DE3904863A1 - Flachbett-siebdruckmaschine zum bedrucken von elektrischen leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachbett-Siebdruckmaschine zum Bedrucken von elektrischen Leiterplatten, die mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen und mit zwei Druckbildern zu bedrucken sind, bei der das erste Druckbild die nach dem Ätzen der nicht bedruckten Teile verbleibenden elektrischen Leiterbahnen bestimmt und das zweite Druckbild auf dem ersten Druckbild die mit Lötzinn zu versehenden Bereiche der Leiterbahnen freiläßt, bei der der die Leiterplatten aufnehmende Drucktisch unter einer Druckvorrichtung verfahrbar ist.

Derartige Flachbett-Siebdruckmaschinen sind bekannt. Dabei werden die Leiterbahnen auf den Drucktisch in dessen Aufnahmeposition manuell oder mittels einer geeigneten Transfereinrichtung aufgelegt und dieser dann zum Bedrucken unter die Druckvorrichtung zum Bedrucken verfahren. Im ersten Druckvorgang wird die Leiterplatte mit Abdecklack entsprechend dem ersten Druckbild bedruckt. Die durch dieses erste Druckbild nicht abgedeckten Partien der Leiterplatte werden in einem anschließenden Ätzbad entfernt. Danach wird die Schicht Abdecklack, etwa durch Abbürsten, entfernt. Entsprechend dem ersten Druckbild bleiben Leiterbahnen stehen. Diese müssen in einem zweiten Druckvorgang teilweise, d.h. mit einem zweiten Druckbild, mit einer Schicht aus Lötstop-Lack abgedeckt werden, damit nach dem Bestücken - darauf folgenden - im sich anschließenden Lötbad nur die nicht mit Lötstopf-Lack bedruckten Lötkontaktstellen der Leiterbahnen verzinnt werden. Dieser zweite Druckvorgang erfordert eine hohe Präzision bei der Ausrichtung der Leiterplatte in der Flachbett-Siebdruckmaschine, damit das erste und das zweite Druckbild in ihrer Lage exakt aufeinander ausgerichtet sind. Bei einer Fehllage des zweiten Druckbildes ist es sonst möglich, daß z.B. im Lötbad zwei benachbart liegende Kontaktbahnen kurzgeschlossen werden. Es ist deshalb unbedingt erforderlich, bei dem erneuten Einlegen der Leiterplatte in die Flachbett-Siebdruckmaschine nach dem Abbürsten des Abdecklackes das erste und das zweite Druckbild innerhalb von Bruchteilen eines Millimeters aufeinander auszurichten. Bei den bekannten Maschinen erfolgt diese Justage der Leiterplatte mit Hilfe von am Drucktisch verschiebbaren Registrierstiften, die durch an der Leiterplatte vorhandene Bohrungen gesteckt und dann manuell in am Drucktisch angebrachten Anlegenuten solange verschoben werden, bis ein entsprechender Abgleich der Leiterplatte erreicht ist. Dann wird der Drucktisch samt der Leiterplatte unter eine aus einem Drucksieb und einem Rakelwerk bestehende Druckvorrichtung verfahren und es erfolgt der zweite Druckvorgang.

Zu ergänzen ist, daß die Leiterplatte schon zum ersten Druck in eine kontrollierte Position gebracht wird. Dabei werden Marken, z.B. Bohrungen, zur Justierung eingesetzt.

