DE3420761A1

DE3420761A1 - Drehtisch-bearbeitungsvorrichtung

Info

Publication number: DE3420761A1
Application number: DE19843420761
Authority: DE
Inventors: Kazuo Yokaichi Shiga Inuta
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-06-04
Filing date: 1984-06-04
Publication date: 1984-12-13
Also published as: US4531474A; JPS648700B2; JPS59226167A; DE8417022U1

Description

PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER \.OR: WERN*£R KINZEBACH

DR. ING. WOLFRAM BUNTE deae-i»™) 3420

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ITSTÖTTER. KINZEBACH ft PARTNER PATENTANWÄLTE STFACH 7BO. D-SOOO MÜNCHEN 43 ZUGELASSENE VERTRETER BEIM

EUROPÄISCHEN PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

TELEFON! (O89) 2 71 88 83

CABLES: PATMONDIAL MÜNCHEN TELEX: OS2152O8 ISAR D TELEKOP: (O89) 271 ΘΟ 63 (GR. Il + IM) BAUERSTRASSE 22. D-8OOO MÜNCHEN

München, 4. Juni 1984

UNSERE AKTE: _M/3 5 Q

OUR REF:

M/25112

TREFF:

DAINIPPON SCREEN MANUFACTURING CO., LTD.
Tenjin Kitamachi 1-1, Teranouchi-agaru
4-chome, Horikawadori, Kamikyo-ku
Kyoto
Japan

Drehtisch-Bearbeitungsvorrichtung

POSTANSCHRIFT: D-8OOO MÜNCHEN 43. POSTFACH 78Ο

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Drehtisch-Bearbeitungsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehtisch-Bearbeitungsvorrichtung, und zwar insbesondere eine solche zur Bearbeitung von Leiterplatten für gedruckte Schaltungen, im folgenden einfach Leiterplatten genannt.

Heutzutage; werden vielfach Leiterplatten-Bearbeitungsvorrichtungen in Form von Drehtischen zum Bearbeiten der Leiterplatten nacheinander in einem Flußmittelbad, einem Lötbad und einem Waschbad verwendet. Weiterhin ist dieselbe Art von Vorrichtung bekannt, in der die Leiterplatte gelötet wird, wobei das Lot in den durchgehenden Löchern der Leiterplatte zurückbleibt und überflüssiges Lot auf der Platte entfernt wird, wobei die Dicke der Lotschicht sukzessive gleichmäßig gemacht wird.

Bei solchen Bearbeitungsvorrichtungen für Leiterplatten ist es schwierig, das Halten und überführen der Leiterplatten vollständig zu automatisieren, nachdem das Anklemmen und Fortnehmen der Platten an bzw. von den Klammern in derselben Drehposition vorgenommen wird. Nachdem mehrere Klammern an der entsprechenden Anzahl von Armen gehalten wird, die von einer einzelnen Zentralachse vorstehen, sind die Bearbeitungszeitabschnitte bei den jeweiligen Positionen gleich, so daß es unmöglich ist, die Bearbeitung in den jeweiligen

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Positionen über die optimale Zeitdauer der jeweiligen Bearbeitung durchzuführen und die Leiterplatten mit verschiedenen Geschwindigkeiten hochzuheben und abzusenken.

Auf diese Weise müssen manche der jeweiligen Bearbeitungsgänge unnötig lang durchgeführt werden, bis derjenige Bearbeitungsvorgang beendet ist, der die längste Zeit braucht.

Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so weiterzubilden, daß eine einfache und dennoch individuelle Bearbeitung von Leiterplatten ermöglicht wird und die Leiterplatten in voneinander unabhängigen Geschwindigkeiten abgesenkt und aufgehoben werden können.

Erfindungsgemäß weist die Bearbeitungsvorrichtung eine Zentralachse auf und einen Rahmen, der drehbar an der Zentralachse befestigt ist. Mehrere vertikal aufrechtstehende Führungen sind am Rahmen in gleichem Winkelabstand voneinander befestigt. Jede Führung weist einen auf ihr gleitverschiebbaren radial sich erstreckenden Arm auf, der eine Klammervorrichtung trägt zum Halten einer zu bearbeitenden Leiterplatte. Weiterhin sind Mittel vorgesehen, um diskontinuierlich und nacheinander den Rahmen zu drehen und somit die Klammervorrichtungen um die Zentralachse jeweils über einen vorbestimmten Winkel zu verschieben. Weiterhin sind Mittel zum vertikalen Bewegen der Arme und der Klammerteile entlang der Führungen vorgesehen. Die Mittel zum Bewegen der Klammerteile sind individuell betätigbar, so daß die vertikale Bewegung eines jeden Klammerteils

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individuell gesteuert werden kann.

