DE3905291A1 - Vorrichtung zum entfernen und anbringen elektronischer bauelemente von bzw. an einem substrat - Google Patents
Vorrichtung zum entfernen und anbringen elektronischer bauelemente von bzw. an einem substratInfo
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Description
Die Erfindung steht im Zusammenhang mit den folgenden
US-Patentanmeldungen und US-Patenten: USSN 9 14 921 vom
3. Oktober 1986; USSN 9 21 220 vom 21. Oktober 1986; USSN
0 78 170 vom 27. Februar 1987; USSN 0 92 469 vom 15. Juli
1987; US-PS 45 52 300; US-PS 46 05 152; US-PS 46 59 004;
US-PS 46 82 766; US-PS 47 15 640.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Entfer
nen und Anbringen oberflächenmontierbarer Bauelemente (in
Fachkreisen SMD′s genannt) an einem Substrat, beispielsweise
einer eine gedruckte Schaltung tragenden Leiterplatte.
Insbesondere beim Umbauen und Reparieren von Leiterplatten
besteht ein Problem darin, die Anschlußleiter eines ober
flächenmontierbaren Bauelements (nachfolgend als SM-Bau
element bezeichnet) bezüglich der Anschlußflächen auf einer
Platte auszurichten, wenn das SM-Bauelement beispielsweise
auf einer Leiterplatte anstelle eines fehlerhaften SM-Bau
elements angebracht werden soll, das zuvor entfernt worden
ist. Dieses Problem ergibt sich natürlich dann nicht, wenn
ein SM-Bauelement zu entfernen ist, da es bereits an der
Leiterplatte befestigt ist. Bei moderneren SM-Bauelementen
besteht die Tendenz, die Anzahl der Anschlußleiter pro Seite
zu vergrößern, wobei in der Zukunft bis zu 100 Leiter pro
Seite vorhanden sein können, deren Abstände voneinander 25
bis 50 µm betragen können. Derzeit können Abstände von 1,00
bis 1,25 mm als groß, Abstände von 0,50 bis 0,75 mm als mit
tel und Abstände von 0,25 bis 0,38 mm als fein angesehen
werden.
Zum Ausrichten der Anschlußleiter von SM-Bauelementen be
züglich Anschlußflächen auf der Leiterplatte sind Verfah
ren bekannt, die sich zum Ausrichten von SM-Bauelementen mit
den größeren Anschlußabständen eignet. Bei feineren Abstän
den sind jedoch genauere Verfahren erforderlich; solche ge
naueren Verfahren werden durch die Erfindung zur Verfügung
gestellt.
Es sind Massenproduktionsverfahren für Leiterplatten und
dergleichen bekannt, bei denen die Anschlußleiter der SM-
Bauelemente exakt auf die Anschlußflächen auf der Leiter
platte ausgerichtet werden können. Bei diesen Verfahren sind
jedoch sehr genaue, rechnergesteuerte Elemente zur Durchfüh
rung dieser Ausrichtung beteiligt, was wiederum beträchtli
che Kosten mit sich bringt. Diese Kosten sind bei der Mas
senproduktion zwar zu rechtfertigen, jedoch gilt dies nicht
für das Gebiet der Umarbeitung und der Reparatur, wo in vie
len Fällen nur ein einzelnes fehlerhaftes SM-Bauelement er
setzt werden muß. Mit Hilfe der Erfindung soll demgemäß eine
solche exakte Ausrichtung ermöglicht werden, die auch für
das Gebiet der Umarbeitung und Reparatur einsetzbar ist.
Eine weitere Überlegung im Zusammenhang mit der exakten Aus
richtung der Anschlußleiter von SM-Bauelementen in bezug auf
Leiterplatten-Anschlußflächen bezieht sich auf den speziel
len Typ des einzubauenden SM-Bauelements. Die SM-Bauelemente
können abhängig vom Typ der verwendeten Anschlußleiter in
zwei Gruppen unterteilt werden. In der ersten Gruppe können
die Leiter als relativ steif charakterisiert werden, obgleich
sie eine gewisse Flexibilität haben können. Die Träger sol
cher Anschlußleiter enthalten typischerweise (a) sogenannte
leiterlose Träger, bei denen die Leiter in Nuten an den Sei
ten der Träger angeordnet sind, wobei die Leiter sich bis
unterhalb des Trägers erstrecken, wo sie mit den Anschluß
flächen auf der Leiterplatte in Kontakt kommen, (b) mit Lei
tern versehene Träger vom J-Typ, wobei die Leiter J-förmig
sind und sich von der Trägerseite aus bis unterhalb des Trä
gers erstrecken und (c) mit flügelartigen Leitern versehene
Träger wie der sogenannte Flat-Pack-Typ, bei dem sich die
Leiter vom Träger aus nach außen erstrecken und an einem von
der Trägerseite entfernten Punkt enden, der nicht unterhalb
des Trägers liegt. Die genannten Leiterkonfigurationen, die
bei Trägern integrierter Schaltungen verwendet werden, sind
bekannt und in der oben erwähnten US-PS 46 59 004 sowie der
US-Patentanmeldung 0 92 469 genauer beschrieben.
Die zweite Gruppe der integrierten Schaltungen enthält Trä
ger mit flügelartigen Leitern; sie werden anschließend manch
mal als Flat-Pack′s bezeichnet. Bei diesen integrierten Schal
tungen sind die Anschlußleiter wesentlich weniger steif als
bei den Trägern mit J-förmigen Anschlußleitern und den lei
terlosen Trägern. Wie oben angegeben wurde, können einige
Flat-Pack′s der ersten Gruppe angehören, wenn die Anschluß
leiter genügend steif sind. Dies hängt bis zu einem gewissen
Grad von der Anzahl der Anschlußleiter pro Seite, den Abmes
sungen der Anschlußleiter und dem damit verbundenen Abstand
zwischen den Anschlußleitern ab. Dies bedeutet, daß bei der
Zunahme der Anzahl der Anschlußleiter diese in den Abmessun
gen kleiner werden und somit auch beträchtlich weniger steif
werden. Diese Abnahme der Leitergröße und des Leiterabstan
des erschweren die Ausrichtung der Anschlußleiter und der
Anschlußflächen beträchtlich. Außerdem besteht gemäß den
obigen Ausführungen eine Tendenz zu einer noch größeren An
zahl von Anschlußleitern pro Seite, so daß der Bedarf für
eine Vorrichtung zu erkennen ist, mit deren Hilfe solche
SM-Bauelemente exakt ausgerichtet werden können.
Gemäß einem Hauptaspekt der Erfindung wird eine Betrachtungs
station geschaffen, die von der Lötstation getrennt ist, an
der das SM-Bauelement an der Leiterplatte befestigt wird. An
der Betrachtungsstation ist eine im wesentlichen uneinge
schränkte Betrachtung in vertikaler Richtung (in Richtung
der Z-Achse) möglich, was entweder mit unterstütztem oder
nicht unterstütztem Auge durchgeführt werden kann (d.h. bei
spielsweise mit oder ohne Mikroskop oder Videomonitor). So
bald das SM-Bauelement mit der Leiterplatte ausgerichtet ist
und halb dauerhaft an ihr befestigt ist, kann es zur Lötsta
tion bewegt werden, an der es an der Leiterplatte festgelö
tet wird. Das Aufheizlöten wird vorzugsweise mit Hilfe einer
mit Heißluft arbeitenden Vorrichtung bewirkt, wie sie in den
oben erwähnten US-Patentschriften 46 05 152 oder 46 59 004
beschrieben ist, obgleich auch andere Lötvorrichtungen ver
wendet werden können, bei denen ein aufgeheiztes Element
direkt mit den Anschlußleitern in Kontakt gebracht wird; ein
Beispiel einer solchen Vorrichtung ist in der US-Patent
schrift 33 82 504 beschrieben. Weitere mit Heißluft arbei
tende Vorrichtungen sind in den US-Patentschriften 35 24 247,
42 95 596, 44 26 571, 44 44 559, 45 61 584 und 45 61 135 be
schrieben. Anstatt das ausgerichtete SM-Bauelement zur Löt
station zu bewegen kann auch die Lötstation zu dem ausge
richteten SM-Bauelement an der Betrachtungsstation bewegt
werden.
Wie oben erwähnt wurde, kann eine erste Gruppe integrierter
Schaltungen durch die relative Steifigkeit ihrer Anschluß
leiter charakterisiert werden. Diese Steifigkeit ist beim
Befestigen von SM-Bauelementen wie den Trägern mit J-förmi
gen Anschlußleitern an der Leiterplatte hilfreich, da nach
der erzielten Ausrichtung (wobei das SM-Bauelement in gerin
gem Abstand von einer fein bewegbaren Leiterplatte gehalten
wird) die Anschlußleiter des Trägers auf die zugehörigen
Anschlußflächen niedergedrückt werden können, wobei im we
sentlichen keine Gefahr besteht, daß die Anschlußleiter von
den Anschlußflächen abgleiten. In dieser Hinsicht sei be
merkt, daß es notwendig ist, die Anschlußleiter auf die An
schlußflächen niederzudrücken, da die Unterseiten der An
schlußleiter eines Trägers mit J-förmigen Anschlußleitern
typischerweise nicht in einer Ebene liegen. Nachdem das Nie
derdrücken auf die Anschlußflächen der Leiterplatte erfolgt
ist, kann die Lötstation in ihre Position zum Festlöten des
Trägers mit J-förmigen Anschlußleitern an der Leiterplatte
abgesenkt werden.
Wenn nur die Befestigung von zu der oben erörterten ersten
Gruppe gehörigen SM-Bauelementen beabsichtigt ist, können
gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sowohl die Aus
richtfunktion als auch die Lötfunktion an der Lötstation be
wirkt werden, an der die Ausrichtung allgemein mit größerer
Genauigkeit als mit bisher bekannten Vorrichtungen durchge
führt werden kann.
