DE3144879A1

DE3144879A1 - Transporthalterung zum uebertragen mindestens eines elektrischen oder elektronischen einzelteils zu einer leiterplatte

Info

Publication number: DE3144879A1
Application number: DE19813144879
Authority: DE
Inventors: Jan Bouwknegt; Louis Francois Abraham 5621 Eindhoven Dieleman
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-11-13
Filing date: 1981-11-12
Publication date: 1982-06-16
Also published as: JPS57111088A; KR830007399A; IT8124945A0; GB2087348A; FR2494071A1; IT1140480B; NL8006195A

Description

• · β* ft

■'.Klips¹8Ioei!ampenfabrieken_r Bnfhov^. Ί Ί . ]-\ ": 3144879

PHN 9893 ·3" 16.10.81

"Transporthalterung zum Übertragen mindestens eines elektrischen oder elektronischen Einzelteils zu einer Leiterplatte"

Die Erfindung bezieht sich auf eine Transporthalterung zum übertragen mindestens eines elektrischen oder elektronischen Einzelteils zu einer Leiterplatte

mit mindestens einer Vakuumöffnung zum Pesthalten des 5

Einzelteils.

Transporthalterungen der Art, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind an sich bekannt und bilden einen Teil von Vorrichtungen zum auf die

_1Q richtige Art und Yeise Anordnen elektrischer und/oder elektronischer Einzelteile mit einer prismatischen Form sehr geringer Abmessungen in der Grössenordnung von einigen Millimetern und ohne Anschlussdrähte, auch als Einzelteile von dem "Chip"-Typ bezeichnet. Diese Einzelteile werden verpackt, angeliefert und zwar in rohrförmigen Magazinen oder in einem streifenförmigen Träger. -Die Transporthalterung. nimmt ein oder mehrere Einzelteile auf, meistens mit Hilfe von Vakuum, transportiert diese Einzelteile zu einer Leiterplatte und setzt diese Einzelteile auf die Leiterplatte auf.

Ein Nachteil einer aus der deutschen Offeiilegungsschrift 29 15 366 bekannten Vorrichtung der obenstehend bezeichneten Art ist, dass die Einzelteile gegenüber der Mittellinie der Vakuumöffnung nicht zentriert werden, so dass sich die Einzelteile mit einer ziemlich grossen Lagenungenauigkeit auf der Transporthalterung befinden und folglich auch mit ziemlich grossen Toleranzen was ihre Lage anbelangt, auf die Leiterplatte aufgebracht werden.

3® Um diesen Nachteil auszuschalten wurde

bereits vorgeschlagen, die Einzelteile mit Hilfe einer Kalibrierplatte, die in einer Richtung quer zur Mittel-

PHN 9893 ST 16.10.81

-4.

linie der Einzelteile verschiebbar ist, auszurichten. Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist die geringe Flexibilität, insbesondere wenn mehrere Einzelteile gleichzeitig ausgerichtet werden müssen; für jede Kombination von Einzelteilen ist eine einzelne Kalibrierplatte notwendig.

Die Erfindung hat nun zur Aufgabe, eine Transporthalterung einer relativ einfachen Konstruktion

zu schaffen, mit der es möglich ist, Einzelteile einzeln 10

oder gemeinsam auf zuverlässige und reproduzierbare "W_eise derart auszurichten, dass ihre Mittellinie eine genaue Lage gegenüber der Transporthalterung einnimmt.

