DE3624632C2

DE3624632C2 -

Info

Publication number: DE3624632C2
Application number: DE3624632A
Authority: DE
Inventors: Brian E. Huntington N.Y. Us Swiggett; Ronald Sea Cliff N.Y. Us Morino; Raymond J. Huntington N.Y. Us Keogh; Jonathan C. Lakeville Mass. Us Crowell
Original assignee: Kollmorgen Corp
Current assignee: Advanced Interconnection Technology Inc
Priority date: 1985-07-19
Filing date: 1986-07-18
Publication date: 1991-04-25
Also published as: JPH0795622B2; US4693778A; EP0210520A3; GB8617365D0; GB2180175B; DE3624632A1; EP0210520B1; AU595519B2; JPS6271292A; FR2598584A1; EP0210520A2; CA1251577A; GB2180175A; AU6035186A; ATE61707T1; DE3678058D1; FR2598584B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen eines Leiterzugnetzes nach dem Oberbegriff des Haupt anspruchs.

In der US-PS 36 74 602 (DE-AS 21 11 396) und 36 74 914 werden Vorrichtungen zum Aufbringen von Leiterzügen in sogenannten Schreibverfahren (Multiwire-Technik) beschrieben; hierbei werden beispielsweise Drähte auf eine Trägerplatte aus Isolierstoff zum Herstellen von leitenden Verbindungen zwischen bestimmten Punkten und somit zum Herstellen eines Schaltungsmusters auf der Trägerplatte aufgebracht. Die Vorrichtungen entsprechend den genannten Patenten arbeiten mit einer Trägerplatte, deren Oberfläche mit einer wärmeaktivierbaren Haftvermittlerschicht versehen ist, die während des Aufbringens des Drahtes beispielsweise durch Ultraschall aktiviert wird. Der Leiter wird in die aktivierte Haftvermittler schicht "geschrieben", anschließend wird diese ab gekühlt oder gehärtet, um den Draht auf der Ober fläche zu fixieren. Die Leiterzugenden werden durch Löten, Schweißen oder Aufplattieren entweder mit An schlußplättchen an der Oberfläche oder mit durch kontaktierten Löchern verbunden.

Die nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen sind auf dem Gebiet der gedruckten Schaltungen weit verbreitet. Diese Schaltungen sind aber nicht verwendbar, wenn nachträglich zusätzlich zu der ursprünglichen Schaltung weitere Leiterzüge an zubringen sind, oder für Trägerplatten, deren Ober fläche nicht mit einer Haftvermittlerschicht ver sehen ist. Bei den nach dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen ist es möglich, das Schaltungsmuster während der Drahtschreibung zu ändern, sofern die Leiterzüge, deren Verlauf geändert werden soll, noch nicht aufgebracht sind. Ist der Leiterzug ge schrieben und der Haftvermittler aktiviert, wieder abgekühlt und erhärtet, können, wenn der Verlauf der Leiterzüge geändert werden muß, oder zusätzlich Leiter züge angebracht werden sollen, Änderungen nur noch von Hand durchgeführt werden. An jedem Punkt, an dem ein neuer Leiterzug eingefügt werden soll, muß das Drahtende von der Isolation befreit und der abisolierte Draht mit dem Anschlußplättchen, beispielsweise durch Löten, verbunden werden. Dann muß der Draht entsprechend dem vorgeschriebenen Weg ausgelegt, am anderen Ende wieder von seiner Isolation befreit und angelötet werden.

Ein solcher Vorgang ist zeitraubend und erfordert entsprechend viel Zeit, wenn mehr als ein Leiterzug zugefügt werden soll. Zusätzlich zu den genannten Nachteilen weisen diese Schaltungen eine große Zahl loser Drahtenden auf, was nicht nur ein schlechtes Aussehen verleiht, sondern, was bedeutungsvoller ist, das automatische Anbringen von Bauteilen verhindert.

Aus der DE-OS 26 10 283 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Schaltkreises bekannt, bei der ein drehbarer Kopf verwendet wird, der eine Zuführeinrichtung, eine Heizeinrichtung, eine Einrichtung zum Freilegen, zum Verzinnen, zum Löten und zum Abschneiden des isolierten Drahtes aufweist. Das Gehäuse des Kopfes wird von einem Elektromotor in derjenigen Richtung ausgerichtet, in der der Draht angeordnet werden soll. Der Draht wird unmittelbar vor seiner Einbettung in die Harz schicht auf der Platine angewärmt und der isolierte Draht abisoliert. Zum Verbinden des Drahtes mit dem Kontakt wird sowohl die Bewegung des Kopfes als auch diejenige der die Platine tragenden Unterlage angehalten und über eine Lötvorrichtung gelötet. Für eine Verbin dung zwischen einem Kontaktpunkt und einem weiteren wird der Kopf gedreht bzw. die Unterlage verschoben, wobei eine Drahtzuführungseinrichtung den Draht lie fert, der durch eine Rolle in das Harz eingedrückt wird. In dieser Schrift wird auch vorgeschlagen, den isolier ten Draht mit einem Film zu überziehen, der durch eine vorangehende Behandlung, beispielsweise durch Erhitzen selbstklebend wird.

