DE3731313A1

DE3731313A1 - Vorrichtung zum bestuecken von substraten mit bedrahteten bauelementen mittels eines greifers

Info

Publication number: DE3731313A1
Application number: DE19873731313
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Ing Goeppert
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1987-09-17
Filing date: 1987-09-17
Publication date: 1989-03-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestücken von Substraten mit bedrahteten Bauelementen, mit mindestens einem Greifer zum Aufnehmen, Transportieren und Absetzen der Bauele mente, die mit ihren Anschlußdrähten in zugeordnete Anschluß öffnungen des Substrats einfügbar sind.

Zum Aufbringen elektronischer Bauelemente auf Substrate wie Dickschichtschaltungen, Dünnschichtschaltungen, Leiterplatten und dergleichen werden Bestückautomaten eingesetzt, welche selbständig, durch ein geeignetes Programm gesteuert, die Bau elemente aus einem Magazin, einem Gurt oder anderen Zuführein richtungen entnehmen, diese in den Bereich des Substrats trans portieren und schließlich die Bauelemente an einer genau vor bestimmten Position auf dem Substrat ablegen. Dieses Vorgehen hat sich insbesondere bei der Bestückung mit oberflächenmon tierbaren Bauelementen bewährt, die entsprechend dem englisch sprachigen Begriff "Surface Mounted Devices" auch kurz SMD's genannt werden.

Ein für die Bestückung von Substraten mit derartigen SMD's geeigneter Bestückautomat geht beispiels weise aus der DE-PS 33 40 074 hervor. Bei der Bestückung der Substrate mit bedrahteten Bauelementen werden diese im Bereich ihrer Anschlußdrähte durch die entsprechend abgebogenen Backen eines Greifers erfaßt und an der vorgegebenen Bestückposition so abgesenkt, daß sich ihre Anschlußdrähte in die zugeordne ten Anschlußöffnungen des Substrats einfügen. Der beim anschließenden Öffnen des Greifers für dessen Backen benötigte Raum wird als Bestückschatten bezeichnet, da das Substrat in diesem Bereich nicht mit anderen Bauelementen belegt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der automatischen Bestückung von Substraten mit bedrahteten Bauelementen den zum Aufnehmen, Transportieren und Absetzen der Bauelemente ein gesetzten Greifer so auszubilden, daß die Bestückung mit einem minimalen Bestückschatten vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung da durch gelöst, daß der Greifer parallel und zentral gegeneinan der verstellbare und zumindest im Haltebereich für die Bauele mente schmal ausgebildete Haltebacken besitzt.

Bei dem erfindungsgemäß ausgestalteten Greifer werden die be drahteten Bauelemente mit ihrem Körper zwischen den parallel und zentral gegeneinander verstellbaren Haltebacken aufgenommen, wobei sich eine sehr gute und für den nachfolgenden Positio niervorgang wichtige Einmittung ergibt. Nach dem Positionieren genügt eine Entlastung der Haltebacken um den Greifer wieder hochfahren zu können, d. h., der minimale Bestückschatten ent spricht praktisch nur dem Eigenvolumen der schmal ausgebilde ten Haltebacken.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist zentral zwischen den Haltebacken ein axial federnd einrückbarer und in der eingerückten Stellung arretierbarer Pusher angeordnet. Mit Hilfe eines derartigen Pushers, der beim Transport der Bauele mente arretiert wird, werden die Bauelemente dann beim Bestück vorgang gegen das Substrat gedrückt. Außerdem begünstigt der Pusher das Lösen der Bauelemente aus den Haltebacken.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Haltebacken auf einer horizontalen Führungssäule angeordnet. Hierdurch wird bei geringem Aufwand eine äußerst exakte Pa rallelverstellung ermöglicht.

Sind den Haltebacken zwei seitlich andrückbare Stützbacken zu geordnet, so kann der Greifer auch für das Richten der An schlußdrähte der Bauelemente in einer Richtplatte eingesetzt werden. Die Stützbacken verhindern dann insbesondere beim Richten von Bauelementen mit zwei oder mehreren Reihen von An schlußdrähten eine unerwünschte Verformung der schmalen Halte backen des Greifers.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dar gestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 in stark vereinfachter schematischer Darstellung den Einsatz eines erfindungsgemäßen Greifers beim Bestüc ken einer Leiterplatte mit bedrahteten Bauelementen und

Fig. 2 den Einsatz des Greifers gemäß Fig. 1 beim Richten der Anschlußdrähte eines Bauelements.

Gemäß Fig. 1 soll in die Anschlußöffnung AO einer Leiterplatte LP der Anschlußdraht AD eines kubischen Bauelements BE einge fügt werden. Eine auf die Leiterplatte LP erkennbare Leiterbahn ist mit LB bezeichnet. Für den Bestückvorgang wird ein insge samt mit G bezeichneter Greifer eingesetzt, zwischen dessen auf einer Führungssäule FS parallel und zentral gegeneinander verstellbaren Haltebacken HB das Bauelement BE aufgenommen ist. Die parallele und zentrale Verstellung der im Bereich des Bauelements BE nur sehr schmal ausgebildeten Haltebacken HB ist durch Doppelpfeile Dpf 1 aufgezeigt. In der dargestellten Stellung des Greifers G wird das Bauelement BE durch einen gegen die Kraft einer Feder F eingerückten Pusher P gegen die Richtplatte RP gedrückt. Für den Transport des Bauelements kann der Pusher P jedoch auch durch einen Querbolzen QB arretiert werden, wobei das Arretieren und das Lösen der Arretierung durch einen Doppelpfeil Dpf 3 angedeutet sind.

