DE3247344C2 - - Google Patents
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- DE3247344C2 DE3247344C2 DE3247344A DE3247344A DE3247344C2 DE 3247344 C2 DE3247344 C2 DE 3247344C2 DE 3247344 A DE3247344 A DE 3247344A DE 3247344 A DE3247344 A DE 3247344A DE 3247344 C2 DE3247344 C2 DE 3247344C2
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen
von vorgeformten Leiterzügen auf eine Träger
platte zum Herstellen von Leiterzugmustern
nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Aus der DE-AS 12 79 164 ist ein Verfahren zum Auf
bringen von vorgeformten Leiterzügen auf eine
Trägerplatte zum Herstellen von Leiterzugmustern
bekannt, bei dem die Trägerplatte an bestimmten
Stellen der Leiterzüge mit Stützstellen zur
Verankerung der Leiterzüge versehen werden und
anschließend das Leiterzugmaterial mittels einer
in vorbestimmter Weise relativ zur Trägerplatten
oberfläche bewegten Führungsvorrichtung geradlinig
zwischen den Stützstellen aufgebracht wird.
Die Stützstellen sind als metallische Hülsen ausgebildet,
die in diejenigen Öffnungen einer Lochisolierstoff
platte kraftschlüssig eingesetzt werden, die als
Anschlußpunkte für Bauelemente und als Stütz
punkte für die zu verlegenden Leitungen verwendet
werden sollen. Die Leitungsdrähte werden durch
einen Verdrahtungskopf von Öffnung zu Öffnung
bzw. von Hülse zu Hülse auf der Platte gezogen
und an der Hülse mechanisch festgelegt, wobei
die Schaltdrähte mit Isolierung unter Wärme
einwirkung und Druckeinwirkung gegen die Stirn
fläche der Hülse gedrückt werden, so daß die
Isolierung von der Berührungsstelle abgedrückt
wird und eine Blankstelle an dem Schaltdraht
freigegeben wird, die mit der Hülse verschweißt
wird. Damit in die Hülse die Anschlußdrähte
für die Bauelemente eingesetzt werden können,
muß der über die Öffnung der Hülse reichende
Abschnitt des Schaltdrahtes entfernt, d. h.
ausgestanzt werden.
Bei diesem bekannten Verfahren wird eine große
Anzahl von Verfahrensschritten benötigt, da in
die Trägerplatte ein Lochmuster eingebracht werden
muß, in die kraftschlüssig die Hülsen eingesetzt
werden und vor dem Anschluß von Bauelementen
müssen die angeschweißten Leiterzugdrähte im
Loch der Hülse ausgestanzt werden. Daher ist
das Verfahren auch relativ zeitaufwendig.
In der DE-PS 21 11 396 sowie in der DE-OS 28 11 458
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
gespeichertes Programm gesteuert, das beliebig
oft wiederholbar ist. Der Draht wird präzise
auf der Oberfläche verlegt und in diese einge
bettet. Der Draht wird dabei über ein Führungs
werkzeug geführt, das mit Wärme beaufschlagt
wird, wodurch gleichzeitig mit dem Ablegen
des Drahtes 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 zu stark, daß sie sich verflüssigt
oder gar die Trägerplatte beschädigt wird, ist
es erforderlich, Qualität und Menge des verwendeten
Haftvermittlers sowie Drahtführungs- und Träger
platten-Geschwindigkeit genau aufeinander abzu
stimmen. Dadurch erhöht sich die Herstellzeit
einer Schaltung beträchtlich und die Wirtschaft
lichkeit der Vorrichtung wird beeinträchtigt,
was die Herstellung der Schaltungsplatten wiederum
wesentlich verteuert.
Die DE-OS 20 28 583 beschreibt ein Verfahren,
bei der isolierter Draht von einer Vorratsspule
abgezogen und durch die Lötspitze eines Führungs
kopfes gezogen wird. Das Ende des Drahtes wird
durch der Spitze zugeführte Wärme an die Metall
plättchen festgelötet. Der Führungskopf und die
Schaltungsplatte werden dann relativ gegeneinander
bewegt, wobei der an das Plättchen auf der Schaltungs
platte 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 Löt
kopfspitze 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 ver
bunden 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 Anschluß
plättchen 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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zum Aufbringen von vorgeformten Leiter
zügen auf eine Trägerplatte zum Herstellen von
Leiterzugmustern zu schaffen, das schnell und
kostengünstig ist und wenige Verfahrensschritte
verlangt, wobei bei der späteren Verarbeitung
der Trägerplatte die Leiterzüge auch ohne besondere
Vorsichtsmaßnahmen nicht beschädigt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs
gelöst.
Demnach wird der Leiter auf
eine mit metallischen Anschlußflächen versehene Platte
aufgelegt und das Leiterende mit einer Anschluß
fläche verlötet, verschmolzen oder verschweißt.