Nach der Erfindung weist die Transporthalterung

dazu einen Transportblock mit mindestens einer Frodukt-

■

halterung auf, die mit einem Zentrierblock zusammenarbeitet, der mit mindestens einer ZentrierÖffnung versehen ist, welche Produkthalterung im wesentlichen aus einer Richtzange und einem Vakuumstift besteht, deren Mittellinien zusammenfallen, wobei die Richtzange eine Anzahl in radialer Richtung federnder Klemmfinger aufweist und in Ruhelage im Bereich der Klemmfinger einen sich kontinuierlich ändernden Querschnitt aufweist. Mit dieser Transporthalterung ist es .möglich,

„ Einzelteile mit Hilfe des Vakuumstiftes aufzunehmen, und durch eine relative Verschiebung von Produkthalterung und Zentrierblock und durch die hieraus resultierende radiale Verformung der Klemmfinger eine derartige Ausrichtung der Einzelteile herzustellen, dass ihre Mittellinie mit der Mittellinie des Vakuumstiftes zusammenfällt; da die Einzelteile auf diese Weise gegenüber der Transporthalterung genau ausgerichtet sind, ist auch ihre spätere Lage auf der Leiterplatte genau bestimmt.

3g Nach einer weiteren günstigen Ausführungsform

weist die Transporthalterung das Kennzeichen auf, dass die Produkthalterung in der Zentrieröffnung des Zentrierblocks verschiebbar gelagert ist, welcher einen Teil

PHN 9893 ^ 16.10.81

der Transporthalterung bildet, wobei der Querschnitt der Richtzange zu dem freien Ende hin allmählich zunimmt. Mit diesen Massnahmen wird eine gedrängte Konstruktion erhalten, wobei der Zentrierblock alle Verschiebungen der Transporthalterung mitmacht; die Richtzange kann einen quadratischen, rechteckigen oder kreisrunden Querschnitt aufweisen.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform weist die Richtzange wenigstens im Bereich der 10

Klemmfinger einen zylinderförmigen Aussenumfang mit

einem kegelförmigen Ende auf, wobei die Zentrieröffnung in dem Zentrierblock ebenfalls kegelförmig ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Zentrierblock ,, getrennt von der Transporthalterung, aber gegenüber

dieser genau ausgerichtet angeordnet. Durch die genannten Massnahmen kann die Transporthalterung selbst auf einfachere ¥eise ausgebildet werden. Zwar könnten die Richtzange und die Zentrieröffnung einen quadratischen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen, die Konstruktion wird jedoch stark vereinfacht durch die zylinderförmige bzw. kegelförmige Ausbildung der Richtzange und der Zentrieröffnung. Diese Ausführungsform führt zu einer äusserst gedrängten Konstruktion, insbesondere in der radialen Richtung gesehen.

Dadurch, dass bei einer weiteren Ausführungsform die Richtzange an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit zwei parallelen Klemmfingern versehen ist, ist die Gefahr vor Verklemmung des Einzelteils in der Richtzange fast nihil und wird das Einzelteil zunächst in der einen Richtung und daraufhin in der senkrecht darauf stehenden Richtung ausgerichtet.

Das Aufnehmen, Ausrichten und Aufbringen der Einzelteile kann auf einfache und störungsfreie Weise erfolgen und zwar dadurch, dass der Vakuumstift gegenüber der Riehtzange verschiebbar ist. Der Vakuumstift kann zum Aufnehmen, Ausrichten und Aufbringen eines

PHN" 9893 K I6.IO.8I

• φ*

Einzelteils jeweils in die optimale Lage gebracht werden.

Die Transporthalterung nach der Erfindung

kann zum Übertragen eines einzigen Einzelteils verwendet werden. Die Vorteile der Erfindung kommen jedoch voll zur Geltung bei gleichzeitiger Übertragung einer Mehrzahl von Einzelteilen. Nach der Erfindung enthält die Transporthalterung dazu eine Transportplatte, die mit einer Matrix von öffnungen versehen ist, in denen Produkthalterungen angeordnet sind entsprechend einem Muster, ■ in dem eine Mehrzahl von Einzelteilen auf einer Leiter- ^! platte angeordnet werden muss, wobei der Zentrierblock als Zentrierplatte mit einer Matrix von Zentrieröffnungen entsprechend der Matrix der öffnungen in der Transportplatte ausgebildet ist und wobei alle Produkthalterungen 15

dieselben Aussenabmessungen aufweisen.

