch nicht noch weitere Bauelemente in diesem ArbeitstaKt den Magazinen entnommen werden Können.

Ein weiterer Vorteil ist, daß die mit Bauelementen zu bestücKenden Plätze auf der Leiterplatte einen Abstand voneinander 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

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Ein weiterer mit der Erfindung erzielter Vorteil ist, daß mit dem drucKgeregelten Vorschub der Bauelemente, wobei das Druckmedium ein Gas oder insbesondere eine inkompressible viskose Flüssigkeit ist, ein gleichzeitiger, individuell unterschiedlicher Hub der Bauelementenstapel je nach Dicke der in den einzelnen Stapeln enthaltenen Bauelemente mit einer einzigen Vorrichtung erreicht werden kann.

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 Bauelementen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zu bestücken, wobei zwischen den auf der Leiterplatte bereits vorhandenen Bauelementen nur kleinste Plätze für die Bestückung freizubleiben brauchen, da der Klebstoff durch Auftrag mit einzelnen Stempeln auch zwischen vorstehenden Teilen angebracht werden kann und die Halteröhrchen, mittels derer die Bauelemente auf die Leiterplatte aufgesetzt werden, wie bereits ausgeführt, einen noch kleineren Querschnitt haben als die Bauelemente selbst und so lang sind, daß sie zwischen auf der Leiterplatte bereits vorhandene, hervorstehende Teile bis auf die Leiterplatte gelangen.

Für eine solche Art der Bestückung ist es von Vorteil, daß das Aufbringen von Klebstoff punktuell gezielt an ausgewählten, mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen mittels Stempeln erfolgen kann.

Anhand 11/0347

- 49 ^{PHD 79}"⁰⁹⁸

Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und ihre Wirkungsweise erläutert.

Es zeigen
5

Fig. 1 perspektivische Ansicht eines in einer

Rasterhalterung angeordneten Magazins mit Bauelementen und Vorschubvorrichtung für diese im Schnitt,

Fig. 2 perspektivische Ansicht eines Magazins

mit Bauelementen und einer Transfereinheit mit Kalibrierplatte und Vorrichtung für indi- : viduellen Bauelemente-Vorschub im Schnitt, Fig.'3 vergrößerte Darstellung der Transfereinheit

gemäß Fig. 2 im Schnitt,

Fig. 4 vergrößerte perspektivische Darstellung der Kalibrierplatte gemäß Fig» 2,

Fig. 5a,

5b, . ■

5e mit Bauelementen zu bestückende Leiterplatte

mit Transfereinheit im Schnitt in mehreren VerfahrensStellungen,

Fig. 6a, :

6b Klebestation zur Beschichtung von Bauelementen

mit Klebstoff im Schnitt" in zwei Verfahrensstellungen,

Fig. 7a,
7b,
7c Klebestation zur Beschichtung von Leiterplatten

7d _mit Klebstoff in mehreren VerfahrensStellungen

im Schnitt,
Fig. 8a, -

8b,

8c,

8d Darstellung der Wirkungsweise der Kalibrier-

platte . . ' ' ■ 130011/0347

XO--

platte nach Fig. 2,

Fig.9a-g

Prinzipdarstellung des Zusammenwirkens

der Kalibrierplatte mit der Transferplatte, 5

Fig. 10 Prinzipdarstellung eines druckgeregelten Vorschubs von Bauelementen in Magazinen,

Fig. 11 Darstellung des Verfahrensablaufes mit der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 bis 10.

In Fig. 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Magazin 1 in einer Rasterhalterung 3 mit mehreren Rasterrahmen 5 dargestellt. Die Rasterrahmen 5 haben konische Öffnungen 7, wobei der größte Querschnitt der konischen Öffnungen 7 jeweils von einer die Rasterrahmen 5 abschließenden Abdeckplatte 9 abgewandt liegt. Die Rasterrahmen 5 sind in einem Abstand zueinander angeordnet, der in Richtung auf die Abdeckplatte 9 hin kontinuierlich zunimmt. Die Lage der konischen Öffnungen 7 der Rasterrahmen 5 hat den Vorteil, daß die Magazine 1 mit in ihnen enthaltenen plättchenfö'rmigen Bauelementen 11 besonders schnell und einfach in die Rasterrahmen 5 einsetzbar sind, weil der größte Querschnitt der konischen Öffnungen 7 an der Einsetzseite für die Magazine 1 liegt, wobei die Magazine 1 jedoch durch die konische Verengung sehr sicher geführt sind. Der sich in Richtung