Der Leitervorrat wird nun relativ zur Schaltungs
platte bewegt und eine genau vorbestimmte Leiter
länge wird auf der Platte niedergelegt. Das Ende
dieser Leiterlänge wird dann mit einer zweiten
metallischen Anschlußfläche verbunden; anschließend
wird der Leiter abgetrennt und es entsteht ein
neues Leiterende, mit dem der oben angegebene
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 Leiterzüge zwischen
den Anschlußflächen über ihre gesamte Länge
auf der Platte fixiert werden. Dies erfolgt ent
weder 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 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 Schaltungs
unterlage benutzten Isolierstoffplatten auf
ihrer Oberfläche an jedem Punkt, an dem ein
Leiterzug beginnt oder endet, ein Metall
plättchen auf. Zwischen diesen und entlang
dem vorgesehenen Leiterverlauf befinden sich
weitere Anschlußflächen aus Metall oder Haft
vermittler, und zwar besonders an den Punkten,
an denen der Leiter seine Richtung ändert. Die
metallischen Anschlußflächen befinden sich ent
weder nur auf der die Leiterzüge tragenden Ober
fläche des Basismaterials, oder sie reichen durch
die Platte auf die gegenüberliegende 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 Drahtnie
derlegung nicht beeinträchtigt.
Der verwendete
Leiter kann entweder einadriger Draht sein oder
aus mehreren, zu einem einzigen 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. Nichthaftende Drahtüberzüge
werden verwendet, wenn die Isolation abgezogen
werden soll.
Bei der Durchführung des Verfahrens nach der
Erfindung wird die mit den Schaltdrähten zu ver
sehende Basisplatte auf dem Tisch der Vor
richtung befestigt; die bereits angebrachten
Anschlußflächen liegen dabei auf der Oberseite.
Die Platte wird festgeklemmt und das Schaltungs
muster in das Programm eingegeben. In der Produktion
kann zur besseren Auslastung der Vorrichtung eine
Vielzahl von Schaltungen gleichzeitig fertig
gestellt 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
der Kopf und die Schaltungsplatte relativ zueinander
in der programmierten Weise bewegt werden.
Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren werden
jedoch der
Schreibkopf und die Schaltungsplatte immer
erst dann relativ zueinander bewegt, wenn das
vordere Leiterende mit einer Anschlußfläche fest
verbunden ist. Das hintere Leiterende wird eben
falls mit einer vorbestimmten Anschlußfläche
verbunden und bildet das Ende des jeweiligen
Leiterzuges. Für den Fall, daß der Leiterzug sehr
lang ist oder seine Richtung stark ändert, wird
der Leiter vorzugsweise zwischen seinen Verankerungs
punkten an zusätzlichen, auf der Platte
zuvor angebrachten und dem vorprogrammierten
Leitermuster entsprechenden Anschlußflächen be
festigt, wobei diese zusätzlichen Anschluß
flächen aus Metall oder einem Haftvermittler
bestehen können.
Bei der Leiterzuführung entsprechend der vorliegenden Erfin
dung 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 ab
zieht, wenn er selbst und die Schaltplatte sich relativ zu
einander bewegen, und dann nur die Leiterlänge, die dieser
Bewegung entspricht. Vorzugsweise erfolgt die positive Lei
terzuführung über einen Leiterzuführungsantrieb, so daß Leiter
zufuhr und Tischbewegung koordiniert sind. Auf diese Art ist,
wie später noch genauer beschrieben wird, die Koordinierung
zwischen Leiterzuführung 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, motorgetriebenen Leiterzu
führung ist auch ein schnelleres Starten und ein kurzfristi
geres Abstoppen der Leiterzuführung möglich, was die Wirt
schaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht.
Nachdem auch die gegenüberliegenden Leiterenden an den An
schlußflächen befestigt sind und das Schaltungsmuster fer
tiggestellt ist, wird die Platte von der Drahtschreibevor
richtung abgenommen. War die Schaltungsplatte schon vor der
Drahtniederlegung mit einer durch Druck oder Wärme aktivier
baren Harzschicht versehen, so wird sie direkt in eine Presse
gegeben. Bedarf die Harzschicht zur Aktivierung einer Vor
behandlung mit einem Lösungsmittel, Strahlung oder ähnlichem,
oder soll die Haftvermittlerschicht erst nach der Drahtnieder
legung aufgebracht werden, so erfolgen diese Verfahrens
schritte vor dem Preßvorgang. Die nach der Drahtschreibung
aufzubringende Abdeck- oder Haftvermittlerschicht kann ent
weder über die gesamte Oberfläche verteilt oder aber ent
sprechend dem Leiterzugmuster auf der Platte aufgebracht wer
den. In jedem Fall werden in der Presse die geschriebenen
Leiterzüge in ihrer gesamten Länge in eine Haftvermittler
schicht eingebettet. Vorzugsweise ist der Haftvermittler
thermoplastisch oder wärmehärtbar und die Presse kann ge
heizt werden. Die nunmehr fertiggestellte Schaltung mit
den niedergelegten, befestigten und fixierten Drahtleitern
wird dann aus der Presse entfernt und nach bekannten Ver
fahren weiterverarbeitet. Es können z. B. Löcher gebohrt, me
tallisiert und die Platte mit Bauelementen bestückt werden.