Die JP-OS 57-136391 offenbart bei einer Vorrichtung zum Herstellen eines Leiterzugnetzwerkes die Aktivie rung einer Schicht zum Einbetten des Drahtes mittels Laserstrahlung.

Im Handbuch der Leiterplattentechnik, Seite 309 bis 311 wird auf eine Multiwire-Verlegemaschine für höchste Packungsdichten hingewiesen, bei der der Verlegekopf über eine Luft-Feder-Aufhängung schwe bend über der Platte bzw. dem Arbeitstisch gehalten wird. Der Verlegestift schwingt im Ultraschallbereich und beaufschlagt den Multiwire-Draht mit Kräften, die zum Erhitzen des Heißklebers führen. Die Ultra schallschwingung wird über eine Pulslängenmodulation abhängig von der Verlegegeschwindigkeit gesteuert, wodurch eine gleichmäßige Einbettung des Drahtes er zielt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor richtung zum Aufbringen eines Leiterzugnetzes auf eine Trägerplatte gemäß dem Oberbegriff des Haupt anspruchs zu schaffen, mit der schnell und sauber das Leiterzugmaterial verlegt wird, wobei eine variable Gestaltung des Netzwerkes möglich ist und auch bei einer fertigen Schaltung ohne Schwierig keiten weitere leitende Verbindungen zufügbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn zeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen stellen vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesse rungen dar.

Es werden Leiterzugdrähte verwendet, die mindestens auf der der Trägerplatte zugewandten Seite mit einem durch Wärme aktivierbaren, vorzugsweise wärmeaus härtbaren Haftvermittler überzogen sind. Der Leiter zug wird am ersten Anschlußpunkt befestigt, dann wird die Haftvermittlerschicht aktiviert, d. h. in den klebenden Zustand versetzt. Gleichzeitig wird der Leiterzugdraht auf die Oberfläche der Träger platte gepreßt und entsprechend dem vorgegebenen Leiterzugverlauf aufgebracht. Während dieses Vor gangs wird vermittels der Drahtzuführung Draht zu geführt. Die Drahtzuführung wird entsprechend dem vorgeschriebenen Leitungsverlauf relativ zur Trä gerplatte bewegt. Wenn der zweite Anschlußpunkt er reicht ist, wird der Draht abgetrennt und das freie Ende am Anschlußpunkt befestigt. Der Vorgang wieder holt sich beim nächsten Anschlußpunkt-Paar, das mit einander verbunden werden soll. Der Draht wird am ersten Anschlußpunkt befestigt und zum zweiten Punkt unter Wiederhohlung der gleichen Schrittfolge geführt. Vermittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Draht an den Enden, die mit den Anschlußpunkten verbunden werden wollen, sowohl von der Haftvermittler schicht als auch von der den Draht umgebenden isolie renden Hülle befreit. Dies wird vorzugsweise so durch geführt, daß jeweils das End- und Anfangsstück von der Umhüllung befreit und erst dann das Ende des einen Leiterzuges vom Anfang des folgenden Leiterzuges abge trennt wird. Die Verbindung der Drahtenden mit den An schlußpunkten kann durch Löten oder Schweißen herge stellt werden, oder bei Schaltungsplatten, die mit durch plattierten Löchern versehen sind, kann das Drahtende in ein solches Loch eingeführt werden. Bei einem nachfolgenden Lötvorgang wird das Drahtende mit der Lochwandmetallisierung verbunden. In der Vorrichtung nach der Erfindung wird die Haftvermittlerschicht, die den Draht einseitig umgibt, vermittelt eines Laser strahls erhitzt und aktiviert. Als Laser wird bei spielsweise ein CO₂-Laser verwendet. Die Erwärmung und Aktivierung erfolgt genau vor der Berührung des Drahtes mit der Oberfläche, auf der er befestigt wer den soll. Der Laserstrahl wird ebenfalls zur Befreiung des Drahtes von der ihn umgebenden Isolationsschicht verwendet, indem er mit Hilfe eines Spiegels in eine für die Abisolierung vorgesehene Kammer gerichtet wird. Hier wird die Drahtisolation an den als Anfangs- und Endkontakte vorgesehenen Drahtenden vor dem Schreib vorgang mit Hilfe von Laserenergie entfernt, indem die Isolationsschicht im Vakuum verdampft wird und der Dampf mit Hilfe eines Luftstromes abgeführt wird.

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann auch dann verwendet werden, wenn einer fertigen Schaltung eine weitere leitende Verbindung zugefügt werden soll, oder wenn einer Vielzahl von Schaltungen eine Vielzahl zusätzlicher Verbindungen zugeführt werden sollen, wobei insgesamt die Verlegung schnell, sauber und präzise erfolgt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vor richtung zum Aufbringen eines Leiterzugnetzes auf eine Trägerplatte;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung;

Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 1 in einer ande ren Position;

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2;

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnit aus Fig. 3;

Fig. 6 eine Darstellung des Führungskopfes;

Fig. 7 die Ansicht entlang der Linie 7-7 in Fig. 6;

Fig. 8 eine Darstellung des Schrittschalters;

Fig. 9 eine Darstellung des Schrittschaltkopfes mit der Haltevorrichtung im Eingriff;