α
auf die AbdeckplatteVhin allmählich vergrößernde Abstand der Rasterrahmen 5 hat den Vorteil, daß die Rasterhalterung 3 insgesamt sehr leicht an Gewicht ist und die Magazine trotzdem über ihre gesamte Länge sicher und genau gehaltert und geführt sind. Um eine Vielzahl von Bauelementen in einem einzigen Arbeitsgang auf einer Leiterplatte anzubringen, ist eine Mehrzahl von Magazinen in einer solchen relativen Lage zueinander in den konischen Öffnungen 7 angeordnet, die der auf einer Leiterplatte herzustellenden

relativen

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relativen Lage der- Bauelemente zueinander entspricht. Um einen Vorschub der plättchenförmigen Bauelemente 11 in ö.en Magazinen 1 zu erreichen, ist an der der Rasterhalterung 3 abgewandten Seite der Abdeckplatte 9 ein Verteilerkasten 14 für Druckmedium 34 für aus einem Kolben 15 mit jeweils einer nadelartigen Spitze 17 bestehende Vorschubeinheiten angeordnet, der von einer Ansteuervorrichtung 12 aufwärts bewegt wird. Die Kolben 15 v/erden in Bohrungen 18 geführt, die über einen mit einem Druckmedium, z.B. einer inkorapressiblem viskosen Flüssigkeit oder Luft, gefüllten Raum 16 miteinander verbunden sind. Dieses kommunizierende System gleicht die notwendig unterschiedlichen Hübe für die einzelnen Kolben 15 aus. Die nadelartige Spitze 17 tritt durch öffnungen 21 in der Abdeckplatte 9 hindurch (der Übersichtlichkeit wegen sind nur 4 dieser Öffnungen 21 in der Zeichnung dargestellt), wobei der Vorschub der plättchenförraigen~Bauelemente 11 in dem Takt erfolgt ,"wie diese den Magazinen 1 entnommen werden. Der jeweils gewünschte Abstand der Rasterrahmen 5 wird durch Distanzrahmen 23 eingestellt. Mit dem Bezugszeichen 25 ist eine Abstandsplatte mit Nuten 36 dargestellt, die bewirkt, daß sich bei Undichtigkeit der einzelnen Kolben 15 innerhalb ihrer Führung zwischen den Magazinen 1 kein Druck aufbaut und damit zu einer ungewollten Irritation der einzelnen Bauelemente 11 führen könnte.

In Fig.2 ist schematisch der Vorschub von plättchenförmigen Bauelementen 11 unterschiedlicher Dicke in zwei Magazinen 1 durch die Kolben 15 mit ihren nadelartigen Spitzen 17 darge stellt. Die Magazine 1 sind gehalten in der Rasterhalterung 3j wobei das Gitterwerk mit den Rasterrahmen 5 dieser Halte rung nicht zeichnerisch dargestellt ist. Die Kolben 15 sind "in einem Verteilerkasten 14 für Druckmedium zusammengefaßt und. sind mit in dem Raum 16 und den Bohrungen 13 vorhandenem Druckmedium beaufschlagt. Die Ansteuervorrichtung 12 hebt den Verteilerkasten 14,' bis die Nadeln 17- die Bauelemente 11 aus den Magazinen 1 entsprechend bewegen;-sie schieben den Stapel der plättchenförmigen Bauelemente 11 zunächst durch eine Kalibrierplatte 27, die im einzelnen unten beschrieben ist, bis die

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- ftt-.

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plättchenförmigen Bauelemente 11 Kontakt mit den mit Vakuum beschickten Halteröhrchen 29 erhalten. Der auf Raum 16 ausgeübte Druckanstieg kann vom Druckmedium auf änsn(nicht gezeichneten) Drucksensor übertragen v/erden, der seinerseits die Vorschubbewegung für den Verteilerkasten 14 abschaltet.Die Halteröhrchen 29 sind einzeln einsetzbar in die Transferplatte 31. Der Unterdruck in den Halteröhrchen 29 wird über Bohrungen 33 aufgebaut. Die Halteröhrchen 29 sollen deswegen in die Transferplatte 31 einzeln einsetzbar sein, damit Haltβίο röhrchen unterschiedlicher Länge in der Transferplatte zusammengestellt werden können, um plättchenförmige Bauelemente unterschiedlicher Dicke (in Fig. 2 an zwei Bauelementenstapeln in zwei Magazinen 1 demonstriert) so von den Halteröhrchen 29 aufgenommen werden können, daß die Bauelemente 11 im von den Halteröhrchen 29 gehaltenen Zustand trotz unterschiedlicher Dicke alle in einer Ebene liegen. Auf diese V/eise können Bauelemente unterschiedlichster Dicke in einem einzigen Arbeitsgang mittels der Transferplatte 31 auf eine mit Bauelementen zu bestückende Leiterplatte übertragen werden.