Wie bereits erwähnt, erfolgt die Befestigung der Leiterenden
an den Anschlußflächen bei stillstehendem Drahtzuführungs
kopf. 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 Akti
vierung der Oberflächenschicht zum Einbetten der Drahtleiter
in diese. Die Drahtniederlegung kann erheblich schneller
durchgeführt werden und der Wirkungsgrad der Vorrichtung er
höht sich dadurch beträchtlich. Das nachfolgende Fixieren
bzw. Einbetten der Leiterzüge auf der bzw. in die Ober
flächenschicht erfolgt unter statischen Bedingungen, was
das Verfahren wesentlich vereinfacht.
Obwohl Draht zur Durchführung des Verfahrens nach der Er
findung am besten geeignet ist, können aber auch andere Lei
terzugmaterialien verwendet werden, wie z. B. Metallbänder
oder Folien, ein- oder mehradrige Lichtleiter und mit Hydrau
likflüssigkeit oder Luft gefüllte Röhrchen oder ähnliches.
Die Drähte können blank oder isoliert sein; bei blanken
Drähten ist an Kreuzungspunkten für eine entsprechende Iso
lierung zu sorgen.
Anhand der Zeichnungen wird das Verfahren nach der vorlie
genden Erfindung deutlich.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer Schaltungs
platte vor der Draht
schreibung;
Fig. 1A stellt die Schaltungsplatte aus Fig. 1, mit Leiter
zügen versehen, dar;
Fig. 2-2D sind Querschnitte durch die verschiedenen mög
lichen Ausführungsformen der Schaltungs
platte;
Fig. 3 zeigt in geometrischer Darstellung eine Draufsicht
einer Vorrichtung zur gleichzeitigen Her
stellung 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-Vorrich
tung aus Fig. 4B;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht der Drahtzuführungs-Vorrich
tung aus Fig. 6 (ein Teil der Vorrichtung ist geöffnet);
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. 11A ist ein Querschnitt durch das untere Ende der Vor
richtung aus Fig. 11 und zeigt diese in einem anderen Ver
fahrenszustand;
Fig. 12 ist ein Teilquerschnitt entlang der Linie XII-XII
aus Fig. 6;
Fig. 13 ist eine vergrößerte Teilansicht des unteren Endes
der Vorrichtung aus Fig. 4B;
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 Führungsstift 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 Kompara
torschaltung zum Vergleichen von Drahtvorschub- und Tisch
bewegung.
Fig. 1 und 1A stellen die Basisplatte A aus einem elek
trisch isolierenden oder einem dielektrischen Material dar,
wie beispielsweise ein faserverstärktes Kunstharz, die auf
mindestens einer Oberfläche mit metallischen Anschluß
flächen B, z. B. aus Kupfer, versehen ist. Die Anschluß
flächen sind entsprechend dem auf die Platte aufzubrin
genden Leiterzugmuster und den auf der Schaltungsplatte un
terzubringenden Bauteilen in bestimmten Abständen ange
bracht.
Wie am besten aus Fig. 1A ersichtlich, sind die Enden des
Drahtleiterzugs C fest mit bestimmten metallischen Anschluß
flächen B verbunden, während der Drahtleiterzug zwischen
den beiden Endpunkten mit bestimmten anderen Anschlußflächen
B verbunden ist, die vorzugsweise aus Kupfer oder aus
thermoplastischem Material bestehen.
Die in den Fig. 1, 1A, 2 und 2A dargestellten Anschlußflächen
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 die
sem Fall ist das auf der Oberfläche liegende Anschlußplätt
chen oval, während der durchgreifende Teil ringförmig ist.
Der runde Teil der Anschlußflächen 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, 1A, 2, 2C und 2D) kann un
beschichtet oder beschichtet sein (A′ in Fig. 2A); sie ist
mit einer auf Wärme oder Lösungsmittel reagierenden Haftver
mittlerschicht A′ versehen oder einer solchen, die auf an
dere Art aktiviert werden kann. Die Haftvermittlerschicht A′
kann die gesamte Oberfläche von A bedecken oder sie kann,
entsprechend dem Leitermuster, als Streifen oder Bänder auf
gebracht sein. Der Leiter C kann aus blankem Draht bestehen
(Fig. 2, 2A, 2C), oder er kann mit einer Haftvermittler
schicht oder einem isolierenden Material C′ überzogen sein
(Fig. 2B, 2D).