Dadurch, dass alle Produkthalterungen dieselben Aussenabmessungen haben, reicht eine genormte Transportplatte und eine genormte Zentrierplatte. Zwar sind die Produkthalterungen was ihre Innenabmessungen anbelangt, produktabhängig, d.h. abhängig von Länge, Breite und Dicke der Einzelteile, so dass für abweichende Einzelteile unterschiedliche Produkthalterungen notwendig

sind; aber durch die genormten Aussenabmessungen kann [

auf einfache Weise eine genormte Transportplatte mit . | mehreren Produkthalterungen in dem gewünschten Muster versehen werden. Nur diejenigen Teile werden ausgetauscht, die produktgebunden sind. Dadurch, dass vorzugsweise '

die Produkthalterungen beispielsweise mit Gleitsitz, . ■ _Q mit Reibung oder durch eine Schnappverbindung angeordnet sind, kann die Montage und Demontage der Produkthalterungen schnell durchgeführt werden.

Dadurch, dass bei einer günstigen Ausführungsform die Zentrieröffnungen in Zentrierbuchsen vorgesehen sind, die in der Zentrierplatte verschiebbar gelagert sind, ist es möglich, eine Anzahl Einzelteile, trotz abweichender Dickenabmessungen, mit Hilfe der genormten Zentrierplatte gleichzeitig auszurichten.

PHN 9893 & 16.10.81

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Figur 1 einen schematischen Schnitt durch eine Transporthalterung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Darstellung der Transporthalterung nach Fig. 1 in einer anderen Lage,

Fig. 3» ^ und 5 eine Ausführungsform der Richtzange ,

Fig. 6 und 7» eine andere Ausfuhrungsform der Transporthalterung.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Transporthalterung 1 mit einer Transportplatte 3 mit einer Matrix von

Offnungen 5» in denen Produkthalterungen 7 entsprechend 15

einem Muster, in dem eine Anzahl Einzelteile C auf einer nicht dargestellten Leiterplatte angeordnet werden müssen, angebracht sind. Die Produkthalterungen 7 bestehen im wesentlichen aus einer Richtzange 9 und

einem Vakuumstift 11, deren Mittellinien mit der Mittel-20

linie A-A der Produkthalterung 7 zusammenfallen. Der Vakuumstift ist in der Richtzange verschiebbar gelagert.

Die..Produkthalterungen 7 haben einen im wesentlichen zylinderförmigen Aussenumfang mit einem kegelförmigen Endteil 13· Mittels eines Flansches 15 und eines Bezugsnockens 17 können die Produkthalterungen 7 in axialer Richtung und in TJmfangsrichtung gegenüber der Transportplatte 3 ausgerichtet werden. Alle Produkfchalterungen haben identische Aussenabmessungen.

₃q Durch 21 ist eine Zentrierplatte dargestellt,

die durch eine Stützplatte 23 unterstützt wird, wobei zwischen der Zentrierplatte und der Stützplatte eine Platte 25 aus elastisch verformbarem Werkstoff, beispielsweise Kautschuk angeordnet ist. Die Zentrierplatte 21 ist mit einer Matrix von Offnungen 27 entsprechend der Matrix der Offnungen 5 in der Transportplatte 3 versehen. In jeder Öffnung ist verschiebbar eine Zentrierbuchse 29 gelagert, die auf der Platte 25 ruht. Jede Zentrier-

PHN 9893 & 16.10.81

buchse ist mit einer kegelförmigen Zentrieröffnung versehen. Fig. 1 zeigt die Transρorthaiterung 1 mit einem durch den Vakuumstift 11 aufgenommenen und festgehaltenen Einzelteil C über der Zentrierplatte 21.

