DE3247344A1

DE3247344A1 - Verfahren zum herstellen von schaltungsplatten

Info

Publication number: DE3247344A1
Application number: DE19823247344
Authority: DE
Inventors: Robert Page Dipl.-Ing. 04851 Matinicus Me. Burr
Original assignee: Kollmorgen Technologies Corp
Current assignee: Advanced Interconnection Technology Inc
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1982-12-17
Publication date: 1983-07-07
Also published as: IT8249694A0; CA1175949A; US4450623A; GB2111759A; ZA826116B; IT1149166B; DE3247344C2; FR2518863A1; FR2518863B1; AU8811682A; JPS58112385A; NL8204889A; AU541980B2; JPS6034279B2; GB2111759B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft drahtgeschriebene elektrische Schaltungen zur Verbindung von elektrischen und elektronischen Bauteilen sowie Verfahren und Vorrichtungen zu deren Herstellung.

Es sind bereits verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von elektrischen Schaltungen beschrieben worden; unter anderem auch ein solches, nach welehern metal Tische Anschlußplättchen durch isolierte Drähte miteinander verbunden werden und so die Verbindung der elektrischen Bauteile hergestellt wird. Nach diesem Verfahren wird der isolierte Draht von einer Vorratsspule abgezogen und durch die Lötspitze eines Führungskopfes gezogen. Das Ende des Drahtes wird durch der Spitze zugeführte Wärme an dem Metallplättchen festgelötet. Der Führungskopf und die Schaltungsplatte werden dann relativ gegeneinander bewegt, wobei der an das Plättchen auf der Schaltungsplatte gelötete Draht durch den Führungskopf gezogen wird. Nachdem die gewünschte Drahtlänge abgezogen ist, wird die Bewegung von Kopf und Schaltungsplatte gestoppt und das an der Lötkopfspitze befindliche Drahtende wird an ein zweites Plättchen gelötet und dann abgetrennt. Dieser Vorgang wird so oft wiederholt, bis alle gewünschten Verbindungen hergestellt und alle Drahtenden mit den Metallplättchen verbunden sind.
Einer der Nachteile dieses Verfahrens besteht darin, daß der Draht zwischen den einzelnen Anschlußplättchen lose ist, so daß seine exakte Lage zwischen den einzelnen Anschlußplättchen nicht genau fixiert werden kann; ein solcher, nicht fixierter Draht kann leicht erfaßt, gezogen und beschädigt werden. Deshalb ist besondere Vorsicht nicht nur während der weiteren Fabrikation sondern auch beim Gebrauch der fertigen Schaltungsplatte erforderlich.

In P 21 11 396.2 sowie P 28 11 458.1 sind weitere Verfahren beschrieben, nach denen der Draht auf einer mit Haftvermittler beschichteten Oberfläche niedergelegt und durch Wärmeeinwirkung auf dieser fixiert wird. Die entsprechende Vorrichtung wird durch ein Programm gesteuert, das entweder auf Magnet- oder Papierband oder mit Hilfe von Lochkarten ge-

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speichert und beliebig oft wiederholbar ist. Der Draht wird präzise auf der Oberfläche verlegt und in diese eingebettet. Nach den o.a. Verfahren sind eine große Anzahl von Schaltungen für die verschiedensten Verwendungszwecke hergestellt worden. Bei den beschriebenen Verfahren und den für diese benutzten Vorrichtungen wird der Draht über ein Führungswerkzeug geführt, das mit Wärme beaufschlagt wird, wodurch gleichzeitig mit der Drahtniederlegung die Haftvermittlerschicht erweicht und der Draht in diese eingebettet wird. Um sicherzustellen, daß die Haftvermittlerschicht ausreichend erwärmt ist, um den Draht zu fixieren, aber nicht · so stark, daß sie sich verflüssigt oder gar die Trägerplatte beschädigt wird, ist es erforderlich, Qualität und Menge des verwendeten Haftvermittlers sowie Drahtführungs- und Trägerplatten-Geschwindigkeit genau aufeinander abzustimmen. Dadurch erhöht'sich die Herstellzeit einer Schaltung beträchtlich und die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung wird beeinträchtigt, was die Herstellung der Schaltungsplatten wiederum wesentlich verteuert.

Die vorliegende Erfindung vermeidet die beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren. Die Leiter zwischen den Fixierungspunkten sind weder lose noch verlangsamt sich die Lei-

terniederlegungsgeschwindigkeit durch die Erweichungszeit der Haftvermittlerschicht. Mit der schnelleren Leiterniederlegung nimmt auch die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung zu. Nach der vorliegenden Erfindung wird der Leiterauf eine mit metallischen Anschlußplättchen versehene Platte aufgelegt und das Leiterende mit einem Anschlußplättchen verlötet, verschmolzen oder verschweißt. Der Leitervorra.twird nun relativ zur Schaltungsplatte bewegt und eine genau vorbestimmte Leiterlänge wird auf der Platte niedergelegt. Das Ende dieser Leiterlänge wird dann mit einem zweiten metallischen Plättchen verbunden; anschließend wird der Leiter abgetrennt und es ehtsteht ein neues Leiterende, mit dem der o.a. Vorgang wiederholt wird. Dies geschieht so lange, bis alle Leiter verlegt sind und das gewünschte Schaltungsmuster fertiggestellt ist. Die mit den Leiterzügen versehene Schaltungsplatte wird

dann von der Vorrichtung abgenommen und in eine Presse gebracht, in der die losen, nicht mit der Oberfläche verbundenen zwischen den Anschlußplättchen über ihre gesamte Länge auf der Platte fixiert werden. Dies erfolgt entweder durch Aktivieren eines bereits vorher auf der Plattenoberfläche vorhandenen Materials, oder aber das aktivierbare Material wird nach der Drahtniederlegung aufgebracht. Derartige Schichten können entweder chemisch, physikalisch oder mechanisch oder durch eine Kombination der drei Verfahren aktiviert werden. Wärmehärtbare Materialien eignen sich hierfür besonders gut.

Für das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl mit einem Haftvermittler beschichtetes (entsprechend P 21 11 396.2 und P 28 11 458.1) als auch unbeschichtetes Basismaterial verwendet werden. In die Platten können entweder vor oder nach der Drahtniederlegung entsprechende.Löcher gebohrt werden. In jedem Fall weisen die für das erfindungsgemäße Verfahren als Schaltungsunterlage benutzten Isolierstoffplatten auf ihrer Oberfläche an jedem Punkt, an dem ein Leiterzug beginnt oder endet, ein Metallplättchen auf. Zwischen diesen und entlang dem vorgesehenen Leiterverlauf befinden siich weitere Anschlußplättchen aus Metall oder Haftvermittler, und zwar besonders an den Punkten, an denen der Leiter seine Richtung ändert. Die metallischen Anschlußplättchen befinden sich entweder nun auf der die Leiterzüge tragenden Oberfläche des Basismaterials; oder sie reichen durch die Platte auf die gegenüber liegende Oberfläche; oder sie sind mit metallisierten Lochwandungen verbunden und stellen so eine leitende Verbindung zwischen beiden Oberflächen her. Die Metallplättchen können entweder in die Basisplatte eingegossen sein, falls diese durch Gießen hergestellt ist, oder sie können nachträglich, beispielsweise mit Hilfe eines Haftvermittlers oder auf mechanische Weise auf der Basisplatten-Oberfläche befestigt werden, solange diese Befestigung die Drahtniederlegung nicht beeinträchtigt.

Der für die erfindungsgemäßen Schaltungen verwendete Leiter

aus kann entweder einadriger Draht sein oder mehreren, zu einem ein-

zigen Leiter gedrehten Litzen bestehen. Der Draht kann isoliert oder nicht isoliert sein, oder mit einem Überzug versehen oder blank sein. Der Überzug kann auf der Drahtlitze haften oder lose sein. Nicht-haftende DrahtüberzUge werden verwendet, wenn die Isolation abgezogen werden soll. Zur Drahtniederlegung kann eine Vorrichtung entsprechend P 21 11 396.2 oder P 28 11 458.1 verwendet werden, wobei die Vorrichtung entsprechende P 28 11 458.1, allerdings mit gewissen Änderungen, besonders geeignet ist.

Bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird die mit den Schaltdrähten zu versehende Basisplatte auf dem Tisch der Vorrichtung befestigt; die bereits angebrachten Anschlußplättchen liegen dabei auf der Oberseite. Die Platte wird festgeklemmt und das Schaltungsmuster in das Programm eingegeben. In der Produktion kann zur besseren Auslastung der Vorrichtung eine Vielzahl von Schaltungen gleichzeitig fertiggestellt werden.

Der entsprechend der vorliegenden Erfindung auf die Basisplatte aufzubringende und auf dieser zu befestigende Leiter wird durch den Schreibkopf geführt, mit der Plattenoberfläche in Kontakt gebracht und auf dieser niedergelegt, während Kopf und Schaltungsplatte relativ zueinander in der programmierten Weise bewegt werden.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren werden jedoch nach der vorliegenden Erfindung der Schreibkopf und die Schaltungsplatte immer erst dann relativ zueinander bewegt, wenn das vordere Leiterende ■ mit einem Anschlußplättchen fest verbunden ist. Das hintere Leiterende wird ebenfalls mit einem vorbestimmten Anschlußplättchen verbunden und bildet das Ende des jeweiligen Leiterzuges. Für den Fall, daß der Leiterzug sehr lang ist oder seine Richtung stark ändert, wird der Leitervorzugsweise zwischen seinen Verankerungspunkten an

an

den Anschlußplättchen zusätzlichen, auf der Platte zuvor angebrachten und dem vorprogrammierten Leitermuster entsprechenden Anschlußplättchen befestigt; diese zusätzlichen Plättchen können aus Metall oder einem Haftvermittler bestehen.

Bei der Leiterzuführung entsprechend der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine positive Zuführung, d.h., die Länge des Leiterzuges wird bestimmt durch die relative Bewegung von Führungskopf und Schaltplatte während der Leiterzuführung. Dies kann dadurch erzielt werden, daß der Führungskopf den Leiter nur dann von der Vorratsrolle abzieht, wenn er selbst und die Schaltplatte sich relativ zueinander bewegen, und dann nur die LeiterTänge, die dieser Bewegung entspricht. Vorzugsweise erfolgt die positive Leiterzuführungüber einen Leiterzuführungsantrieb, so .daß Leiterzufuhr und Tischbewegung koordiniert sind. Auf diese Art ist, wie später noch genauer beschrieben wird, die Koordinierung zwisehen Lei terzuführung und Tischbewegung gesichert, so daß immer die gewünschte Leiterlänge zugeführt wird und eine Be-Schädigung des Leiters vermieden wird. Leiter mit geringem Durchmesser können nämlich leicht überdehnt werden und brechen. Mit einer derartigen, Motor-getriebenen Leiterzuführung ist auch ein schnelleres Starten und ein kurzfristigeres Abstoppen der Leiterzuführung möglich, was die Wirtschaft!ichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht. Nachdem auch die gegenüber! legenden Leiterenden an den Anschlußplättchen befestigt sind und das Schaltungsmuster fertiggestellt ist, wird die Platte von der Drahtschreibevorrichtung abgenommen. War die Schaltungsplatte schon vor der Drahtniederlegung mit einer durch Druck oder Wärme aktivierbaren Harzschicht versehen, so wird sie direkt in eine Presse gegeben. Bedarf die Harzschicht zur Aktivierung einer Vorbehandlung mit einem Lösungsmittel, Strahlung oder ähnlichem, oder soll die Haftvermittlerschicht erst nach der Drahtnieder· legung aufgebracht werden, so erfolgen diese Verfahrensschritte vor dem Preßvorgang. Die nach der Drahtschreibung aufzubringende Abdeck- oder Haftvermittlerschicht kann entweder über die gesamte Oberfläche verteilt oder aber entsprechend dem Leiterzugmuster auf der Platte aufgebracht werden. In jedem Fall werden in der Presse die geschriebenen Leiterzüge in ihrer gesamten Länge in eine Haftvermittlerschicht eingebettet. Vorzugsweise ist der Haftvermittler

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thermoplastisch oder wärmehärtbar und die Presse kann geheizt werden. Die nunmehr fertiggestellte Schaltung mit den niedergelegten, befestigten und fixierten Drahtleitern wird dann aus der Presse entfernt und nach bekannten Verfahren weiterverarbeitet. Es können z.B. Löcher gebohrt, metallisiert und die Platte mit Bauelementen bestückt werden.

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Befestigung der Leiterenden an den Anschlußplättchen bei stillstehendem Drahtzuführungskopf. Gleichzeitiges Niederlegen und Befestigen, wie es aus anderen Verfahren bekannt ist, wird bei dem Verfahren nach der Erfindung ausgeschlossen. Optimale Bedingungen bezüglich Wärme, Druck etc. ermöglichen das Befestigen der Leiterzüge auf der Plattenoberfläche, ohne daß auf das Plattenmaterial besondere Rücksicht genommen werden müßte. Ferner erfolgt die Drahtniederlegung ohne Rücksicht auf Erwärmung und Aktivierung der Oberflächenschicht zum Einbetten der Drahtleiter in diese. Die Drahtniederlegung kann erheblich schneller durchgeführt werden und der Wirkungsgrad der Vorrichtung erhöht sich dadurch beträchtlich·. Das nachfolgende Fixieren bzw. Einbetten der Leiterzüge auf der bzw. in die Oberflächenschicht erfolgt unter statischen Bedingungen, was das Verfahren wesentlich vereinfacht. Obwohl Draht zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung am besten geeignet ist, können aber auch andere Leiterzugmaterialien verwendet werden, wie z.B. Metallbänder oder Folien, ein- oder mehradrige Lichtleiter und mit Hydraulikflüssigkeit oder Luft gefüllte Röhrchen oder ähnliches. Die Drähte können blank oder isoliert sein; bei blanken Drähten ist an Kreuzungspunkten für eine engsprechende Iso-1ierung zu sorgen .

Anhand der Zeichnungen wird das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung deutlich.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Schaltungsplatte entsprechend der vorliegenden Erfindung vor der Drahtschreibung;

Fig. 1A stellt die Schaltungsplatte aus Fig. 1 , mit Leiterzügen versehen, dar;

Fig. 2 - 2D sind Querschnitte durch die verschiedenen möglichen Ausführungsformen der erf indungsgemäß.en Schal tun gsplatte;

Fig. 3 zeigt in geometrischer Darstellung eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Schaltungen;
Fig. 4A ist eine vergrößerte Seitenansicht im Querschnitt des oberen Teiles von einer der Einheiten aus Fig. 3; Fig. 4B ist eine vergrößerte Seitenansicht im Querschnitt des unteren Teiles von einer der Einheiten aus Fig. 3; Fig. 5 ist ein Querschnitt entlang der Linie V-V-aus Fig. 4A;

Fig. 6 ist eine Vorderansicht der Drahtzuführungs-Vorrichtung aus Fig. 4B;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht der Drahtzuführungs-Vorrichtung aus Fig. 6 (ein Teil der Vorrichtung ist geöffent); Fig. 8 ist eine Rückansicht der Drahtzuführungs-Vorrichtung aus Fig. 6;

Fig. 9 ist eine ähnliche Ansicht wie in Fig. 7, aber von der anderen Seite der Drahtzuführungs-Vorrichtung aus Fig.6; Fig. 10 ist ein Querschnitt entlang der Linie X-X aus Fig. 7;

Fig. 11 ist ein Querschnitt entlang der Linie XI-XI aus Fig. 6;

Fig. 11Aist ein Querschnitt durch das untere Ende der Vorrichtung aus Fig. 11 und zeigt diese in einem anderen Verfahrenszustand;

Fig. 12 ist ein Teilquerschnitt entlang der Linie XII-XII ausFig.6;

Fig. 13 ist eine vergrößerte Teilansicht des unteren Endes der Vorrichtung aus Fig. 4ß;
Fig. 13A stellt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung aus Fig. 13 dar (im Querschnitt);

Fig. 13B ist ähnlich wie Fig. 13A, stellt aber wiederum eine andere Ausgestaltungsform der Vorrichtung aus Fig. 13 dar;

Fig. 14 ist ein vergrößerter Ausschnitt aus der in Fig. 13 dargestellten Vorrichtung und zeigt den Flihrungsstift und die Drahtlitze in Vergrößerung;

Fig. 15 ist ein vergrößerter Querschnitt entlang der Linie XV-XV aus Fig. 14;

Fig. 16 ist ein vergrößerter Querschnitt entlang der Linie XVI-XVI aus Fig. 13; und

Fig. 17 ist ein schematisches Schaltdiagramm einer Komparatorschaltung zum Vergleichen von Drahtvorschub- und Tischbewegung.

