DE3738164A1 - Vorrichtung zur bearbeitung und bereitstellung von tapepaks fuer bestueckautomaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Zuführmodul für Bestückautomaten, in dem die Bearbeitung und die Bereitstellung von Tapepaks ge­ schieht, wobei das zum Löten vorbereitete Tapepak an einer re­ produzierbaren Position für beispielsweise einen Bestückkopf mit Saugpipetten zur Verfügung gestellt wird.

Die Bestückung von Leiterplatten mit verschiedenen Bauelemen­ ten wird durch verschiedene Techniken verwirklicht. Eine hier­ von ist die sogenannte SMD-Technik, die den englischen Sprach­ begriff "Surface Mounted Devices" durch die Anfangsbuchstaben der einzelnen Worte wiedergibt. Derartige oberflächenmontier­ bare Bauelemente sind gekennzeichnet durch an mehreren Seiten angeordnete Anschlußbeine, die waagerecht aus dem Körper herausragen und ähnlich einem Z mit 90° Winkeln nach unten abgebogen sind. Im Zuge der Miniaturisierung derartiger Bauelemente sind verschiedene Typen mit spezifischen Ausgestaltungen entwickelt worden. Hier ist beispielsweise das Mikropack als eine Form zu nennen. Dieses Mikropack wird in Bandform geliefert und das Ausschneiden, sowie das Ausformen der Anschlußbeine geschieht innerhalb einer Lötvorrichtung.

Eine weitere Gestaltungsform eines hochintegrierten Halbleitergehäusesystems stellt das sogenannte Tapepak dar. Unter diesem in den Vereinigten Staaten eingetragenen Waren­ zeichen versteht man ein Bauelement, das ebenfalls auf der Grundlage eines Kuferbandes hergestellt wird und eine hohe Anzahl von Anschlußbeinen, beispielsweise derzeit 124 An­ schlüsse aufweist. Zudem weist ein Tapepak einen Schutzrahmen auf, der vor der Montage entfernt wird. Dieser Schutzrahmen enthält Testkontakte, über die bestimmte Tests am Bauelement durchgeführt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zuführeinheit, beispielsweise für Bestückautomaten zu liefern, innerhalb der die Tapepaks mit ihren zugehörigen Rahmen zum Verlöten vorbe­ reitet werden und gleichzeitig auf einer reproduzierbaren Po­ sition beispielsweise für die Entnahme mit einem Bestückkopf bereitgestellt werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die reprodu­ zierbare Positionierung eines fertig bearbeiteten Tapepaks an einer für einen Bestückautomaten maßgebenden Übergabeposition durch den Einsatz einer Vorrichtung realisiert werden kann, beispielsweise durch ein Zuführmodul für einen Bestückauto­ maten, die die im Anspruch 1 im kennzeichnenden Teil aufgeführten Elemente enthält, die derart zusammenwirken, daß nach einem Ausschneid- und einem Biegevorgang für die Anschlußbeine des Tapepaks das Tapepak selbst unmittelbar auf dem dazugehörigen Biege-Übergabeeinsatz ausgerichtet, also reproduzierbar positioniert ist. Für den Schneidhub und für den Biegehub wird jeweils derselbe Stempel verwendet, jedoch von unterschiedlichen Ausgangslagen aus gestartet. Der Stempelhub ist in beiden Fällen annähernd gleich. Die zweite tieferliegen­ de Ausgangslage des Stempels ermöglicht jedoch, daß der Biege- Übergabeeinsatz zwischen Stempel und Ausschneidwerkzeug pla­ ziert werden kann. Der Biegevorgang geschieht durch Zusammen­ wirken von Ausschneidwerkzeug und Biege-Übergabeeinsatz unter Betätigung des Stempels 3. Das nun auf dem Biege-Übergabeein­ satz fixierte Tapepak kann mit diesem von der Bearbeitungspo­ sition zur Übergabeposition mittels eines Schiebers transpor­ tiert werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Positionierung des Tapepaks relativ zu den einzelnen Werk­ zeugen von Anfang an durchgeführt wird. Dies bedeutet, daß das Tapepak in oder auf dem Stempel positioniert oder zentriert ist, ebenso innerhalb der Schneidplatte und auch anschließend auf dem Biege-Übergabeeinsatz. Das Tapepak wird während der Be­ arbeitung insgesamt viermal übergeben, nämlich von der Aufnahmeöffnung im Schieber an den Stempel, während des Aus­ schneidvorganges an das Ausschneidwerkzeug, während des Biege­ vorganges an bzw. auf den Biege-Übergabeeinsatz und durch Ent­ nahme von dem mittlerweile auf die Übergabeposition verfahrenen Biege-Übergabeeinsatzes mittels eines Bestückkopfes, beispiels­ weise durch eine Saugpipette. Diese Ausgestaltung der Erfindung sorgt für eine von Anfang an wirkende reproduzierbare Positio­ nierung des Tapepaks innerhalb der gesamten Vorrichtung.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Biege-Übergabeeinsatz relativ zum Ausschneidwerk­ zeug durch mindestens einen gefederten Zentrierstift mit einer zugehörigen Zentrierbohrung positionierbar ist. Dies hat den Vorteil, daß Ungenauigkeiten in der Fahrweise des Schiebers, der den Biege-Übergabeeinsatz transportiert, ausgeglichen werden.