Die zweite Gruppe von SM-Bauelementen (Flat-Pack′s mit wesent
lich weniger steifen Anschlußleitern) eignen sich nicht für
ein kräftiges Niederdrücken auf die Anschlußkontakte, da sie
dazu neigen, von diesen Anschlußkontakten wegen ihrer gerin
gen Steifigkeit abzurutschen. Gemäß einem weiteren Aspekt
der Erfindung sind daher Mittel vorgesehen, mit deren Hilfe
die Anschlußleiter solcher Flat-Pack′s an der oben erwähnten
getrennten Betrachtungsstation im Anschluß an das Ausrichten
der Anschlußleiter auf die Anschlußflächen leicht posi
tioniert werden können. Vor dem Positionieren der Anschluß
leiter auf den Anschlußflächen können die Anschlußflächen
gereinigt und (falls wegen des vorausgehenden Entfernens des
fehlerhaften Bauelements notwendig) repariert, vorverzinnt
und mit einem klebrigen Flußmittel versehen werden. Wenn das
SM-Bauelement dann auf den Anschlußflächen positioniert
wird, wird es halb dauerhaft an Ort und Stelle festgehalten,
bis es an der Lötstation an der Leiterplatte festgelötet
werden kann. Diese Fähigkeit des leichten Positionierens der
zweiten Gruppe von SM-Bauelementen an der Leiterplatte am
Ort der getrennten Betrachtungsstation ist ein weiteres vor
teilhaftes Merkmal dieser getrennten Station, obwohl diese
Fähigkeit mit zusätzlicher Komplizierung auch an der Lötsta
tion vorgesehen werden kann.
Flat-Pack′s (mit weniger steifen Anschlußleitern) werden zu
nehmend beliebter, da es einfacher ist, diese Träger auf die
Leiterplatten-Anschlußflächen auszurichten, da die Anschluß
leiter nicht unterhalb des Trägers enden, wie dies bei den
Anschlußleitern der leiterlosen Träger und der Träger mit
J-förmigen Anschlußleitern der Fall ist. Die durch die Er
findung geschaffene Fähigkeit des Ausrichtens und Anbringens
von SM-Bauelementen der zweiten Gruppe durch Vorsehen einer
getrennten Betrachtungsstation für die Durchführung der Aus
richtung ist ebenfalls vorteilhaft, da sie diesem Trend zur
zunehmenden Verwendung der Flat-Pack′s entgegenkommt.
Die bisher beschriebene Ausrichtfunktion betraf das Ausrich
ten der Anschlußleiter von SM-Bauelementen auf Leiterplatten-
Anschlußflächen. Dabei sollte nicht nur diese Ausrichtfunk
tion exakt durchgeführt werden, sondern auch das Ausrichten
des SM-Bauelements bezüglich der Düse der Heizeinheit. Wie
aus den oben erwähnten US-Patentschriften 46 05 152 und
46 59 004 bekannt ist, bedeutet dies, daß während des Auf
heizlötens die Unterkante der Düse in geringem Abstand von
der Leiterplatte liegt und das SM-Bauelement vorzugsweise
koaxial innerhalb der Düse angeordnet ist, so daß jede Seite
des SM-Bauelements den gleichen Abstand von der zugehörigen
Wand der Düse hat.
Wenn die Ausrichtung des SM-Bauelements bezüglich der Lei
terplatte (im Gegensatz zur Ausrichtung bezüglich der Düse)
an der Lötstation erfolgt, wie oben erläutert wurde, wird
das Ausrichten des SM-Bauelements bezüglich der Düse vorzugs
weise so ausgeführt, wie in der oben erwähnten US-Patentan
meldung 78 170 beschrieben ist, obgleich auch andere Mittel
verwendet werden können, wie sie in der erwähnten US-Patent
schrift 47 15 640 beschrieben sind.
Bei den Ausführungen, bei denen das Ausrichten des SM-Bau
elements an der Betrachtungsstation getrennt von der Lötsta
tion erfolgt, sind gemäß der Erfindung Mittel vorgesehen,
die das Ausrichten des SM-Bauelements bezüglich der Düse be
wirken, nachdem das Ausrichten des SM-Bauelements in bezug
auf die Leiterplatte durchgeführt worden ist. Nach der Er
findung wird ein positionierbarer Arbeitstisch, der die Lei
terplatte trägt, um eine vorbestimmte horizontale Strecke
zwischen der Lötstation und der Betrachtungsstation verscho
ben, an der das SM-Bauelement bezüglich der Leiterplatte
ausgerichtet worden ist. Positionierbare Tische dieser Art
sind bekannt und in der erwähnten US-Patentschrift 46 82 766
sowie in der US-Patentanmeldung 9 14 921 beschrieben. Der
positionierbare Tisch nach der Erfindung enthält jedoch ge
wisse Verbesserungen gegenüber bisher verwendeten Tischen.
Außerdem ist die Fähigkeit des Verschiebens solcher Tische
um eine vorbestimmte Strecke von der Lötstation nicht be
kannt; sie erleichtert die Durchführung einer Anzahl von
Funktionen, die mit dem Ersetzen eines neuen SM-Bauelements
auf einer Leiterplatte verbunden sind. In den Ausführungs
formen, in denen der positionierbare Tisch zur Betrachtungs
station verschoben wird, kann die Leiterplatte im Anschluß
an das Entfernen eines fehlerhaften SM-Bauelements zu der
Betrachtungsstation verschoben werden, an der an den An
schlußkontakten oder an der Leiterplatte durch das Entfernen
des fehlerhaften SM-Bauelements hervorgerufene Beschädigun
gen repariert werden können. Die Leiterplatte kann dann für
den Einbau des neuen Bauelements durch Reinigen und Aufbrin
gen eines klebrigen Flußmittels repariert werden, das das
halb dauerhafte Befestigen des SM-Bauelements erleichtert,
nachdem es auf die Anschlußflächen der Leiterplatte ausge
richtet worden ist. An diesem Zeitpunkt können auch die An
schlußleiter des SM-Bauelements und/oder die Anschlußflächen
der Leiterplatte verzinnt werden. Das SM-Bauelement wird
dann auf die Leiterplatte ausgerichtet, wobei es sich in ge
ringem Abstand von der Leiterplatte befindet. Das SM-Bauele
ment wird dann auf den ausgerichteten Leiterplatten-Anschluß
flächen leicht ausgerichtet, damit sichergestellt wird, daß
die Anschlußleiter nicht von den Anschlußflächen abgleiten.
Das auf diese Weise positionierte SM-Bauelement wird dann
untersucht, um zu gewährleisten, daß die Ausrichtung beibe
halten worden ist. Das Betrachtungsmittel mit unterstütztem
oder auch mit nicht unterstütztem Auge kann das gleiche Be
trachtungsmittel sein, das zur Ausrichtung des SM-Bauele
ments auf der Leiterplatte benutzt wird, was normalerweise
auch der Fall ist.
Im Anschluß daran wird das ausgerichtete SM-Bauelement zur
Lötstation zurückgeführt oder die Lötstation wird zum ausge
richteten SM-Bauelement bewegt, so daß dieses nun auf die
Düse der Lötstation ausgerichtet ist. In einer Ausführungs
form muß das neue SM-Bauelement lediglich um die oben er
wähnte Strecke zu der Lötstation zurückbewegt werden, an der
sie dann exakt auf die Düse ausgerichtet wird. Dies wird
durch exaktes Ausrichten des SM-Bauelements an der Betrach
tungsstation vor der Ausrichtprozedur bewirkt, wobei das
neue SM-Bauelement an Ort und Stelle gehalten wird, während
die Position der Leiterplatte unter ihm bis zur Erzielung
der Ausrichtung eingestellt wird. Somit muß die Leiterplatte
lediglich um die vorbestimmte Strecke zur Lötstation zurück
verschoben werden, damit das Ausrichten des neuen SM-Bau
elements auf die Düse bewirkt wird.
Wenn das neue SM-Bauelement an der Betrachtungsstation vor
der Ausrichtung auf die Leiterplatte nicht genau positio
niert ist, sind gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung
Mittel vorgesehen, mit denen das ausgerichtete, halb dauer
haft befestigte SM-Bauelement erneut auf eine vorbestimmte
Position eingestellt werden kann, so daß das Verschieben der
Leiterplatte um die vorbestimmte Strecke das Ausrichten des
neuen SM-Bauelements auf die Düse zur Folge hat. Zur Festle
gung der obigen vorbestimmten Position auf der Leiterplatte
kann eine mechanische oder optische Zielmarke benutzt wer
den. Durch Verwendung einer der erwähnten Zielmarken kann
die Position der Leiterplatte in bezug auf das neu ausge
richtete SM-Bauelement so lange eingestellt werden, bis das
SM-Bauelement auf die von der Zielmarke festgelegte vorbe
stimmte Position ausgerichtet ist. Sobald sich das SM-Bau
element an der vorbestimmten Position befindet, kann die
Leiterplatte wieder um die vorbestimmte Stecke zurückver
schoben werden, wobei das SM-Bauelement dann auf die Düse
der Lötstation ausgerichtet ist. Die Düse kann dann auf das
SM-Bauelement abgesenkt werden, wobei das Aufheizlöten an
dem Lot des SM-Bauelements auf der Leiterplatte bewirkt wer
den kann. Nachdem das SM-Bauelement an der Leiterplatte
festgelötet worden ist, kann die Leiterplatte wieder zur
Betrachtungsstation für eine Abschlußuntersuchung bewegt
werden, damit gewährleistet wird, daß das SM-Bauelement sau
ber an der Leiterplatte festgelötet worden ist.