Fig. 1 und 1A stellen die Basisplatte A aus einem elektrisch isolierenden oder einem dielektrischem Material dar, wie beispielsweise ein faserverstärktes Kunstharz, die auf mindestens einer Oberfläche mit metallischen Anschlußplättchen B, z.B. aus Kupfer, versehen ist. Die Anschlußplättchen sind entsprechend dem auf die Platte aufzubringenden Leiterzugmuster und den auf der Schaltungsplatte unterzubringenden Bauteilen in bestimmten Abständen angebracht.

Wie am besten aus Fig. 1A ersichtlich, sind die Enden des Drahtleiterzugs C fest mit bestimmten metallischen Anschlußplättchen B verbunden, während der Drahtleiterzug zwischen den beiden Endpunkten mit bestimmten anderen Anschlußplättchen B verbunden ist, die vorzugsweise aus Kupfer oder aus thermoplastischem Material bestehen.

Die in den Fig. 1, 1A, 2 und 2A dargestellten Anschlußplättchen B sind oval und können auf der Oberfläche befestigt oder in diese eingebettet sein; sie können auch die Form von Stiften haben, die von einer Oberfläche durch die Platte A auf die andere Oberfläche reichen (Fig. 2C und 2D). In diesem Fall ist das auf der Oberfläche liegende Anschlußplättchen oval, während der durchgreifende Teil ringförmig ist. Der runde Teil der Anschlußplättchen B kann massiv sein (B' in Fig. 2C) oder er kann vor oder nach dem Niederlegen der Leiterzüge durchbohrt werden (B" in Fig. 2D).

Die Basismaterialplatte A (Fig. 1,1A₉ 2, 2C und 2D) kann unbeschichtet oder beschichtet sein (A¹ in Fig. 2A); sie ist

mit einer auf Wärme oder Lösungsmittel reagierenden Haftvermittlerschicht A¹ versehen oder einer solchen, die auf andere Art aktiviert werden kann. Die Haftvermittlerschicht A¹ kann die gesamte Oberfläche von A bedecken oder sie kann, entsprechend dem Leitermuster, als Streifen oder Bänder aufgebracht sein. Der Leiter C kann aus blankem Draht bestehen (Fig. 2, 2A₉ 2C)₉ oder er kann mit einer Haftvermittlerschicht oder einem isolierenden Material C überzogen sein (Fig. 2B, 2D).

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dargestellt. Die Trägerplatte 2 wird in 4 und 6 über dem Tisch 8 fest montiert. Der Tisch 8 ist in Richtung der Pfeile 10 und 12 beweglich vermittels der beiden Umkehrmotoren 14 und 16, die über die beiden Schneckenschrauben 18 und 20 und die Muttern 22 und 24 mit dem Tisch 8 verbunden sind. In Fig. 3 sind vier gleiche Schaltungsplatten 26, 28, 30 und 32 auf der Oberfläche von Tisch 8 befestigt, und zwar mit Klammern (nicht gezeigt) an den Plattenrändern. Der Träger 34 ist auf der Platte 2 befestigt. In der beispielhaften Ausführungsform (Fig. 3) sind vier gleiche Einheiten 36, 38, 40 und 42 an den vier Ecken des Trägers 34 befestigt. Aus Gründen, auf die in der weiteren Beschreibung näher eingegangen wird, sind die vier Einheiten so untereinander verbunden, daß sie gleichzeitig um ihre vertikale,; Achse rotieren; der Antrieb erfolgt durch den Motor 48 über das Zahnrad 46 und die Kette 44. Die Zahnräder 50 und 52 sind mit der Kette 44 in Eingriff und halten diese im Antriebseingriff mit dem Zahnrad 46 und den Einheiten 36, 38, 40 und 42. Da die vier Einheiten 36, 38, 40 und 42 untereinander vollkommen gleich sind, wird im folgenden nur die Einheit 36 beschrieben.

In den Fig. 4A und 4B ist die Einheit nach der vorliegenden Erfindung dargestellt; sie weist die Röhre 51 auf, die auf dem Träger 34 mit den Klammern 52 und 54 und den Lagern 56 und 58 befestigt ist. Die Manschetten 60 und 62 (Fig. 4B) sind an der Röhre 51 befestigt, die um ihre Achse drehbar in den Lagern 64 und 66 ruht und rotiert, wenn der Motor 48

die Kette 44 im Eingriff mit dem am Rohr 51 befestigten Zahnrad 68 antreibt.

Am oberen Ende des Rohres 51 ist eine elektrische Schleifringanordnung 72 mit Hilfe von Bolzen 74 befestigt, von denen einer in Fig. 4A gezeigt ist. In der dargestellten Ausführungsform besteht die Schleifringanordnung 72 aus einer Anzahl kreisförmiger elektrisch leitender Scheiben oder Ringe 76,78,80,82,84 und 86, die am unteren Ende durch die Scheibe 88 aus nichtleitendem Material und gegeneinander durch die Scheiben 90,92,94,96 und 98 aus nichtleitendem Material isoliert sind. Mit Bolzen 74 wird die nichtleitende Scheibe 100 befestigt und mit dieser die gesamte Schleifringanordnung zusammengehalten. An ihrem äußeren Rand sind die leitenden Scheiben 76,78,80,82,84 und 86 in Eingriff mit den Bürsten 102, 104, 106, 108, 110 und 11:2, die in den Bürstenhaltern 114, 116, 118, 120, 122 und 124 sitzen, welche ihrerseits fest auf dem Träger 34 angebracht sind. Das Rohr 51 ist innen vom oberen Ende (Fig. 4A) bis fast zum unteren Ende (Fig. 4B) mit einem Futter aus Isolationsmaterial 130 ausgekleidet. Das obere Ende 134 der im Innern des Futters aus isolierendem Material 130 angeordneten mit Ultraschall beaufschlagten Spule 132 ist mit dem leitenden Ring 80 verbunden, während das untere Ende 136 mit dem Ring 82 verbunden ist. Wie nachfolgend ausführlich beschrieben, wird die Spule 132 über ihre mit den Ringen 80 und 82 verbundenen Enden 134 und 136 über die Bürsten 106 und 108 mit Strom versorgt. Der Ultraschal1 umformer 140 erstreckt sich mit seinem oberen Teil 142 aus laminiertem Metall abwärts innerhalb der Spule 132 im Isolierstoffutter 130 des Rohres

51. Ein kegelförmiges Teil verjüngt sich bei 144 zu einem zylindrischen Teil 146 und endet in dem Führungsstift 148.

Die Leiterzuführungs-Vorrichtung 150 weist eine Basis 152 zur Aufnahme des Leiters 154 und eine Verschlußkappe 156 auf, durch die der Leiter 154 hindurchgeführt wird. Die Leiterzuführungsvorrichtung 150 ist auf der Schleifringanordnung 72 montiert und bildet mit dieser einen Abschluß des Rohres 51.

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Aus Gründen, auf die später noch näher eingegangen wird, wird der Leiter 154 abwärts durch die Mitte der Schleifringanordnung 72 geführt und in und durch die Bohrung 158 im Rohr 51.

Die Manschette 160 (Fig. 4A) ist auf dem Rohr 51 befestigt und bildet mit den 'O'-Ringen 162, 164, 166, 168, 170, 172 und 174 einen luftdichten Anschluß in 176, 178 und 180 um das Rohr 51. Aus Gründen, auf die später noch näher eingegangen wird, ist der Anschluß 176 mit der Bohrung 182 im Rohr 51 verbunden und über das Anschlußstück 184 mit einer Preßluftquelle (nicht dargestellt). Der Anschluß 180 verbindet die Bohrung 190 und ist über das Anschlußstück 192 mit einer Preßluftquelle (nicht dargestellt) verbunden. In Fig. 4B ist der Träger am Rohr 51 befestigt und weist an seinem einen Ende die Führungs- und Lötkontrollvorrichtung 202 auf der einen Seite des Führungsstiftes 148, während die Leiterdrahtzuführung 204 auf dem anderen Ende vom Träger 200 auf der gegenüberliegenden Seite des Führungsstiftes 148 montiert ist.