Fig. 10 eine Darstellung des Schrittschaltkopfes mit der Biegevorrichtung im Eingriff;

Fig. 11 den Schrittschalter in der Draufsicht;

Fig. 12 einen Teilschnitt durch den Schrittschalter entlang der Linie 12-12 in Fig. 8;

Fig. 13 einen Schnitt durch den Schrittschalter ent lang der Linie 13-13 in Fig. 8;

Fig. 14 einen Ausschnitt aus Fig. 13 mit geänderter Position der Biegevorrichtung;

Fig. 15 eine Ansicht des unteren Umlenkspiegels in Richtung des Pfeils in Fig. 2;

Fig. 16 die Ansicht des in Fig. 15 dargestellten Umlenkspiegels von links;

Fig. 17 die Ansicht des in Fig. 15 dargestellten Umlenkspiegels von rechts;

Fig. 18 eine Ansicht des einen Andrückelementes während des Aufbringens des Leiterzuges auf die Trägeroberfläche;

Fig. 19 das Aufbringen des Leiterzuges und dessen vorherige Erwärmung durch den Laserstrahl;

Fig. 20 den Biegevorgang und

Fig. 21 (a)-(m) eine schematische Darstellung der verschie denen Verfahrensschritte beim Einsatz der gezeigten Vorrichtung.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Vorrichtung schließt eine rohrförmige Hohlspindel 2 ein, die rotierbar auf Lagern 4 und 6 angeordnet ist, sowie ein Gehäuse 8, das an einer Grundplatte 10 befestigt ist. Ein Getriebe 12 ist drehbar an der Hohlspindel 2 befestigt aus Gründen, die später noch näher beschrieben werden.

Wie am besten aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind eine Laserstrahlquelle 20 und ein Umlenkspiegel 22 auf der Grundplatte 10 über dem oberen Ende der Hohlspindel 2 montiert. Der Laserstrahl, der von der Laserstrahlquelle 20 ausgeht, wird vom Umlenk spiegel 22 abwärts durch die Hohlspindel 2 und ihrer Achse folgend reflektiert, wie später noch ausführlicher beschrieben wird. Die Hohlspindel 2 wird relativ zur Grundplatte 10 gedreht. Ein Schleifring 26 und ein pneumatischer Verteiler 28 sind an der Hohl spindel 2 über dem Getriebe 12 angebracht zur elektri schen und pneumatischen Versorgung der verschiedenen Einheiten, wie später noch beschrieben wird. Die Draht- Vorratsspule 30 ist oberhalb der Hohlspindel 2 montiert und liefert den Leiterzugdraht 32 zu einer Führung 33 in der Hohlspindel 2.

Wie in den Fig. 2 bis 6 gezeigt, ist die Grund platte eines Zuführkopfes 50 am unteren Ende der Hohlspindel 2 befestigt und trägt, gegenüberliegend angeordnet, zu beiden Seiten der Spindelachse eine Leiterzugsdraht-Zuführung 52 und einen Schrittschalter 54. Umlenkspielgel 56 und 58 und eine Linie 60 sind optisch geradlinig ausgerichtet im röhrchenförmigen Durchgang 64 in der Basis des Zuführ kopfes 50, um den Laserstrahl 65 von der Laser strahlquele 20 aufzufangen, der vom Umlenkspiegel 22 reflektiert wird, und auf den auf einem Zapfen montierten Umlenkspiegel 62 weiterzuleiten.

Die Zuführung 52 ist im Punkt 70 befestigt und weist, wie am besten aus den Fig. 6 und 7 er sichtlich ist, eine obere feste Drahtzuführung 72 in einem Führungsgehäuse 73 und eine untere beweg liche Drahtzuführung 74 im unteren beweglichen Führungskopf 78, auf der an in dem Führungsgehäuse 73 verschiebbar angeordeten und mit ihrem oberen Ende Im Kopf 79 montierten Führungsstäben 76 und 77 (Fig. 7) befestigt ist.

Wie am besten aus Fig. 6 erkennbar, ist die Kol benstange 75 eines Luftzylinders 81 in dem Führungs gehäuse 73 aufgenommen und mit dem Führungskopf 78 verbunden, um diesen vorwärts und rückwärts auf das Führungsgehäuse 73 zu und von diesem fort zu bewegen.

Eine Klinge 80, Fig. 6, ist verschiebbar am Ende des Führungskopfes 78 angeordnet zur gleitenden Bewegung zwischen Trägern 82 und 84 vermittels eines Luftzylinders 86, der mit dem oberen Ende der Klinge 80 verbunden ist, mit deren Hilfe der Leiterzug draht abgetrennt wird, wie später noch beschrieben wird. Eine Kompressionsfeder 88 bringt die Klinge 80 in die Ausgangsposition zurück.