Bei den Ausführungsformen der Erfindung, bei denen die bear
beiteten SM-Bauelemente das Vorsehen einer eigenen Betrach
tungsstation zum Ausrichten des SM-Bauelements bezüglich der
Leiterplatte nicht erfordern, ist es dennoch wünschenswert,
die obige Fähigkeit zum Verschieben der Leiterplatte um eine
vorbestimmte horizontale Strecke von der Lötstation zu schaf
fen, damit dadurch viele der oben beschriebenen Funktionen
verwirklicht werden können. In dieser Hinsicht sei bemerkt,
daß die Richtung der vorbestimmten horizontalen Strecke be
züglich der Lötstation zur Seite oder nach vorne verlaufen
kann. In der anschließend beschriebenen Ausführungsform ver
läuft die Verschiebungsrichtung der Leiterplatte zur Seite
der Lötstation. In den Ausführungsformen, in denen zum Aus
richten eine eigene Betrachtungsstation nicht benötigt wird,
kann die Richtung der Verschiebung vorzugsweise zur Vorder
seite der Leiterplatte hin verlaufen.
In den zuletzt erwähnten Ausführungsformen kann das Ausrich
ten des SM-Bauelements in bezug auf die Düse mit Hilfe be
kannter, oben erörterter Mittel durchgeführt werden. Typi
scherweise enthalten diese Mittel eine innerhalb der Düse
angebrachte Positionierungsvorrichtung, so daß das SM-Bau
element von Hand in die Düse eingeschoben wird. Sobald das
SM-Bauelement in die Düse eingeschoben worden ist, kann das
Ausrichten des SM-Bauelements bezüglich der Leiterplatte
gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung bewirkt werden,
indem das eingesetzte SM-Bauelement an einem Saugrohr befe
stigt wird, das sich koaxial durch die Heizanordnung er
streckt und das unabhängig von der Heizanordnung beweglich
ist, so daß das SM-Bauelement abgesenkt und in einem be
trächtlichen Abstand von beispielsweise 3,8 cm unterhalb der
Düse gehalten werden kann, wo es dann mit Hilfe einer Be
trachtungsvorrichtung wie dem in der US-Patentanmeldung
921 220 beschriebenen Mikroskop ausgerichtet werden kann. In
der oben erwähnten US-Patentschrift 46 05 152 ist eine Heiz
anordnung beschrieben, die in vertikaler Richtung beweglich
ist und durch die sich ein Saugrohr in koaxialer Richtung
erstreckt. Außerdem ist dabei erwähnt, daß das Saugrohr zum
Positionieren eines elektronischen Bauelements an einem Sub
strat verwendet werden kann. Tatsächlich wird jedoch für die
Ausrichtfunktion eine Ausrichtplatte benutzt, die sich in
vielen Fällen als unbefriedigend herausgestellt hat. Außer
dem ist in dieser zuletzt erwähnten Patentschrift nicht
angegeben, daß das Saugrohr mit einem daran befestigten
SM-Bauelement in eine Position beträchtlich unterhalb der
Düse abgesenkt werden kann, um das Ausrichten des SM-Bau
elements bezüglich der Leiterplatte zu erleichtern; insbe
sondere findet sich keine Erwähnung von Mitteln in der zu
letzt erwähnten Patentschrift, mit denen das SM-Bauelement
an einer solchen abgesenkten Position gehalten werden kann.
In den Ausführungsformen, in denen sowohl zum Ausrichten des
SM-Bauelements bezüglich der Leiterplatte als auch zum Löten
eine einzige Station benutzt wird, ist es erwünscht, eine
eigene Betrachtungsstation zur Durchführung der folgenden
Funktionen vorzusehen. Sobald das fehlerhafte Bauelement
entfernt ist, kann die Leiterplatte in einer einzigen Bewe
gung zu einer getrennten Station bewegt werden, an der ir
gendwelche Beschädigungen, die an den Anschlußflächen oder
an der Leiterplatte aufgetreten sind, repariert werden kön
nen. Je nach Erfordernis können auch die Reinigungs- und
Verzinnungsschritte durchgeführt werden. Die Leiterplatte
kann dann wieder zur Richtstation zurückbewegt werden, an
der das Ausrichten des SM-Bauelements in bezug auf die Lei
terplatte und das anschließende Befestigen in der unten zu
beschreibenden Weise durchgeführt werden können. Sobald das
SM-Bauelement an der Leiterplatte festgelötet worden ist,
kann die Platte wieder zu der getrennten Station für eine
Abschlußuntersuchung bewegt werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Ausrich
ten des SM-Bauelements in bezug auf die Leiterplatte an der
Lötstation (im Gegensatz zu einer getrennten Betrachtungs
station) in der folgenden Weise durchgeführt werden. Zu
nächst wird das neue SM-Bauelement in die Düse eingeschoben,
damit das Ausrichten des SM-Bauelements in bezug auf die
Düse mittels einer Positionierungsvorrichtung in der Düse
gemäß den obigen Erläuterungen erfolgt. Dann wird das er
wähnte Saugrohr an dem SM-Bauelement befestigt, worauf das
Saugrohr abgesenkt und an einer Position beträchtlich unter
halb der Düse der Heizanordnung und geringfügig über der
Leiterplatte behalten wird, worauf die Position des Arbeits
tischs, der die Leiterplatte trägt, eingestellt wird, bis
eine exakte Ausrichtung der Anschlußleiter des SM-Bauele
ments in bezug auf die Anschlußkontakte der Leiterplatte
typischerweise unter Verwendung der oben erwähnten optischen
Hilfen durchgeführt ist. Sobald die Ausrichtung erfolgt ist,
wird das Saugrohr weiter abgesenkt, damit die Anschlußleiter
gegen die Anschlußflächen gedrückt werden und auf diese
Weise eine gute mechanische und schließlich auch elektrische
Verbindung zwischen allen Anschlußleitern und ihren zugehö
rigen Anschlußflächen gewährleistet wird. Die Heizanord
nung mit ihrer Düse wird dann auf die Leiterplatte abgesenkt,
so daß sich die Düse in der Lötbeziehung zum SM-Bauelement
befindet. Durch Zufuhr von Heißluft zu der Düse wird dann
das Aufheizlöten bewirkt, damit auf diese Weise das SM-Bau
element an der Leiterplatte festgelötet wird. Das Saugrohr
kann dann vom SM-Bauelement entfernt werden, und die Heiz
anordnung kann angehoben werden. Das festgelötete SM-Bauele
ment kann dann zu der getrennten Station für eine Abschluß
untersuchung bewegt werden, wie oben ausgeführt wurde.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Ausrich
ten des SM-Bauelements in bezug auf die Leiterplatte an der
getrennten Betrachtungsstation (im Gegensatz zur Lötstation)
in der folgenden Weise durchgeführt. Im Anschluß an das Ent
fernen eines fehlerhaften SM-Bauelements an der Lötstation
wird die Leiterplatte um eine vorbestimmte Strecke zu der
Betrachtungsstation als Vorbereitung auf die Ausrichtung des
neuen SM-Bauelements auf die Leiterplatte bewegt. Das neue
SM-Bauelement wird in ein schalenförmiges Teil eingesetzt,
dessen Innengestalt der Gestalt des neuen SM-Bauelements
entspricht. Das schalenförmige Teil kann lösbar an einem
Saugrohrgreifer befestigt werden, mit dem auf das Innere des
schalenförmigen Teils ein Unterdruck ausgeübt werden kann,
damit das SM-Bauelement von ihm festgehalten wird. Die An
schlußleiter des SM-Bauelements ragen über den Rand des
schalenförmigen Teils hinaus, so daß auf diese Weise eine
Ausrichtung der Anschlußleiter auf die Anschlußflächen der
Leiterplatte ermöglicht wird, indem eine im wesentlichen
ungehinderte vertikale Betrachtung aller vier Seiten des
SM-Bauelements möglich ist. In Abhängigkeit von dem jeweils
zu bearbeitenden SM-Bauelement können mit dem Saugrohrgrei
fer verschiedene schalenförmige Teile verbunden werden.
Vorzugsweise kann der Saugrohrgreifer von einer ersten Posi
tion, in der er mit der Düse der Heizanordnung an der Löt
station in einer Linie verläuft, in eine zurückgezogene
zweite Position gedreht werden, in der das neue SM-Bauele
ment entweder von Hand oder automatisch in das schalenförmi
ge Teil eingesetzt werden kann. Beim Automatikbetrieb kann
das schalenförmige Teil die SM-Bauelemente von einer Rutsche
oder dergleichen abnehmen.
Die erste Position des Saugrohrgreifers entspricht einer
ausgerichteten Position in bezug auf die Düse der Heizanord
nung, wie oben erwähnt wurde. Der Substrathalter kann von
der Lötstation zu einer Position in ziemlich genauer Aus
richtung mit der ersten Position des Saugrohrgreifers bewegt
werden. Mit dem in das schalenförmige Teil eingesetzten neu
en SM-Bauelement kann die Ausrichtung des neuen SM-Bauele
ments auf die Anschlußflächen der Leiterplatte durch Ein
stellen der Position des Arbeitstischs bis zum Erreichen der
Ausrichtung bewirkt werden. Dies wird insbesondere bei einer
sehr großen Anzahl vorhandener Anschlußleiter dadurch er
leichtert, daß eine im wesentlichen ungehinderte vertikale
Betrachtung aller vier Seiten des neuen SM-Bauelements mög
lich ist. Das Ausrichten wird bewirkt, während der Abstand
zwischen dem neuen SM-Bauelement und den Anschlußflächen
auf der Leiterplatte sehr gering ist, vorzugsweise weniger
als 1,6 mm beträgt.
Wie oben erläutert wurde, können die Anschlußflächen der
Leiterplatte vor dem Ausrichtvorgang erforderlichenfalls
gereinigt und vorverzinnt werden, während sich das Saugrohr
in seiner zurückgezogenen Position befindet. Außerdem wird
auf die Anschlußflächen an diesem Zeitpunkt ein klebriges
Flußmittel aufgebracht; solche klebrigen Flußmittel sind
bekannt und werden in den oben beschriebenen Massenproduk
tionsverfahren angewendet.