Das zylindrische Gehäuse 206 umschließt den zylindrischen Abschnitt 146 am oberen Ende des Führungsstiftes 148 und ist gegen diesen durch die O'-Ringe 208 und 210 und die Manschette 214 isoliert.
Die Leiterdrahtsteuerungs-Vorrichtung 202 weist eine obere Blattfeder 220 auf, die an ihrem einen Ende mit dem Gehäuse 206 und an ihrem anderen Ende mit dem am Träger 34 befestigten Rahmen 222 verbunden ist, sowie eine untere Blattfeder 224, deren eines Ende mit dem Gehäuse 206 und deren anderes Ende mit dem am Träger 34 befestigten Steuerungsgehäuse 226 verbunden ist. Zwischen ihren beiden Enden ist die Blattfeder 224 über die Kolbenstange 227 mit dem Kolben 228 der Balge 230 im Luftzylinder 232 verbunden. Die Spiralfeder ist an einem Ende mit der Blattfeder 224 und am anderen Ende mit dem Steuerungsgehäuse 226 verbunden, über die Blattfeder 224 und das Gehäuse 206 unterbricht die Spiralfeder 234 den Kontakt zwischen Führungsstift 148 und dem Werkstück. Wird in den Zylinder 232 Luft unter Druck gepreßt, so werden die

Blattfedern 224 und 220 Über den Kolben 228 und die Kolbenstange 227 abwärts gedrückt und stellen den Kontakt zwischen

Führungsstift 148 und dem Werkstück her. Entweicht die Luft aus dem Zylinder 232, so wird dzrch die gemeinsame . 5 Kraft der Blattfedern 220 und 224 und der Spiralfeder 234 der Kontakt zwischen dem Führungsstift 148 und dem Werkstück unterbrochen.

In den Fig. 4B, 13 und 14 kann die Lötvorrichtung 240 in die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung integriert werden, um die mit Hilfe der Vorrichtung niedergelegten Leiter an ihren Enden zu verlöten und zu verbinden. Die Vorrichtung 240 kann aber auch fortgelassen werden, und die Leiter können durch Beaufschlagung des Führungsstiftes 148 mit Energie fixiert werden, wie nachfolgend beschrieben. Die Lötvorrichtung 240, die in einer vorzugsweisen Ausgestaltungsform in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet wird, besteht aus einem 'L'-förmigen Arm 242, der in 244 drehbar am Steuerungsgehäuse 226 befestigt ist. Ein Schenkel 246 erstreckt sich aufwärts in die Aussparung 248 im Gehäuse 226 und ist am oberen Ende auf einer Seite mit der Druckfeder 250 in Kontakt und auf der anderen Seite mit der Kolbenstange 252 des Kolbens 254, der mit dem Diaphragma 256 in der Luftkammer 258 verbunden ist.

Die Luftkammer 258 ist über die Leitung 260 mit der Bohrung 182 verbunden. Der Schenkel! 262 des 'L'-förmigen Armes 242 ist über einen Stift 264 mit einem Ende des Lötkopfträgers 266 verbunden. Der Lötkopfträger 266 ist federnd auf dem Stift 264 gelagert: dreht sich der Kopfträger im Uhrzeigersinn gegen das Werkstück, wird die Feder (nicht dargestellt) gespannt und der Kopfträger 266 um den Stift 264 in langsame Umdrehung versetzt. Auf diese Weise kann auf die Lötstelle Druck ausgeübt werden, ohne dem Werkstück oder dem Lötkopf

268 irgendeinen Schaden zuzufügen. Der Lötkopf 268 ist in

269 mit einer Stromquelle (nicht gezeigt) verbunden, wie z. B. einem Hochfrequenzgenerator, der ein schnelles Erwärmen des Kopfes 268 durch Strom bewirkt.

In den Fig. 4ß, 6, 7, 8, 9, 11, 1 TA und 12 ist der Rahmen 300 der Leiterzuführungseinheit 204 auf dem Träger 200 befestigt. Die Führungen 302 und 304 (Fig. 11, 11A) sind auf dem Rahmen 300 befestigt. Der Leiter 154 wird durch die Führungen 302 und 304 geführt. Eine pneumatische Druckklammer 306 ist in 308 drehbar auf dem Rahmen 300 montiert, mit einem Gehäuse 310 versehen, das ein nach außen gerichtetes zylindrisches Bajonett 312 aufweist und mit den Schrauben 314 an diesem befestigt ist (Fig. 8 und 11), sowie das luftdichte Diaphragma 316 mit dem darauf befestigten Kolben· 318. Die Kolbenstange 320 des Kolbens 318 erstreckt sich axial in das Bajonett 312. Die Druckfeder 322 umschließt das Ende der Kolbenstange 320 und übt zwischen dem Kolben 318 und dem Rücksp.rung 324 im Bajonettgehäuse 312 einen Druck aus. Der Stopper 326 ist mitdenrStift 328 am Ende des Bajonettgehäuses 312 befestigt und bildet dort einen Stoppverschluß. Wird Luft unter Druck in die Kammer 330 im Gehäuse 310 durch den Anschluß 332 gelassen, so werden Diaphragma 316, Kolben 318 und Kolbenstange 320 in Pfeilrichtung bewegt, das Ende der Kolbenstange 320 drückt den Leiter 154 gegen den Stopper 326 und die Feder 322 wird zusammengedrückt. Aus Gründen, die nachfolgend erläutert werden, wird der Leiter 154 durch die Führungen 302 und 304 geführt und die Klammer 306 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Zapfen gedreht, wenn Diaphragma 316, Kolben 318 und Kolbenstange 320 den Leiter 154 gegen den Stopper 326 drücken und dort festhalten. Die in der Aussparung 336 des Rahmens 300 angebrachte Druckfeder 334 wird durch die entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete Bewegung der Klammer 306 zusammengedrückt und bringt, wenn der Luftdruck in der Kammer 330 reduziert wird, die Klammer 306 im Uhrzeigersinn zurück, wodurch das Bajonettgehäuse 312 wieder in Kontakt mit dem Stopper 340 gebracht wird. Aus Gründen, die später erläutert werden, ist der Stopper 340 mit einem Gewinde versehen, in das Gehäuse 300 ge schraubet und in diesem über das gerändelte Handrad einstellbar; das Handrad 342 kann durch die Festste!1 vorrichtungen 344 und 346 in der gewünschten Stellung gehalten werden (Fig. 11).

Wie am besten aus den Fig. 4B₉ 6 und 8 ersichtlich, ist der Elektromotor 350 mit der Welle 352 auf dem Rahmen 300 befestigt. Das Getriebe 354 und die optische Scheibe 356 aus lichtundurchlässigem Material und mit Schlitzen 358 in gleichmäßigen Abständen versehen (Fig. 9), sind auf der Motorwelle 352 befestigt und werden über den Motor in Umdrehung versetzt. Die Vorlegeachse mit den Getrieben 362 und 364 (Fig. 6 und 8) ist drehbar auf dem Rahmen 300 montiert parallel zur Motorwelle 352. Das Getriebe 362 auf der Achse 360 ist in Eingriff mit dem Getriebe 354 auf der Motorwelle 352 und wird durch diese angetrieben. Die Welle 366 (Fig. 4B, 7 und 8) ist drehbar auf dem Rahmen 300 und parallel zur Motorwelle 352 und zur Vorlegeachse 360 montiert. Das Führungsantriebsrad 368 und das Getriebe 370 sind auf der Welle 366 befestigt und werden von dieser angetrieben. Wie am besten aus Fig. 4B, 7 und 10 ersichtlich, kann das Antriebsrad 368 auf seinem äußerem Umfang mit einer Rille haben,wenn der Leiter 154 ein Draht, eine Drahtlitze oder eine Gruppe von Drähten oder Drahtlitzen oder röhrenförmig ist. Ist das Leitermaterial ein Metallband oder ein flacher Metallstreifen, so weist das Antriebsrad 368 keine solche Rille 372 auf.