In Fig. 3 ist eine 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 Ausführungs
form (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 46und die
Kette 44. Die Zahnräder 50 und 52 sind mit der Kette 44 in
Eingriff und halten diese im Antriebseingriff mit dem Zahn
rad 46 und den Einheiten 36, 38, 40 und 42.
Da die vier Einheiten 36, 38, 40 und 42 untereinander voll
kommen gleich sind, wird im folgenden nur die Einheit 36 be
schrieben.
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 Zahn
rad 68 antreibt.
Am oberen Ende des Rohres 51 ist eine elektrische Schleif
ringanordnung 72 mit Hilfe von Bolzen 74 befestigt, von
denen einer in Fig. 4A gezeigt ist. In der dargestellten Aus
führungsform 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 Ma
terial isoliert sind. Mit Bolzen 74 wird die nichtleitende
Scheibe 100 befestigt und mit dieser die gesamte Schleifring
anordnung 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 112, die in den Bürsten
haltern 114, 116, 118, 120, 122 und 124 sitzen, welche ihrer
seits 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 Isolations
material 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 ver
bundenen Enden 134 und 136 über die Bürsten 106 und 108 mit
Strom versorgt. Der Ultraschallumformer 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 zy
lindrischen 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 Leiterzu
führungsvorrichtung 150 ist auf der Schleifringanordnung 72
montiert und bildet mit dieser einen Abschluß des Rohres 51.
Aus Gründen, auf die später noch näher eingegangen wird,
wird der Leiter 154 abwärts durch die Mitte der Schleif
ringanordnung 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 einge
gangen 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 verbin
det 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 auf, 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 Ab
schnitt 146 am oberen Ende des Führungsstiftes 148 und ist
gegen diesen durch die "O"-Ringe 208 und 210 und die Man
schette 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 befestig
ten 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 Blattfe
der 224 über die Kolbenstange 227 mit dem Kolben 228 der
Balge 230 im Luftzylinder 232 verbunden. Die Spiralfeder 234
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 Kolben
stange 227 abwärts gedrückt und stellen den Kontakt zwischen
Führungsstift 148 und dem Werkstück her. Entweicht die
Luft aus dem Zylinder 232, so wird durch die gemeinsame
Kraft der Blattfedern 220 und 224 und der Spiralfeder 234
der Kontakt zwischen dem Führungsstift 148 und dem Werk
stück unterbrochen.
In den Fig. 4B, 13 und 14 kann die Lötvorrichtung 240 in die
gesamte 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 Ausge
staltungsform in der 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 Druck
feder 250 in Kontakt und auf der anderen Seite mit der Kol
benstange 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 Uhrzeiger
sinn 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. 4B, 6, 7, 8, 9, 11, 11A und 12 ist der Rahmen
300 der Leiterzuführungseinheit 204 auf dem Träger 200 be
festigt. 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 Druck
klammer 306 ist in 308 drehbar auf dem Rahmen 300 montiert,
mit einem Gehäuse 310 versehen, das ein nach außen gerichte
tes zylindrisches Bajonett 312 aufweist und mit den Schrau
ben 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 Rücksprung 324 im Bajonettgehäuse 312 einen
Druck aus. Der Stopper 326 ist mit dem Stift 328 am Ende des
Bajonettgehäuses 312 befestigt und bildet dort einen Stopp
verschluß. Wird Luft unter Druck in die Kammer 330 im Ge
häuse 310 durch den Anschluß 332 gelassen, so werden Dia
phragma 316, Kolben 318 und Kolbenstange 320 in Pfeilrich
tung bewegt, das Ende der Kolbenstange 320 drückt den Leiter
154 gegen den Stopper 326 und die Feder 322 wird zusammenge
drückt. 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 308
gedreht, wenn Diaphragma 316, Kolben 318 und Kolbenstange
320 den Leiter 154 gegen den Stopper 326 drücken und dort fest
halten. Die in der Aussparung 336 des Rahmens 300 ange
brachte Druckfeder 334 wird durch die entgegen dem Uhrzeiger
sinn 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 geschraubt und in diesem über das gerändelte Handrad 342
einstellbar; das Handrad 342 kann durch die Feststellvorrich
tungen 344 und 346 in der gewünschten Stellung gehalten werden
(Fig. 11).
Wie am besten aus den Fig. 4B, 6 und 8 ersichtlich, ist der
Elektromotor 350 mit der Welle 352 auf dem Rahmen 300 be
festigt. 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 Um
drehung versetzt. Die Vorlegeachse 360 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 An
triebsrad 368 auf seinem äußeren Umfang eine Rille 372
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 bieg
samem Material wie Textilfaser-verstärktem Gummi oder Kunst
stoff 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 ge
zeigt, hat der Antriebsriemen 380 keinen Kontakt mit dem An
triebsrad 368 und damit mit dem Leiterzugmaterial 154, wenn
der Riemenrahmen 394 um den Zapfen 396 geschwenkt wird. Ha
ben 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 da
durch angetrieben.