Wie am besten aus Fig. 7 ersichtlich ist, weisen Leiterzugdraht-Greifer 90 und 92 Gehäuse 94 und 96 auf, die in einem Greiferblock 99 ausgebildet sind, während Greifelemente 98, 100 zu beiden Seiten des Leiterzugdrahtes 32 zwischen dem Füh rungsgehäuse 73 und dem Führungskopf 78 angeordnet sind. An ihrem äußeren Ende sind die Greifelemente 98 und 100 mit den Luftzylindern 102 und 104 verbunden, vermittels derer sie in Eingriff mit dem Leiterzug draht 32 gebracht werden; Kompressionsfedern 106 und 108 dienen zum Zurückziehen der Greifelemente 98, 100. Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist der Greiferblock 99 fest mit der Kolbenstange 101 eines Luftzylinders 103 mittels einer Schraube 105 verbunden, um die Greifelemente 98 und 100 re lativ zum Führungskopf 78 vorwärts und rückwärts zu bewegen.

Wie aus den Fig. 2, 3, 4 und 5 ersichtlich ist, wird der Leiterzugdraht 32 der Zuführung 52 über eine Winde 120 zugeleitet, die, wie später noch erklärt wird, von einem Motor mit variierbarer Ge schwindigkeit angetrieben wird.

Der Leiterzugdraht 32 wird mit Hilfe einer Walze 122 mit der Winde 120 in Eingriff gehalten, die drehbar auf dem Arm 124 angeordnet ist und um eine Achse 126 vermittels Federkraft gegen die Winde 120 gedrückt wird, um den Leiterzugdraht 32 dazwischen zu greifen.

Eine Leiterzugdraht-Zuführungsschleifen-Steuerung 130 mit dem freien Ende im Schleifenweg des Lei terzugdrahtes 32 ist drehbar um einen Zapfen 132 angeordnet, um einen Mitnehmer 134 in den und aus dem Strahl des photogekuppelten Unterbrechers 136 zu drehen und hierdurch die Geschwindigkeit der Drahtzuführung durch die Winde 120 zu regeln. Der Leiterzugdraht 32 wird durch die Winde 120 der oberen und unteren Drahtzuführung 72 und 74 zugeleitet und während des Aufbringens und Fixie rens auf der Oberfläche der Schaltungsplatte vom Zuführungskopf 52 abgezogen. Der Vorgang wird später noch genauer beschrieben.

Wenn der Abziehvorgang vom Zuführungskopf 52 beschleunigt wird und die Größe der Leiterzugdrahtschleife abnimmt, dreht sich die Steuerung 130 entgegen dem Uhrzeigersinn um den Zapfen 132, um die Geschwindigkeit des variierbaren Capstan-Motors zu erhöhen. Durch die erhöhte Geschwindigkeit der Drahtzufüh rung wird die Drahtschleife vergrößert. Wenn die Schleife an Größe zunimmt, wird die Steuerung 130 im Uhrzeigersinn um den Zapfen 132 gedreht, was eine Geschwindigkeitsabnahme des Motors bewirkt; folglich wird auch die Drahtzuführgeschwindigkeit verringert und die Größe der Schleife nimmt ab.

Wie am besten aus den Fig. 2 bis 6 erkenntlich, ist weist das Führungskopf eine Öffnung 150 auf, an deren innerem Ende die Drahtführung geteilt wird, so daß der Leiterzugdraht 32 bloßliegt und vom Laserstrahl 65 getroffen wird, wenn der Umlenk spielge 62 so geneigt ist, daß der Strahl in die Öffnung 150 reflektiert wird, wie in Fig. 4 ge zeigt ist. Ist der Umlenkspiegel 62 in der Stel lung gemäß Fig. 5, so wird der Haftvermittlerüberzug des Leiterzugdrahtes 32 durch den Laserstrahl 65 aktiviert, um ihn nach dem Aufbringen mit der Oberfläche der Schaltungsplatte fest zu verbinden.

Ist der Umlenkspiegel 62 in der Stellung gemäß Fig. 4, dann wird der Laserstrahl 65 in die Öff nung 150 gelenkt, um sowohl die Haftvermittler schicht als auch die den Leiterzugdraht 32 umgebende Isolierstoffhülle zu entfernen. Die Öffnung 150 ist mit einem Anschluß zum Anlegen eines Vakuums versehen, um die Drahtumhüllung zu entfernen, und mit einem weiteren Anschluß, durch den Luft einge blasen werden kann zur Unterstützung des Absaug vorganges und zum Entfernen der Überreste der Kunststoffhüllen.

Es wird nun auf die Fig. 15 bis 17 Bezug genommen. Die Halterung 63 des Spiegels 62 ist drehbar auf den Achsen 67 und 69 montiert. Wie am besten aus Fig. 17 ersichtlich ist, ist die Achse 67 mittels Armen 110 und 111 mit der Kolbenstange 112 eines Zylinders 113 verbunden, der durch über eine Öffnung 114 einströmemde Druckluft bewegt wird und so den Umlenkspiegel 62 in der einen Richtung dreht, während eine Feder 115 im Zylinder 113 den Umlenkspiegel 62 in der entgegengesetzten Richtung dreht. Wenn der Umlenkspiegel 62 so gedreht wird, daß der Laserstrahl 65 auf den Leiterzugdraht 32 reflektiert wird, um den Haftvermittler zu aktivieren (Fig. 3 und 5), so wird ein Arm 116 auf der Achse 69 (Fig. 16) festgehalten. Dreht sich der Umlenkspiegel 62 in die entgegengesetzte Richtung, so wird der Laserstrahl 65 in die Öffnung 150 reflek tiert, um den Leiterzugdraht 32 vom Haftvermittler und von der ihn umgebenden Isolierstoffhülle zu be freien. Der Arm 116 auf der Achse 69 ist dann im Eingriff mit einem Mitnehmer 118, der vom einem Motor 119 angetrieben wird und den Umlenkspiegel 62 oszillieren läßt. Durch die oszillierende Bewegung überstreicht der Laserstrahl 65, wenn er in die Öffnung 150 reflektiert wird, um die Isolierstoffhüllen zu entfernen, eine bestimmte Drahtlänge.