Jeder der Arme trägt eine Vorrichtung in Form eines Paares von vertikal übereinander angeordneten Rollen, die am Innenende des Armes angebracht sind. Diese Rollen kommen in Eingriff mit einer ringförmigen Spur, die konzentrisch rings um die Zentralachse gelagert ist. Wenn demzufolge der Rahmen um die Zentralachse gedreht wird, so drehen die Arme und die Klammervorrichtungen um die Zentralachse, wobei sie von den Rollen und der ringförmigen Spur geführt werden. Eine Vielzahl von Ausnehmungen ist, entsprechend der Anzahl der Klammerteile rings um die ringförmige Spur in gleichem Winkelabstand voneinander vorgesehen. Die Mittel zum vertikalen Bewegen der Klammerteile fluchten mit ihren dazugehörigen Nuten und weisen jeweils einen Abschnitt der ringförmigen Spur auf, welcher eine der Nut komplementäre Form hat. Auf diese Weise kann der Abschnitt mit dem Rollenpaar in Eingriff kommen, um die damit verbundenen Klammerteile vertikal zu bewegen. Rings um die Vorrichtung sind verschiedene Leiterplatten-Bearbeitungsstationen unterhalb der Klammervorrichtungen angebracht, und zwar radial fluchtend mit den Ausnehmungen und den damit verbundenen Klammer-Bewegungsmitteln.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von Abbildungen näher erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,
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Fig. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie X-X aus

Fig. 1,
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Fig. 3 eine Teil-Draufsicht aus Richtung der Linie Y-Y

aus Fig. 1,

Fig. 4 ein Flußdiagramm, in dem verschiedene Schritte eines Bearbeitungsganges einer Leiterplatte

beschrieben sind, und

Fig. 5 ein Flußdiagramm ähnlich Fig. 4, in dem ein anderer Bearbeitungsvorgang beschrieben ist.

;

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, sind mehrere Hebevorrichtungen für die Platinen vorgesehen, die jeweils Mittel zum Halten einer gedruckten Schaltung oder Platine P aufweisen, d.h. ein Klammermechanismus 23, Mittel zum Anheben und Absenken des Klammermechanismus 23, d.h. einen Hebemechanismus 6 und eine vertikale Führung 7 zum Führen des Klammermechanismus 23, wenn dieser angehoben oder abgesenkt wird. Die Führungsmittel sind hierbei rings um eine Zentralachse 17 über gleiche Winkelabstände verteilt, z.B. in Positionen a, b, c und d, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Klammermechanismus 23 kann um einen vorbestimmten Winkel (90° in Fig.1) gedreht werden. In jeder der Positionen a, b, c und d kann der Klammermechanismus 23 angehoben und abgesenkt werden, und zwar mit der benötigten Geschwindigkeit, dem benötigten Abstand oder über eine entsprechende Zeit hinweg oder er kann angehalten werden.

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, weist der Klammermechanismus 2 3 Zylinder 24 auf, Keilschlitten 26 und Klam-

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merpratzen 27. Eine Platine P wird von einem Klammerpaar angeklammert, indem man die Zylinder 24 wie in Fig.3 gezeigt, betätigt.

Der Hebemechanismus 6 umfaßt einen Zylinder 40 oder einen Mechanismus wie z.B. eine Kette und einen Motor, oder einen schubstangenlosen Zylinder und ist so ausgebildet, daß er ein Hebeelement 9 über ein Hebestück 30 anheben oder absenken kann. Weiterhin sind (nicht gezeigte) Sensoren für die obere und untere Endposition der Hebe-/ Senkbewegungen in entsprechenden Positionen angebracht.

