DE2935081C2 - Vorrichtung zur Bestückung von Leiterplatten. - Google Patents
Vorrichtung zur Bestückung von Leiterplatten.Info
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestückung von mit Leiterbahnen bedruckten Schaltungsträgern
(Leiterplatten) mit plättchenförmigen elektrischen Bauelementen, die in rohrförmigen Maga-
to zinen gestapelt sind, welche in einer solchen relativen
Lage zueinander angeordnet sind, die der auf der Leiterplatte herzustellenden Lage der Bauelemente zueinander
entspricht mit einer Vielzahl von mit Vakuum beaufschlagten Halteröhrchen zur Übernahme und Übertragung
der Bauelemente auf den Schaltungsträger.
Es ist eine bekannte Maßnahme, Leiterplatten, sogenannte gedruckte Schaltungen, auf die Weise herzustellen,
daß auf einen Isolierstoffträger Leiterbahnen aufgedruckt werden und die Leiterbahnen dem herzustcllenden
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 Zeil sowohl die Ober- als auch die Unterseite der Isolicrsloffträger
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 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 Beuelenv.-ntenkörper hinausragen.
Vorzugsweise haben diese Bauelemente elektrische Anschlüsse in Form von Metail-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 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.
Mit der bekannten Vorrichtung und dem ebenfalls daraus bekannten Verfahren sind nun eine Reihe von
Nachteilen verknüpft die eine rationelle genaue Großserienfertigung erschweren. Eine Miniaturisierung der
Schaltungen ist nur bis zu einem gewissen 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 erforderlichen Toleranzen muß auch zwischen den mit Schaltungsbauteilen
zu bestückenden Plätzen auf der Schaltungsplatine 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 Bestückungsvorgang nur jeweils Schaltungsbauteile annähernd gleicher Dikke
vet arbeitet werden, da die unter der Schaltungsplatinc angeordneten, die Schaltungsbauteile enthaltenden
Magazine in der Magazinführung so geführt sind, daß ihre Mündungen jeweils ir» einer Ebene liegen und der
Vorschub der Bauelemente aus den Magazinen mit praktisch gleichem Hub erfolgt; lediglich der Dickento- to
leranzausgleich der einzelnen Bauelemente erfolgt durch Überfederung der einzelnen Vorschubvorrichtungen.
1st der Abstand zwischen den Mündungen der Magazine und der Schaltungsplatine so groß, daß nur
jeweils Schaltungsbauteile der geringsten Dicke gerade an die Schaitungsplatine 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 Dikke
unter Umständen mehrere Sehaltungsbauieile zugleich freigesetzt, die dann, außer dem einen bauelement,
das auf der Schaltungsplatine mittels des dort angebrachten Kleberaufti ages festgehalten wird, lose ohne
Führung und Halterung sina.
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 BE-OS 27 16 330 angeführte Ausführung
der Magazine mit gefederten Zungen, da deren Wirkung abhängig ist von der individuellen Toleranz
der aufeinanderfolgenden Bauelemente. Ein Bauelement mit Kleinstmaß zwischen zwei Bauelementen mit
Größtmaß innerhalb der Toleranzgrenzen der Bauelemente eines Magazins wird z. B. nicht halten.
Eine sichrre Wirkungsweise der Vorrichtung ist außcrdem
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 Bestückung von Leiterplatten
unabdingbar ist.
Aus der DE-AS 10 60 127 ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Bestückung von sogenannten
gedruckten Schaltungsn mit Schaltungselementen bekannt, das als Transferorgan einen Arm zum Transport
der Bauelemente aus den Magazinen auf die Leiterplatte anwendet, wobei die Bauelemente nach jedem
Arbeitstakt an den Mündungen der Magazine auf gleichem Niveau sind und wobei der Arm eine Anzahl von
mit Vakuum beaufschlagten Saugtingern zur Übernahme der Bauelemente enthält. Hierbei sind jedoch für die
Saugfinger keine Maßnahmen getroffen, daß sie indivi- ω duell an unterschiedlichen Dicken bei Chipbauelementcn
anpaßbar sind. Wenn Leiterplatten mit den für eine komplette Schaltung erforderlichen Chip-Bauelementen
in einem einzigen Arbeitsgang bestückt werden sollen, treten erhebliche Abmessungsunterschiede zwisehen
den einzelnen Bauelementen auf; diesem Faktum trägt die für das bekam*« Verfahren eingesetzte Vorrichtung
nicht Rechnung und ist damit nicht universell einsetzbar.