Es werden nun die Fig. 8, 11 und 12 näher erläutert. Der Schrittschalter 54 und dessen Basisteil 160 sind in einer bestimmten Position zum Zuführkopf 50 fest montiert und ein Schrittschalterkopf 162 ist auf einer Welle 164 drehbar um 180° auf dem Basisteil 160 an geordnet. Wie ebenfalls aus den Fig. 8 und 11 er sichtlich ist, ist die Welle 164 am oberen Ende mit dem Zahnrad 166 verbunden, das in Eingriff mit einer Zahnstange 168 steht, letztere ist mit der Kolbenstange eines Zweiweg-Luftzylinders 169 ver bunden. Wenn der Luftzylinder 169, die Zahnstange 168 und das Zahnrad 166 in einer Stellung sind, wird der Schrittschaltkopf 162 zum Anbringen und Befesti gen des Leiterzugdrahtes 32 positioniert, wie noch genauer beschrieben wird. Wenn der Luftzylinder 169 aktiviert wird, um die Zahnstange 168 und das Zahn rad 166 in die entgegengesetzte Richtung zu bewegen, wird der Schrittschaltkopf 162 um 180° gedreht und das Druckrad befindet sich in Arbeitsposition zum Aufbringen und Befestigen des Leiterzugdrahtes 32 auf der Oberfläche der Schaltungsplatte.

Wie am besten aus den Fig. 11 und 12 ersichtlich ist, enthält das fest montierte Basisteil 160 wei terhin zwei Luftzylinder 180 und 182 mit Kolben 184 und 186 und den Kolbenstangen 188 und 190. Vermittels Kompressionsfedern 192 und 194, die zwischen den Kolben 184, 186 und einer Grundplatte 196 angeordnet sind, werden die Kolben 184 und 186 in den Luftzy lindern 180 und 182 aufwärts gedrückt, wenn die Kolbenstangen 188 und 190 in zurückgezogener Posi tion sind. Werden die Luftzylinder 180 und 190 aktiviert, dann werden die Kompressionsfedern 192 und 194 zusammengedrückt und die Kolbenstangen 188 und 190 werden in Eingriff gebracht und die Biege vorrichtung und ein Andrückelement oder das Druck rad werden aktiviert, wie später noch beschrieben wird.

Gemäß Fig. 8, 9 und 10 sind die Biegevorrichtung 200, das Andrückelement 202 sowie das Druckrad 204 sämt lisch auf dem Schrittschaltkopf 162 angeordnet. Wie am besten aus Fig. 8 ersichtlich, ist die Biegevorrichtung 200 mit einem spitz zulaufenden Kopfteil 210 versehen, welches in einer Hülse 212 vertikal verschiebbar angebracht ist und durch eine Feder 214 in dieser nach außen gedrückt wird. Die Hülse 212 ist auf einem Block 216 angebracht und dort vermittels einer Stellschraube 218 befestigt (Fig. 13 und 14). Der Block 216 ist ver schiebbar in einem weiteren Block 220 gehalten und wird durch Oberflächen 222 und 224, die ihrerseits durch die Stellschraube 226 positioniert werden, und durch die Kompressionsfeder 228 in seiner Lage gehalten. Wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist, ist der Block 220 durch die Platten 230 und 232 und Stellschrauben 234 und 236 am Ende einer Be tätigungsstange 238 in einer zylindrischen Bohrung 240 im Schrittschaltkopf 162 befestigt und wird in dieser durch eine Kompressionsfeder 242 in der zurückgezogenen Position zwischen dem Ende eines Stabes 244 und einem Stopper 246 gehalten, der in der Bohrung 240 aufgenommen ist.

Das Andrückelement 202 (Fig. 8, 9 und 13) weist eine Führungsstange 250 mit einem Endteil 252 auf, der den Leiterzugdraht 32 berührt, um diesen in der gewünschten Position zu fixieren. Das Andrück element 202 besteht weiterhin aus einem gewinkelten Teil 254 sowie einem sich rückwärts erstreckenden Teil 256, das drehbar im Zapfen 258 angeordnet ist. Benachbart zum Zapfen 258 (Fig. 8 und 9) geht der Teil 256 durch einen Kragen 260, der einstellbar am Ende eine Betätigungsstange 262 angebracht ist, welche sich aufwärts in der zylindrischen Bohrung 264 im Schrittschaltkopf 162 befindet und dort ver mittels der Kompressionsfeder 266 in zurückgezo gener Position zwischen dem Kopf 268 der Betätigungs stange 262 und einem Stopper 269, der in der Boh rung 264 aufgenommen ist, gehalten wird. Auf den gegenüberliegenden Seite des Teils 256 ist der Kragen 260 mit Stiften 261 und 263 versehen, die, wenn die Betätigungsstange 262 auf- und abwärts bewegt wird, den Endteil 252 der Führungsstange 250 um den Zapfen 258 heben und senken.