Fig. 2 zeigt die Transporthalterung beim Ausrichten des Einzelteils C derart, dass die Mittellinie des Einzelteils mit der Mittellinie A-A der Produkthalterung zusammenfällt. Dazu ist die Richtzange 9 mit in radialer Richtung federnden Klemmfingern 33

"

versehen, die durch Zusammenarbeit des kegelförmigen Endes 13 der Richtzange mit der Innenwand der kegelförmigen Zentrieröffnung 31 radial zur Mittellinie A-A hin gedrückt werden, das Einzelteil C berühren und dieses Ausrichten, wobei das Einzelteil über das Ende des Vakuumstiftes verschoben wird. Nachdem die Transportplatte 3 von der Zetfcrierplatte 21 entfernt ist, wird die Wirkung der Klemmfinger 33 wieder aufgehoben, wobei das zentrierte Einzelteil durch den V_akuumstift

2Q in der zentrierten Lage gehalten wird.

Die Fig. 3» ^ und 5 zeigen eine besondere Ausführungsform der Richtzange 9 in- vergrössertem Masstab, wobei Fig. 3 die Richtzange in Untenansicht darstellt, Fig. k im Längsschnitt gemäss der Linie IV-IV in Fig. 3 und Fig. 5 im Längsschnitt gemäss der Linie V-V in Fig. 3· Die Richtzange 9» die deutlichkeitshalber ohne Vakuumstift dargestellt ist, ist mit paarweise einander gegenüberliegenden einzelnen Klemmfingern 35 versehen sowie ebenfalls gegenübereinander liegenden doppelten Klemmfingern 37 und 39· Der Abstand X zwischen den beiden innenliegenden Klemmfingern 37 ist kleiner als der Abstand Y zwischen den Klemmfingern 35· Dies führt dazu, dass beim Ausrichten eines Einzelteils zunächst die Klemmfinger 37 das Einzelteil berühren, das in einer Richtung vorgerichtet wird. Daraufhin berühren die Klemmfinger 35 das Einzelteil, das nun in einer Richtung senkrecht zu der ersten Richtung nachge-

PHN 9893 y 16.10.81

.1.

richtet wird; dies ist dadurch möglich, dass nur eine geringe Reibungskraft durch die Klemmfinger 37 auf das Einzelteil ausgeübt wird. Letzten Endes berühren die

Klemmfinger 39 die Klemmfinger 37, wobei zugleich die 5

Klemmfinger 35 stärker gegen das Einzelteil gedrückt werden, so dass das Einzelteil in Phasen allmählich in die zentrierte Lage gebracht und die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der Zentrierung erhöht wird.

Die Klemmfinger 35 und 37 begrenzen eine Kammer 41, deren Abmessungen etwas grosser sind als die Abmessungen des aufzunehmenden Einzelteils.

Durch die in den Fig. 1 und 2 dargestellte elastische Platte 25 können die einzelnen Produkthalterungen je einen abweichenden Hub beim Zentrieren durchführen; wenn in einer Richtzange ein Einzelteil durch die Klemmfinger bereits zentriert ist und festgehalten wird, während andere Einzelteile noch nicht völlig zentriert sind, kann diese Richtzange zusammen mit der zugeordneten Zentrierbuchse über einen geringen Abstand weiter verschoben werden und zwar durch die elastische Platte 25» bei dieser zusätzlichen Verschiebung werden andere Einzelteile mit anderen Abmessungen und Toleranzen endgültig zentriert.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform der Transporthalterung in der Aufnahmelage bzw. in der Zentrierlage. Bei dieser Ausführungsform bildet eine Zentrierplatte 5I einen Teil der Transporthalterung 1. Die ZentrierÖffnungen 53 sind nicht kegelförmig sondern zylinderförmig. Der Querschnitt der Richtzangen 55 im Bereich der Klemmfinger 57 nimmt zu dem Ende allmählich zu. Die Zentrierplatte 5I ist gegenüber der ransportplatte 3 und der Produkthaiterung 7 verschiebbar.