Die beschriebene aufwendige manuelle Ausrichtung der Leiterplatte nach dem Einlegen in die Siebdruckmaschine zum Bedrucken mit dem zweiten Druckbild erlaubt es nicht, den oben beschriebenen Ausrichtvorgang für jede einzelne Leiterplatte einer Serie durchzuführen. Bei der Bearbeitung von Leiterplatten einer Serie werden die aus der Justierung der ersten Leiterplatte gewonnenen Voreinstellungen auch für alle weiteren Leiterplatten verwendet. Das Fehlen einer individuellen Ausrichtung jeder einzelnen Leiterplatte innerhalb der Serie hat den Nachteil, daß Verformungen einzelner Leiterplatten, die zwischen den beiden Druckvorgängen - bei der Handhabung im Ätzbad, beim Abbürsten o.dgl. -, sowie Positionierungsfehler des vorangehenden Zubringervorganges und Toleranzen beim Einlegen der Leiterplatten nicht ausgeglichen werden. Daraus ergibt sich eine hohe Fehlerrate beim zweiten Druckvorgang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flachbett-Siebdruckmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß beim erneuten Einlegen der Leiterplatte zum Bedrucken mit dem zweiten Druckbild ein exakter und individueller (d.h. für einzelne Leiterplatten erneut erfolgender) Abgleich der Lage der Leiterplatte in der Art erfolgen kann, daß eine exakte Übereinstimmung des zweiten Druckbilds mit dem ersten Druckbild gegeben ist. Dieser Abgleich soll automatisch und schnell erfolgen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Drucktisch durch eine die Leiterplatte aufnehmende Drucktischplatte gebildet wird, die auf einem unter die Druckvorrichtung verfahrbaren Fahrschemel durch Schrittmotoren verstellbar ist, daß ferner eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die elektronische Kameras aufweist, die nach Auflegen einer Leiterplatte auf die Drucktischplatte zum Aufbringen des zweiten Druckbildes die IST-Lage von Referenzmarken auf den Leiterplatten erfassen, daß die Steuereinrichtung die IST-Lage der Referenzmarken mit einer zuvor erfaßten und gespeicherten SOLL-Lage vergleicht, in der beide Druckbilder aufeinander ausgerichtet sind, daß die Steuereinrichtung aus dem Vergleich ein Steuersignal ableitet, das Schrittmotoren ansteuert, die die Drucktischplatte auf dem Fahrschemel bis zur Übereinstimmung von IST-Lage der Referenzmarken auf der Leiterplatte mit der zuvor erfaßten SOLL-Lage steuern.

Die erfindungsgemäße Steuerung sieht also eine Steuereinrichtung vor, die durch ein mechanisches Abgleichsystem in Verbindung mit einer optoelektronischen Erfassung von Referenzmarken auf der Leiterplatte gebildet wird. Die Steuereinrichtung umfaßt eine Auswertung der Lage der Referenzmarken in Bezug auf eine SOLL-Lage, die vorher erfaßt und gespeichert wurde, sowie die Ableitung von Verstellsignalen für die Schrittmotoren, durch die die Drucktischplatte auf dem Fahrschemel so verstellt wird, daß die Leiterplatte sich in der gewünschten Lage befindet, in der beim zweiten Druckvorgang gewährleistet ist, daß die Lage des zweiten Druckbildes exakt auf die Lage des ersten Druckbildes ausgerichtet ist. Das System ermöglicht also eine besonders rasche automatische Einstellung des Drucktisches mit dem Ergebnis, daß eine hohe Taktfolge des Druckvorganges bei großer Präzision der Ausrichtung der Leiterplatten gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bewirken ferner, daß die Ausschußrate einer Leiterplattenserie drastisch reduziert wird, wodurch ein besonders rationeller und wirtschaftlicher Einsatz der Flachbett-Siebdruckmaschine ermöglicht wird. Die rechnergesteuerte Überwachung des Druckvorganges erlaubt eine vollautomatische Arbeitsweise.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus der Richtung II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel aus der Richtung III-III der Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Drucktisch der Flachbett-Siebdruckmaschine aus der Richtung IV-IV der Fig. 2, wobei die Drucktischplatte durchsichtig dargestellt ist,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Drucktisch der Flachbett-Siebdruckmaschine entlang der Linie V-V der Fig. 4,

Fig. 6 ein Blockschaltbild des optischen Kontrollsystems.