Der endlose Antriebsriemen 380 (Fig. 4B, 7 und 10) aus biegsamem Material wie Textilfaser-verstärktem Gummi oder Kunststoff läuft über die Riemenscheiben 382, 384 und 386, die ihrerseits drehbar auf den Achsen 388, 390 und 392 montiert sind. Diese wiederum sind drehbar auf dem Riemenrahmen 394 befestigt, der in 396 drehbar am Rahmen 300 der Vorrichtung 204 befestigt ist. Wie als Phantombild in Fig. 7 und 9 gezeigt, hat der Antriebsriemen 380 keinen Kontakt mit dem Antriebsrad 368 und damit mit dem Leiterzugmaterial 154, wenn der Riemenrahmen 394 um den Zapfen 396 geschwenkt wird. Haben Riemen 380 und Antriebsrad 368 keinen Kontakt, so kann der Leiterzugdraht 154 leicht in die Einkerbung 372 geführt werden. Ist der Riemen 380 in Kontakt mit dem Antriebsrad 368 und der Leiter in der Rille 372 des Rades 368, ist das auf der Achse 392 montierte Getriebe 398 (Fig. 4B) im Ein-

griff mit dem Getriebe 370. Der Leiter 154 wird also über den Riemen 380 mit dem Rad 368 in Kontakt gebracht und dadurch angetrieben.

Aus Gründen, die nachfolgend näher erläutert werden, rotiert die lichtundurchlässige Scheibe 356 mit den gleichmäßig an ihrer Peripherie angeordneten Schlitzen 358 an der Photozelle 400 vorbei, die auf dem Schenkel 402 des Rahmens 300 befestigt ist. (Fig. 6 und 8).
In Fig. 6, 7, 12 und 13 weist der Führungs kopf 410 eine Führung 412 für den Leiter 154 auf und ist am Ende der Achse 414 mit der Klemmschraube 416 befestigt. Die Achse 414 ist drehbar auf dem Rahmen 300 angebracht. Ein 'L'-förmiger Betätigungsarm 418 (Fig. 12) ist mit der Klemmschraube 420 am oberen Ende der Achse 414 befestigt. Die Luftdruckkammer 422 ist in 424 mit der Druckluftleitung 186 verbunden (Fig. 4B und 12). Die Kolbenstange 428 des Kolbens 426 ist in Verbindung mit einem Schenkel des Betatigungsarmes 418; der Kolben 426 ist mit dem Diaphragma 430 versehen, welches zwischen der Abdeckung 432 und dem Rahmen 300 festgeklemmt ist.

Die Druckfeder 434 umschließt die Kolbenstande 428 und wird durch die Abdeckung 432 und den Kolben 426 zusammengedrückt. Sinkt der Druck in der Kammer 422, so bringt die Feder 434 den Kolben 426 mit dem Diaphragma 430 in eine zurückgezogene Stellung. Die zwischen dem Rahmen 300 und dem anderen Schenkel des Betatigungsarmes 418 montierte Druck, feder 436 lenkt den Arm 418, die Achse 414 und den Führungskopf 410 in die Schreibeposition (Fig. 12, durchgezogene Linie). Die Klinge 440 (Fig. 12} ist mit den Schrauben 442 in unmittelbarer Nähe des Leiteraustritts am Führungskopf 410 angebracht. Wird der Leiterführungskopf 410 in die in Fig. 12 als gestrichelte Linie gezeichnete Position geschwenkt, so durchtrennt die Kline 440 den Leiter 154, wenn die Nieder!egung eines Leiterzuges beendet ist.Das nach dem Durchtrennen entstehende Leiterende wird auf die auf Wärme reagierende Oberflächenschicht der Schaltungsplatte gepreßt undsofixiert.

Wie am besten in Fig. 14 dargestellt, besteht der Leiter aus Draht, einer Drahtlitze, einer Gruppe von Drähten oder Litzen oder aus Röhrchen. In diesem Falle weist die dem Führungskopf 410 zugewandte Seite des Führungsstiftes 148 eine in einem Winkel abwärts auf das untere Ende des Führungsstiftes 148 gerichtete Einkerbung 149 mit parallelen Seitenwänden 149a und 149b auf (Fig. 15), in die der Leiter 154 an der Seite des Führungsstiftes 148 zu dessen Spitze geführt wird, wo die Einkerbung 149 im Verhältnis zur Leiterdicke relativ flach ist und ihre Wände bogenförmig sind. Ist der Leiter ein flaches Band, so ist die Einkerbung 149 entsprechend geformt, um dieses aufzunehmen bzw. zu führen.

Wie eingangs erwähnt, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung 240 zum Löten der Leiterenden und Verbindungen aufweisen. Das Fixieren der Leiterenden kann aber auch durch Beaufschlagen des Kopfes 148 mit Ultraschall erfolgen. Werden die Leiterendenverlötet, so hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, ein Gasgebläse an den verlöteten Ende und Lötverbindungen zu verwenden. Um dies zu erzielen, wird der Führungskopf 410 auf beiden Seiten mit Gaszuleitungen 444 und 446 versehen, die über den Anschluß 450 mit einem Gasbehälter (nicht dargestellt) verbunden sind (Fig. 16). Die Gaszuleitungen 444 und 446 laufen in einem spitzen Winkel· zusammen, der auf den aus der Führung 412 kommenden Leiter 154 gerichtet ist. über den Gasanschluß kann inertes Gas zug führt und durch die Leitungen 444 und ausströmen, um die beim Lötvorgang sich bildenden Gase wegzublasen.

Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wird eine Trägerplatte, die mit einer Schaltung versehen werden soll, auf dem Tisch 8 entsprechend den vier Positionen 36, 38, 40 und 42 justiert und befestigt. Alle vier Einheiten können gleichzeitig betätigt werden und je eine Schaltungsplatte mit identischen Schaltungsmustern versehen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, einige Positonen frei zu lassen.

Nachdem alle vier Trägerplatten auf dem Tisch 8 justiert und befestigt sind, werden sie gleichzeitig mit Hilfe der Motoren 14 und 16 und der Schrauben 18 und 20 in der X- und Y-Achse relativ zu den entsprechenden Drahtführungseinheiten bewegt. Gleichzeitig werden auch die Drahtführungseinheiten 36, 38, 40 und 42 relativ zu den auf dem Tisch 8 montierten Trägerplatten 26, 28, 30 und 32 und abhängig von der Tischbewegungsrichtung und der herzustellenden Schaltung bewegt. Es ist selbstverständlich, daß statt der auf dem Tisch 8 montierten Trägerplatten auch die Drahtführungen bewegt werden können; beispielsweise ist auch eine Kombination in der Weise denkbar, daß der Tisch in der "X^ir-Achse und die Drahtführungen in der "Y"-Achse bewegt werden.

Jede Führungseinheit hat ihre eigene Leitervorratsspule (nicht gezeigt) und ihre eigene Leiterzuführung, Leiterabschneider und Leiterführung.Alle Einheiten werden gleichzeitig in Betrieb gesetzt, was nachfolgend noch beschrieben wird. Der Einfachheit halber wird der Vorgang aber nur anhand einer solchen Einheit beschrieben.

Wie am besten aus¹, den Fig. 4A und 4B ersichtlich, wird der Leiter 154 von der Vorratsspule (nicht gezeigt) abgezogen und durch die Führung 150 in und durch die Bohrung 158 im Rohr 51 und durch die Führungen 302 und 304 geführt. Dann wird der Leiter 154 in die Einkerbung 372 um das Rad 368 und zwischen diesem und dem endlosen Antriebsriemen 380 geführt. Vom Antriebsrad 368 geht der Leiter 154 durch die Führung 412 in die Rille 149 im Führungsstift 148 (Fig. 14). Der Durchmesser der Rille ist etwas größer als der Leiterdurchmesser, so daß der Leiter 154 darin frei beweglich ist und gleichzeitig genauestens gesteuert und auf der Unterlage niedergelegt werden kann.