In Fig. 6 ist dargestellt, wie die Transporter

halterung 1 über einer Magazinhaiterung 59 mit Magazinen 61 angeordnet ist; jedes Magazin enthält einen Stapel Einzelteile C. Durch Stifte 63 werden die Stapel Einzel-

PHN 9893 J? 16.1O.81

teile in die Richtzangen 55 und gegen die Vakuumstifte 11 gedrückt, die je ein Einzelteil aufnehmen und festhalten. Durch Verschiebung der Zentrierplatte 5I in Richtung der Magazinhai te rung 59 slvlb der- in Pig. 6 dargestellten Aufnahmelage in die in Fig. 7 dargestellte Zentrierlage, werden die Klemmfinger 57 auf die bereits beschriebene Art und Weise radial zur Mittellinie A-A hin gebogen und die Einzelteile zentriert. Die Zentrierplatte 51 muss selbstverständlich alle Verschiebungen der Transporthalterung mitmachen. Fig. 7 zeigt ausserdem, dass die Transporthalterung 1 gegenüber der Magazinhalterung 59 in Querrichtung verschoben ist. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass das oberste Einzelteil deutlich von dem darunterliegenden Einzelteil getrennt wird, so dass keine zwei Einzelteile gleichzeitig von demselben Stapel abgenommen werden können, was sonst zu Störungen führen würde.

Die Produkthalterungen sind produktabhängig und können auf eine an sich bekannte ¥eise kodiert werden, beispielsweise durch eine Farbe, durch eine Streifenkodierung usw.

Leerseite

Claims

PHN 9893 16.10.81

PATENTANSPRÜCHE:

J₅/ Transporbhalterung zum übertragen mindestens eines elektrischen oder elektronischen Einzelteils zu einer Leiterplatte mit mindestens einer Vakuumöffnung

zum Festhalten des Einzelteils, dadurch gekennzeichnet, 5

dass die Transporthalterung einen Transportblock mit mindestens einer Produkthaiterung aufweist, die mit einem Zentrierblock zusammenarbeitet, der mit mindestens einer Zentrieröffnung versehen ist, welche Produkthalte-

^q rung im wesentlichen aus einer Richtzange und einem Vakuumstift besteht, deren Mittellinien zusammenfallen, wobei die Richtzange eine Anzahl in radialer Richtung federnder Klemmfinger aufweist und in Ruhelage im Bereich der Klemmfinger einen kontinuierlich sich ändernden Querschnitt aufweist.

2. Transporthalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Produkthalterung in der Zentrieröffnung des Zentrierblocks verschiebbar gelagert ist, welcher einen Teil der Transporthalterung bildet, wobei der Querschnitt der Richtzange zu dem freien Ende hin allmählich zunimmt.

3. Transporthalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtzange wenigstens im Bereich der Klemmfinger einen zylinderförmigen Aussenumfang mit einem kegelförmigen Ende aufweist, wobei die Zentrieröffnung in dem Zentrierblock ebenfalls kegelförmig ausgebildet ist.

k. Transporthalterung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtzange an zwei einander gegenüberliegenden Seiten mit zwei parallelen Klemmfingern versehen isb.
5· Transporthalterung nach einem der vorstehenden

PHN 9893 TtT 16.1O.81

S-

Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vakuumstift gegenüber der ichtzange verschiebbar ist.

6. Transporthalterung nach einem der vorstehenden

Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Transportplatte,

die mit einer Matrix von Offnungen versehen ist, imdenen Produkthalterungen angeordnet sind entsprechend einem Muster, in dem eine Mehrzahl von Einzelteilen auf einer Leiterplatte angeordnet werden muss, wobei der Zentrierblock als Zentrierplatte ausgebildet ist

mit einer Matrix von Zentrieröffnungen entsprechend der Matrix der Offnungen in der Transportplatte und wobei alle Produkthalterungen dieselben Aussenabmessungen aufweisen.

7. Transporthalterung nach Anspruch 6, dadurch 15 gekennzeichnet, dass die Zentrieröffnungen in Zentrier- ■ büchsen vorgesehen sind, die in der Zentrierplatte verschiebbar gelagert sind.