In Fig. 3 ist die Transferplatte 31 mit den Halteröhrchen 29 noch einmal vergrößert dargestellt. Die plättchenförmigen Bauelemente 11 (in unterschiedlicher Dicke dargestellt) befinden sich in den Magazinen 1. Jeweils ein Bauelement 11' ist bis in die Kalibrierplatte 27 vorgeschoben und hat dort Kontakt mit den 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 geringfügig größer sind als diese.

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. 4) mit unterschiedlichen Öffnungsquerschnitten einzeln einsetzbar sind.
Die Halteröhrchen 29 sind in der Transferplatte 31

mittels

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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 den Fig. 5a bis 5c ist die Übertragung 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 plattchenförmigen Bauelemente 11" 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 Anschlußdrähten 45 der Bauelemente 43 genaüestens positioniert werden, wobei mittels der Kalibrierplatte eine sehr genaue Führung der Bauelemente 11* 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 Kalibrierplatte 27 nicht mit den durch die Leiterplatte hindurchtretenden Anschlußdrähten 45 Kollidiert.

In Fig. 5a 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 Prozeßschritt eine Komponente eines Zweikomponenten-KontaktKlebers mit einem Auftrag 69' an den mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen angebracht worden. In einem ebenfalls vorausgegangenen Prozeßschritt ist die andere Komponente

des

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des Zweikomponenten-Kontaktklebers mit einem Auftrag 59' auf den von den Halteröhrchen 29 gehaltenen Bauelementen 11' angebracht worden.

In Fig. 5b ist dargestellt, wie die Bauelemente 11' von den Halteröhrchen 29 gerade an die mit Kontaktklebstoff beschichteten Plätze auf der Leiterplatte gedrückt werden.

In Fig. 5c 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 den Fig. 6a und 6b ist eine Vorrichtung zum Auftragen von Klebstoff auf die von den Halteröhrchen 29 gehaltenen Bauelemente 11' dargestellt. In einer Platte 53 sind Stempel 55 mit einem Stempelteil 57 aus einem elastischen Werkstoff federnd gehaltert. Die Platte wird zum Aufnehmen von Klebstoff 59 aus einer Klebstoffwanne 61 so weit auf die Klebstoffwanne 61 zu bewegt, daß an der Spitze der Stempelteile 57 eine Menge Klebstoff 59' übernommen wird. Die Transferplatte 31 und die Kalibrierplatte 27 werden in eine solche Position gebracht, daß auf die von der Transferplatte 31 mittels der Halteröhrchen 29 gehaltenen plättchenförmigen Bauelemente 11' durch Absenken der Platte 53 mit den Stempeln 55 der auf diesen vorhandene Klebstoff 59' übertragen wird.

In Fig. 6b sind die plättchenförmigen Bauelemente 11' mit Klebstoff 59' beschichtet dargestellt.

In

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In den Fig. 7a, 7b und 7c ist eine Vorrichtung zum Auftragen von Klebstoff auf die Leiterplatte 41 dargestellt. In einer Platte 63 sind Stempel 65 federnd gehaltert. Die Stempel 65 haben einen Stempelteil 67 aus einem elastischen Werkstoff. Die Platte 63 wird zum Aufnehmen von Klebstoff 69 aus einer Klebstoffwanne 71 so weit auf die Klebstoffwanne 71 zu bewegt, daß an der Spitze des Stempelteiles eine Menge Klebstoff 69' übernommen wird» Die mit mit An-' schlußdrähten 45 versehenen Bauelementen 43 bereits bestücKte Leiterplatte 41 wird in eine solche Position gebracht, daß der auf den Stempeln 65 befindliche Klebstoff 69' auf die mit plättchenförmigen Bauelementen 11" zu bestückenden Plätze der Leiterplatte 41 durch Bewegen der Platte 63 übertragen wird.