Nachdem das Ausrichten erfolgt ist, wird das neue SM-Bau
element sanft auf die Anschlußflächen der Leiterplatte auf
gesetzt, indem der ausgeübte Unterdruck entfernt wird oder
das SM-Bauelement sanft auf die Anschlußflächen der Leiter
platte abgesenkt wird.
Das Ausrichten des SM-Bauelements auf die Leiterplatte ist
nun erreicht, so daß nun das Ausrichten des SM-Bauelements
auf die Düse der Heizanordnung durchgeführt werden muß. Un
ter der Annahme, daß das SM-Bauelement richtig innerhalb des
schalenförmigen Teils zentriert worden ist, kann davon aus
gegangen werden, daß das SM-Bauelement auch richtig auf die
Lötdüse ausgerichtet ist, wenn das Substrat zur Lötstation
zurückbewegt wird, da erfindungsgemäß Mittel vorgesehen
sind, die eine exakte Bewegung des Arbeitstischs zwischen
der Lötstation und der Betrachtungsstation gewährleisten.
Das Ausrichten des SM-Bauelements innerhalb des schalenför
migen Teils kann in ausreichender Weise gewährleistet wer
den, indem innerhalb des schalenförmigen Teils eine Positio
nierungsvorrichtung angebracht wird, die der Vorrichtung
gleicht, die oben im Zusammenhang mit der Düse der Heizan
ordnung beschrieben worden ist. Wenn eine solche Positio
nierungsvorrichtung nicht verwendet wird, werden gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung zusätzliche Mittel vorgesehen,
mit denen das neue SM-Bauelement zu einer weiteren Position
bewegt wird, von der aus der Arbeitstisch dann zur Düse der
Lötstation zurückbewegt werden kann, wobei gewährleistet
ist, daß das neue SM-Bauelement auf die Düse an der Lötsta
tion ausgerichtet ist. Dazu ist auf einem vertikal verlau
fenden Abschnitt des Saugrohrs eine mechanische Zielmarke
angebracht, die eine durchsichtige Membran mit mehreren
Gitterlinien enthält, die der Gestalt verschiedener SM-Bau
elemente entsprechen, die mit der erfindungsgemäßen Vorrich
tung bearbeitet werden können. Die Zielmarke ist an dem
Saugrohr genau positioniert, so daß dann, wenn das neue SM-
Bauelement auf die seiner Form entsprechende Gitterlinie der
Zielmarke ausgerichtet ist, das SM-Bauelement auch auf die
Düse der Heizanordnung ausgerichtet ist, wenn es zur Löt
station zurückbewegt wird. Das Ausrichten des SM-Bauelements
auf die Zielmarkenlöcher wird von der Bedienungsperson ein
fach dadurch bewirkt, daß das SM-Bauelement durch die Ziel
markenlöcher betrachtet und der Arbeitstisch bis zur Erzie
lung der Ausrichtung positioniert wird. Das SM-Bauelement
kann dann zur Lötstation zurückbewegt werden. Anschließend
wird die Düse der Heizanordnung auf das SM-Bauelement abge
senkt, damit dieses in der beschriebenen Weise an der Lei
terplatte festgelötet wird. Nachdem das SM-Bauelement an der
Leiterplatte festgelötet worden ist, wird die Heizanordnung
angehoben, und das SM-Bauelement wird erneut zur Betrach
tungsstation zurückbewegt, an der alle vier Seiten unter
sucht werden, um eine saubere Verbindung des SM-Bauelements
mit der Leiterplatte zu gewährleisten. Bei dieser Abschluß
untersuchung ist besonders wichtig, daß eine ungehinderte
vertikale Betrachtung aller vier Seiten des Bauelements mög
lich ist; wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, ist
dies bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Fall, und
zwar unabhängig davon, ob das Ausrichten an der Lötstation
oder an der eigenen Betrachtungsstation erfolgt.
Ein besonderes Problem bei mit Heißluft arbeitenden Geräten
zum Entfernen und Ersetzen von SM-Bauelementen der in den
US-Patenten 46 05 152 und 46 59 004 beschriebenen Art ergibt
sich daraus, daß Leiterplatten mit verschiedenen thermischen
Eigenschaften mit solchen Vorrichtungen bearbeitet werden.
Aufgrund der Art der Konstruktion der Leiterplatte (bei
spielsweise Keramikplatte) und der Anwesenheit von Kühlkör
pern können große Wärmemengen benötigt werden, um das Lot
auf seine Schmelztemperatur zu erwärmen, damit das Entnehmen
oder Einbauen eines SM-Bauelements ermöglicht wird. Andere
Leiterplatten (beispielsweise einfache doppelseitige Leiter
platten mit Glasfasersubstraten) zeigen die Neigung, relativ
wenig Wärme abzuleiten, so daß dementsprechend auch weniger
Wärme benötigt wird, um das Lot auf seine Schmelztemperatur
zu erwärmen. Im ersten Fall muß demnach die Temperatur und/
oder Strömungsmenge der Heißluft größer als im zweiten Fall
sein.
Bei gewissen bekannten Vorrichtungen, wie sie in den oben
erwähnten US-Patentschriften beschrieben sind, hat die Tem
peratur der Luft einen festen Wert, bei dem ausreichend Wär
me zur Erzielung des Schmelzens geliefert wird, auch wenn
eine Leiterplatte mit hoher Wärmeableitfähigkeit bearbeitet
wird. Dies ist jedoch ein Problem, wenn eine Leiterplatte
mit niedriger Wärmeableitfähigkeit verwendet wird und ein
fehlerhaftes SM-Bauelement entfernt werden soll. Sobald die
Bedienungsperson das Schmelzen des Lots beobachtet, bewirkt
sie normalerweise das Entfernen des SM-Bauelements durch
eine von Hand ausgeführte Betätigung eines Sauggreifers, der
an dem Bauelement befestigt ist, wie in den oben erwähnten
US-Patentschriften 46 05 152 und 46 59 004 beschrieben ist.
Wenn jedoch die Bedienungsperson das Entfernen des Bauele
ments um mehrere Sekunden nach dem Schmelzen des Lots ver
zögert, besteht die Gefahr, daß die Leiterplatte überhitzt
wird, wodurch es zu Beschädigungen der Leiterplatte und mög
licherweise benachbarter einwandfreier Bauelemente kommen
kann. Wenn die Leiterplatte eine hohe Wärmeableitfähigkeit
hat, ist diese Gefahr normalerweise nicht von Bedeutung. Bei
niedriger Wärmeableitfähigkeit besteht diese Gefahr jedoch
mit großer Wahrscheinlichkeit.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind daher Mittel
vorgesehen, mit deren Hilfe die Temperatur der den Anschluß
leitern des SM-Bauelements zugeführten Heißluft anfänglich
auf einen vom Typ der zu verarbeitenden Leiterplatte abhän
gigen Wert eingestellt werden kann. Bei einer Schaltungs
platte mit niedriger Wärmeableitfähigkeit kann die Tempera
tur der Heißluft auf einen niedrigeren Wert als bei einer
Leiterplatte mit höherer Wärmeableitfähigkeit eingestellt
werden.
Wie in den oben erwähnten US-Patentanmeldung 92 469 beschrie
ben ist, können abhängig vom Typ des zu verarbeitenden SM-
Bauelements Düsen mit unterschiedlichen Größen und Formen
verwendet werden, wobei die Abmessung der bei einem Träger
mit flügelförmigen Anschlußleitern wie einem Flat-Pack ver
wendeten Düse größer als bei einem leiterlosen Träger oder
bei einem Träger mit J-förmigen Anschlußleitern ist. Auf
grund der unterschiedlichen Arten von Düsen ergeben sich un
terschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten der Heißluft durch
die zu lötenden oder zu entlötenden Anschlußleiter. Aufgrund
dieser unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten werden
den Anschlußleitern der Bauelemente unterschiedliche Wärme
mengen zugeführt - je höher die Strömungsgeschwindigkeit,
desto größer die Wärmemenge. Da die Wärme den Anschlußlei
tern des Bauelements so zugeführt werden soll, daß das Lot
für ein schnelles Entfernen des SM-Bauelements auf seine
Schmelztemperatur erwärmt wird, während eine Beschädigung
des SM-Bauelements oder der Leiterplatte vermieden wird, ist
es erwünscht, daß die Strömungsgeschwindigkeit abhängig vom
Typ der verwendeten Düse eingestellt werden kann.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann die Strömungs
geschwindigkeit der Heißluft je nach Düsentyp und Leiter
plattentyp eingestellt werden. Außerdem wird die Temperatur
der Luft wegen der erwähnten Fähigkeit zum Einstellen und
Kontrollieren der Heißlufttemperatur im wesentlichen ohne
Rücksicht auf die Einstellungen der Luftströmungsgeschwin
digkeit auf der eingestellten Temperatur gehalten.
In einer ersten, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
werden in der Heißluft liefernden Vorrichtung zwei Tempera
turfühler verwendet, wobei diese Vorrichtung allgemein eine
obere Kammer mit einem Heizelement enthält, durch die aufzu
heizende Luft strömt, sowie eine abnehmbar mit der oberen
Kammer verbundene Düse zur Zufuhr der aufgeheizten Luft zu
dem zu verarbeitenden SM-Bauelement enthält; Vorrichtungen
dieser Art sind in den erwähnten US-Patentschriften 46 05 152
und 46 59 004 beschrieben. Wie unten noch beschrieben wird,
enthält die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Abgabe der Heiß
luft mehrere Verbesserungen bezüglich der Vorrichtungen, die
in den erwähnten US-Patentschriften beschrieben sind. Der
erste Temperaturfühler befindet sich am Heizelement, damit
eine Leerlauftemperaturkontrolle des Heizelements ermöglicht
wird, während der zweite Fühler im Heißluftstrom relativ
nahe der Düse angeordnet ist, damit eine genauere Kontrolle
der Temperatur der den Anschlußleitern des Bauelements zuge
führten Luft ermöglicht wird.