Fig. 2 zeigt den Einsatz des in Fig. 1 dargestellten Greifers G für das Richten der Anschlußdrähte AD des Bauelements. Hierzu wird eine Richtplatte RP mit den Anschlußdrähten AD des Bauele ments BE zugeordneten und nach oben hin trichterförmig erwei terten Öffnungen O. Beim Absenken des im Greifer G aufgenommenen Bauelements BE werden die Anschlußdrähte AD in die zugeordneten Öffnungen O der Richtplatte RP eingefügt, so wie es in Fig. 2 aufgezeigt ist. Bei gelöster Arretierung durch den Querbolzen QB wird dabei das Bauelement BE gegen die Richt platte RP gedrückt. Wird nun das Bauelement BE mit dem Greifer G festgehalten und die Richtplatte RP in Richtung des Doppel pfeiles Dpf 2 zunächst hin- und dann herbewegt, so führt die zweifache überelastische Verformung der Anschlußdrähte AD zu einer exakten Ausrichtung. Die durch die horizontale Bewegung hervorgerufene plastische Verformung der Anschlußdrähte AD wird dabei so bemessen, daß nach der verbleibenden elasti schen Rückfederung genau die gewünschte Lage bzw. Ausrichtung der Anschlußdrähte AD erreicht ist.

In Fig. 2 sind ferner zwei Stützbacken SB zu erkennen, die in Richtung der Pfeile Pf 2 gegen die schmalen Haltebacken HB ge drückt werden. Bei der durch den Doppelpfeil Dpf 3 aufgezeigten Richtbewegung der Richtplatte Rp zur überelastischen Verformung der Anschlußdrähte AD gewährleisten die Stützbacken SB einen sicheren Halt des Bauelements BE zwischen den Haltebacken HB.

Beim Bestücken eines Substrats ergeben sich im einzelnen fol gende Schritte:

1. Abholen des Bauelementes BE aus einem Magazin oder einer anderen Zuführeinrichtung mit Hilfe eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten zangenförmigen Greifers.
2. Transport des Bauelements über die Richtplatte RP und Ab senken des zangenförmigen Greifers zum Einfügen der An schlußdrähte AD in die trichterförmigen Öffnungen O der Richtplatte RP.
3. Öffnen des zangenförmigen Greifers und Rücktransport des Greifers zum Magazin.
4. Greifer G über das Bauelement BE fahren und bei geöffneten Haltebacken HB absenken, wobei Pusher P gegen die Kraft der Feder F eingerückt wird.
5. Greifer G schließen durch Parallel-Zentralspannung der Haltebacken HB.
6. Bei Bedarf Stützbacken SB schließen.
7. Richtplatte RP zur plastischen Verformung der Anschluß drähte AD in Richtung des Doppelpfeiles Dpf 3 hin- und her bewegen.
8. Gegebenenfalls Stützbacken SB öffnen.
9. Pusher P mit Hilfe des Querbolzens QB arretieren.
10. Greifer G mit Bauelement BE hochfahren und über die vorge gesetzte Bestückposition auf dem Substrat transportieren.
11. Greifer G absenken und dabei Anschlußdrähte AD in zuge ordnete Anschlußöffnungen des Substrats einfügen und ge gebenenfalls überstehende Enden der Anschlußdrähte AD umbiegen.
12. Haltebacken HB ohne merklichen Verfahrweg entlasten.
13. Arretierung des Pushers P durch den Querbolzen QB lösen, so daß das Bauelement BE gegen das Substrat gedrückt wird.
14. Greifer G hochfahren und für den nächsten Richt- und Be stückvorgang bereitstellen.

Aus Fig. 1 ist zu erkennen, daß die Haltebacken HB beim Bestückvorgang nicht mehr Raum benötigen, als ihr eigenes Volumen einnimmt. Im Hinblick auf die schmale Ausbildung der Haltebacken HB ergibt sich damit ein praktisch vernachlässig barer Bestückschatten.

Claims

1. Vorrichtung zum Bestücken von Substraten mit bedrahteten Bauelementen, mit mindestens einem Greifer zum Aufnehmen, Transportieren und Absetzen der Bauelemente, die mit ihren An schlußdrähten in zugeordnete Anschlußöffnungen des Substrats einfügbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer (G) parallel und zentral gegeneinander verstellbare und zumindest im Haltebereich für die Bauelemente (BE) schmal ausgebildete Haltebacken (HB) besitzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zentral zwischen den Haltebacken (HB) ein axial federnd einrückbarer und in der eingerückten Stellung arretierbarer Pusher (P) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltebacken (HB) auf einer horizontalen Führungssäule (FS) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Anprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Haltebacken (HB) zwei seitlich andrückbare Stützbacken (SB) zugeordnet sind.