In Fig. 7c ist die bereits mit Klebstoff 69' beschichtete Leiterplatte 41 dargestellt«,

In Fig. 7d ist eine Abwandlung der Vorrichtung zum Auftragen von Klebstoff auf die mit Bauelementen zu bestückenden Plätze der Leiterplatte dargestellt, die jedoch auch zum Beschichten der Bauelemente mit Klebstoff angewendet werden kann. Die aus demselben elastischen Material wie die Platte 63 (z.B. Gummi) bestehenden Stempel 65 sind fest an -25 die Platte 63 angearbeitet und entsprechen in Anzahl und Anordnung den maximal in einem Arbeitsgang mit Klebstoff zu beschichtenden Plätzen.

Sollen in einem Arbeitsgang nur jeweils eine ausgewählte Anzahl und Anordnung von Plätzen mittels der Vorrichtung dieses Ausführungsbeispiels mit Klebstoff beschichtet werden, wird zwischen der Platte 63 mit ihren Stempeln 65 und einem Verteilerkasten 75 für ein Druckmedium, z.B. Luftj, eine Schablone 83 angeordnet, die Öffnungen 89 hat, die den mit Klebstoff zu beschichtenden Plätzen entsprechen.

Oberhalb

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*i" ^~ PHD 79-098

Oberhalb der elastischen Platte 63 ist eine feste Lochmaske 77 angeordnet mit Löchern 79 in einer Anzahl und Anordnung, die der maximal in einem Arbeitsgang mit Klebstoff zu beschichtenden Plätzen entspricht.

Das Vorschieben der Stempel 65 durch die Löcher 79 der Lochmaske 77 erfolgt nun mit z.B. Druckluft, die mittels des Verteilerkastens 75 über eine erste Lochplatte 81, die über der Lochplatte 81 angeordnete Schablone 83, eine Dichtungsplatte 85 und eine zweite Lochplatte 87 an die elastische Platte 63 herangeführt wird und die Stempel 65 an den Stellen hochdrückt, an denen Öffnungen 89 in der Schablone 83 vorhanden sind.

In den Fig. 8a bis 8d ist die Möglichkeit einer äußerst genauen Positionierung der Bauelemente 11 mittels der Kalibrierplatte 27 schematisch dargestellt.
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 27 befinden (vergleiche Fig. 8a), wird diese gemeinsam mit der Transferplatte 31 in y-Richtung (Fig. 8b) und in x-Richtung (Fig. 8c) verschoben, bis eine exakte Ausrichtung der in den Öffnungen 19 der Kalibrierplatte 27 mitgeführten Bauelemente 11 zu den durch sie zu bestückenden Plätzen auf der Leiterplatte erreicht ist (Fig. 8d).

Das 130011/0347

5er ^" PHD 79-098

Das Verschieben der Kalibrierplatte 27 in x- und/oder v-Richtung hat nicht nur den Grund, die Bauelemente 11 genauestens zu positionieren, sondern bewirtet gleichzeitig die Sicherung gegen eine doppelte Entnahme und weiterj daß "die Kalibrierplatte nach ihrem Verschieben als Abdeckung für die in den Magazinen gestapelten weiteren Bauelemente wirKt„

bis
In Fig. 9ayg ist das Zusammenwirken der Kalibrierplatte

itt 27 mit der Transferplatte 31 dargestellt.

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 unter der Kalibrierplatte 27 im Rasterrahmen 5 angeordneten Magazinen 1 zu entnehmenden Bauelemente-11 entspricht (vergleiche Fig. 9a).

In Fig. 9b ist ein Bauelement 11" in der Öffnung 19 in mechanischem KontaKt mit den 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 11' weitere Bauelemente mittransportiart 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. 9c)» Um die in den Öffnungen 19 der Kalibrierplatte 27 befindlichen Bauelemente 11' nun z.B. von der gleichen Seite her weiterverarbeiten zu Körmen_} wie die Mündungen der Magazine 1 liegen, werden die Transferplatte 31 und die Kalibrierplatte 27 gemeinsam umgewendet (vergleiche Fig.9d).

- In

13 0 011/0347 - -

_pHD

In Fig. 9e sind die Transferplatte 31 und die Kalibrierplatte 27 in umgewendetem Zustand dargestellt, und auf dem in der Öffnung 19 befindlichen Bauelement 11' ist ein Klebstoffauftrag 59' angebracht worden.