Aus US-PS 39 63 456 ist eine Vorrichtung zur Bestükkung von Leiterplatten mit zylindrischen Bauelementen
mit stirnseitigen Anschlußkappen bekannt, die ein System von vier feststehenden Platten und zwei in x-Richtung
gegenüber den feststehenden Platten verschiebbaren Platten mit jeweils durchgehenden Öffnungen entsprechend
den Abmessungen der auf eine Printplatte zu übertragenden Bauelemente enthält, wobei das Plattensystem
dazu dient, die aus Röhren in Achsrichtung senkrecht fallenden Bauelemente zunächst zu vereinzeln und
sie unmittelbar über der Leiterplatte zu kippen, so daß ihre Achse nun parallel zur Hauptfläche der Leiterplatte
verläuft und beide Anschlußkappen mit Anschlußpunkten auf der Leiterplatte verlötbar sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Bestückung
von Leiterplatten mit plättchenförmigen elektrischen Bauelementen zu schaffen, mit der es möglich ist gleichzeitig
eine Vielzahl von Bauelementen auf einer Leiterplatte zu positionieren, mit der eint Vielzahl von Bauelementen
unterschiedlicher Dicke gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsgang auf einer Leiterplatte angebracht
werden kann und mit der-eine Vereinzelung der Bauelemente auch bei unterschiedlicher Dicke derselben sichergestellt
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale
gelöst
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Halteröhrchen haben 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 Haiteröhrchen halten zu können, würde bei der in der Regel rechteckigen
Form der Bauelemente ein großer Teil an Halteflächen verschenkt, wenn die Halteröhrchen rund wären
Mit der Ausgestaltung der Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 4 wird eine höchst genaue Zentrierung
und Positionierung der Bauelemente in ber.ig auf die
mit Bauelementen zu bestückenden Plätze der Leiterplatte erreicht und die Umstellung auf andere Schaitungsmuster
ist leicht durch entsprechendes Umsetzen der Standardeinzelelemente möglich.
Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Bestükkungsvorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6 betrifft
die Ausbildung einer Rasterhalterung für die Magazine. Dadurch sind die einzelnen Magazine außerordentlich
schnell in die Rasterhalierung einsetzbar, werden jedoch
»teiler geführt, zentriert, positioniert und gehalten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 2 siEd die Halteröhrchen
in der Transferplatte federnd gehaltert.
Die nach einer Weiterbildung gemäß Anspruch 3 runden Halteröhrcher die problemloser herstellbar sind als
Halteröhrchen mit einem rechteckigen Querschnitt, können mit Vorteil eingesetzt werden, wenn Bauelemente
mit größeren Abmessungen und dementsprechend einer größeren Ansaug- und Haltefläche gehalten
und transportiert werden sollen.
Die mit der Erfin< king erzielbaren Vorteile bestehen
darin, daß eine Vielzahl von plättchenförmigen Bauelementen sehr unterschiedlicher Dicke und Querschnitie
gleichzeitig auf einer Leiterplatte an den mit Bauele-
menlen zu bestückenden Plätzen positioniert werden kann, da die Halteröhrchen einzeln einsetzbar sind und
in ihrer Länge der Dicke der von ihnen jeweils zu haltender Bauelemente entsprechend ausgewählt werden
können, so daß die auf die Leiterplatte zu übertragenden Bauelemente alle in einer Ebene liegen, obwohl die
einzelnen Bauelemente von sehr unterschiedlicher Dikke sein können.