Das Druckrad 204 (Fig. 8, 9 und 13) weist ein Rad 280 auf, das mit einer passenden Einkerbung zur Aufnahme des überzogenen Leiterzugdrahtes 32 ver sehen ist und diesen auf die Plattenoberfläche drückt (Fig. 18 und 19). Das Rad 280 ist an einer einstellbaren Mechanik 282 angebracht, die drehbar auf einer an einen Zapfen 286 befestigten Stange 284 montiert ist und durch eine einstellbare Feder 288 das Rad 280 in Eingriff mit dem Leiterzugdraht 32 bringt. Zwischen den Zapfen 286 und dem Rad 280 ist die Stange 284 mit dem Ende einer Radbetätigungs stange 290 verbunden, die vermittels der Kompres sionsfeder 292 aufwärts in den Schrittschalterkopf 162 gedrückt wird. Die Kompressionsfeder 292 ist zwischen dem Kopf 294 der Radbetätigungsstange 290 und einem Stopper 296 angeordnet, der sich in einer zylindrischen Bohrung 298 im Schrittschaltkopf 162 befindet. Der Luftzylinder 182 im Basisteil 160 ist, wenn der Schrittschaltkopf 162 gedreht wird, um das Rad 280 in Arbeitsstellung zu bringen, ausgerichtet auf den Stopper 296 der das Rad 280 betätigenden Stange 290; wenn dem Luftzylinder 182 Druckluft zu geführt wird, stößt diese die Radbetätigungsstange 290 abwärts, um das Rad 280 mit der Oberfläche in Kontakt zu bringen. Wird Luft aus dem Luftzylinder 182 abgelassen, dann wird die Kolbenstange 190 durch die Kompressionsfeder 194 zurückgezogen und das Rad 280 wird durch die Kompressionsfeder 292 angehoben. Ein ähnlicher Vorgang findet statt, wenn der Schritt schalterkopf 162 auf dem Basisteil 160 gedreht wird, um die Biegevorrichtung 200 und das Andrückelement 202 in die Arbeitsposition zu bringen. Zunächst wird dem Luftzylinder 182 Druckluft zugeführt, um die Biege vorrichtung 200 zu betätigen. Wenn dies erfolgt ist, wird dem Luftzylinder 180 Druckluft zugeführt, um das Andrückelement 202 zu betätigen. Ist der Andrück vorgang beendet, so wird die Luft aus beiden Luft zylindern abgelassen.

Die Vorrichtung ist so ausgebildet, daß sie das Auf bringen und Befestigen eines oder mehrerer Leiter züge auf der Oberfläche einer Trägerplatte, eine sogenannte Drahtschreibung, entsprechend einem vor gegebenen Muster ermöglicht. Jeder Leiterzug wird entlang einem vorgegebenen Weg zwischen einem Paar von Anschlußpunkten geführt. Vorzugsweise ist der Tisch, auf dem die mit einem Leiterzugmuster zu ver sehende Trägerplatte angebracht wird, fixiert und die Spindel oder der Führungskopf sind computerge steuert; der Computer ist entsprechend programmiert, um die zu verbindenden Anschluß- oder Endpunkte zu ermitteln sowie den Weg des Leiterzuges, die Tisch verschiebung, die Orientierung der Spindel und die anderen Parameter, wie Ein- und Ausschalten der Laserstrahlquelle, Neigen des Umlenkspiegels etc, zu steuern, um ein einwandfreies Produkt herzustel len. Im allgemeinen wird eine Vielzahl gleichartiger Schaltungen im fortlaufenden Betrieb hergestellt, und es wird eine Platte nach der anderen auf dem Tisch montiert und das Leiterzugprogramm wiederholt.

Ist der Computer programmiert, so wird eine Schal tungsplatte 300, Fig. 1, auf einem Tisch 302 montiert mit Hilfe von zwei Positionierungsstiften 304 und 306, die auf dem Tisch 302 befestigt sind und durch in der Schaltungsplatte 300 angebrachten Bezugs löcher 308 und 310 ragen. Die Schaltungsplatte 300, der Tisch 302 und die Hohlspindel 2 sind relativ zum Leiterzugausgangspunkt A ausgerichtet. Die Drahtniederlegung beginnt, wobei der Zuführkopf entsprechend der Bewegungsrichtung von Tisch und Schaltungsplatte ausgerichtet ist. Der Laserstrahl quelle wird eingeschaltet, während der Leiterzug auf gebracht oder geschrieben wird. Die Laserimpulszahl wird in geeigneter Weise gewählt.

Die Laserstrahlquelle ist so programmiert, daß sie arbeitet, während der Leiterzug aufgebracht wird und weiterhin vor dem Befestigen des Leiterzuges, um den Haftvermittler und die Isolationsschicht von dem Leiter zugdraht zu entfernen. Wird die Plattenbewegung ange halten, wie zum Beispiel bei einer Richtungsänderung oder einem Leiterzugwechsel, so wird die Laserstrahl quelle abgeschaltet und erneut mit Strom versorgt, wenn die Schaltungsplatte ihre Bewegung fortsetzt oder die Laserarbeit wieder aufgenommen wird. Während der Drahtschreibung wird der Laserstrahl quelle vorzugsweise entsprechend der Schrittfolge gepulst.