Aus Gründen, die nachfolgend näher erläutert werden, ro
tiert die lichtundurchlässige Scheibe 356 mit den gleich
mäßig 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 Führungskopf 410 eine Füh
rung 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 Ver
bindung mit einem Schenkel des Betätigungsarmes 418; der
Kolben 426 ist mit dem Diaphragma 430 versehen, welches zwi
schen der Abdeckung 432 und dem Rahmen 300 festgeklemmt ist.
Die Druckfeder 434 umschließt die Kolbenstange 428 und wird
durch die Abdeckung 432 und den Kolben 426 zusammenge
drückt. Sinkt der Druck in der Kammer 422, so bringt die
Feder 434 den Kolben 426 mit dem Diaphragma 430 in eine zu
rückgezogene Stellung. Die zwischen dem Rahmen 300 und dem
anderen Schenkel des Betätigungsarmes 418 montierte Druck
feder 436 lenkt den Arm 418, die Achse 414 und den Führungs
kopf 410 in die Schreibeposition (Fig. 12, durchgezo
gene Linie). Die Klinge 440 (Fig. 12) ist mit den Schrauben
442 in unmittelbarer Nähe des Leiteraustritts am Führungs
kopf 410 angebracht. Wird der Leiterführungskopf 410 in die in
Fig. 12 als gestrichelte Linie gezeichnete Position ge
schwenkt, so durchtrennt die Klinge 440 den Leiter 154, wenn
die Niederlegung eines Leiterzuges beendet ist. Das nach
dem Durchtrennen entstehende Leiterende wird auf die auf Wärme
reagierende Oberflächenschicht der Schaltungsplatte gepreßt
und so fixiert.
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 Füh
rungsstiftes 148 gerichtete Einkerbung 149 mit parallelen
Seitenwänden 149 a und 149 b 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 Lei
terdicke relativ flach ist und ihre Wände bogenförmig sind.
Ist der Leiter in flaches Band, so ist die Einkerbung 149
entsprechend geformt, um dieses aufzunehmen bzw. zu führen.
Wie eingangs erwähnt, kann die Vorrichtung
eine Einrichtung 240 zum Löten der Leiterenden und Verbindun
gen aufweisen. Das Fixieren der Leiterenden kann aber auch
durch Beaufschlagen des Kopfes 148 mit Ultraschall erfol
gen. Werden die Leiterenden verlötet, so hat es sich als be
sonders vorteilhaft erwiesen, ein Gasgebläse an den verlö
teten Enden und Lötverbindungen zu verwenden. Um dies zu er
zielen, 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 450
kann inertes Gas zugeführt werden und durch die Leitungen 444 und 446
ausströmen, um die beim Lötvorgang sich bildenden Gase weg
zublasen.
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 Schaltungs
platte mit identischen Schaltungsmustern versehen. Es be
steht aber auch die Möglichkeit, einige Positionen 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 entsprechenen Drahtführungs
einheiten bewegt. Gleichzeitig werden auch die Drahtfüh
rungseinheiten 36, 38, 40 und 42 relativ zu den auf dem
Tisch 8 montierten Trägerplatten 26, 28, 30 und 32 und ab
hängig von der Tischbewegungsrichtung und der herzustellen
den Schaltung bewegt. Es ist selbstverständlich, daß statt
der auf dem Tisch 8 montierten Trägerplatten auch die Draht
führungen bewegt werden können; beispielsweise ist auch eine
Kombination in der Weise denkbar, daß der Tisch in der "X"-
Achse und die Drahtführungen in der "Y"-Achse bewegt werden.
Jede Führungseinheit hat ihre eigene Leitervorratsspule
(nicht gezeigt) und ihre eigene Leiterzuführung, Leiterab
schneider und Leiterführung. Alle Einheiten werden gleich
zeitig in Betrieb gesetzt, was nachfolgend noch beschrieben
wird. Der Einfachheit halber wird der Vorgang aber nur
anhand einer solchen Einheit beschrieben.
Wie am besten aus 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 ge
führt. 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 Leiter
durchmesser, so daß der Leiter 154 darin frei beweglich ist
und gleichzeitig genauestens gesteuert und auf der Unter
lage niedergelegt werden kann.