Es schließt sich nun ein Kalibrierschritt der Kalibrierplatte 27 an, um vorzugsweise unmittelbar vor dem Anbringen der Bauelemente 11' auf den mit ihnen zu bestückenden Plätzen der Leiterplatte eine genaue Ausrichtung und Positionierung der Bauelemente 11' zu erreichen. Dazu wird die Kalibrierplatte 27 in x- und/oder y-Richtung so verschoben, daß die auf die Leiterplatte zu übertragenden Bauelementen¹ ν mindestens durch eine Seitemrand ,der Öffnungen 19 geführt sind (vergleiche Fig. 9f).

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 .20 hindurchtreten und die Bauelemente 11' die Plätze 73 der Leiterplatte 41 erreichen und dort abgesetzt werden. Wird ein ZweiKomponentenlcleber verwendet, wird vor dem Absetzen der Bauelemente 11' auf der Leiterplatte an den mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen 73 die eine Komponente des Klebstoffes 69^f angebracht und als Klebstoff 59' auf die Bauelemente 11' ist in ■ diesem Fall die andere Komponente des Zwekomponenten Klebers aufzubringen.

In Fig. 10 ist das Prinzip eines drucKgeregelten Vorschubs zur Bewegung der in den Magazinen 1 gestapelten Bauelemente 11 dargestellt.

Um eine Bewegung der Bauelemente 11 in Richtung auf die gegenüber der Bauelementenstapel befindlichen Halteröhrchen 29 zu erreichen, sind die Kolben 15 in

einem 1 30011/0347

PHD" 79-093 - :.

einem Verteilerkasten 14 für Druckmedium 34 angeordnet, die ein System von miteinander in Verbindung stehenden Räumen,nämlich den Raum 16 und die Bohrungen 18,» enthält. Die Bohrungen 18 sind einmal Führung für die Kolben 15, stehen aber außerdem mit dem Raum 16 nach dem Prinzip Kommunizierender Röhren in Verbindung. Der Raum 16 ist beidseitig verschlossen, zur einen Seite mit einem Verschluß 20, zur anderen Seite mit einem unter dem Druck einer Feder 22 stehenden Schalticolben 24, an dem beispielsweise ein durch die Wand des Verteilerkastens Ί4 hindurchtretender Stößel 26 befestigt ist. Wird nun der Verteilerkasten 14 mit den Kolben 15 mittels einer druckgeregelten Ansteuerung 12 in Richtung auf die gegenüber den Kolben 15 in den Magazinen 1 gestapelten Bauelemente 11 unterschiedlicher Dicke bewegt₉ wird der Kolben 15, der mit seiner nadelartigen Spitze 17 als erster mechanischen Kontakt mit einem zur anderen Seite von den Halteröhrchen 29 begrenzten Bauelementenstapel erhält, bei weiterem Bewegen des VerteilerKastens 14 in Richtung auf die Bauelementenstapel einen geringen Überdruck im System des Raumes 16 und der Bohrungen 18 erzeugen, wodurch auch die übrigen Kolben 15 so weit vorgedruckt werden, bis sie jeweils Kontakt mit einem Bauelementenstapel oder auch mit einem Blindeinsatz 28 an Stelle von Bauelementen-haben. Wird der Verteilerkasten 14 weiter auf die gestapelten Bauelemente 11 zu bewegt, wird der Druck im System des Raumes 16 und der Bohrungen. 18 weiter ansteigen und es wird der Schaltkolben 24 nach außen gedrückt werden, wodurch ein Drucksensor oder der beispielsweise mit dem Schaltkolben verbundene Stößel 26 schließlich einen Schalter 30 betätigt, der die Bewegung des Verteilerkastens 14 durch Abschalten der Ansteuerung 12 stoppt und den Druck im Druckmedium 34 absenkt. Das den Halteröhrchen 29 jeweils unmittelbar benachbart liegende Bauelement 11 wird nun von den Halteröhrchen 29 übernommen und vom jeweiligen Bauelementenstapel weg bewegt.

Sinkt der Druck im System ab, wird der Schaltkolben 24 durch die Feder 22 in das System zurückgedrückt und ein

neuer

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- 30-^:: '■

Vf PHD 79-098

neuer Arbeitstakt Kann beginnen. Um die Saug- bzw. Haltewirkung der Halteröhrchen 29 an den Plätzen, wo sich Blindeinsätze 28 befinden, zu unterbinden, sind die entsprechenden Halteröhrchen 29 mit Abdeckkappen 32 verschlossen.