Die Vorrichtung wird folgendermaßen in Betrieb gesetzt: unter der Annahme, daß das Leiterzug drahtende im Zuführkopf bereits von der Haftver mittlerschicht sowie von der Drahtisolation be freit und für das Anbringen auf der Schaltungs plattenoberfläche bereits ist, werden die Luft zylinder 102 und 104 betätigt und bringen die Greifelemente 98 und 100 in Eingriff mit dem auf zubringenden Leiterzugdraht. Anschließend wird Druckluft in den Luftzylinder 81 eingeblasen und hierdurch der Führungskopf 78 vorgeschoben und mit diesem der Leiterzugdraht 32 bis zum ersten Kontaktpunktpaar, das miteinander verbunden wer den soll. Während der Führungskopf 78 sich in vor geschobener Position befindet, die Luftzylinder 102 und 104 noch in Betrieb sind und die Greifelemente 98, 100 noch den Leiterzugdraht 32 halten, wird Druckluft in den Luftzylinder 103 eingeblasen, um den Greiferblock 99 in Richtung auf den Führungs kopf 78 vorzuschieben, während dieser durch die Druckluft im Luftzylinder 81 in der vorgeschobenen Position gehalten wird. Auf diese Weise wird das von der Isolation befreite Ende des Leiterzug drahtes 32 durch den Führungskopfes 78 zum Anschluß punkt vorgeschoben. Die Biegevorrichtung 200 wird vermittels des Luftzylinders 182 in Betrieb ge setzt, und das von der Isolation befreite Draht ende wird im Anschlußpunkt fixiert. Ist der Lei terzugdraht 32 in Position und durch den Kopfstift 210 das Drahtende in das Loch umgebogen, wird Druck luft in den Luftzylinder 180 eingeführt, um den End teil 252 des Andrückelements 202 auf den Leiterzugdraht 32 abzusenken, der sich im Anschlußpunkt A befindet. Wird der Endteil 252 abgesenkt, dann wird der Laser strahl 65 auf den Haftvermittler auf dem Leiterzug draht 32 in unmittelbarer Nähe des Anschlußpunktes A gerichtet, um dort die Haftvermittlerschicht zu akti vieren und so den Leiterzugdraht auf der Platten oberfläche zu fixieren. Ist das freie Drahtende am Anschlußpunkt A befestigt und das benachbarte Ende auf der Oberfläche fixiert, wird die Druckluft aus den Luftzylindern 180 und 182 abgelassen und hierdurch die Biegevorrichtung 200 und das Andrück element 202 angehoben. Der Schrittschaltkopf 162 wird um 180° gedreht, um das Rad 280 in Druckkontakt mit dem aufzubringenden Leiterzugdraht 32 zu bringen.

Danach wird der Laserstrahl 65 eingeschaltet, um die Haftvermittlerschicht des Leiterzugdrahtes ge rade vor dem Aufbringen auf die Oberfläche zu erwei chen oder zu aktivieren. Gleichzeitig bewegt sich der Tisch 302, um die Schaltplatte relativ zum Führungskopf 78 zu bewegen, und zwar entlang der X- und Y-Achse oder einer Kombination von beiden.

In einem bestimmten vorprogrammierten Abstand vom zweiten Anschlußpunkt wird die Tischbewegung ange halten und der Luftzylinder 81 in Betrieb gesetzt, um den Führungskopf 78 abwärts in Richtung auf die Plattenoberfläche zu bewegen. Der Umlenkspiegel 62 wird mit Hilfe des Zylinders 113 geneigt (Fig. 15 bis 17), so daß der Arm 116 die vom Motor 119 ange triebenen Mitnehmer 118 kontaktiert. So wird der Umlenkspiegel 62 vorwärts und rückwärts in Pfeil richtung bewegt (Fig. 21(i)) und der Laserstrahl 65 überstreicht so das Drahtende, auf dem die Haftver mittlerschicht und die Drahtisolation verdampft werden. Die Überreste werden mittels Vakuum abge saugt durch einen Anschluß 151, der in der Öffnung 150 angeordnet ist. Zusätzlich kann noch ein Luft strom zur Entfernung der Reste verwendet werden.

Nach dem Entfernen der Drahtisolation oder nach einem entsprechenden Zeitintervall wird die Druck luft aus dem Zylinder 113 abgelassen und die Feder 115 (Fig. 17) bringt den Umlenkspiegel 62 in die abwärts geneigte Position zurück. Ist die Laserstrahlquelle 20 in Betrieb und der Laserstrahl 65 entsprechend gepulst und auf den Leiterzugdraht gerichtet, ehe dieser die Plattenoberfläche erreicht, d. h. ehe der Leiterzugdraht 32 durch das Rad 280 auf diese niedergedrückt wird, werden der Tisch 302 und damit die Schaltungsplatte 300 wieder in Be wegung gesetzt. Ist eine entsprechende Drahtlänge von der isolierten Hülle befreit, so daß sie mit dem Loch oder dem zweiten Anschluß in Kontakt ge bracht werden kann, werden die Luftzylinder 102 und 104 in Betrieb gesetzt, um die Greifelemente 98 und 100 in Eingriff mit dem Leiterzugdraht 32 zu brin gen. Ebenfalls wird der Luftzylinder 86 in Betrieb gesetzt, der die Klinge 80 vorschiebt, die den Lei terzugdraht in der Mitte des von Isolation be freiten Drahtendes durchtrennt (Fig. 21(j)).