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 is
entnommenen einzelnen Bauelemente über den Rand der Magazine »abgeschert« werden können und die
Magazine zumindest teilweise durch die Kalibrierplatte abgedeckt werden, so daß auch nicht noch weitere Bauelemente
in diesem Arbeitstakt den Magazinen entnommen werden können.
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 bestükken und diese bereits bestückten Leiterplatten dann in
einem Nachfolgeschritt, vorzugsweise vor dem Verlöten
aller Bauelemente, auch noch mit plättchenförmigen Bauelementen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zu bestücken, wobei zwischen den auf der Leiterplatte bereits vorhandenen Bauelementen nur kleinste
Plätze für die Bestückung freizubleiben brauchen, da die Halteröhrchen, mittels derer die Bauelemente auf die
Leiterplatte aufgesetzt werden, wie bereits ausgeführt, einen noch kleineren Querschnitt haben können ais die
Bauelemente selbst und so lang sein können, daß sie zwischen auf der Leiterplatte bereits vorhandene, hervorstehende
Teile bis auf die Leiterplatte gelangen.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und ihre Wirkungsweise erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 perspektivische Ansicht eines in einer Rasterhalterung angeordneten Magazins mit Bauelementen
und Vorschubvorrichtung für diese im Schnitt,
F i g. 2 perspektivische Ansicht eines Magazins mit Bauelementen und einer Transfereinheit mit Kalibrierplatte
und Vorrichtung für individuellen Bauelemente-Vorschub im Schnitt,
F i g. 3 vergrößerte Darstellung der Transfereinheit gemäß F i g. 2 im Schnitt,
F i g. 4 vergrößerte perspektivische Darstellung der Kaiibrierplatte gemäß F i g. 2,
F i g. 5a, 5b, 5c mit Bauelementen zu bestückende Leiterplatte
mit Transfereinheit im Schnitt in mehreren Verfahrensstellungen,
F i g. 6a, 6b, 6c, 6d Darstellung der Wirkungsweise der
Kaiibrierplatte nach F i g. 2,
F i g. 7a—g Prinzipdarstellung des Zusammenwirkens
der Kaiibrierplatte mit der Transferplatte.
In F i g. 1 ist in perspektivischer Ansicht ein Magazin
1 in einer Rasternalterung 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 plättchenförmigen
Bauelementen 11 besonders schnell und einfach in die ' Rasterrahmen 5 einsetzbar sind, weil der größte Querschnitt
der konischen öffnungen 7 an der Fiinsei/scitc
für die Magazine 1 liegt, wobei die Magazine 1 jedoch durch die konische Verengung sehr sicher geführt sind.
Der sich in Richtung auf die Abdeckplatte 9 hin allmählich vergrößernde Abstand der Rasterrahmen 5 hat den
Vorteil, daß die Rasterhalterung 3 insgesamt sehr leicht an Gewicht ist und die Magazine 1 trotzdem über ihre
gesamte Länge sicher und genau gehaltert und geführt sind. Um eine Vielzahl von Bauelementen in einem ein- ·
zigen 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 Lage der Bauelemente zueinander entspricht. Um einen Vorschub der plättchenförmigen Bauelemente
11 in den Magazinen 1 zu erreichen, ist an der der Rasterhalterung 3 abgewandten Seite der Abdeckplatte
9 ein Verteilerkasten 14 für sin Druckmedium für aus einem Kolben 15 mit jeweils einer nadelartigen Spit/c
17 bestehende Vorschubeinheiten angeordnet, der von einer Ansteuervorrichtung 12 aufwärts bewegt wird.
Die Kolben 15 werden in Bohrungen 18 geführt, die über einen mit einem Druckmedium, z. B. einer inkompressiblem
viskosen Flüssigkeit oder Luft, gcfülUcn 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 piäiichenfönrngen 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 Bewegung der einzelnen
Bauelemente 11 führen könnte.