Der Biege-Übergabeeinsatz selbst kann an der Übergabeposition vorteilhaft durch Zentrierstifte und Zentrierbohrungen positio­ niert werden.

Wird die Hublänge des Schiebers, die den Biege-Übergabeeinsatz von der Übergabeposition zur Bearbeitungsposition transportiert, beim Einbau einer Zuführeinheit für zu bearbeitende Tapepaks berücksichtigt, so ergibt sich in vorteilhafter Weise, daß beim Verfahren des Biege-Übergabeeinsatzes in die Bearbeitungsposi­ tion gleichzeitig die leere Aufnahmeöffnung des Schiebers an oder unter der Zuführeinheit zum Liegen kommt und ein weiteres Tapepak aufgenommen werden kann.

Die Entfernung des Rahmens des Tapepaks nach dem Schneidvorgang aus der Aufnahmeöffnung des Schiebers geschieht in vorteilhafter Weise durch Öffnen des Bodens im Schieber während eines zweiten Arbeitstaktes des Schiebers auf dem Weg von der Bearbeitungsposition zu der Zuführposition.

Im folgenden wird anhand von drei schematischen Figuren ein Ausführungsbeispiel geschildert.

Fig. 1 zeigt die wesentlichen Bauteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der geschnittenen Seitenansicht mit einem in die Zeichenebene geklappten Tapepak 13.

Fig. 2 zeigt das Zusammenwirken von Stempel 3 und Ausschneid­ werkzeug 4 kurz nach dem Ausschneidvorgang.

Fig. 3 zeigt ein auf den Biege-Übergabeeinsatz 2 zentriertes Tapepak 13 mit gebogenen Anschlußbeinen nach Be­ endigung des Biegevorganges.