Am Ende jedes Leiterzuges wird der niedergelegte Leiter mit dem Messer 440 abgetrennt, was nachfolgend noch genauer beschrieben wird. Eine vorbestimmte Leiter! änge wird am Ende der Führung 412 im Kopf 410 vorgeschoben; der Anfang von Leiter 154 befindet sich unter dem Führungsstift 148, wenn die Vorrichtung angehalten wird.

In dieser Position wird die Vorrichtung mit Strom versorgt; die Luft im Zylinder 232 drückt den Kolben 228 und die Kolbenstange 227 abwärts und die Blattfeder 224 stellt den Kontakt zwischen dem Ende des Führungsstiftes 148 und dem Anfang des Leiters 154 her und bringt und bringt diesen in Kontakt mit einem Anschlußplä'ttchen B auf der Trägerplatte (Fig. 1, 1A, 2A-2D) und setzt so die Drahtniederlegung in Gang.

Gleichzeitig mit der Stromversorgung des Luftzylinders 232 und dem Herstellen des Kontaktes zwischen Leiter 154 und Anschlußplättchen B wird der Leiter 154 an diesem befestigt. Das erfolgt entweder durch Löten, Hartlöten oder Schweißen oder der Lötkopf 268 kann mit Strom versorgt werden, falls die Lötvorrichtung 240 verwendet wird; oder die Ultraschallspule 132 und der Umformer 140 werden mit Energie versorgt, wodurch der Führungsstift 148 und das Ende des Leiters 154 in hochfrequente Schwingungen versetzt und so erwärmt werden. Ganz gleich, ob die Lötvorrichtung 240 oder die Ultraschallvorrichtung 140 verwendet wird, wird die Energie in Impulsen zugeführt, um so Hitze zu erzeugen und die Verbindung zwischen Leiterende und Anschlußplättchen durch Löten, Schweißen oder Hartlöten herzustellen.

Nach dem Herstellen der Verbindung wird die Stromversorgung unterbrochen; wurde die Lötvorrichtung 240 verwendet, so wird die Luft aus der Luftkammer 258 abgelassen und die Druckfeder 250 hebt den Lötkopf 268 an. Der Luftzylinder 232 bleibt unter Strom und hält den Kontakt zwischen dem Führungsstift 148 und dem Leiter 154 aufrecht und damit gleichzeitig deren Kontakt mit der Oberfläche der Trägerplatte. Sobald die Stromversorgung der Lot- bzw. Ultraschal1 vorrichtung unterbrochen ist, werden die Antriebsmotoren 14 und 16 in Gang gesetzt und bewegen den Tisch 8 mit den darauf befestigten Trägerplatten in der vorprogrammierten Richtung, was später noch beschrieben wird. Gleichzeitig mit den Motoren 14 und 16 wird auch der Motor 48 (Fig. 3) in Betrieb gesetzt und bewegt die Zuführungseinheit mit dem Führungsstift 148 relativ zur Bewegung der Trägerplatten.

Gleichzeitig mit den Motoren 14, 16 und 48 wird auch der Motor 350 in Betrieb gesetzt und der Leiter 154 wird über das Antriebsrad 368 und den Endlosriemen 380 durch den Führungskopf 410 und den Führungsstift 148 auf die Oberfläche der Trägerplatte geführt.

Einmal in Gang gesetzt, setzt sich die Drahtniederlegung auf der Oberfläche bis zum Ablauf des Programmes fort. Am Programmende wird Druckluft in die Kammer 330 geleitet, wodurch der Kolben 318 mit der Kolbenstange 320 im Bajonett 312 vorgeschoben und der Leiter 154 zwischen dem Ende der Kolbenstange 320 und dem Stopper 326 festgeklemmt wird. Gleichzeitig wird Druckluft in die Kammer 422 geleitet, wodurch der Kolben 426 und die Kolbenstange 428 gegen den Betätigungsarm 418 gedruckt werden; dadurch dreht sich der Führungskopf 410 im Uhrzeigersinn und der durch den Kopf 410 geführte Leiter 154 wird durch das Messer 440 abgetrennt. Während der Leiter 154 abgetrennt wird, ist er zwischen dem Ende der Kolbenstange 320 und dem Stopper 326 festgeklemmt. Der Leiterzuführungsmotor 350 wird angehalten, aber der Luftdruck im Luftzylinder 232 wird noch einen Moment lang aufrecht erhalten, so daß der Führungsstift 148 mit'dem Leiter 154 im Eingriff bleibt, während sich darunter die Oberfläche der auf dem Tisch 8 befestigten Trägerplatte weiterbewegt, bis das abgeschnittene hintere Ende des niedergelegten Leiters 154 sich auf der Oberfläche des metallischen Anschlußplättchens B befindet.

In dieser Position werden die Antriebsmotoren 14, 16 und 48 zum Stillstand gebracht und das Ende des Leiters 154 ruht auf dem Metallanschlußplättchen B und wird dort durch Löten, Schweißen oder Hartlöten fest mit diesem verbunden, wozu die Lötvorrichtung 240 oder auch die Ultraschal1 vorrichtung 140 dienen können.

Nachdem ein Leiterzug auf der Trägerplatte ausgelegt und dessen Ende durch Löten, Schweißen oder Hartlöten befestigt ist, wird der Tisch 8 mit der darauf befestigten Trägerplatte entsprechend dem eingespeisten Programm zum nächsten Ausgangspunkt geschoben. Der Anfang des Leiters 154 wird mit dem

nächsten Anschlußplättchen B verlötet, verschweißt oder durch Hartlöten verbunden; dann wird die Drahtzuführung, das Niederlegen, Abschneiden, Anhalten der Vorrichtung und Befestigen des Leiterendes wiederholt und zwar so oft, bis alle Schaltungen entsprechend dem gespeicherten Programm fertiggestellt sind. Zusätzlich zur Fixierung der Leiterenden kann der Leiterzug auch iii bestimmten Abständen entlang seines Verlaufes oder in Punkten, in denen er seine Richtung ändert, zusätzlich fixiert werden, und zwar durch das punktförmige Anbringen von Haftvermittler und Einbetten des Leiters 154 in diesen.

Die fertigen Schaltungen werden vom Tisch entfernt und durch neue Trägerplatten ersetzt, und das gleiche oder ein anderes Programm kann abgewickelt werden Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Leiter 154 mit Hilfe des Führungsstiftes 148 auf der Trägerplatte niedergelegt und die Leiterenden durchLöten, Hartlöten oder Schweißen mit auf der Trägerplatte zuvor angebrachten metallischen Anschlußplättchen verbunden und fixiert.Der Leiter wird zusätzlich an jenen Stellen auf der Unterlage befestigt, an denen er seine Richtung ändert, und zwar durch einen Haftvermittler. In einem weiteren Verfahrensschritt können die Leiterzüge auf ihrer gesamten Länge auf der Oberfläche fixiert werden. Um sicherzustellen, daß der Leiter in der vorgegebenen Lage bleibt, ist es bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung ratsam, den Leiterin Übereinstimmung mit der Tischbewegung während des Schreibvorganges zuzuführen und niederzulegen.

Um dies zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Schrittmotoren wie die Umkehrmotoren 14 und 16 zur Bewegung des Tisches 8 zu verwenden, und die Motoren über Schneckenschrauben mit dem Tisch zu verbinden. Auf diese Weise bewegt jeder auf den Motor gegebene Impuls den Tisch ein bestimmtes Stück in der X- oder Y-Achse, beispielsweise 25 u oder ein Vielfaches davon. Die Schlitze 358 in der optischen Scheibe 356 (Fig. 9) sind so angeordnet, daß jeder Schlitz einer Vorschublänge des Leiters 154 durch den Motor 350 in

Verbindung mit dem Antriebsrad 368 von 25 μ oder einem Vielfachen davon entspricht. Bewegt sich die Scheibe 356 mit den Schlitzen 358 an der Photozelle 400 vorbei, so wird ein Impuls für die Länge des zuzuführenden Leiters 154 gegeben. In der nachfolgenden Beschreibung betragen die Tischbewegung pro Motorimpuls und der Leitervorschub pro optischem Impuls 25 μ. Selbstverständlich können auch andere gleiche Einheiten verwendet werden. Statt der Schrittmotoren können auch andere Motoren zur Bewegung des Tisches in Verbindung mit einem Encoder, wie z.B. einer optischen Scheibe mit Schlitzen, verwendet werden.