In F i g. 2 ist schematisch der Vorschub von plättchenförmigen Bauelementen 11 unterschiedlicher Dicke in
zwei Magazinen 1 durch die Kolben 15 mit ihren nadclartigen Spitzen 17 dargestellt Die Magazine 1 -;nd gehalten
in der Rasterhalterung 3, wobei das Gitterwerk mit den Rasterrahmen 5 dieser Halterung zeichnerisch
nur schematisch dargestellt ist Die Kolben 15 sind im Verteilerkasten 14 für das Druckmedium zusammengefaßt
und sind mit dem in dem Raum 16 und den Bohrungen 18 vorhandenem Druckmedium beaufschlagt Eine
Ansteuervorrichtung 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 piättchenförmigen Bauelemente Il Kontakt
mit den mit Vakuum beschickten Halteröhrchen 29 erhalten. Der auf den Raum 16 ausgeübte Druckanstieg
kann vom Druckmedium auf einen (nicht gezeichneten) Drucksensor übertragen werden, der seinerseits die
Vorschubbewegung für den Verteilerkasten 14 abschal-
tei. Die Halleröhrchen 29 sind einzeln einsetzbar in eine
Transferplatte 31. Der Unterdruck in den Halteröhrchen 29 wird über Bohrungen 33 aufgebaut. Die Halteröhrchen
29 sind deswegen in die Transferplatte 31 einzeln einsetzbar, damit Halteröhrchen unterschiedlicher
Länge in der Transferplatte zusammengestellt werden können, um piättchenförmige Bauelemente unterschic(Jy-:hcr
Dicke (in F i g. 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 mit ihrer auf die Leiterplatte aufzusetzenden Fläche alle in einer
Ebene liegen. Auf diese Weise können Bauelemente unterschiedlichster Dicke in einem einzigen Arbeitsgang
mittels der Transftrplatte 31 auf eine mit diesen Bauelementen zu bestückende Leiterplatte übertragen werden.
IUt I g.
chcn 29 noch einmal vergrößert dargestellt. Die plättchcnförmigen
Bauelemente 11 (in unterschiedlicher Dicke dargestellt) befinden sich in den Magazinen 1.
lcweils ein Bauelement iV 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 Gesa:..tvorrichtung 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 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 ac» F · g. 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
plättchenförmigen 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 genaucstens positioniert werden, wobei
mittels der Kalibrierplatte 27 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 41 hindurchtretenden Anschlußdrähten 45 kollidiert
In F i g. 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 Zweikomponenten-Kontaktklebers mit einem Auftrag 59' auf den von den Halteröhrchen 29 gehaltenen
Bauelementen 1Γ angebracht worden.
In Fig. 5b ist dargestellt, wie die Bauelemente 11' von
den Halteröhrchen 29 gerade an dh mit Kontaktklebstoff beschichteten Plätze auf der Leiterplatte 41 gedrückt
werden.
ίο In Fig.5c ist der Prozeßschritt dargestellt, in welchem
piättchenförmige Bauelemente 1Γ unterschiedlicher Dicke zugleich auf der Leiterplatte 41 von den
Halteröhrchen 29 durch Aufheben des Unterdruckes abgesetzt sind, dort durch Reaktion der Klebstoff-Komis
ponenten gehalten sind und die Halteröhrchen 29 zurückgezogen sind.
In den F i g. 6a bis 6d ist die Möglichkeit einer äußerst genauen Positionierung der Bauelemente 11 mittels der
Kaübricrpisttc 27 schematisch dargestellt.
Wie bereits ausgeführt, ist die Kalibrierplatte 27 als Gitterrahmen ausgebildet, in welchen konusförmige
Teile mit Öffnungen 19 einzeln einsetzbar sind. Zu dem Zeitpunkt des Prozesses, zu welchem sich piättchenförmige
Bauelemente 11 im Bereich der Kalibrierplatte 27 befinden (vergleiche F i g. 6a), wird diese gemeinsam mit
der Transferplatte 31 in /-Richtung (Fig.6b) und in Af-Richtung (F i g. 6c) 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.6d).
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.
In Fig. 7a bis 7g ist das Zusammenwirken der KaIibrierplatte
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 hineinra-
gen, daß in den öffnungen 19 ein solcher axialer 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 F i g. 7a).