In der oben erwähnten US-Patentschrift 46 05 152 ist ein
Sensor zum Erfassen der Temperatur der durch die Heizvor
richtung strömenden Luft beschrieben; dieser Sensor wird
jedoch lediglich dazu benutzt, das Heizelement auf einer
konstanten Temperatur zu halten. Diese Verwendung des Sen
sors unterscheidet sich somit stark von der des zweiten Sen
sors in der erfindungsgemäßen Vorrichtung, durch die die
Temperatur der Heißluft exakter gesteuert werden kann.
Außerdem kontrolliert der zweite Fühler gemäß einem weiteren
Aspekt der Erfindung die Temperatur des Heizelements in ein
stellbarer Weise nur während eines Lötzyklus, in dessen Ver
lauf das Schmelzen des Lots bewirkt wird. In allen anderen
Zeitperioden, d.h. während der Leerlaufzeiten, wird die Leer
lauftemperatur des Heizelements vom ersten Fühler so gesteu
ert, daß die Leerlauftemperatur auf einem Wert gehalten wird,
bei dem dann, wenn anfänglich nicht aufgeheizte Luft während
des Lötzyklus am Heizelement vorbeiströmt, die Lufttempera
tur schnell auf die vom zweiten Fühler kontrollierte Tempe
ratur gebracht wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind Federmittel
vorgesehen, mit deren Hilfe die Düse schnell an der Heizvor
richtung befestigt und exakt an Ort und Stelle bezüglich der
Heizanordnung verriegelt werden kann. Außerdem können die
Federmittel gemäß der Erfindung dazu benutzt werden, das
Drehen der Düse zum Abscheren eines von der Leiterplatte
abgelöteten SM-Bauelements zu erleichtern. Die Düse wird
dann exakt wieder in ihre Ausrichtposition bezüglich der
Heizvorrichtung zurückgedreht.
Diese und weitere Ziele der Erfindung werden aus der nach
folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfin
dung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungs
form einer Vorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines zusammen mit
der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbaren
Mikroskops,
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Vorderansicht zur
Veranschaulichung eines beweglichen Trägers und
einer Heizanordnung nach der Erfindung,
Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 dargestellten
Vorrichtung mit teilweise geschnittenen und teil
weise weggebrochenen Abschnitten, wobei eine Aus
führungsform der Erfindung und der Luftstromweg
in der Heizanordnung erkennbar sind,
Fig. 5 einen Schnitt einer Heizanordnung nach der Erfin
dung,
Fig. 6 eine Hinteransicht eines extrudierten Rohrs der
Heizanordnung,
Fig. 7 eine Draufsicht auf das Rohr von Fig. 6,
Fig. 8 eine Seitenansicht längs der Linie 8-8 von Fig. 6,
Fig. 9 eine Vorderansicht eines in der Heizanordnung von
Fig. 5 verwendbaren Heizkerns,
Fig. 10 eine Unteransicht des Heizkerns von Fig. 9,
Fig. 11 eine Seitenansicht längs der Linie 11-11 von
Fig. 9,
Fig. 12 eine Draufsicht auf ein in der Anordnung von
Fig. 5 verwendbares keramisches Heizrohr,
Fig. 13 einen Längsschnitt des Rohrs von Fig. 12,
Fig. 14 eine Vorderansicht einer vollständigen Anordnung
auf der Basis der Ausführungsform von Fig. 5, wo
bei auch Stifte dargestellt sind, die zum Halten
und Positionieren einer Düse verwendbar sind,
Fig. 15 eine Unteransicht der Heizanordnung von Fig. 14,
Fig. 16 einen Schnitt längs der Linie 16-16 von Fig. 15,
Fig. 17 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
in der Anordnung von Fig. 5 verwendbaren Saug
rohrs,
Fig. 18 einen Schnitt längs der Linie 18-18 von Fig. 17,
Fig. 19 einen Schnitt einer Kappe, die in der Anordnung
von Fig. 5 verwendet wird,
Fig. 20 eine Stirnansicht der Kappe von Fig. 19,
Fig. 21 eine Stirnansicht eines in der Anordnung von
Fig. 5 verwendeten Halters,
Fig. 22 einen Längsschnitt des Halters von Fig. 21,
Fig. 23 eine Draufsicht auf ein unteres Trägerteil, das
in der Anordnung von Fig. 5 verwendet wird,
Fig. 24 einen Schnitt längs der Linie 24-24 von Fig. 23,
Fig. 25 einen Schnitt längs der Linie 25-25 von Fig. 23,
Fig. 26 eine Seitenansicht eines Sperrstifts zur Verwen
dung in der Anordnung von Fig. 14,
Fig. 27 eine Seitenansicht eines Positionierungsstifts
zur Verwendung in der Anordnung von Fig. 14,
Fig. 28 eine Draufsicht auf einen Trägerring für die Ver
wendung in der Anordnung von Fig. 5,
Fig. 29 einen Längsschnitt des Rings von Fig. 28,
Fig. 30 eine Draufsicht auf einen Abscherring nach der
Erfindung,
Fig. 31 eine Seitenansicht längs der Linie 31-31 von
Fig. 30,
Fig. 32 eine Unteransicht einer Düsenbasisplatte, die in
der Ausführungsform von Fig. 5 verwendet wird,
Fig. 33 eine Seitenansicht der Platte von Fig. 32,
Fig. 34 eine Unteransicht einer Düsenbasisplatte mit
einer daran befestigten Düse,
Fig. 35 eine Draufsicht auf eine in der Ausführungsform
von Fig. 5 verwendete Positionierungsplatte,
Fig. 36 eine Seitenansicht längs der Linie 36-36 von
Fig. 35,
Fig. 37 eine Seitenschnittansicht eines in der Ausfüh
rungsform von Fig. 5 verwendeten Saugrohradap
ters,
Fig. 38 eine Draufsicht auf einen äußeren Trägerring, der
in der Ausführungsform von Fig. 5 verwendet wird,
Fig. 39 eine von links ausgeführte Seitenansicht des
Trägerrings von Fig. 38,
Fig. 40 einen Schnitt längs der Linie 40-40 von Fig. 38,
Fig. 41 einen Schnitt längs der Linie 41-41 von Fig. 38,
Fig. 42 eine Unteransicht des äußeren Trägerrings zusam
men mit dem Abscherring und weiteren Bauteilen,
Fig. 43 eine Unteransicht der Heizanordnung von Fig. 14,
wobei die Bewegung des Scherrings dargestellt
ist,
Fig. 44 eine schematische Seitenschnittansicht zur Veran
schaulichung eines Arbeitsprinzips der Heizanord
nung,
Fig. 45, 46 und 47
Seiten-, Ober- und Unteransichten einer in der
erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendbaren Arm
stütze,
Fig. 48, 49 und 50
Ober-, Seiten- und Hinteransichten einer oberen
Stangenhalterung zur Verwendung in der erfin
dungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 51 eine teilweise geschnittene und teilweise aufge
brochene Vorderansicht eines für eine Bewegung in
der Z-Richtung geeigneten Schlittens zum Halten
der Heizanordnung,
Fig. 52A, 52B und 52C
teilweise geschnittene und teilweise aufgebroche
ne Draufsichten auf den Schlitten von Fig. 51,
Fig. 53 eine teilweise geschnittene und teilweise aufge
brochene Seitenansicht des Schlittens von Fig. 51,
Fig. 54 eine teilweise geschnittene Seitenansicht zur
Veranschaulichung eines mit dem Heizanordnungs
greifer nach der Erfindung verwendbaren Halters,
Fig. 55 eine teilweise geschnittene Seitenansicht zur
Veranschaulichung einer optischen Zielmarkenan
ordnung für die Verwendung in der erfindungsge
mäßen Vorrichtung,
Fig. 56 eine teilweise geschnittene Seitenansicht zur
Veranschaulichung eines Greifarms für die Verwen
dung an einer anderen Stelle als am Ort der Heiz
anordnung,
Fig. 57 eine schematische Darstellung der Positionierung
eines optischen Mikroskops und einer Zielmarken
anordnung,
Fig. 58 eine Draufsicht auf Teile, die eine X-, X- und
Theta-Werkstückhaltevorrichtung nach der Erfin
dung bilden, wobei Abschnitte der Darstellung,
die mit festen Umrißlinien angegeben sind, Durch
sichtansichten darunterliegender Teile sind,
Fig. 59 und 60
eine Ansicht der Vorrichtung von Fig. 58 von
rechts bzw. von vorne, wobei einige Abschnitte
geschnitten dargestellt sind und Bereiche der Dar
stellung, die mit fester Umrißlinie angegeben sind,
Durchsichtansichten darunterliegender Teile sind,
Fig. 61, 62 und 63
Ansichten einer Platte und eines Rings der Werk
stückhaltevorrichtung von Fig. 58 von vorne, von
rechts bzw. von oben,
Fig. 64, 65 und 66
Ansichten einer Theta-Einstellplatte für die Ver
wendung in der Ausführung von Fig. 58 von vorne,
von rechts bzw. von oben,
Fig. 67A, 67A und 67C
Ansichten einer in der Ausführungsform von Fig.
58 verwendeten Platte 630 von vorne, von rechts
bzw. von oben,
Fig. 68A und 68B
Ansichten der Platte oder des Teils 348 von Fig.
3 von vorne bzw. von rechts,
Fig. 69 eine Draufsicht auf die in den Fig. 68A und 68B
dargestellte Platte und
Fig. 70A und 70B
ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels einer
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten
Temperaturregelschaltung.