Die Flachbett-Siebdruckmaschine weist einen Drucktisch 1 und eine Druckvorrichtung 2 auf. Die Druckvorrichtung 2 besteht aus einem in Führungsholmen 4 geführten Rakelwerk 3 und einer (nicht gezeigten) Druckfolie (Drucksieb). Die Höhen- und Absprungregulierung des Rakelwerks 3 wird durch ein Handrad 6 durchgeführt. Der Drucktisch 1 besteht aus einer Drucktischplatte 23 und einem Fahrschemel 24. Auf der Drucktischplatte 23 ist ein Maskenblech 21 angeordnet, welches eine Leiterplatte 20 aufnimmt. Der Drucktisch 1 wird über Kugelhülsenführungen 7 des Fahrschemels 24 und am Rahmen 9 der Flachbett-Siebdruckmaschine angebrachte Rundwellen 8 von einem Tischantrieb 5 aus seiner Aufnahmeposition 22 in seine Druckposition 22′ unter die Druckvorrichtung 2 gefahren. An zwei seitlichen am Rahmen 9 angeordneten Trägerplatten 10 ist je ein Galgen 11 a und 11 b vorgesehen. Jeder der Galgen 11 a und 11 b weist je einen Ausleger 12 a und 12 b auf, welcher um die Achse 14 schwenkbar sowie in der Richtung 15 horizontal verschiebbar ist. An den Enden der Ausleger 12 a und 12 b ist je eine elektronische Kamera 13 a und 13 b schwenkbar angebracht. Dies ermöglicht es besonders einfach, die Kameras 13 a und 13 b über beliebigen Teilbereichen des Drucktisches 1 zu positionieren und dann durch Feststellen der Stellhebel 16 a bis 16 d zu fixieren. An der Leiterplatte 20 sind zwei Referenzmarken 41 und 51 angebracht. Die beiden Kameras 13 a und 13 b werden - wie später noch eingehend erläutert wird - derart über dem Drucktisch 1 positioniert, daß jeweils eine der Referenzmarken 41 und 51 in einem durch das Sucherfeld der Kamera 13 a oder 13 b auf der Leiterplatte 20 definierten Ausschnitt 41′ oder 51′ liegt. Anstelle eines Galgens kann auch ein Portal oder eine Traverse verwendet werden.

Der Aufbau und die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Flachbett-Siebdruckmaschine wird anhand eines typischen Arbeitsablaufes beschrieben: Eine Leiterplatte 20 wird aus einem Magaziniergerät (nicht gezeigt) entnommen, manuell oder mittels einer Transporteinrichtung (nicht gezeigt), z.B. Vakuumgreifern, in ein am Drucktisch 1 befestigtes Maskenblech 21 eingesetzt. Bei diesem Vorgang befindet sich der Drucktisch 1 in seiner Aufnahmeposition 22, die in Fig. 3 strichpunktiert eingezeichnet ist. Das Arretieren der Leiterplatte 20 am Drucktisch 1 erfolgt in einer dem Fachmann bekannten Art und Weise durch eine Vakuumsaugeinrichtung (nicht gezeigt), welche die Leiterplatte 20 durch Unterdruck am Drucktisch 1 fixiert. Dies bewirkt eine gute Planlage der Leiterplatte 20 auf der Drucktischplatte 23, so daß auch leicht verformte Leiterplatten eben aufliegen. Das Maskenblech 21 erlaubt es, die Leiterplatte 20 am Drucktisch 1 besonders einfach vorzupositionieren. Dabei treten Ablagefehler bis zu 1 mm auf. Die hohen Anforderungen beim Flachbett-Siebdruck und insbesondere bei Druck elektronischer Schaltungen erfordern es nun, die Leiterplatte bis auf Toleranzen