Die Vertikalführungen 7 weisen die Form von Vierkantrohren auf, die auf ihrer Außenseite mit mehreren Rollen 12 in Eingriff stehen, die in einem Rahmen 11 angebracht sind, der am Arm 2 eines Klammermechanismus 23 befestigt ist. Diese Vorrichtung vermeidet Positionsabweichungen des Klammermechanismus 23 während dieser vertikal entlang des Rohres 13 nach oben oder unten bewegt wird. Darüber hinaus ist ein Gewicht 14 am Rahmen 11 befestigt, und zwar über eine Kette 15 und eine Umlenkrolle 16, das mit dem Klammermechanismus 23 im Gleichgewicht steht.

Vom Rahmen 11 stehen Rollen 1O hervor, die das Hebeelement 9 halten und auf dem Halteelement 9 und der Führungsplatte bzw. -spur abrollen. Der Rahmen 11 kann zusammen mit dem oberen Rahmenteil 19 und dem unteren Rahmenteil 2O um die Zentralachse 17 drehen.

Die Führungsplatte 8 wirkt als Führungsspur und ist an der Zentralachse 17 befestigt. Sie weist Ausnehmungen auf - und zwar so viele, wie für die Bearbeitungsschritte notwendig sind - in denen das Hebeelement 9

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am Hebestück 30 des Hebemechanismus 6 angebracht ist. Wenn die Halterollen 10 die Position des Hebeelementes 9 erreichen, so bewirkt ein Heben und Absenken des Hebeelementes 9 eine Bewegung des Rahmens 11 und des Klammermechanismus 23 entlang des Vierkantrohres 13 nach oben oder unten.

YQ Am unteren Rahmenteil 20 ist ein Antriebsritzel 21 befestigt und kann um die Achse der Zentralachse 17 über eine Kette von einem nicht dargestellten Motor angetrieben werden.

"L5 Wie in Fig. 1 gezeigt, sind vier Hebevorrichtungen vorgesehen, deren Funktion in den vier in Fig. 4 gezeigten Positionen durchgeführt werden kann. In der Position a wird die Platine P von den Klammerpratzen ergriffen, in der Position b in das Lötbad eingetaucht, in der Position c gekühlt und von der Klammer 27 abgenommen und in der Position d wird der Klammermechanismus 23 von einer Bürste 29 - wie rechts in Fig. 2 gezeigt - gebürstet, um das Lot und andere Verunreinigungen an den Klammerpratzen 27 und anderen Teilen zu entfernen.

Wenn sechs Bearbeitungsstationen, wie in Fig. 5 gezeigt, vorhanden sind, behandelt man die Platine P mit Flußmittel, indem man sie in das Flußmittelbad eintaucht

oQ und wäscht sie, indem man sie in heißes Wasser eintaucht. Vorteilhafterweise wird eine Ultraschallreinigung vorgenommen. Darüber hinaus wird die Flußmittelbehandlung und das Nachwaschen kontinuierlich durchgeführt, während die Leiterplatte in ihrer Vertikal-

gc position ist.

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Im folgenden wird die Wirkungsweise der Ausführungsform der Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 4 beschrieben.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform werden die PIatinen P, die in einer Beschichtungsvorrichtung in Schichten vorliegen, nacheinander in das Flußmittelbad eingeführt, indem eine Platine horizontal untergetaucht und durchgezogen wird (nicht gezeigt) . In der Position a wird die horizontal transportierte Platine P aufgerichtet (nicht gezeigt).

Daraufhin wird nach Fig. 1 der Klammermechanismus 23 in der Position a abgesenkt und in einer vorbestimmten Position angehalten. Daraufhin werden die Zylinder 24 betätigt, so daß die Klammerpratzen 27 das Oberende der aufgerichteten Platine P halten.

Daraufhin wird der Anhebemechanismus 6 betätigt und bewegt die Platine P, die vom Klammermechanismus 23 gehalten wird, in die obere Endposition.

Daraufhin dreht eine (hier nicht gezeigte) Antriebseinheit das Ritzel 21 über eine Kette um 90° und bewegt dabei die vom Klammermechanismus 23 gehaltene Platine P von der Position a zur Position b. Zu diesem Zeitpunkt wird in der Position a die zweite Platine P, die mit Flußmittel behandelt wurde, zugeführt und von der horizontalen in die vertikale Position aufgerichtet und von den Klammerpratzen 27 gehalten. In der Position b wird die erste Platine P in das flüssige Lot im Lötbad über eine vorbestimmte Zeit hin untergetaucht. Daraufhin wird der Hebemechanismus 6 betätigt, während heiße Luft von einer Düse 50 ausgeblasen wird, um das überflüssige Lot von der Oberfläche zu entfernen und in die durchgehenden Bohrungen der Platine P zu blasen und eine