Am Ende jedes Leiterzuges wird der niedergelegte Leiter 154
mit dem Messer 440 abgetrennt, was nachfolgend noch genauer
beschrieben wird. Eine vorbestimmte Leiterlänge 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 Kol
benstange 27 abwärts und die Blattfeder 224 stellt den
Kontakt zwischen dem Ende des Führungsstiftes 148 und dem
Anfang des Leiters 154 her und bringt diesen in
Kontakt mit einem Anschlußplättchen 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 An
schlußfläche 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 Ultraschall
spule 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 Ultraschall
vorrichtung 140 verwendet wird, wird die Energie in Impulsen
zugeführt, um so Hitze zu erzeugen und die Verbindung zwi
schen Leiterende und Anschlußfläche 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 Druck
feder 250 hebt den Lötkopf 268 an. Der Luftzylinder 232
bleibt unter Strom und hält den Kontakt zwischen dem Führungs
stift 148 und dem Leiter 154 aufrecht und damit gleichzei
tig deren Kontakt mit der Oberfläche der Trägerplatte.
Sobald die Stromversorgung der Löt- bzw. Ultraschallvor
richtung 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 Mo
toren 14 und 16 wird auch der Motor 48 (Fig. 3) in Betrieb
gesetzt und bewegt die Zuführungseinheit mit dem Führungs
stift 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 Ober
fläche der Trägerplatte geführt.
Einmal in Gang gesetzt, setzt sich die Drahtniederlegung auf
der Oberfläche bis zum Ablauf des Programmes fort. Am Pro
grammende wird Druckluft in die Kammer 330 geleitet, wo
durch 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, wo
durch der Kolben 426 und die Kolbenstange 428 gegen den
Betätigungsarm 418 gedrückt 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 Luft
druck im Luftzylinder 232 wird noch einen Moment lang auf
rechterhalten, 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 Lei
ters 154 sich auf der Oberfäche der metallischen Anschluß
fläche B befindet.
In dieser Position werden die Antriebsmotoren 14, 16 und 48
zum Stillstand gebracht und das Ende des Leiters 154 ruht
auf der Metallanschlußfläche B und wird dort durch Löten,
Schweißen oder Hartlöten fest mit diesem verbunden, wozu
die Lötvorrichtung 240 oder auch die Ultraschallvorrichtung
140 dienen können.
Nachdem ein Leiterzug auf der Trägerplatte ausgelegt und des
sen Ende durch Löten, Schweißen oder Hartlöten befestigt ist,
wird der Tisch 8 mit der darauf befestigten Trägerplatte ent
sprechend dem eingespeisten Programm zum nächsten Ausgangs
punkt geschoben. Der Anfang des Leiters 154 wird mit der
nächsten Anschlußfläche B verlötet, verschweißt oder
durch Hartlöten verbunden; dann wird die Drahtzuführung, das
Niederlegen, Abschneiden, Anhalten der Vorrichtung und Be
festigen des Leiterendes wiederholt und zwar so oft, bis alle
Schaltungen entsprechend dem gespeicherten Programm fertig
gestellt sind. Zusätzlich zur Fixierung der Leiterenden kann
der Leiterzug auch in bestimmten Abständen entlang seines
Verlaufes oder in Punkten, in denen er seine Richtung än
dert, zusätzlich fixiert werden, und zwar durch das punkt
förmige Anbringen von Haftvermittler und Einbetten des Lei
ters 154 in diesen.
Die fertigen Schaltungen werden vom Tisch entfernt und durch
neue Trägerplatten ersetzt, und das gleiche oder ein ande
res Programm kann abgewickelt werden.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Leiter 154
mit Hilfe des Führungsstiftes 148 auf der Trägerplatte nie
dergelegt und die Leiterenden durch Löten, Hartlöten oder
Schweißen mit auf der Trägerplatte zuvor angebrachten me
tallischen Anschlußflächen verbunden und fixiert. Der Leiter
wird zusätzlich an jenen Stellen auf der Unterlage be
festigt, an denen er seine Richtung ändert, und zwar durch
einen Haftvermittler. In einem weiteren Verfahrensschritt
können die Leiterzüge auf ihrer gesamten Länge auf der Ober
fläche fixiert werden. Um sicherzustellen, daß der Leiter 154
in der vorgegebenen Lage bleibt, ist es bei der Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung ratsam, den Leiter in Über
einstimmung mit der Tischbewegung während des Schreibvor
ganges 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 Schnecken
schrauben 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 µm 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 µm oder einem Viel
fachen 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 µm. Selbstverständlich können auch andere gleiche Einhei
ten 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 µm. Die Impulse werden auf den Eingang des Integrators
640 gegeben. Die Impulse der Photozelle 400, von denen jeder
einem Leitervorschub von gleichfalls 25 µm 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 326 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, wäh
rend 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"-Ein
gang von Flip-Flop 632 mit dem Ausgang des "UND"-Tores 646 ver
bunden ist. Der Ausgang von Flip-Flop 632 ist mit dem Ein
gang 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 zuge
führt 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 642
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 Verzö
gerungsschaltung 648 verbunden und mit dem Fip-Flop 632.