kleiner als 0,01 mm zu positionieren. Zu diesem Zweck ist nun vorgesehen, daß die Drucktischplatte 23 des Drucktisches 1 samt der auf ihr arretierten Leiterplatte 20 bewegt wird und nicht - wie bei bekannten Geräten - die Leiterplatte 20 auf der Drucktischplatte 23 des Drucktisches 1 hin- und herverschoben wird. Die Drucktischplatte 23 ist auf dem Fahrschemel 24 des Drucktisches 1 auf Kugellagern 31 (siehe Fig. 4) freischwimmend gelagert, so daß sie besonders leicht durch drei Schrittmotoren 25 a, 25 b und 25 c bewegt werden kann. Die Schrittmotoren 25 a, 25 b und 25 c können, wie in den Fig. 1 bis 3 gezeigt, am Außenrand des Drucktisches 1 angebracht sein. Es ist aber auch möglich, diese Schrittmotoren 25 a bis 25 c unter dem Drucktisch 1 zu befestigen, so daß sie direkt an drei Verschiebeschlitten 26 a, 26 b und 26 c angreifen. Diese zweite Alternative ist nun in der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispiel verwirklicht. Die Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf den Drucktisch 1, wobei die Leiterplatte 20, das Maskenblech 21 und die Drucktischplatte 23 transparent dargestellt werden. Die drei Schrittmotoren 25 a bis 25 c und die Verschiebeschlitten 26 a bis 26 c sind an einem sich quer zur Fahrrichtung 28 des Drucktisches 1 erstreckenden, am Fahrschemel 24 befestigten Träger 29 angebracht. Die Bewegungsrichtungen der Verschiebeschlitten 26 a bis 26 c sind z.B. so festgelegt, daß der Verschiebeschlitten 26 a und der Verschiebeschlitten 26 c in der Richtung 28 verschiebbar und der Verschiebeschlitten 26 b in einer Richtung 28′ normal zur Bewegungsrichtung 28 beweglich ist. Es ist aber durchaus möglich, die Bewegungsrichtung eines jeden der Verschiebeschlitten 26 a bis 26 c anders festzulegen. Jeder der Verschiebeschlitten 26 a, 26 b und 26 c trägt je einen Ausgleichsschlitten 30 a, 30 b und 30 c, dessen Verschiebungsrichtung jeweils zu der Bewegungsrichtung des Verschiebeschlittens 26 a bis 26 c orthogonal ist. Die Ausgleichsschlitten 30 a bis 30 c dienen dazu, die bei der Verstellung der Drucktischplatte 23 entstehenden Winkelfehler auszugleichen. An jedem der Ausgleichsschlitten 30 a bis 30 c ist je ein Mitnahmezapfen 32 a bis 32 c angebracht. Dieser greift in eine zugeordnete, an der Unterseite der Drucktischplatte 23 des Drucktisches 1 befindliche Ausnehmungen (nicht gezeigt) ein und übertragen derart die Bewegungen der Verschiebeschlitten 26 a bis 26 c auf die Drucktischplatte 23. Die durch die Verschiebeschlitten 26 a bis 26 c und den Schrittmotoren 25 a bis 25 c gebildete Abgleichvorrichtung erlaubt es in besonders einfacher Art und Weise, die auf den Kugellagern 31 gelagerte Drucktischplatte 23 des Drucktisches 1 leicht und besonders präzise zu verstellen. Bei der Verschiebung des Drucktisches 1 aus seiner Normalposition in die korrigierte Position 1′, die in Fig. 4 strichliert dargestellt ist, kann eine mechanische Auflösung von besser als einem Tausendstel mm erreicht werden.