Als druckübertragendes Medium 34 Kann in dem System des Raumes 16 und der Bohrungen 18 entweder ein Gas oder eine inkompressible viskose, insbesondere pastenartige Flüssigkeit enthalten sein.

In Fig. 11 ist das Verfahren zur Bestückung von Leiterplatten mit der in den Fig. 1 bis 10 dargestellten Vorrichtung im Zusammenhang gezeigt.

Die zu bestückenden Leiterplatten 41 werden mittels der auf der Platte 63 angeordneten Klebestempel 65, die zunächst in die Klebstoffwanne 71 eingetaucht werden, an den mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen mit Klebstoff versehen.

Aus den in der Rasterhalterung 3 zusammengefaßten Magazinen werden Bauelemente 11 mittels der in der Transferplatte 31 angeordneten Halteröhrchen entnommen und auf diesen Bauelementen 11' wird Klebstoff 59' aus der Klebestation K (vergleiche Fig. 6) übertragen.

Die an den mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen mit Klebstoff beschickte Leiterplatte 41 wird in eine solche Position zur TransferpLatte 31 gebracht, daß die mit Klebstoff 59' beschichteten Bauelemente 11' auf den Plätzen 73 positioniert werden können.

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Bezugszeichenliste λ η ο r η α *i

—__ .___,____.„ /ydoUq I

1 Magazin

3 Rasterhalterung

5 Rasterrahmen

7 Öffnungen im Rasterrahmen

9 Abdeckplatte

11, 11' plättchenförmige Bauelemente

12 Ansteuervorrichtung für Verteilerkasten

14 VerteilerKasten

15 Kolben

16 mit DrucKmedium gefüllter Raum

17 nadelartige Spitze

18 Bohrung

19 Öffnungen in der Kalibrierplatte

20 - Verschluß

21 Öffnung in der Abdeckplatte -

22 Feder

23 Distanzrahmen

24 Schaltkolben

25 Abstandsplatte

26 Stößel . .

27 Kalibrierplatte

28 Blindeinsatz

29 Halteröhrchen

— 2 —

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30	Schalter
31	Transferplatte
32	Abdeckkappe
33	Bohrung
34	Druckmedium
36	Nuten in Abstandsplatte 25
37	konusförmige Einzelelemente in der
	Kalibrierplatte 27
39	Feder für Halteröhrchen 29
41	Leiterplatte
43	Bauelement mit Anschlußdrähten
45	Anschlußdrähte
47	Anschlag auf Kalibrierplatte 27
53	Platte für Stempel 55
55	Stempel
57	elastischer Stempelteil
59, 59'	Klebstoff
61	Klebstoffwanne
63	Platte für Stempel 65
65	Stempel
67	elastischer Stempelteil
69, 69'	Klebstoff
71	Klebstoffwanne
73	zu bestückende Platte auf der Leite
75	Verteilerkasten
77	Lochmaske
79	Löcher der Lochmaske 77

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81 erste Lochplatte

83 Schablone

85 Dichtungsplatte

87 zweite Lochplatte

89 Öffnungen in Schablone 83

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Claims

PHD " 7.9"-098

■ - 29350;

PATENTANSPRÜCHE;

M.J Vorrichtung zur BestücKung von mit

Eeiterbahnen 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 Bauelemente zueinander entspricht«,

geKennzeichnet durch eine gegenüber den Öffnungen der Magazine (1) angeordnete Transferplatte (31) zum Transit) port der Bauelemente (11, 11') aus den Magazinen auf die Leiterplatte (41), wobei die Transferplatte eine Vielzahl von mit Vakuum beaufschlagten Halteröhrchen (29) zur Übernahme der Bauelemente enthält« die über die Transferplatte hinausragen.
-

Z. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Halteröhrchen (29) in die Transferplatte (31) auswechselbar eingesetzt sind»

3. Vorrichtung nach Anspruch .2,

dadurch gekennzeichnet, daß die Halteröhrchen (29) federnd in der Transferplatte (31) gehaltert sind«

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3j» dadurch gekennzeichnet, daß die"Halteröhrchen (29) Querschnitte haben, die den Querschnitten der zu haltenden Bauelemente (11, 11') in ihren Proportionen entsprechen«,

5. " Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß die Halteröhrchen (29) rund sind.