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gleichmäßige Dicke des Lotes auf der Oberfläche der Platine P zu erzielen. Wenn die erste Platine in der Position b gelötet ist, wird sie bis zur oberen Endposition angehoben, wobei dann auch die von den Klammerpratzen 27 gehaltene Platine P in der Position a in ihre obere Grenzposition angehoben wird, worauf das Ritzel 21 um 90° gedreht wird. Wenn der untere Rahmen gedreht wird, so werden die Halterollen 10 vom Anhebeelement 9 zur Führungsplatte bzw. Spur 8 bewegt und zu demjenigen Hebeelement 9 gedreht, das in der nächsten Position angebracht ist.

In der Position c, nachdem die erste Platine P hinreichend von einem Ventilator 32 o.dgl. gekühlt wurde, wird der Klammermechanismus 2 3 abgesenkt, worauf die Platine P in eine Vorrichtung zum Überführen aus der vertikalen in die horizontale Stellung (nicht gezeigt) gebracht wird. In dieser Position c wird die Platine P in ihre horizontale Position gebracht und wie in Fig.4 gezeigt in ein Waschbad mittels eines Transportbandes o.dgl. überführt, wo zurückgebliebenes Flußmittel entfernt wird. Daraufhin wird die Platine P von einer Entnahmevorrichtung aufgesammelt.

In der Position d wird gebürstet, um Lötmittel, das an den Klammerpratzen 27 und anderen Teilen hängt, zu entfernen.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau ist es möglich, die Bearbeitungsbedingungen für Platinen in den verschiedenen Bearbeitungsstationen frei zu gestalten, so daß jede Bearbeitung unter optimalen Bedingungen durchgeführt werden kann.

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Claims

M/25017 PATENTANSPRÜCHE

1. Drehtisch-Bearbeitungsvorrichtung mit einer Zentralachse, einem Rahmen, der um die Zentralachse drehbar an ihr befestigt ist, mit mehreren senkrechten Führungen, die am Rahmen befestigt sind, mit mehreren Halteklammern für Leiterplatten, die verschiebbar von den senkrechten Führungen gehalten werden und mit Mitteln zum vertikalen Bewegen der Klammern auf den Führungen,

dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (30) zum vertikalen Bewegen der Klammern (23) individuell betätigbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Führungen (7) und die Klammern (23) über den Umfang der Vorrichtung gleiche Winkelabstände.voneinander haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß weiterhin Mittel (21) vorgesehen ist, um den Rahmen (19, 20) diskontinuierlich um die Zentralachse (17) über jeweils einen vorbestimmten Winkel hinweg zu drehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Klammern (23) sich radial erstreckende Haltearme (2) umfassen, die in Gleiteingriff mit den senkrechten Führungen

(7) stehen, so daß sie sich auf diesen in vertika-

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ler Richtung bewegen können.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet / daß weiterhin eine ringförmige Spur (8) vorgesehen ist, die konzentrisch um die Zentralachse (7) auf dieser abgestützt ist, wobei die radialen Arme (2) an ihren Innenenden ein Teil (10) aufweisen, das mit der ringförmigen Spur (8) in Eingriff gelangen kann.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die ringförmigp Spur (8) mehrere über den Umfang gleich verteilte Ausnehmungen aufweist, welche die vorbestimmten Winkelabstände definieren, und daß die Mittel (30) zum vertikalen Bewegen der Klammern (23) vertikal mit den Ausnehmungen fluchten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel (30) zum vertikalen Bewegen der Klammern (23) jeweils einen Abschnitt (9) der ringförmigen Spur (8) tragen, welche eine zur Ausnehmung komplementäre Form aufweisen und die vertikale Bewegung der Klammer (23) durchführen, wenn der radial sich erstreckende Arm (2) mit diesem Abschnitt (9) fluchtet.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Teil, welches den Eingriff mit der ringförmigen Spur (8) bewerkstelligt, als übereinander angeordnete Rollen (10) ausgebildet ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß vier Klammern (23)

5 in einem Winkelabstand von 90° voneinander vorgesehen sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß sechs Klammern (23)

10 mit einem Winkelabstand von 60° voneinander vorgesehen sind.