In F i g. 7b ist ein Bauelement 1Γ 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 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 (ver-
gleiche Fig.7c). Um die in den Öffnungen 19 der Kalibrierplatte
27 befindlichen Bauelemente 1Ϊ' nun z.B. 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 F i g. 7d).
Dadurch, daß die Bewegung der Transferplatte mit der Kalibrierplatte so vorgenommen wird, daß die
Transferplatte nach Übernahme jeweils eines Bauele-
9
mentes mittels der Halteröhrchen gemeinsam mit der Kalibrierplatte umgewendet wird, ist der Vorteil verbunden,
daß die den Magazinen entnommenen Bauelemente innerhalb der Vorrichtung wieder auf der gleichen
Seite angeordnet sind, 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 Bestükkung mit anderen Bauelementen von der Oberseite her
und der Bestückung mit plattenförmigen Bauelementen von der Unterseite her nicht gewendet werden muß.
Bereits vor der Bestückung mit plättchenförmigen Bau- ■
elementen auf der Leiterplatte angebrachte andere
Bauelemente können auf diese Weise auch nicht herausfallen, und sie brauchen deshalb auch nicht mit der Leiterplatte
verlötet zu sein.
In Fig. 7e sind die Transferplatte 31 und die KaIibrierplatte
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/-Richtung so
verschoben, daß die auf die Leiterplatte zu übertragenden Bauelementen'mindestens durch eine Seitenwand
der Öffnungen 19 geführt sind (vergleiche F i g. 7f).
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' die Plätze 73 der Leiterplatte
41 erreichen und dort abgesetzt werden. Wird ein ZweikomponentenklebfT 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.
50 Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
55
60
65
Claims (6)
1. 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, mit einer Vielzahl von mit Vakuum beaufschlagten
Halteröhrchen zur Übernahme und Übertragung der Bauelemente auf den Schaltungsträger, dadurch
gekennzeichnet, daß die Halteröhrchen (29) mit den Querschnitten der zu haltenden
Bauelemente (11,11') in ihren Proportionen entsprechenden
Querschnitten in einer gegenüber den öffnungen der Magazine (1) angeordneten Transferplatte
(31) zum Transport der Bauelemente aus den Magazinen auf die Leiterplatte auswechselbar eingesetzt
säid und über die Transferplatte hinausragen,
und daß in veränderbaren· Abstand zu der Transferplatte eine mit ihr zusammenwirkende, gegenüber
dieser in x- und/oder y-Richtung zur Positionierung
verschiebbare Kalibrierplatte (27) angeordnet ist mit einer den zu transportierenden Bauelementen
(11,11') entsprechenden Anzahl durchgehender
öffnungen (19), in weiche 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 der öffnungen
verbleibt, -wobei die Kalibrierplatte mit der Transferplatte
relativ zu den Magazinen in x- und/oder y-Richtung so verschiebbar ist, daß die Mündungen
der Magazine durch die Kalibrierplatte zumindest
teilweise abdeckbar sind, und von den Magazinen abhebbar und zu der zu bestückenden Leiterplatte
(41) transferierbar ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kalteröhrchen (29) federnd in der Transferplatte (31) gehaltert sind.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteröhrchen (29)
im Querschnitt rund sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierplatte (27) aus in einen
Gitterrahmen eingesetzten, konusförmigen Einzelelementen (37) mit durchgehenden Öffnungen (19)
gegebenenfalls unterschiedlicher Form und Abmessungen, aufgebaut ist.
5. Vorrichtung nacii einem der vorhergehenden
Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Rasterhalterung (3), in weiche die Magazine (1) einsetzbar sind
mit mehreren in Abstand zueinander angeordneten 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.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Querschnitte der öffnungen
(7) in den Rasterrahmen (5) in Richtung auf die Abdeckplatte (9) hin kontinuierlich verkleinern und daß
der Querschnitt der kleinsten öffnungen in dem der Abdeckplatte benachbart angeordneten Rasterrahmen
dem Querschnitt der zu haltenden Magazine im
wesentlichen entspricht
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