130Q11 Λ0 3 47"

^PHD 79-098

29350B1

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Transferplatte (31) herausragenden freien Längen der Halteröhrchen (29) unterschiedlich sind und dem DicKenunterschxed der von den einzelnen Halteröhrchen zu transportierenden Bauelemente (11, 11') entsprechen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Transferplatte (31) und der Leiterplatte (41) eine mit der Transferplatte zusammenwirkende, gegenüber dieser in x- und/oder y-Richtung verschiebbare Kalibrierplatte (27) angeordnet ist mit einer den zu transportierenden Bauelementen (11, 11') entsprechenden Anzahl durchgehender Öffnungen (19) in welche die Bauelemente mit Spiel hineinpassen und in welche die Halteröhrchen (29) zum Übernehmen der Bauelemente so weit hineinragen, daß gerade noch ein der Dicke der aus den Magazinen (1) zu übernehmenden Bauelemente entsprechender Freiraum innerhalb dar Öffnungen verbleibt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierplatte (27) aus in einen Gitterrahmen eingesetzten, konusförmigen Einzelelementen (37) mit durchgehenden Öffnungen (19) aufgebaut ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

gekennzeichnet durch Hilfsvorrichtungen zum Auftragen von Klebstoff (59¹, 69') auf die Leiterplatte (41) und/oder die Bauelemente (11') mit in einer Platte (53, 63) gehalterten Stempeln (55, 65), die in Anzahl und Anordnung den mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen (73) der Leiterplatte und/oder den Bauelementen entsprechen.

10.

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&f PHD 79-098

^; . . . 2135081

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (55, 65) in der Platte (53, 63) federnd gehaltert sind«

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 9

und 10, dadurch geKennzeichnet, daß die Stempel (55, 65) an ihrem freien Ende einen elastischen Stempelteil (57, 67) haben.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche

9 "bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (55, 65) in die Platte "(53, 63) einzeln einsetzbar sind.

13· Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet,- daß die Platte (63) aus elastischem Material mit über die Ebene der Platte hinausragenden, an die Platte angearbeiteten Stempeln (65) gleichen Materials in einer den maximal mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen der Leiterplatte (41) und/oder den Bauelementen (11¹) entsprechenden Anzahl und Anordnung besteht und verbunden ist mit einer auswechselbaren Schablone (83) mit in Anzahl und Anordnung jeweils ausgewählten mit Klebstoff zu beschichtenden Plätzen entsprechenden Öffnungen (89), über die ein DrucKmedium aus einem VerteilerKasten (75) an die Unterseite der Platte (63) gelangt und die Stempel (65) durch Löcher (79) einer oberhalb der elastischen Platte (63) angeordneten festen LochmasKe (77) schiebt,.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, daß das DrucKmedium Luft ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

geKennzeichnet durch eine Rasterhalterung (3)_f in welche die Magazine (1) einsetzbar sind mit mehreren in Abstand zueinander angeordneten

13 001 1-/0347 " - '■

PHD 79-093

ordneten Rasterrahmen (5), mit durchgehenden Öffnungen (7), deren letzter mit einer Abdeckplatte (9) verschlossen ist, wobei der Abstand der Rasterrahmen in Richtung auf die Abdeckplatte hin kontinuierlich zunimmt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch ^Kennzeichnet, daß sich die Querschnitte der Öffnungen (7) in den Rasterrahmen (5) in Richtung auf die Abdeckplatte (9) hin Kontinuierlich verKleinem und daß der Querschnitt der Kleinsten Öffnungen in dem der AbdecK-platte benachbart angeordneten Rasterrahmen dem Querschnitt der zu haltenden Magazine im wesentlichen entspricht.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (7) in den einzelnen Rasterrahmen (5) konisch sind und ihre größten Querschnitte an der der AbdecKplatte (9) abgewandten Seite der Rasterrahraen haben.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche

geKennzeichnet durch eine Bewegungsvorrichtung zum gleichzeitigen individuellen Vorschub der in den Magazinen (1) gestapelten Bauelemente (11), wobei jedem Magazin (1) ein Kolben (15) zum Vorschub der Bauelemente zn ire. ordnet ,ist, wobei die Kolben-in Bohrungen (18) eines mit Druck beaufschlagten Verteilerkastens (14) für Druckmedium (34) laufen und wobei alle Bohrungen mit einem mit dem Druckmedium gefüllten Raum (16) in Verbindung stehen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18,

dadurch geKennzeichnet, daß der VerteilerKasten (14) über eine getrennte Ansteuervorrichtung (12) anhebbar und dadurch unter Druck setzbar ist und einen unter Gegendruck stehenden Schaltkolben (24) mit einem Stößel (26) hat, der den Vorschub des Verteilerkastens über einen Schalter (30) begrenzt-

20.