Der Abgleichvorgang bei der Positionierung einer Leiterplatte 20 wird anhand der Fig. 6 beschrieben. Ferner wird dazu auf die Fig. 3 verwiesen. Der Drucktisch 1 befindet sich in seiner Aufnahmestellung 22 (Drucktisch 1 strichpunktiert eingezeichnet), die Leiterplatte 20 liegt plan, durch Unterdruck fixiert auf der Drucktischplatte 23 des Drucktisches 1 auf. Über die Drucktischplatte 23 und über die auf ihr fixierten Leiterplatte 20 wird nun eine Druckfolie gespannt, die am Fahrschemel 24 des Drucktisches 1 unverrückbar befestigt wird. Der Drucktisch 1 mit Leiterplatte LQ und Druckfolie wird nun vom Tischantrieb 5 in seine Druckposition 22′ unter die Druckvorrichtung 2 verfahren. Auf die Druckfolie wird das zweite Druckbild aufgetragen. Der Drucktisch 1 wird dann wieder zusammen mit Leiterplatte 20 und Druckfolie in seine Aufnahmeposition 22 zurückbewegt. Die Drucktischplatte 23 wird nun mittels der in dieser "Lernphase" vom Bedienungspersonal manuell gesteuerten Schrittmotoren 25 a bis 25 c solange unter der Druckfolie verstellt, bis das zweite Druckbild innerhalb vorgegebener Toleranzen über dem ersten Druckbild liegt. Dann wird die Druckfolie entfernt. Die Kamera 13 a wird nun dermaßen über der Drucktischplatte 23 positioniert, daß im Zentrum ihres Sucherfeldes eine vorgewählte, an der Leiterplatte 20 vorhandene Referenzmarke 41 liegt. Diese Referenzmarke 41 kann eine auf der Leiterplatte vorgesehene Bohrung oder eine extra aufgetragene Markierung sein. Es ist aber auch möglich, daß auf bestimmte Details des ersten Druckbildes eingestellt wird. Um das Positionieren der Kamera 13 a zu erleichtern, weist das Sucherfeld ein Fadenkreuz auf. Der vom Sucher der Kamera 13 a erfaßte Ausschnitt 41′ auf der Leiterplatte 20 ist so festgelegt, daß die Referenzmarke 41 unter Berücksichtigung von Verformungen, Fertigungstoleranzen und der durch den externen Beschickungsvorgang hervorgerufenen Ablagefehler immer von der Kamera 13 a erfaßt wird. Diese Abweichungen liegen bei einer Flachbett-Siebdruckmaschine im allgemeinen innerhalb weniger Millimeter, so daß z.B. ein Ausschnitt 41′ von 8×8 mm für den beschriebenen Anwendungsfall ausreichend groß ist. Die Größe des Ausschnittes 41 bestimmt entscheidend die erreichbare Präzision des Abgleichvorganges. Zur räumlichen Auflösung des Ausschnittes 41′ auf der Leiterplatte 20 steht nur eine begrenzte, von der Leistungsfähigkeit der elektronischen Kamera 13 a bestimmte Anzahl von Bildpunkten zur Verfügung. Der abgetastete Ausschnitt 41′ wird in ein Raster von Bildpunkten zerlegt. Dessen einzelne Bestandteile und damit die erzielbare Auflösung sind um so gröber, je größer die räumliche Ausdehnung des Ausschnittes 41′ ist. Die Ausrichtung der Kamera 13 a auf einen flächenmäßig kleinen Ausschnitt 41′ bewirkt somit eine hohe räumliche Auflösung und damit eine hohe Präzision des Abgleichvorgangs. Das von der Kamera 13 a gelieferte Bild wird über eine Leitung 42 a zum Bildverarbeitungssystem 43 geführt. Derartige Bildverarbeitungssysteme sind an sich bekannt, so daß eine detaillierte Beschreibung im vorliegenden Zusammenhang nicht erforderlich ist. Das Bildverarbeitungssystem 43 löst das Kamerabild Bildpunkt für Bildpunkt - pixelweise - auf und ordnet jedem Bildpunkt einen Grauwert zu. Dazu kann das Bildverarbeitungssystem 43 bis zu 64 verschiedene Grauwerte unterscheiden. Das digital arbeitende Bildverarbeitungssystem 43 besitzt gegenüber analogen Verfahren den Vorteil, daß evtl. auftretende, z.B. von der Umgebung bewirkte Störeinflüsse leicht unterdrückt werden können. Die derart aufgelöste Bildinformation wird sequentiell über eine weitere Leitung 44 zu einer Steuer- und Recheneinheit 45 transferiert und in deren Speicher eingeschrieben. Die zweite Kamera 13 b wird nun derart eingerichtet, daß die Referenzmarke 51 im Mittelpunkt eines durch das Sucherfeld der Kamera 13 b auf der Leiterplatte 20 festgelegten Ausschnittes 51′ liegt. Die von der Kamera 13 b gelieferte Bildinformation wird ebenfalls über eine weitere Leitung 42 b zum Bildverarbeitungssystem 43 geleitet, analog zu dem von der Kamera 13 a gelieferten Bild verarbeitet und ebenfalls im Speicher der Steuer- und Recheneinheit 45 abgelegt. Die beiden gespeicherten Bilder stellen Referenzeinstellungen für den Abgleich der weiteren Leiterplatten 20 einer Produktionsserie dar. Die freie Beweglichkeit der Kameras 13 a und 13 b über der Druckplatte 23 des Drucktisches 1 erlaubt es, beliebige Ausschnitte 41′ und 51′ der Leiterplatte 20 zur Bildung der Referenzwerte heranzuziehen. Die bildpunktweise Auflösung der von den Kameras 13 a und 13 b gelieferten Bildern bewirkt eine hohe Präzision des Abgleichvorganges. Nachdem die Referenzwerte in der Steuer- und Recheneinheit 45 aufgenommen wurden, wird der Drucktisch 1 samt der auf ihm fixierten Leiterplatte 20 vom Tischantrieb 5 in seine Druckposition 22′ unter die Druckvorrichtung 2 verfahren und die Leiterplatte 20 wird mit dem zweiten Druckbild versehen. Nach Beendigung des Druckvorganges wird die Leiterplatte 20 durch bekannte Entnahmesysteme der Flachbett-Siebdruckmaschine entnommen und z.B. in einem Magazin gelagert.