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 Aus
gestaltungsform der Erfindung jeder Tischantriebsimpuls und
jeder Leitervorschubimpuls 25 µm. Ebenalls beispielhaft sind
die Leitervorschubimpulse auf fünfzehn und neunundzwanzig Im
pulse oder Einheiten zu 25 µm begrenzt für je zwanzig Tisch
bewegungsimpulse oder Einheiten zu 25 µm. Für den Fachmann ist
es selbstverständlich, daß auch andere Grenzwerte gewählt
werden können.
Die Steuer- und Kontrollvorrichtung arbeitet wie folgt:
Jeder fünfte Leitervorschubimpuls vom Zähler 624 und jeder zehnte Impuls vom Zähler 626 werden auf das "UND"-Tor 628 ge geben, welches ein Signal 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 Signal entsprechend "neunundzwanzig" erzeugt. Ähnlich gibt das "UND"-Tor 646 ein Ausgangssignal entsprechend jedem zwanzigsten Tischbewegungsimpuls.
Jeder fünfte Leitervorschubimpuls vom Zähler 624 und jeder zehnte Impuls vom Zähler 626 werden auf das "UND"-Tor 628 ge geben, welches ein Signal 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 Signal 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 zu
rückgesetzt; mit entsprechender Verzögerung werden auch alle
anderen Zähler zurückgesetzt. Da der Flip-Flop 632 vom zwan
zigsten Impuls zurückgesetzt worden ist, erreicht kein Sig
nal den Eingang des "UND"-Tores 634. So wird, wenn der ver
spätete zwanzigste Tischantriebsimpuls am "UND"-Tor 634 ein
trifft, kein Ausgangssignal erzeugt und der Alarm-Flip-
Flop 638 wird nicht ausgelöst. Wenn andererseits der zwan
zigste Tischbewegungsimpuls den Flip-Flop 632 vor dem fünf
zehnten Leitervorschubimpuls erreicht, dann erzeugt der
Flip-Flop 632 ein Signal am Eingang des "UND"-Tores 634,
das sich mit dem verspäteten zwanzigsten Tischbewegungs
impuls vom Verzögerungsrelais 648 verbindet und über das
"ODER"-Tor 636 den Kontroll- und Alarm-Flip-Flop 638 aus
löst, worauf der Flip-Flop 638 die Stromversorgung der Tisch
antriebsmotoren 14 und 16 und des Leiter-Vorschubmotors 350
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 Kontrollvorrichtungen
vorgesehen.
Wie bereits erwähnt, werden der neunte und zwanzigste Lei
tervorschubimpuls auf das "UND"-Tor 630 gegeben, welches
seinerseits mit dem "ODER"-Tor 636 und dem Flip-Flop 638 ver
bunden ist. Wenn die Zähler 624 und 626 nicht durch den
zwanzigsten Tischantriebsimpuls zurückgesetzt werden, löst
der neunundzwanzigste 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 Ausgangs
signal beim neunundzwanzigsten Leitervorschubimpuls. Erfolgt
aber der neunundzwanzigste Leitervorschubimpuls vor dem zwan
zigsten Tischbewegungsimpuls, wird ein Alarm ausgelöst und
die Vorrichtung angehalten. Schließlich soll noch erwähnt
werden, daß die Zähler 624, 626, 642 und 644 bei jedem Still
stand der Vorrichtung zurückgesetzt werden.
Nach dem Entfernen der fertig geschriebenen Schaltungsplatten
vom Tisch 8 sind die Leiterzüge nur an ihren Endpunkten oder,
wenn diese eine gewisse Länge überschreiten oder
ihre Richtung ändern, auch zwischendurch durch Löten, Hart
löten oder Schweißen auf der Oberfläche befestigt; die Lei
terabschnitte zwischen den Fixierungspunkten liegen lose
auf der Unterlage.
Sind die Leiterzüge bzw. die Plattenoberfläche bereits vor
dem Herstellen des Leiterzugmusters mit einer wärmeempfind
lichen 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 Haftvermittler
schicht aktiviert und die Leiterzüge in ihrer gesamten Län
ge 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 kön
nen auch während bzw. nach der Niederlegung der Leiterzüge
mit einer Haftvermittlerschicht versehen werden.
Wird der Haftvermittler während der Drahtschreibung aufge
bracht, so wird er in Form einer Paste oder eines Bandes
direkt auf den Leiter gegeben, während dieser durch den Füh
rungskopf 410 gleitet; hierzu wird die Haftvermittlerpaste
oder das -band entweder durch den Kanal 411 im Führungs
kopf 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 Leiterkreuzungspunkten 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 Punktfixieren der Leiterzüge eine Schicht eines akti
vierbaren Haftvermittlers entweder auf die gesamte Ober
fläche 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 Leiterzug
abschnitte auf der Oberfläche in zwei getrennten Verfahrens
schritten. Dadurch wird das Zuführen, Abmessen und Nieder
legen der Leiterzüge auf der Trägeroberfläche mit optimaler
Geschwindigkeit möglich, ohne, daß das Befestigen bzw. Ein
betten der losen Leiterabschnitte in die Haftvermittler
schicht berücksichtigt werden muß; dies erfolgt in einem
zweiten Verfahrensschritt bei gleichfalls optimaler Geschwin
digkeit. Das Ergebnis ist eine bessere Ausnutzung der Vor
richtung und eine größere Kontrollmöglichkeit, wodurch im
Vergleich zu älteren Verfahren die Kosten erheblich gesenkt
und die Qualität der Schaltungen verbessert werden.