In Fig. 1 ist eine gemäß der Erfindung verwendbare Vorrich
tung 300 in einer perspektivischen Darstellung schematisch
gezeigt. Die Vorrichtung 300 enthält eine Heizanordnung 310,
einen positionierbaren Werkstückhalter 360, eine Untersu
chungskamera 320 und eine Bedienungskonsole 330. Der Werk
stückhalter 360 enthält einen Trägerabschnitt, der in drei
unterschiedlichen Dimensionen einstellbar ist, nämlich in
der X-Richtung, der Y-Richtung und Theta-Richtung. Der Werk
stückhalter 360 trägt gemäß Fig. 1 eine Leiterplatte 340 mit
Bauelementen 350.
Die Bedienungskonsole 330 ermöglicht die Steuerung der Zu
fuhr elektrischer Energie zu der Heizanordnung 310 zum Auf
heizen der darin befindlichen Luft; sie bewirkt auch die
Zufuhr von Luft oder Gas zur Heizanordnung 310. Das aufge
heizte Gas wird durch eine Düse der Heizanordnung 310 so
gelenkt, daß dann, wenn sich innerhalb der Düse der Heizan
ordnung 310 ein Bauelement 350 befindet, Heißluft um den
Umfang des Bauelements 350 gelenkt wird, damit das Lot an
elektrischen Anschlüssen oder Leitern geschmolzen wird.
Da ist zwar eine Kamera 320 dargestellt, doch muß diese
nicht unbedingt verwendet werden; sie kann zugunsten von
Sichtbeobachtungen auch weggelassen werden. Als Alternative
kann anstelle der Kamera 320 eine nicht dargestellte Zielmar
kenvorrichtung benutzt werden, die eine direkte, nach unten
gerichtete Betrachtung durch eine Bedienungsperson zuläßt.
Eine solche Zielmarke kann ein projiziertes Bild sein, das
in einer allgemein quer zur Sichtlinie nach unten auf die
Leiterplatte verlaufenden Richtung gestrahlt wird; die Ziel
marke kann aber auch ein durchsichtiger Block sein, der bei
spielsweise aus Glas oder Kunststoff oder dergleichen be
steht.
In Fig. 1 ist eine Greifvorrichtung 301 schematisch darge
stellt, die von einer mit gestrichelter Linie dargestellten
Position 303′ zu einer mit ausgezogener Linie dargestellten
Position direkt über einen vorbestimmten, präzise ausgerich
teten Punkt bezüglich der festen Abschnitte der Vorrichtung
300 und direkt zentrisch unter die Kamera (oder die Zielmar
kenvorrichtung usw.) 320 bewegt werden kann. Dieser Bezugs
punkt soll gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er
findung so festgelegt sein, daß der Werkstückhaltetisch 360
durch Verschieben längs eines Schienenpaars schnell zu einer
markierten Position bewegt werden kann, so daß das Zentrum
der Theta-Bewegung des Werkstückhaltetischs 360 vertikal
direkt unterhalb der Spitze des Greifarms 303 liegt.
Im Gebrauch kann der Werkstückhaltetisch schnell zu seiner
markierten, am weitesten rechts liegenden Position bewegt
werden, wo er beispielsweise mittels eines (nicht darge
stellten) einstellbaren Anschlagteils angehalten wird. Der
gewählte Bezugspunkt, durch den die vertikale Mittellinie
für die Spitze des Greifarms 303 gewählt ist, ist so vorein
gestellt, daß bei einer nach links gerichteten Bewegung des
Werkstückhaltetischs 360 in eine am weitesten links liegende
markierte Halteposition ein ausgerichtetes Bauelement 350
zentrisch innerhalb der Düse der Heizanordnung 310 zu liegen
kommt, so daß ein im wesentlichen gleichmäßiger Spalt zwi
schen der Düse und dem Bauelement aufrechterhalten wird und
eine im wesentlichen gleichmäßige Strömung um den Umfang des
Bauelements 350 bewirkt wird.
Eine gegebenenfalls benutzte Zielmarkenvorrichtung kann an
der Spitze der Greifvorrichtung 301 oder am Greifarm 303
selbst angebracht sein; auf ihr ist vorzugsweise ein Muster
gebildet, das dem Bauelement 350 entspricht und das in einer
Richtung verläuft, die der Ausrichtung der Düse der Heizan
ordnung 310 entspricht. Im Betrieb würde der Greifarm 303
ein Bauelement 350 beispielsweise an der mit gestrichelter
Linie bei 303′ angegebenen Station aufnehmen, und es würde
zu einer mit ausgezogener Linie bei 303 dargestellten Index
position bewegt. Das an dieser Position befindliche Bauele
ment würde sich dann ungefähr 1,6 mm über der Leiterplatte
340 befinden. Die Lage des Werkstückhaltetischs 360 würde
dann von Hand in der X-Richtung (d.h. parallel zu den nach
rechts unter dem Greifarm 303 hindurchlaufenden Schienen),
in der Y-Richtung (d.h. in einer senkrecht zur X-Richtung
und in der Ebene der Leiterplatte 340 von Fig. 1 verlaufen
den Richtung) und in der Theta-Richtung (d.h. in einer Dreh
richtung um eine Z-Achse, die sowohl senkrecht zur X-Achse
als auch senkrecht zur Y-Achse verläuft) eingestellt. Die
X-, Y- und Theta-Einstellungen des Werkstückhaltetischs wer
den von Hand durchgeführt, damit die Kontaktflächen der Lei
terplatte 340 in einer Linie mit den Anschlußleitern des Bau
elements 350 gebracht werden. Ein Betrachten längs der senk
recht nach unten gerichteten Z-Achse ermöglicht eine voll
ständige Beobachtung aller vier Seiten des Bauelements 350,
damit ein richtiger Kontakt zwischen den Anschlußflächen und
den Anschlußleitern gewährleistet wird. Der Kontakt kann bei
spielsweise durch ein klebriges Flußmittel aufrechterhalten
werden, mit dem das Bauelement 350 an der Leiterplatte 340
befestigt wird, wenn der Greifarm 303 veranlaßt wird, sich
unter der Steuerung durch eine Bedienungsperson nach unten
abzusenken (was in Fig. 1 nicht dargestellt ist). Die Greif
vorrichtung 301 hält gemäß einer bevorzugten Ausführung das
Bauelement durch Anlegen eines Unterdrucks an dem hohlen
Greifarm fest, der mit einer Öffnung in der Greifarmspitze
in Verbindung steht. Der Unterdruck gewährleistet auf diese
Weise, daß das Bauelement an der Greifvorrichtung in relativ
sanfter Weise festgehalten wird. Sobald das Bauelement 350
an der gewünschten Stelle auf der Leiterplatte 340 befestigt
ist, kann der Unterdruck vom Greifarm 303 zur Lösung der auf
das Bauelement ausgeübten Haltekraft abgetrennt werden. Der
Arm 303 kann dann unter der Steuerung durch die Bedienungs
person angehoben und, falls erwünscht, in die bei 303′ ge
strichelt angegebene Position zurückbewegt werden.
Die Ränder des Bauelements liegen dann ausgerichtet unter
der Zielmarkenvorrichtung; bei Verwendung der Kamera 320 ist
das Bauelement dann bezüglich eines vorbestimmten Gitters
oder dergleichen auf dem Beobachtungsschirm ausgerichtet.
Das Muster auf der Zielmarkenvorrichtung oder das Gitter auf
dem Fernsehmonitor stimmt in der Umrißlinienform mit einer
gewünschten Lage der Ränder des Bauelements 350 entsprechend
der bestimmten Ausrichtung des Bauelements für das Plazieren
unterhalb der Düse der Heizanordnung 310 überein.
Der Werkstückhaltetisch 360 wird dann von Hand in den X-, Y-
und Theta-Richtungen so eingestellt, daß das bearbeitete Bau
element 350 sehr genau auf das Muster an der Zielmarkierung
oder auf das Gitter am Monitor ausgerichtet ist. Sobald die
richtige Ausrichtung erreicht ist, wird der gesamte Werk
stückhaltetisch 360 auf Schienen zu seiner am weitesten
links liegenden Indexposition geschoben, wodurch das Bauele
ment 350 exakt in der richtigen Ausrichtlage unterhalb der
Düse der Heizanordnung 310 zu liegen kommt.
Die Heizanordnung 310 kann geradlinig in der Z-Richtung (d.h.
in der vertikalen Richtung) bewegt werden. Die Heizanordnung
310 kann zur Positionierung des unter ihr befindlichen Werk
stückhaltetischs 360 angehoben und dann bis zur Erreichung
eines präzisen Abstandes vom Bauelement 350 geringfügig über
der Oberfläche der Leiterplatte 340 abgesenkt werden. Die
Heizanordnung 310 wird dann betätigt, so daß sie Heißluft
liefert, damit das Schmelzen des Lots an den Verbindungen
zwischen dem Bauelement 350 und der Leiterplatte 340 bewirkt
wird. Längs der Schienen kann jede beliebige Anzahl von In
dexpositionen angenommen werden, falls dies erwünscht ist;
dazu kann irgendein bekannter Indexmechanismus benutzt wer
den, wie er in der Technik bekannt ist.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische schematische Ansicht einer
binokularen Vergrößerungsanordnung 370 für eine Betrachtung
mit Blickrichtung nach unten. Die Vergrößerungsanordnung 370
kann anstelle der Kamera 320 verwendet werden, um eine opti
sche, von Hand durchgeführte Ausrichtung des Bauelements und
der Leiterplatte 340 zu ermöglichen. Wenn die Vergrößerungs
anordnung 370 benutzt wird, kann in ihre Optik eine Zielmar
kenvorrichtung eingebaut sein; eine solche Zielmarkenvorrich
tung kann jedoch auch getrennt vorgesehen werden, wie oben
erläuert wurde, indem eine solche Vorrichtung am Greifarm
303 fest angebracht wird. Außerdem könnte eine solche Ziel
markenvorrichtung am Haltearm der Vergrößerungsanordnung 370
befestigt werden; zusätzlich könnte auf die Leiterplatte von
einer Bezugsposition aus mittels einer optischen Quelle wie
einem Projektor oder dergleichen ein Muster auf die Leiter
platte projiziert werden. Alle diese Abwandlungen liegen im
Rahmen der Erfindung.