In der Fig. 1 ist ein in die Zeichenebene geklapptes Tapepak 13 mit drei Zentrierbohrungen 19 zu sehen, das aus dem eigentlichen Bauelement in Form des inneren Quadrates, dessen Anschlußbeinen, die senkrecht zu den Seiten wegführen und dem umlaufenden ebenfalls quadratischen Rahmen bedroht. Dieses Tapepak 13 wird an der Bearbeitungspositon 8, wobei es sich in der Aufnahmeöff­ nung 20 des Schiebers 1 befindet, mittels der Zentrierstifte 12 zentiert und mittels des Stempels 3 durch einen Ausschneidhub von ca. 12 mm getrennt in das eigentliche Bauelement mit seinen Anschlußbeinen und den äußeren Rahmen, der nicht weiter verwen­ det wird. Das Ausschneidwerkzeug 4 bildet für diesen Vorgang das entsprechende Gegenstück. Der Schieber 1 mit seiner Bewegungsrichtung 6 ist durch zwei verschiedene Arbeitstakte so bewegbar, daß die Aufnahmeöffnung 20 einmal unter dem Schneid­ werkzeug 4 in der Bearbeitungsposition 8 zum Liegen kommt und das andere Mal unter der Zuführeinheit 5. Entsprechend befindet sich der Biege-Übergabeeinsatz 2 einmal an der Übergabeposition 7 und zum anderen an der Bearbeitungsposition 8. Nach Beendigung des Ausschneidvorganges entnimmt beispielsweise ein Bestückkopf mit einer Saugpipette ein eventuell auf der Übergabeposition 7 auf dem Biege-Übergabeeinsatz 2 befindliches fertig bearbeitetes Tapepak. Danach wird durch den ersten Ar­ beitstakt des Schiebers 1 die beschriebene Bewegung nach rechts vollzogen. Das vom vorhergehenden Ausschneidvorgang in der Schneidplatte 18 selbstgängig eingeklemmte Tapepak 13, bereits ohne zugehörigen Rahmen, wird durch den anschließenden Biege­ hub, den der Stempel 3 von einer tieferliegenden Position mit dazwischengeschaltetem Biege-Übergabeeinsatz 2 unter Zusammen­ wirkung mit dem Schneidwerkzeug 4 vollzieht, in die zur Montage auf einer Leiterplatte endgültige Form gebracht. Dabei wird das Tapepak 13 auf der Oberseite des Biege-Übergabeeinsatzes 2, die als Biegematrize ausgebildet ist, wiederholgenau positioniert. Der Stempel 3 vollzieht hierbei wiederum einen 12 mm langen Hub, führt diesen jedoch von einer und ca. 6 mm tiefer liegenden Ausgangslage aus. Dies ist notwendig, damit der Biege-Übergabeeinsatz 2 zwischen Stempel 3 und Ausschneidwerk­ zeug 4 gefahren werden kann. Gleichzeitig mit den gerade genannten Vorgängen ist während des ersten Arbeitstaktes des Schiebers 1 der Rahmen des Tapepaks 13, der beim Zurückbewegen des Stempels 3 nach dem Schneidhub wieder in die Aufnahmeöffnung 20 gelegt wurde, durch Öffnen eines Bodens im Schieber 1 nach unten über einen Trichter auf ein ständig laufendes Transportband herausgefallen. Das Herausfallen des Abfallrahmens wird durch Bürsten unterstützt. Zum Schluß des ersten Arbeitstaktes des Schiebers 1 steht die Aufnahmeöffnung unter der Zuführeinheit 5 und nimmt ein weiteres noch nicht bearbeitetes Tapepak 13 auf. Die bereits angedeutete Durchführung des Biegehubes an der Bearbeitungsposition 8 sieht vor, daß zum Schluß des Biegehubes ein Auswerfer im Schneidwerkzeug 4 dafür sorgt, daß das Tapepak 13 auf dem Biege-Übergabeeinsatz liegen bleibt und nicht in den Biegeein­ sätzen 16 verklemmt bleibt. Durch einen zweiten Arbeitstakt des Schiebers 1 ist dieser wieder in seine ursprüngliche Lage verfahrbar, so daß sich der Biege-Übergabeeinsatz 2 an der Übergabeposition 7 und die Aufnahmeöffnung 20 des Schiebers 1 mit einem zu bearbeitenden Tapepak 13 an der Bearbeitungs­ position 8 befindet.

In der Fig. 2 wird der Ausschneidvorgang näher dargestellt. Das in der Mitte befindliche nutzbare Tapepak 13 ist vom Stempel 3 durch den Schneidhub nach oben in die Schneidplatte 18 hinein­ gedrückt worden. Die gefedert gelagerten Bauteile, der Biege­ einsatz 16 und der Auswerfer 17, sind noch nicht in Aktion ge­ treten. Es ist zu erkennen, daß der Rahmen des Tapepaks 13 außen am Stempel 3 verweilt, und von dort bei der Rückbewegung des Stempels 3 wieder in den Schieber 1, in die Aufnahmeöffnung 20, gelegt wird. Das ausgeschnittene nutzbare Tapepak 13 ist durch die Eigenschaften des Ausschneidvorganges, der die Anschlußbeine des Tapepaks 13 durch die Abschervorgänge leicht gebogen hat, selbstgängig in die Schneidplatte 18 eingeklemmt. Beim Zurückgehen des Stempels 13 wird also das nutzbare Teil des Tapepaks 13 in der Schneidplatte 18 verweilen. Durch mindestens einen federnd gelagerten Zentrierstift 11 wird der Biege-Übergabeeinsatz 2 auf der Bearbeitungsposition 8 zentriert und übernimmt während des Biegevorganges das vorpositionierte Tapepak 13.

Wie die Fig. 3 zeigt ist die obere Seite des Biege-Übergabe­ einsatzes 2 derart ausgeformt, daß mittels des Biegeeinsatzes 16, der in diesem Fall aus vier Teilen, entsprechend den vier Seiten des Bauelementes besteht, und mittels des Auswerfers 17 die Anschlußbeine des Tapepaks 13 wie ein Z mit 90° Winkeln gebogen werden. Bei der rückwertigen Bewegung des Stempels 3 beim Biegehub sorgt der Auswerfer 17 dafür, daß das Bauelement mit dem herausfahrenden Biege-Übergabeeinsatz 2 hinausgedrückt wird. Der Auswerfer 17 und die Biegeeinsätze 16 sind alle ge­ federt gelagert. In der Fig. 3 ist weiterhin zu erkennen, daß die Zentrierbohrung 14 mit dem Zentrierstift 11 zusammenwirkt. Die Zentrierbohrung 15, die in der Übergabeposition 7 mit dem Zentrierstift 10 zusammenwirkt ist in der Fig. 3 angedeutet.