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2βΤ - PHD 79-093

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben (15) im Bereich der Magazine (1) mit einer nadelartigen Spitze (17) versehen sind.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet,daß das Druckmedium (34) ein Gas, insbesondere Luft, ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche

18 bis 20, dadurch gekennzeichnet,, daß das Druckmedium "(34) eine inkompressible, viskose Flüssigkeit ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet, daß die viskose Flüssigkeit pastös ist.

24. Verfahren zur Bestückung von mit Leiterbahnen bedruckten Schaltungsträgern (Leiterplatten) mit plättchenförmigen Bauelementen unter Anwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauelemente (11, 11 ^!) in ihren Magazinen (1) so weit in Magazinachsrichtung bewegt werden, bis sie die gegenüber den Öffnungen der Magazine in der Transferplatte (31) angeordneten, mit Vakuum beaufschlagten, in Anzahl und Anordnung den mit Bauelementen zu bestückenden Plätzen (73) der Leiterplatte (41) entsprechenden Halteröhrchen (29) berühren und von diesen gehalten werden, und daß die Bauelemente durch Bewegen der Transferplatte an die zu bestückenden Plätze der Leiterplatte gebracht werden, wo sie mittels eines auf die Leiterplatte und/oder auf die Bauelemente aufgebrachten Klebstoffes (59', 69') gehalten werden.

25. Verfahren nach Anspruch 24,

dadurch gekennzeichnet, daß die Transferplatte (31) mit

ihren

130011/0347"

6-.-. : ■■"■; :■

, PHD 79-098

ihren Halteröhrchen (29) so zu einer Kalibrierplatte (27) mit einer den Halteröhrchen entsprechenden Anzahl von durchgehenden Öffnungen (19) angeordnet wird, daß die Halteröhrchen zum Übernehmen der Bauelemente (11, 11') so weit in die Öffnungen hineinragen, daß gerade noch ein der Dicke der aus den Magazinen (1) zu übernehmenden Bauelemente entsprechender Freiraum innerhalb der Öffnungen verbleibt, worauf jeweils ein Bauelement an die Halteröhrchen in den Öffnungen herangeschoben und von diesen gehalten wird-und die Transferplatte gemeinsam mit der Kalibrierplatte 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.

26. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Transferplatte (31) nach Übernahme jeweils eines Bauelementes (11') mittels der Halteröhrchen (29) gemeinsam mit der Kalibrierplatte (27) umgewendet wird.

27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierplatte (27) vor dem Aufsetzen der Bauelemente (11') auf die Leiterplatte (41) gegenüber der Transferplatte (31) mit ihren in die Öffnungen (19) der Kalibrierplatte hineinragenden Halteröhrchen (29) in x- und/oder y-Richtung derart verschoben wird, daß die von den Halteröhrchen gehaltenen Bauelemente (II¹) mittels der als Anschlag wirkenden Öffnungen (19) in bezug auf die zu bestückenden Plätze (73) der Leiterplatte (41) positioniert werden.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß auf die mit Bauelementen (11, 11') zu bestückenden Plätze (73) der Leiterplatte.

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platte (41) und/oder auf die von den Halteröhrchen (29) gehaltenen Bauelemente (11·) mittels Stempeln (55_} 65) Klebstoff (59*,69') aufgetragen wird.

29. Verfahren nach Anspruch 28,

dadurch geKennzeicb.net, daß als Klebstoff ein Zweikomponenten-KontaKtKleber verwendet wird, von dem eine Komponente auf den Bauelementen (11·) und die andere Komponente auf den für die Bestückung vorgesehenen Plätzen (73) der Leiterplatte (41) angebracht wird.

30. Verfahren nach einem der

Ansprüche 24 bis 29,

dadurch geKennzeichnet, daß die Transferplatte (31) in Richtung auf die Leiterplatte (4t) so bewegt wird, daß die Halteröhrchen (29) mit den von ihnen gehaltenen Bauelementen (11') durch "die Öffnungen (19) der Kalibrierplatte (27) hindurchtreten und die Bauelemente die Plätze (73) der Leiterplatte erreichen und dort abgesetzt werden.

"Vorrichtung 13Ö011/0347