In der bevorzugten Ausführungsform ist die Greifanordnung
301 fest in der in Fig. 1 mit gestrichelter Linie angegebe
nen Position ausgerichtet. Eine mechanische optische Ziel
markenanordnung ist in der bevorzugten Ausführung am Arm 303
befestigt; sie trägt wenigstens ein Muster, das die gewünsch
te optische Ausrichtung eines Bauelements 350 angibt. Die
Zielmarkenvorrichtung kann, falls dies erwünscht ist, eine
Gruppe von Mustern für miteinander in Beziehung stehende
Bauelemente tragen, obgleich dies bei der Verwirklichung der
Erfindung nicht unbedingt notwendig ist.
Fig. 3 zeigt in einer teilweise aufgebrochenen und teilweise
geschnittenen Vorderansicht die Anordnung der Komponenten
nach der Erfindung. Die Heizanordnung 310 weist einen von
Hand betätigbaren Griff 302 auf, der beim Drehen bewirkt,
daß sich die Heizanordnung 310 innerhalb eines begrenzten
Bewegungsbereichs nach oben oder nach unten bewegt. Die
Heizanordnung 310 ist teilweise weggebrochen, damit innere
Struktureinzelheiten eines Saugrohrs und einer Heizkernvor
richtung erkennbar werden, die in weiteren Figuren noch ge
nauer dargestellt sind. Die Heizanordnung 310 ist am unteren
Abschnitt weggebrochen dargestellt, damit ein Durchgang 316
sichtbar wird, der das Hindurchleiten von Luft oder Gas zu
Heizzwecken ermöglicht. Wie zu erkennen ist, ist innerhalb
der in Fig. 3 im Schnitt dargestellten Düse die Spitze 342
eines Saugrohrs angeordnet.
Der Befestigungsteil der Anordnung 320, der mit der Konsole
330 verbunden ist, ist im Schnitt dargestellt. Wie zu erken
nen ist, hat die Trägerstruktur des Arms, der die Kamera
anordnung 320 hält, eine rechtwinklige Form. Im Rahmen der
Erfindung können jedoch auch beliebige andere geeignete
strukturelle Ausgestaltungen angewendet werden, obgleich die
bevorzugte Ausführung der Ausführung von Fig. 3 entspricht.
Eine bevorzugte Ausführungsform des Werkstückhaltetischs ist
in Fig. 3 dargestellt. In der bevorzugten Ausführung sind
auf dem Bauteil 348 zwei Schienen befestigt, auf denen zwei
Haltevorrichtungen angebracht sind, wie in Fig. 1 zu erken
nen ist. Aus Gründen der Klarheit sind diese Einzelheiten in
Fig. 3 weggelassen worden. Wie Fig. 3 zeigt, ist mit dem
Sockel der Vorrichtung 300 ein Schienenpaar 364 fest verbun
den, damit eine Schiebehalterung für den Werkstückhaltetisch
360 geschaffen wird. Die Bewegungsrichtung des Werkstückhal
tetischs 360 ist in Fig. 3 durch den doppelseitigen Pfeil T
angegeben. In Fig. 3 erkennbare Einstellarme können um ihre
jeweiligen Eigenachsen gedreht werden, wodurch die oben er
örterte Bewegung des Werkstückhaltetischs bewirkt wird. Ein
Drehen der Stange 343 bewirkt eine Theta-Einstellung des
Werkstückhaltetischs 360. Die Theta-Einstellung ist eine
Winkeleinstellung um die Z-Achse über einen relativ begrenz
ten Bereich. Das Drehen der Stange 345 bewirkt eine Einstel
lung des Werkstückhaltetischs 360 in der Y-Richtung (senk
recht zu der die Fig. 3 enthaltenden Ebene), während ein
Drehen der Stange 347 eine Einstellung des Tischs in der
X-Richtung (d.h. parallel zur in Längsrichtung verlaufenden
Stange 347) bewirkt. Der gesamte Werkstückhaltetisch 360
wird gemäß Fig. 3 von einer Trägerstruktur gehalten, die auf
den Schienen 364 verschiebbar angebracht ist. Ein (nicht
dargestelltes) Anschlagglied, beispielsweise eine sich durch
eine der Wände 374 erstreckende und durch Drehen einstell
bare Schraube, könnte als Anschlagglied zum exakten Begren
zen des Ausmaßes der Bewegung des Werkstückhaltetischs zwi
schen der Heizanordnung 310, die anschließend manchmal als
erste Arbeitsstation bezeichnet wird, und einer rechts lie
genden Arbeitsstation, die anschließend manchmal als zweite
Arbeitsstation bezeichnet wird, verwendet werden. Das be
schriebene Anschlagglied kann in jeder der Wände 374 vorge
sehen sein, damit ein Indexmittel geschaffen wird, mit des
sen Hilfe die Bewegungen des Werkstückhaltetischs 360 in die
am weitesten links und am weitesten rechts liegenden Posi
tionen exakt festgelegt werden.
Fig. 4 ist eine Seitenansicht, in der Teile weggebrochen und
im Schnitt dargestellt sind, wobei die Ansicht von der rech
ten Seite der Fig. 3 her erfolgt. Dabei sind interne Struk
tureinzelheiten des Aufbaus der Heizanordnung 310 einschließ
lich des Z-Bewegungsmechanismus und des Inneren des Heiz
kerns erkennbar. Der Luftströmungsweg verläuft von einem
Einlaß 388 über einen Kanal 382, der über einen in Fig. 4
nicht dargestellten Schlauch oder dergleichen mit einem un
bezifferten Lufteinlaß in Verbindung steht. Die Luft strömt
um den Heizkern der Heizanordnung 310 nach oben, passiert
die Heizspule und strömt dann um das in der Mitte verlaufen
de Saugrohr innerhalb von Nuten im Heizkern nach unten. Die
nach unten strömende Luft tritt durch die Düsen aus, wie
mittels der Pfeile in Fig. 4 angegeben ist. Die Düse umgibt
in ersichtlicher Weise ein gestrichelt dargestelltes Bauele
ment 350. Die Leiterplatte 340 und der Leiterplattenhalter
sind in dieser Figur ebenfalls gestrichelt dargestellt. Die
Schienen 339, 339 tragen den Werkstückhalter 341. Der beweg
liche Werkstückhaltetisch 360 ist in Fig. 4 ebenso wie die
Schienen 364 erkennbar, die die Werktischhaltestruktur ver
schiebbar tragen. In Fig. 4 ist auch ein Gebläse 380 schema
tisch dargestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird
ein bekanntes Zentrifugalluftgebläse benutzt. Es kann jedoch
jede Art von Luftversorgung benutzt werden, einschließlich
Betriebsluft, Druckluft aus einem Tank, komprimiertes Gas
und Umgebungsluft. In dieser Figur ist die Bedienungskonsole
330 in ihrer Umrißlinie zu erkennen. Die allgemein ebene
Unterfläche der Anordnung 300 ist an der Fläche 384 angege
ben. Die mittels des mit "Luft" bezeichneten Teils markierte
Lufteinlaßdüse entspricht der Leitung 316 von Fig. 3, wie
sie oben erörtert wurde.
Die Heizanordnung 310 ist in Fig. 5 teilweise im Schnitt
dargestellt. Von der Kappe 436 wird ein Stift 434 getragen,
der in ausgewählter Weise in eine der Nuten 430 und 432 in
einem Saugrohrhalter 428 eingreift. Der Saugrohrhalter hält
ein Saugrohr 400 durch Eingriff eines Gewindeglieds 426
fest, das das Saugrohr 400 in Reibeingriff mit einer Wand
des Halters 428 hält. Das Saugrohr ist an seinem oberen Ende
mit einem Rohradapter 424 zum Anschluß einer (nicht darge
stellten) Unterdruckquelle versehen. Zwischen der Kappe 436
und einem Halter 406 ist ein Heizkern 402 angeordnet. Ein
Heizrohr 391 umgibt den Heizkern 402 an seinem unteren Ab
schnitt; er wird von dem Heizrohr 391 in seiner Position an
der Kappe 436 gehalten. Ein in Fig. 5 gestrichelt dargestell
tes Thermoelement 462 weist eine Spitze auf, die sich in den
Luftströmungsweg oberhalb der Düsenbasisplatte 414 erstreckt.
Ein Extrusionsteil 390 verläuft koaxial um das Heizrohr 391
und den Heizkern 402. Das Extrusionsteil 390 ist fest zwi
schen der Kappe 436 und dem Halter 406 angebracht, wobei es
durch Schweißen, Kleben, Ultraschallschweißen, Anklemmen
oder dergleichen daran befestigt ist.
In gleicher Weise ist an dem Träger 406 durch Nieten, Schwei
ßen oder andere bekannte Befestigungsmittel ein äußerer Hal
tering an dem Halter 406 befestigt. An dem äußeren Haltering
516 ist in einem Innenbereich eine Stufe angebracht, damit
ein unteres Halteglied 408 drehbar aufgenommen werden kann.
Das untere Halteglied 408 ist mit einer Gewindebohrung ver
sehen, die eine Schraube 414 und eine Kugel 418 aufnimmt.
Durch Anziehen oder Lösen der Schraube 414 kann die Kugel
418 mittels einer (unbezifferten) Feder unter Spannung ge
setzt werden. Die Kuppe der Kugel 418 greift in eine in Fig.