Jede folgende Leiterplatte 20 einer Produktionsserie wird nun wie folgt behandelt: Eine Leiterplatte 20 wird aus einem Magazin zum Drucktisch 1, der sich in Aufnahmestellung 22 befindet, transportiert und auf diesen durch Unterdruck fixiert. Dann tastet die Kamera 13 a den Ausschnitt 41′ ab. Das von der Kamera 13 a gelieferte Bild wird wie oben beschrieben verarbeitet und die daraus gewonnene Information gelangt zur Steuer- und Recheneinheit 45. Diese vergleicht nun das von der Kamera 13 a gelieferte Bild pixelweise mit der abgespeicherten Referenzeinstellung und berechnet aus der festgestellten Abweichung der Referenzmarke 41 von der Referenzeinstellung die nötige Verschiebung der Drucktischplatte 23 des Drucktisches 1. Dabei ist vorgesehen, daß beim Vergleich der beiden Bilder extern eingebbare Paramter wie z.B. ein Kontrastfaktor oder ein Formfaktor berücksichtigt werden.

Die aus dem Vergleich des Ist-Zustandes mit der Referenzeinstellung gewonnene Korrekturwerte gelangen über eine Leitung 46 zu einer Schrittmotorsteuerung 47, welche die Korrekturwerte in Bewegungsschritte der Schrittmotoren 25 a bis 25 c umrechnet. Die entsprechenden Steuerbefehle werden über die Leitungen 48 a bis 48 c an die Schrittmotoren 25 a bis 25 c weitergeleitet, die ihrerseits die Verschiebeschlitten 26 a bis 26 c entsprechend bewegen. Die Durchführung dieses ersten Justierungsschrittes bewirkt, daß die Abweichung der Referenzmarke 41 von ihrer Soll-Lage deutlich verringert wird oder bereits innerhalb der gerade noch erlaubten Toleranzen liegt. Um nun die Lage der Leiterplatte 20 weiter dem gewünschten Soll-Zustand anzunähern, wird auf die Kamera 13 b umgeschaltet. Der von ihr erfaßte Ausschnitt 51′ auf der Leiterplatte 20 wird wie oben beschrieben verarbeitet und in der Steuer- und Recheneinheit 45 mit der entsprechenden Referenzeinstellung verglichen. Aus der Ist-Lage der Referenzmarke 51 werden, wie bereits ausgeführt, die entsprechenden Schrittzahlen der einzelnen Schrittmotoren 25 a bis 25 c abgeleitet. Nach der Ausführung der Schlittenbewegungen wird wieder auf die Kamera 13 a umgeschaltet. Die Lage der Referenzmarke 41 hat sich in Folge des von der Kamera 13 b bewirkten Justiervorganges leicht verändert. Um diese Veränderung zu minimieren, ist vorgesehen, daß die Ansteuerung der einzelnen Schrittmotoren 25 a bis 25 c derart festgelegt wird, daß immer nur zwei der drei Schrittmotoren 25 a bis 25 c gleichzeitig zum Einsatz kommen. Dies bewirkt, daß der Mitnahmezapfen des nicht bewegten Verschiebeschlittens als fester Drehpunkt für die Bewegung der Drucktischplatte 23 des Drucktisches 1 dient. Wird z.B. die Referenzmarke 51 durch die Bewegung der Verschiebeschlitten 26 b und 26 c ihrer Soll-Position angenähert, dreht sich die Drucktischplatte 23 des Drucktisches 1 um den Mitnahmezapfen 30 a. Die Lage der Referenzmarke 41 wird dabei nur wenig verändert. Es ist aber auch möglich, den Abgleich der Leiterplatte 20 durch gleichzeitigen Einsatz aller drei Schrittmotoren 25 a bis 25 c durchzuführen.

Es erfolgt dann ein erneuter Abgleich mit der Kamera 13 a. Dem schließt sich wieder ein erneuter Justiervorgang mit Hilfe der Kamera 13 b an. Dieses Verfahren wird iterativ solange fortgesetzt, bis sowohl die von der Kamera 13 a festgestellten Abweichungen als auch die von der Kamera 13 b festgestellten Abweichungen innerhalb vorgegebener Toleranzgrenzen liegen. Ist dieser Zustand erreicht, so wird der Drucktisch 1 samt der auf ihm fixierten Leiterplatte 20 in seine Druckstellung 22′ verfahren.