Die vorstehend beschriebene Vorrichtung und das Verfahren be
ziehen sich auf die Herstellung von elektrischen Schaltun
gen 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 Verbindun
gen für die einzelnen Bauteile mit Haftvermittler oder einem
Zement während der Verlegung auf der Oberfläche fixiert wer
den, 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 (15)
1. Verfahren zum Aufbringen von vorgeformten Leiterzügen
auf eine Trägerplatte zum Herstellen von Leiterzug
mustern, bei dem die Trägerplatte an bestimmten Stellen
der Leiterzüge - an den Anfangs- und Endpunkten
und gegebenenfalls an Stellen, an denen die Leiter
züge ihre Richtung in bezug auf die X- oder Y-Achse
ändern, - mit Stützstellen zur Verankerung der
Leiterzüge versehen werden und anschließend das
Leiterzugmaterial mittels einer in vorbestimmter
Weise relativ zur Trägerplattenoberfläche bewegten
Führungsvorrichtung geradlinig zwischen den Stütz
stellen aufgebracht und befestigt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Stützstellen Anschlußflächen auf bzw. in
die Oberfläche unabhängig von den Anschlüssen der
von der Trägerplatte aufzunehmenden Bauelemente
aufgebracht werden, daß das Leiterzugmaterial
entsprechend den einzelnen Leiterzügen nacheinander
vorläufig nur mit den den Leiterzügen zuge
ordneten Anschlußflächen zwischen Anfangs- und
Endpunkten verankert wird und daß nach Fertig
stellung des gesamten Leiterzugmusters die
zwischen den einzelnen Anschlußflächen gespannten
Leiterzüge in einem weiteren Verfahrensschritt
in ihrer ganzen Länge mit der Oberfläche des
Trägermaterials endgültig fest verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das von einer Vorratsvorrichtung kontinuierlich
zugeführte Leiterzugmaterial nach dem Erreichen des
Endpunktes eines herzustellenden Leiterzuges vom Vor
rat abgetrennt und das so entstehende neue Ende zum
nächsten Anfangspunkt eines Leiterzuges geführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Leiterzugmuster in einem kontinuierlichen
Arbeitsgang aufgebracht wird, wobei die Leiterzug
abschnitte zwischen dem Ende eines Leiterzuges und
dem Anfang des nächsten Leiterzuges in einem später
folgenden Verfahrensschritt entfernt werden.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß zum Verankern der Leiterzugab
schnitte eine Haftvermittlerschicht dient, die
durch Wärmeeinwirkung aktiviert werden kann.
5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß zum Verankern der Leiterabschnitte
eine Haftvermittlerschicht dient, die durch Lösungs
mitteleinwirkung aktiviert werden kann.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß zum Verankern der Leiterzugab
schnitte eine Haftvermittlerschicht dient, die durch
Strahlungsenergie aktiviert werden kann.
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß zum Verankern der Leiterzugab
schnitte die mit dem fertigen Leiterzugmuster ver
sehene Trägerplatte Druck und Wärme ausgesetzt wird.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht vor dem
Aufbringen des Leiterzugmusters aufgebracht wird.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht während
des Aufbringens des Leiterzugmusters aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Haftvermittlerschicht nur in den dem Verlauf der
Leiterzüge entsprechenden Bereichen aufgebracht wird.
11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Haftvermittlerschicht nach
dem Anbringen der Leiterzüge aufgebracht wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß der Haftvermittler in einem Gieß-Vorgang aufge
bracht wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußflächen in einem Raster angeordnet sind.
14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anschlußflächen am Anfangs- und Endpunkt eines
jeden Leiterzuges aus Metallplättchen bestehen und
daß die Verbindung von Leiterzugmaterial mit diesen
durch Schweißen, Löten od. dgl. erfolgt.
15. Mit einem Leiterzugmuster versehene Trägerplatte,
die nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche
1 bis 4 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leiterzüge an ihren Anfangs-, End- und
Umlenkpunkten mit auf der Oberfläche der Trägerplatte
aufgebrachten Anschlußflächen verlötet, verschmolzen
oder verschweißt sind und daß die Leiterzüge über
einen Haftvermittler mit der Trägerplatte verbunden
sind.
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