Die Bewegung des Stempels 3 und des Schiebers 1 werden zweck­ mäßigerweise mittels Elektromotoren ausgeführt. Ein elektrischer Motor oder auch ein Getriebemotor ist beispielsweise über Kurbeltrieb und Wippe durch jeweils eine Umdrehung der Kurbelscheibe um 360°, für den Auschneide- und Biegehub mit der jeweiligen Hin- und Rückbewegung zuständig. Ein anderer Elektromotor, ebenfalls mit einem Getriebe versehen, ist durch jeweils eine Bewegung der Kurbelscheibe von 180° zuständig für die zwei Arbeitshübe des Schiebers 1 und gleichzeitig für die Einstellung der jeweiligen Ausgangslage des Stempels 3 für entweder den Ausschneidvorgang oder den Biegevorgang. Hierbei liegt die Ausgangslage des Stempels 3 für den Biegevorgang um ca. 6 mm tiefer als die Ausgangslage für einen Ausschneidhub.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Bearbeitung und Bereitstellung von Tapepaks (13) für Bestückautomaten, gekennzeichnet durch

• - ein Ausschneidwerkzeug (4) an einer Bearbeitungsposition (8), bestehend aus jeweils mindestens einer Schneidplatte (18), einem Biegeeinsatz (16) und einem Auswerfer (17), das mit einem Stempel (3) zusammenwirkt,
• - zwei Ausgangslagen des Stempels (3), wobei von der ersten Ausgangslage ein Schneidhub erfolgt und von der zweiten, tieferliegenden Ausgangslage, unter Zwischenschaltung eines Biege-Übergabeeinsatzes (2) ein Biegehub erfolgt,
• - die Bereitstellung des ausgeschnittenen und mit montage­ fertig gebogenen Anschlußbeinen versehenen Tapepaks (13) mit reproduzierbarer Positonierung auf den Biege-Übergabe­ einsatz (2) an einer Übergabeposition (7), wobei der Biege-Übergabeeinsatz (2) mittels eines Schiebers (1) zwi­ schen der Übergabeposition (7) und einer Bearbeitungsposi­ tion (8) verschiebbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch, eine erste genaue Positionierung des Tapepaks (13) in Bezug auf den Stempel (3) mittels des Einsatzes von Zentrierstiften (12) und zugehörigen Zentrierbohrungen (19), einer zweiten genauen Positionierung des Tapepaks (13) nach dem Ausscheiden durch selbstgängiges Einklemmen mittels der Anschlußbeine in die Schneidplatte (18), eine dritte genaue Positionierung des Tapepaks (13) auf dem Biege-Übergabeeinsatz (2) durch die Verwendung desselben als untere Biegematrize, wobei das Tapepak (13) nach einem zugehörigen Biegevorgang mit dem bewegbaren Biege-Übergabeeinsatz (2) von der Bearbeitungsposition (8) zur Übergabeposition (7) verschiebbar ist.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, die Positionierung des Biege-Übergabeeinsatzes (2) bezogen auf das Ausschneidwerkzeug (4) mittels des Einsatzes von mindestens einem gefederten Zentrierstift (11) und mindestens einer zuge­ hörigen Zentrierbohrung (14).

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, die wiederholgenaue Positionierung des Biege-Übergabeeinsatzes (2) an der Übergabeposition (7) mittels des Einsatzes mindestens eines Zentrierstiftes (10) und mindestens einer zu­ gehörigen Zentrierbohrung (15).

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, eine derartige gegenseitige Positionierung des Ausschneidwer­ zeuges (4) und einer Zuführeinheit (5), das nach einem ersten Arbeitstakt des Schiebers (1) der Biegeübergabeeinsatz (2) an der Übergabeposition (7) positioniert ist und eine Aufnahme­ öffnung (20) innerhalb des Schiebers (1) mit einem darin be­ findlichen Tapepak (13) an der Bearbeitungsposition (8) posi­ tioniert ist und nach einem zweiten Arbeitstakt des Schiebers (1) der Biegeübergabeinsatz (2) an der Bearbeitungsposition (8) positioniert ist und die Aufnahmeöffnung (20) an einer Zuführ­ position (9) positioniert ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch, die Entfernung eines zum Tapepak (13) gehörenden Rahmens nach dem Ausschneidevorgang aus der Aufnahmeöffnung (20) des Schie­ bers (1) durch ein Öffnen des Schiebers während des zweiten Arbeitstaktes auf dem Weg von der Bearbeitungsposition (8) zu der Zuführposition (9).