Das aus den elektronischen Kameras 13 a und 13 b, dem Bildverarbeitungssystem 43, der Steuer- und Recheneinheit 45, und gebildete optoelektronische Steuer- und Kontrollsystem erlaubt in Verbindung mit der Schrittmotorsteuerung 47 und der die Schrittmotoren 25 a bis 25 c und die Verschiebeschlitten 26 a bis 26 c enthaltende Abgleichvorrichtung in besonders einfacher Art und Weise eine genaue Feststellung der Fehllage jeder einzelnen Leiterplatte 20 einer Serie gegenüber einer voreinstellbaren und voreingestellten Sollposition und eine besonders rasche und präzise entsprechende Ausrichtung. Die Verwendung eines optischen Systems zur Lagekontrolle jeder Leiterplatte 20 einer Produktionsserie ermöglicht die berührungslose Kontrolle der Referenzmarken 41 und 51 und eine schonende Behandlung der Leiterplatten 20. Der Einsatz elektronischer Kameras 13 a und 13 b bringt eine große Flexibilität bei der Auswahl der Referenzmarken 41 und 51, da auf vorhandene Bohrungen oder Kanten, auf aufgetragene Passermarken oder auf Details des ersten Druckbildes eingestellt werden kann. Die alternierende Verwendung der elektronischen Kameras 13 a und 13 b bewirkt eine rapide Konvergenz des iterativen Abgleichvorganges. Der Einsatz einer Steuer- und Recheneinheit 45 erlaubt es ferner, die Abweichungen der Referenzmarken von ihrer Soll-Lage gewichtet zu bewerten. Das Kontrollsystem besitzt aufgrund seiner digitalen Bildverarbeitung gegenüber analogen Systemen den Vorteil, daß aus der von einer Kamera 13 a oder 13 b gelieferten Bildinformation und der gespeicherten Referenzeinstellung direkt ein der Abweichung der Leiterplatte 20 proportionales Korrektursignal gewonnen werden kann.

Zur Überwachung des zweiten Druckvorganges kann vorgesehen sein, daß zwei weitere Kameras (nicht gezeigt) über der Drucktischplatte 23 des Drucktisches 1 montiert werden. Diese Kameras dienen dazu, die Lage des zweiten Druckbildes über dem ersten Druckbild zu kontrollieren. Aus einer einwandfrei mit dem ersten und dem zweiten Druckbild versehenen Leiterplatte 20 werden wieder zwei Referenzeinstellung gewonnen, die die Soll-Lage des zweiten Druckbildes über dem ersten Druckbild repräsentieren. Die Funktionsweise dieser Überwachung ist dem Fachmann aufgrund der oben gemachten Ausführungen leicht ersichtlich und wird deshalb nicht weiters beschrieben. Der Einsatz zweier weiterer Kameras bewirkt es besonders einfach, die Druckqualität ständig zu überwachen. Dadurch können eventuell auftretende Abweichungen sofort festgestellt und korrigiert werden.

Die Erfindung ist selbstverständlich auch anwendbar, wenn z.B. bei sog. "Multilagen", mehr als zwei Drucke erfolgen, wenn z.B. die Rückseite mit Bestückungssymbolen bedruckt wird.

Claims (8)

1. Flachbett-Siebdruckmaschine zum Bedrucken von elektrischen Leiterplatten, die mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen und mit zwei Druckbildern zu bedrucken sind, derart, daß das erste Druckbild die nach dem Ätzen der nicht bedruckten Teile verbleibenden elektrischen Leiterbahnen bestimmt und das zweite Druckbild auf dem ersten Druckbild die mit Lötzinn zu versehenden Bereiche der Leiterbahnen freiläßt, bei der der die Leiterplatten (20) aufnehmende Drucktisch (1) unter einer Druckvorrichtung (2) verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucktisch (1) durch eine die Leiterplatte (20) aufnehmende Drucktischplatte (23) gebildet wird, die auf einem unter die Druckvorrichtung (2) verfahrbaren Fahrschemel (24) durch Schrittmotoren (25 a, 25 b, 25 c) verstellbar ist, daß ferner eine Steuereinrichtung (43, 45, 47) vorgesehen ist, die elektronische Kameras (13 a, 13 b) aufweist, die nach Auflegen einer Leiterplatte (20) auf die Drucktischplatte (23) zum Aufbringen des zweiten Druckbildes die IST-Lage von Referenzmarken (41, 51) auf den Leiterplatten (20) erfassen, daß die Steuereinrichtung (43, 45, 47) die IST-Lage der Referenzmarken (41, 51) mit einer zuvor erfaßten und gespeicherten SOLL-Lage vergleicht, in der beide Druckbilder aufeinander ausgerichtet sind, daß die Steuereinrichtung aus dem Vergleich ein Steuersignal ableitet, das Schrittmotoren (25 a, 25 b, 25 c) ansteuert, die die Drucktischplatte (23) auf dem Fahrschemel (24) bis zur Übereinstimmung von IST-Lage der Referenzmarken (41, 51) auf der Leiterplatte (20) mit der zuvor erfaßten SOLL-Lage steuert.