Das verbleibende, mit Isolation und Haftvermittler versehene Drahtende wird, wie zuvor beschrieben, auf die Plattenoberfläche angebracht und dort befestigt. Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis das blanke Drahtende den zweiten Anschlußpunkt erreicht hat. Dann wird die Tischbewegung gestoppt, der Luftzylinder 182 außer Betrieb gesetzt und das Rad 280 angehoben. Der Schrittschalterkopf 162 wird auf dem Basisteil 160 um 180° gedreht, um die Bie gevorrichtung 200 über dem Anschlußloch in Position zu bringen (Fig. 21(l)); diese wird anschließend aktiviert (Fig. 21(m)), um das blanke Drahtende in das Anschlußloch einzuführen. Dann wird der Luft zylinder 81 außer Betrieb gesetzt und der Führungs kopf 78 wird zurückgezogen. Dieser nimmt das blanke Drahtende 32 mit, das bereits für den nächsten An schlußpunkt vorbereitet ist, der durch Wiederholung der Verfahrensschritte erreicht wird.

Die Vorrichtung ist so eingerichtet, daß mit ihr einer fertigen Schaltungsplatte ein oder eine Viel zahl von Drahtleiterzügen zugefügt werden kann. Um die gleiche Operation an einer Vielzahl von Schaltungsplatte vorzunehmen, werden diese mit übereinstimmenden Bezugslöchern 308, 310 versehen und auf dem Tisch 302 mit Hilfe der Stifte 304 und 306 positioniert.

Es wird das gleiche Programm verwendet, um die zu sätzlichen Leiterzüge aufzubringen. Außerdem kann die Vorrichtung auch zur Herstellung von Schaltungs platten verwendet werden, wenn von Trägerplatten, die keine Leiterzüge tragen, ausgegangen wird; in diesem Fall muß die Trägerplatte jedoch zuvor mit Anschlußpunkten oder Löchern versehen werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Aufbringen des Leiterzugnetzes auf einer Trägerplatte in Multiwire-Technik, bestehend aus einem drehbaren Verlegekopf mit Vorrichtung zum

- Zuführen und Fixieren des isolierten Drahtes
- Aktivieren des Leiterzugmaterials
- Abisolieren des Drahtes und Ankontaktieren des blanken Drahtes an Kontaktierungsflächen und
- Abschneiden des Drahtes,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verlegekopf einen

- Zuführkopf (50) und einen daran drehbar angebrachten Schrittschaltkopf (162) mit einem Andrückelement (280) zum Fixieren des Drahtes und einem weiteren Andrück element (202) zum Kontaktieren des abisolierten Drahtes
- eine Drahtzuführungseinrichtung mit einem Antrieb variabler Geschwindigkeit und einer Steuerung (130) für die Schleifenlänge des Leiterzugmaterials, wobei die Geschwindigkeit des Antriebs abhängig von der Schleifenlänge steuerbar ist und
- eine Einrichtung zum Abisolieren des Drahtes bzw. Aktivieren der Haftvermittlerschicht, welche aus einer gepulsten Laserstrahlquelle (20) mit entsprechend zugeordneten Umlenkspiegeln (56, 58, 62) besteht, wobei der Umlenkspiegel (62) schwenkbar ange ordnet ist, so daß in der einen Stellung der Laserstrahl (65) die Haftvermittlerschicht akti viert und in der anderen durch Oszillieren des Spiegels die Drahtisolierung entfernt, aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der schwenkbare Umlenkspiegel (62) in der Abisolierstellung oszillierend ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Andrückelement in der ersten Drehstellung des Schrittschaltkopfes (162) als Andruckrolle (280) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß dem Andrückelement (202) zur Festlegung des Leiterzugmaterials in unmittelbarer Nähe des Kontaktpunktes eine Einrichtung (200) zum Verbinden des abisolierten Leiterzugendes mit dem Kontaktpunkt zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da durch gekennzeichnet, daß vorzugsweise bei Ausbildung der Kontaktpunkte als Lochungen die Einrichtung zum Verbinden des abisolierten Leiterzugendes mit dem Kontaktpunkt als Biegevorrichtung (220) ausgebildet ist, der das Leiterzugende in die zugeordnete Lochung im Trägermaterial einführt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegevorrichtung (200) ein spitz zulaufendes Kopfteil (210) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da durch gekennzeichnet, daß die Steuerung (130) für die Schleifenlänge eine photoelektrische Licht schranke (136) aufweist, die die Schleifenlänge erfaßt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da durch gekennzeichnet, daß die gepulste Laserstrahl quelle (20) eine Pulswiederholungsfrequenz aufweist, die eine Funktion der Schreibgeschwindigkeit bzw. der Länge des pro Zeiteinheit angebrachten Leiter zuges ist.