In Fig. 17 sind die elektrischen Antriebsmotoren 14 und 16 in Betrieb und jeder Motorimpuls entspricht einer Tischbewegung von 25 μ. Die Impulse werden auf den Eingang des Integrators 640 gegeben. Die Impulse der Photozelle 400, von denen jeder einem Leiteworschub von gleichfalls 25 μ entspricht, werden auf den Eingang des linearen Verstärkers 620 gegeben. Der Ausgang des Verstärkers 620 wird auf den Schmitt-Trigger 622 gegeben, dessen Ausgang auf den Dekadenzähler 624 gegeben wird, der in Serie mit dem Dekadenzähler 626 geschaltet ist. So zählt der Zähler 624 die Einerstellen, während der Zähler 626 die Zehnerstellen zählt.

Der Ausgang des Zählers 624, der jedem fünften empfangenen Impuls entspricht, ist mit dem "UND"-Tor 628' verbunden, während der jedem neunten Impuls entsprechende Ausgang auf das "UND"-Tor 630 gegeben wird. Der Ausgang des Zählers 626, der jedem zehnten Leitervorschubimpuls entspricht, ist mit dem "UND"-Tor 628 verbunden, während der Ausgang, der jedem zwanzigsten Leitervorschubimpuls entspricht, auf das "UND"-Tor 630 gegeben wird. Das "UND"-Tor 628 ist mit dem "Set"-Eingang des Flip-Flop 632 verbunden, während der "Reset"-Eingang von Flip-Flop 632 mit dem Ausgang des "UND"-Tores 634 verbunden ist. Der Ausgang von Flip-Flop 632 ist mit dem Eingang von "UND"-Tor 634 verbunden. Der Ausgang von "UND"-Tor 634 ist mit einem Eingang von "ODER"-Tor 636 verbunden; der andere Eingang von "ODER"-Tor 636 ist mit dem Eingang von "UND"-Tor 630 verbunden. Der Ausgang des "ODER"-Tores 636 ist mit dem Steuer-und Alarm-Flip-Flop 638 verbunden.

Die Tischantriebsimpulse, die den Motoren 14 und 16 zugeführt werden, werden im Integrator 640 integriert, dessen Ausgang mit dem Zähler 642 verbunden ist. Der Zähler 642 ist mit dem Zähler 644 in Serie geschaltet; der Zähler zählt also die Einerstellen, während der Zähler 644 die Zehnerstellen zählt. Der Null-Ausgang des Zählers 642 und der Ausgang des Zählers 644, entsprechend dem zwanzigsten Antriebsimpuls, sind mit dem "UND"-Tor .646 verbunden. Der Ausgang des "UND"-Tores 646 ist mit dem Eingang der Verzögerungsschaltung 648 verbunden und mit dem "UND"-Tor 634.

Der Ausgang der Verzögerungsschaltung 648 ist mit den "Reset"· Ausgängen der Zähler 624, 626, 642 und 644 und dem "UND"-Tor 634 verbunden.

Wie bereits erwähnt, entspricht in der beispielhaften Ausgestaltungsform der Erfindung jeder Tischantriebsimpuls und jeder Lei tervorschubimpul s 25 μ. Ebenfalls beispielhaft sind die Leitervorschubimpulse auf fünfzehn und neunundzwanzig Impulse oder Einheiten zu 25 μ begrenzt für je zwanzig Tischbewegungsimpulse oder Einheiten zu 25 μ. Für den Fachmann ist es selbstverständlich, daß auch andere Grenzwerte gewählt werden können.

Die Steuer- und Kontrollvorrichtung arbeitet wie folgt: Jeder f ünf te Lei tervorschubimpul s vom Zähler 624 und jeder zehnte Impuls vom Zähler 626 werden auf das "UND"-Tor 628 gegeben, welches einSignal entsprechend "fünfzehn" liefert. Jeder neunte Leitervorschubimpuls vom Zähler 624 und jeder zwanzigste Impuls vom Zähler 626 werden auf das "UND"-Tor 630 gegeben, welches ein Eignal entsprechend "neunundzwanzig" erzeugt. Ähnlich gibt das "UND"-Tor 646 ein Ausgangssignal entsprechend jedem zwanzigsten Tischbewegungsimpuls.

Der Flip-Flop 632 wird vom fünfzehnten Leitervorschubimpuls betätigt und vom zwanzigsten Tischantriebsimpuls wieder zurückgesetzt; mit entsprechender Verzögerung werden auch alle anderen Zähler zurückgesetzt. Da der Flip-Flop 632 vom zwanzigsten Impuls zurückgesetzt worden ist, erreicht kein Signal den Eingang des "UND"-Tores 634. So wird, wenn der verspätete zwanzigste Tischantriebsimpuls am "UND"-Tor 634 ein-

trifft, kein Ausgangssignal erzeugt und der Alarm-Flip-Flop 638 wird nicht ausgelöst. Wenn andererseits der zwanzigste Tischbewegungsimpuls den Flip-Flop 632 vor dem fünfzehnten Leitervorschubimpuls erreicht, dann erzeugt der Flip-Flop 632 ein Signal am Eingang des "UND"-Tores 634, das sich mit dem verspäteten zwanzigsten Tischbewegungsimpuls vom Verzögerungsrelais 648 verbindet und über das "ODER"-Tor 636 den Kontroll- und Alarm-Flip-Flop 638 auslöst, worauf der Flip-Flop 638 die Stromversorgung der Tischantriebsmotoren 14 und 16 und des Leiter-Vorschubmotors unterbricht und so die Vorrichtung zum Stillstand bringt. Gleichzeitig wird ein Alarmsignal vom Flip-Flop 638 gegeben. Für jede der Schreibeinheiten 36, 38, 40 und 42 ist eine der oben beschriebenen Steuer- und Kontrol1 vorrichtungen vorgesehen.

Wie bereits erwähnt, werden den neunte und zwanzigste Leitervorschubimpils auf das "UND"-Tor 630 gegeben, welches seinerseits mit dem "ODER"-Tor 636 und dem Flip-Flop 638 verbunden ist. Wenn die Zähler 624 und 626 nicht durch den zwanzigsten Tischantriebsimpuls zurückgesetzt werden, lost der neunundzwanzugste Leitervorschubimpuls den Alarm- und Steuer-Flip-Flop 638 aus. Normalerweise werden aber die Zähler 624 und 626 durch den zwanzigsten Tischantriebsimpuls zurückgesetzt und das "UND"-Tor 630 erzeugt kein Ausgangssignal beim neunundzwanzigsten Leiter-vorschubimpuls. Erfolgt aber der neunundzwanzigste Leitervorschubimpuls vor dem zwanzigsten Tischbewegungsimpuls, wird ein Alarm ausgelöst und ■ die Vorrichtung angehalten. Schiießlich.sol I noch erwähnt werden, daß die Zähler 624, 626, 642 und 644. bei jedem Stillstand der Vorrichtung zurückgesetzt werden.

Nach dem Entfernen der fertig geschriebenen Schaltungsplatten vom Tisch 8 sind die Leiterzüge nur an ihren Endpunkten oder, wenn die diese eine gewisse Länge überschreiten oder ihre Richtung ändern, auch zwischendurch durch Löten, Hartlöten oder Schweißen auf der Oberfläche befestigt; die Leiterabschnitte zwischen den Fixierungspunkten liegen lose auf der Unterlage.

Sind die Leiterzüge bzw. die Plattenoberfläche bereits vor dem Herstellen des Leiterzugmusters mit einer wärmeempfindlichen Haftvermittlerschicht versehen, so wird die Schaltung nach dem Entfernen vom Tisch 8 in eine Presse gegeben und unter Einwirkung von Druck und Wärme wird die Haftvermittlerschicht aktiviert und die Leiterzüge in ihrer gesamten Länge in diese eingebettet bzw. auf der Oberfläche fixiert. Die Wärme kann auch durch Anlegen einer elektrischen Spannung . direkt an die Leiterzüge erzeugt werden.