2. Flachbett-Siebdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Kameras (13 a, 13 b) erfaßte Ausschnitt (41′, 51′) auf der Leiterplatte (20) soviel größer als die zu erfassende Referenzmarke (41, 51) ist, daß die Referenzmarke unter Berücksichtigung von Verformungen, Fertigungstoleranzen und durch den Beschickungsvorgang hervorgerufener Ablagefehler bereits vor der Verstellung der Schrittmotoren durch die Steuervorrichtung (43, 45, 47) stets innerhalb des Ausschnittes liegt.

3. Flachbett-Siebdruckmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucktischplatte (23) auf dem Fahrschemel (24) frei schwimmend gelagert (31) ist und die Verstellung durch drei im wesentlichen entlang einer sich senkrecht zu der Verfahrrichtung (28) erstreckenden Richtung (28′) angeordnete und verdrehbar in der Drucktischplatte (23) eingreifende auf Ausgleichsschlitten (25 a, 25 b, 25 c) angeordnete Mitnehmerzapfen (32 a, 32 b, 32 c) erfolgt, und daß die Ausgleichsschlitten durch die Schrittmotoren (25 a, 25 b, 25 c) verstellbar sind, daß ferner die an den äußeren Ausgleichsschlitten (30 a, 30 c) angreifenden Schrittmotoren (25 a, 25 c) die ihnen zugeordneten Ausgleichsschlitten (30 a, 30 c) im wesentlichen parallel zu der Verfahrrichtung (28) verschieben und der mittlere Schrittmotor (25 b) den ihm zugeordneten Ausgleichsschlitten (30 b) quer (28′) zu der Verfahrrichtung (28) des Druckschemels (24) verschiebt, und daß die Schrittmotoren wahlweise ansteuerbar sind derart, daß bei Ansteuerung eines äußeren Schrittmotors (25 a, 25 c) und Festsetzen des anderen äußeren Schrittmotors eine Drehung der Drucktischplatte (23) um den einen der äußeren Mitnehmerzapfen (30 a, 30 c) erfolgt.

4. Flachbett-Siebdruckmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung der Drucktischplatte (23) durch den mittleren Schrittmotor (25 b) quer (28′) zur Verfahrrichtung (28) des Fahrschemels (24) erfolgt.

5. Flachbett-Siebdruckmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgleich zwischen IST- und SOLL-Lage der Drucktischplatte (23) durch Erfassen der Abweichung zwischen IST- und SOLL-Lage einer Referenzmarke (z.B. 41) mittels einer Kamera (z.B. 13 b) und Abgleich durch Betätigung des einen zugeordneten äußeren Schrittmotors (25 c) und des mittleren Schrittmotors (25 b) bei Feststellen des anderen äußeren Schrittmotors (25 a) und danach durch Erfassen der Abweichung von SOLL- und IST-Lage mittels der anderen Kamera (z.B. 13 b) und Abgleich durch Betätigung zumindest des anderen äußeren Schrittmotors (25 a) bei Feststellen des erstgenannten äußeren Schrittmotors (25 c), sowie danach durch abwechselnde Wiederholung dieser Schritte solange erfolgt, bis der Abgleich gegeben ist.

6. Flachbett-Siebdruckmaschine nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronischen Kameras (13 a, 13 b) an Auslegern (12 a, 12 b) von Galgen (11 a, 11 b) schwenkbar und feststellbar befestigt sind, wobei jeder Ausleger (12 a, 12 b) um eine Achse (14) des Galgens (11 a, 11 b) drehbar und in einer Richtung (15) verschiebbar ist.

7. Flachbett-Siebdruckmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines Galgens (11 a, 11 b) ein Portal oder eine Traverse verwendet wird.

8. Flachbett-Siebdruckmaschine nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der elektronischen Kamera (13 a, 13 b) gelieferte Bildinformation vom Bildverarbeitungssystem (43) in Bildpunkte zerlegt wird, und daß jedem Bidlpunkt ein Grauwert zugeordnet wird, der in der Steuereinrichtung (43, 45, 47) gespeichert wird.