Die unbeschichtete Trägerplatte und die blanken Leiter können auch während bzw. nach der Niederlegung der Leiterzüge mit einer Haftvermittlerschicht versehen werden. Wird der Haftvermittler während der Drahtschreibung aufgebracht, so wird er in Form einer Paste oder eines Bandes direkt auf den Leiter gegeben, während dieser durch den Führungskopf 410 gleitet; hierzu wird die Haftvermittlerpaste oder das -band entweder durch den Kanal 411 im Führungskopf 410 auf den Leiter 154 (Fig. 13A) oder durch den Kanal 413 am unteren Ende des Führungskopfes 410 direkt auf die Trägeroberfläche (Fig. 13B) gegeben.

Die fertige Schaltung wird vom Tisch abgenommen und in eine Presse gebracht und der Haftvermittler durch Druck und Wärme oder auf andere, geeignete Weise aktiviert. Wie bereits erwähnt, kann das Leiterzugmaterial blank sein oder von einer Isolierschicht umgeben. Im ersteren Fall muß an Leitertcreuzungspunkten ein Isolierstoffband, z.B. durch den Kanal 413 (Fig. 13B) zugeführt werden, ähnlich, wie oben für die Haftvermittlerpaste beschrieben.

Sind weder die Trägerplatte noch das Leiterzugmaterial mit· einer Isolierstoffschicht versehen, kann nach dem Auslegen und Punkt-fixieren der Leiterzüge eine Schicht eines aktivierbaren Haftvermittlers entweder auf die gesamte Oberfläche der Schaltung oder nur auf die Leiterzüge aufgebracht werden, bevor diese in die Presse gegeben wird, wo der Haft-Vermittler unter Einwirkung von Druck und Hitze aktiviert und die Leiterzüge in diesen eingebettet werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Auslegen und punktweise Fixieren der Leiterzüge auf der Trägerplatte und das Einbetten bzw. Fixieren der gesamten Leiterzugabschnitte auf der Oberfläche in zwei getrennten Verfahrensschritten. Dadurch wird das Zuführen, Abmessen und Niederlegen der Leiterzüge auf der Trägeroberfläche mit optimaler Geschwindigkeit möglich, ohne, daß das Befestigen bzw. Einbetten der losen Leiterabschnitte in die Haftvermittlerschicht berücksichtigt werden muß; dies erfolgt in einem zweiten Verfahrensschritt bei gleichfalls optimaler Geschwindigkeit. Das Ergebnis ist eine bessere Ausnutzung der Vorrichtung und eine größere Kontrollmöglichkeit, wodurch im Vergleich zu älteren Verfahren die Kosten erheblich gesenkt und die Qualität der Schaltungen verbessert werden.

15Die vorstehend beschriebene Vorrichtung und das Verfahren beziehen sich auf die Herstellung von elektrischen Schaltungen und elektrischen Bauteilen. Die gleiche Vorrichtung und das gleiche Verfahren können aber auch zum Verbinden anderer Bauteile verwendet werden, wie z.B. optischer,pneumatischer, hydraulischer oder ähnlicher. In solchen Fällen werden dann keine Drähte benutzt, sondern beispielsweise für optische Bauteile optische Leiter, z.B. überzogene Lichtleiter; bei hydraulischen oder pneumatischen Bauteilen werden Hohlleiter mit geringem Durchmesser verwendet. Die Enden von Licht- oder Hohlleitern können selbstverständlich nicht durch Löten oder Schweißen verbunden werden. Hier müssen die Verbindungen für die einzelnen Bauteile mit Haftvermittler oder einem Zement während der Verlegung auf der Oberfläche fixiert werden, wozu der Kanal 411 (Fig. 13A) verwendet werden kann.

Das Auslegen optischer oder anderer Leiter wird ebenfalls durch Computersteuerung der Vorrichtung vorgenommen. Es soll deshalb betont werden, daß der Ausdruck "Leiter", wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet wird, sich auf jegliche Art von leitenden Verbindungen und nicht nur auf Drähte bezieht.

Claims

222-097 PATENTANWÄLTE ,

HENKEL, PFENNiNG₁ FEILER

KANZEL & MEiNIG

KURFÜRSTENDAMM 170

1000 BERLIN 15

Verfahren zum Herstellen von Schaltungsplatten

Patentansprüche:

/(J Verfahren zum Aufbringen von vorgeformten Leiterzügen auf ^ eine Trägerplatte zum Herstellen von Leiterzugmustern, bei welchem das Leiterzugmaterial zwischen vorbestimmten Endpunkten in gradlinig verlaufenden Abschnitten aufgebracht und auf der Trägerplatte verankert wird, wobei zum Aufbringen des Leiterzugmaterials eine Führungsvorrichtung dient, die in vorbestimmter Weise relativ zur Trägerplattenoberfläche bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte mindestens am Anfangs- und Endpunkt eines jeden Leiterzuges und an den Stellen, an denen der Leiterzug seine Richtung in -Bezug auf die X- und Y-Achse des Trägermaterials ändert, mit Anschlußplättchen zum Festlegen des Leiterzugmaterials versehen wird; und daß der Anfang des Leiterzugmaterials zunächst mit dem Anschlußplättchen am Anfang des ersten, herzustellenden Leiterzuges in Kontakt gebracht und dort verankert wird, und anschließend vermittels der Führungsvorrichtung gradlinig bzw. in grad-1 inigen Teilabschnitten zum Endpunkt des ersten Leiterzuges geführt und mit dem dort befindlichen Anschlußplättchen in Kontakt gebracht und verankert wird, wobei das Leiterzug-

material an Stellen, an denen der Leiterzug seine Richtung in Bezug auf die X- oder die Y-Achse ändert, mit dort befindlichen, weiteren Anschlußplättchen in Kontakt gebracht und verankert wird; und daß das Leiterzugmaterial nach dem Erreichen des Endpunktes des ersten Leiterzuges zum Anfangspunkt des zweiten, herzustellenden Leiterzuges geführt und hierauf der für das Herstellen des ersten Leiterzuges beschriebene Vorgang entsprechend wiederholt wird; und daß die genannten Verfahrensschritte bis zur Fertigstellung des gesamten Leiterzugmusters wiederholt werden; und daß in einem weiteren Verfahrensschritt die aufgebrachten Leiterzüge des Leiterzugmusters mit dem Trägermaterial fest verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterzugmaterial von einer Vorratseinrichtung kontinuierlich der Führungseinrichtung zugeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterzugmaterial nach dem Erreichen des Endpunktes eines herzustellenden Leiterzuges vom Vorrat abgetrennt und das so entstehende neue Ende zum nächsten Anfangspunkt eines Leiterzuges geführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterzugmuster in einem kontinuierlichen Arbeitsgang aufgebracht wird, wobei die Leiterzugabschnitte zwischen dem Ende eines Leiterzuges und dem Anfang des nächsten Leiterzuges in einem später folgenden Verfahrensschritt entfernt werden.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verankern der Leiterzüge eine Haftvermittlerschicht dient, die durch Wärmeeinwirkung aktiviert werden kann.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verankern der Leiterzüge eine Haftvermittlerschicht dient, die durch Lösungsmitteleinwirkung aktiviert werden kann.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verankern der Leiterzüge eine Haftvermittlerschicht dient, die durch Strahlungsenergie aktiviert werden kann.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verankern der Leiterzüge die mit dem fertigen Leiterzugmuster versehene Trägerplatte Druck und
Wärme ausgesetzt wird.

■
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht vor dem Aufbringen des Leiterzugmusters aufgebracht wird.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht während des
Aufbringens des Leiterzugmusters aufgebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch.10, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht nur in den dem Verlauf der

Leiterzüge entsprechenden Bereichen aufgebracht wird.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht nach dem Anbrin· gen der Leiterzüge aufgebracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Haftvermittler in einem Gieß-Vorgang aufgebracht
wird. ·

·
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplättchen in einem Raster angeordnet sind.
15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußplättchen am Anfangs- und Endpunkt eines jeden Leiterzuges aus Metall sind, und daß die Verbindung von Leiterzugmaterial und Ansch.lußplättchen durch Schweißen, Löten oder dergleichen erfolgt.
16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß alle Anschlußplättchen aus Metall sind.