16 zu erkennende Nut im Saugrohr 400 ein, damit sich dieses
zusammen mit dem unteren Halteglied 408 dreht. Das untere
Halteglied 408 ist fest mit einem Abscherring 412 verbunden.
Der Abscherring weist einen Griff auf, mit dessen Hilfe das
untere Halteglied 408 von Hand betätigt werden kann. Der
Düsenhalter ist fest an einer Positionierungsplatte 410 an
gebracht. Die Positionierungsplatte 410 hat einen geringen
Abstand von dem äußeren Trägerring 516, so daß sie leicht
bezüglich des Abscherrings 412 gedreht werden kann. Die
Positionierungsplatte 410 kann durch Verwendung von (in
dieser Figur nicht dargestellten) Verriegelungsstiften und
Positionierungsstiften, wie sie noch genauer beschrieben
werden, eine Düsenbasis 414 festhalten. Die Düsenbasis 414
ist durch (in Fig. 5 nicht dargestellte) Klammerglieder oder
dergleichen fest mit einer Düse 420 verbunden. Das Saugrohr
400 weist eine Spitze 422 auf. Die Spitze 422 kann ihre ge
wünschte Form haben; sie wird dazu verwendet, geschmolzenes
Lot oder dergleichen abzusaugen, wie in der Technik bekannt
ist. Gemäß Fig. 5 ist innerhalb eines im äußeren Trägerring
516 gebildeten Kanals eine Kugel 416 angeordnet. Diese Kugel
ermöglicht gemäß den unten folgenden Erläuterungen eine Ein
stellung der Winkelbewegung des Abscherrings 412 bei dessen
von Hand durchgeführter Betätigung.
Fig. 6 ist eine Hinteransicht eines als Extrusionsteil aus
gebildeten Rohrs 390 nach der Erfindung, wobei eine Luftein
laßöffnung 394 und Befestigungslöcher 392 erkennbar sind.
Zwei erhabene Halterippen 396 sind vorgesehen, um einen Hal
tearm zu berühren, wenn das Rohr 390 an ihm befestigt ist.
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht auf das Rohr 390, wobei Befe
stigungsrippen 396, 396 sowie mehrere Kühlrippen 396′ zu er
kennen sind. Es sind auch zwei nach innen ragende Paare 399
in Fig. 7 zu erkennen.
Fig. 8 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie 8-8 von Fig.
6, wobei Teile weggebrochen dargestellt sind. In dieser Fi
gur ist die Innenwand 397 des Rohrs 390 zu erkennen.
Fig. 9 zeigt eine Vorderansicht des Heizkerns 402. Der Heiz
kern enthält zwei Flanschabschnitte 438, die Schultern 452
zur Aufnahme des Randes des Heizrohrs 391 bilden. Im Heiz
kern 402 sind zur Durchführung elektrischer Leiter mehrere
Löcher 456, 458 angebracht. Der Heizkern 402 weist an seinem
unteren Ende zwei Flansche 450 auf, die vom Heizrohr 391 eng
aufgenommen werden. Mehrere Zähne 440 sind an gegenüberlie
genden Seitenflanschen angebracht; sie dienen der Aufnahme
einer Heizspule 461 aus elektrischen Widerstandsdrähten zur
Erzeugung von Wärme im Heizkern. Die Bereiche 448 zwischen
benachbarten Zähnen 440 sind konkav und vorzugsweise halb
kreisförmig.
Fig. 10 zeigt eine Unteransicht des Heizkerns 402 von Fig. 9.
Der Heizkern 402 weist eine hohle Innenöffnung 454 zur Auf
nahme des Saugrohrs 400 auf. Zwischen benachbarten Vorsprün
gen 442, 444 und 446 sind gemäß Fig. 10 nicht bezifferte Nu
ten gebildet. Diese Nuten erleichtern das Vorbeiströmen von
Luft, und sie können Thermoelemente aufnehmen.
Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht längs der Linie 11-11 von
Fig. 9; in dieser Figur ist die Lage von zwei Thermoelemen
ten 460 und 462 in Nuten 446, 446 zu erkennen. Das Thermo
element 460 dient dem Erfassen der Temperatur des Heizkerns.
Das Thermoelement 462 ragt vom Heizkernkörper weg in den
Luftstrom, so daß es die Luftstromtemperatur erfaßt. Die
Verwendung dieser zwei Thermoelemente wird anschließend im
Zusammenhang mit den in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verwendeten elektrischen Regelschaltungen beschrieben.
Fig. 12 zeigt eine Draufsicht auf das keramische Heizrohr
391, das eine Wand 404 aufweist. Die Wand 404 ist mit Nuten
464 versehen.
Fig. 13 zeigt einen Schnitt längs der Mittellinie von Fig.
12, wobei die Ansicht der Nuten 464 weggelassen ist. Wie aus
Fig. 13 hervorgeht, besteht das Rohr 404 aus einem isolie
renden Material; es dient als Wärmesperre, damit die Wärme
im Heizkern 402 festgehalten wird. Das Heizrohr 404 dient
auch als elektrischer Isolator. Es sei bemerkt, daß der Heiz
kern 402 selbst vorzugsweise aus einem nichtleitenden Mate
rial hergestellt ist, damit die Möglichkeit elektrischer
Kurzschlüsse auf ein Minimum herabgesetzt wird und die Wär
meleitung vom Heizkern zu angrenzenden Gehäuseteilen redu
ziert wird.
Fig. 14 zeigt eine Vorderansicht der zusammengebauten Heiz
anordnung 310. Die Heizanordnung 310 weist mehrere Stifte
466, 468 und 470 auf. Die Stifte 466 und 468 sind Verriege
lungsstifte, die dazu dienen, eine Düsenbasis am Unterende
der Heizanordnung 310 an Ort und Stelle in ausgewählter Wei
se festzuhalten. Der Stift 470 ist ein Positionierungsstift,
der mit einem weiteren Positionierungsstift 474 das Festhal
ten der Düsenbasis an der Heizanordnung 310 durch Betätigen
des Abschergriffs 412 sicherstellt.
Fig. 15 zeigt eine Unteransicht der Heizanordnung 310 von
Fig. 14. In dieser Ansicht sind die Positionierungsstifte
470 und 474 zusammen mit den anderen Bauteilen deutlich zu
erkennen. Ein Drehen des Abscherrings 412 über seinen vor
geschriebenen Bewegungsbereich bewirkt ein relatives Bewegen
der Platte und der Stifte 470 und 474. Die Platte 414 weist
zur Aufnahme der Stifte 470 und 474 an gegenüberliegenden
Seiten zwei Ausschnitte auf. Die Stifte 464 und 468 werden
in flacheren Ausschnitten in der Platte 414 aufgenommen, so
daß sich die Stifte 466 und 468 beim Drehen des Abscherrings
412 relativ zu den Ausschnitten bewegen und die Platte 414
starr zwischen sich festhalten. Eine in Fig. 15 dargestellte
Einstellschraube 413 dient der Einstellung des Bewegungsbe
reichs des Abscherrings 412 während des Drehens der Düse zum
Loslösen eines elektronischen Bauelements von einer Leiter
platte, wenn das Bauelement mit der Düse 420 in Eingriff
steht.
Fig. 16 zeigt einen Schnitt längs der Linie 16-16 von Fig.
15. In dieser Schnittansicht ist der Eingriff der federbe
lasteten Kugeln in die Schlitze 472, 472 an gegenüberlie
genden Seiten des Saugrohrs 400 deutlich zu erkennen. Die
Schlitze 472 ermöglichen einen vertikalen Relativbewegungs
bereich des Saugrohrs bezüglich der in den Schlitzen ange
ordneten Kugeln. Dadurch kann das Saugrohr 400 während der
Benutzung nach unten ausgeschoben oder nach oben in eine
relativ zurückgezogene Position bewegt werden. Die Länge der
Schlitze ist wenigstens so groß wie der Abstand zwischen
benachbarten Nuten 430 und 432 im Halter 428, da dieser Be
wegungsbereich der minimale Bereich ist, der bei der Anwen
dung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Betracht gezogen
wird. Eine größere Länge der Schlitze 472 liegt im Rahmen
der Erfindung; sie würde einen zusätzlichen Bewegungsbereich
für das Saugrohr 400 relativ zur Düse 420 und relativ zum
Heizkern 402 ermöglichen.
Fig. 17 zeigt eine Seitenansicht des Saugrohrs 400 teilweise
im Schnitt. Der Schlitz 472 ist dabei in seiner tatsächli
chen Breite zu sehen.
Fig. 18 ist ein Schnitt längs der Linie 18-18 von Fig. 17.
Dabei ist zu erkennen, daß die Nut 472 nicht durch die Wand
des Saugrohrs 400 führt. Die Nut 472 ist von Wänden begrenzt,
die sich allgemein in einem Winkel von 90° überschneiden.
Fig. 19 zeigt einen Schnitt der Kappe 436. Die Kappe 436
weist einen Vorsprung 510, eine Ringfläche 508, eine Bohrung
504, eine weite innere zylindrische Seitenwand 506, einen
sich konisch verjüngenden Wandbereich 512 und eine Innenöff
nung 514 auf.
Fig. 20 zeigt eine Ansicht der Kappe 436 von Fig. 19 bei
Betrachtung von links. In dieser Ansicht ist die Lage der
Bohrung 504 zu erkennen.
Fig. 21 zeigt eine Stirnansicht des Halters 428. Der Halter
428 weist eine innere zylindrische Wand 478 auf, durch die
sich wenigstens eine Bohrung 480 zur Aufnahme einer Schraube
erstreckt. Wenn die Schraube in die Bohrung 480 eingeschraubt
ist, kann sie so lange festgezogen werden, bis sie das Saug
rohr 400 mit Reibeingriff festhält.
Fig. 22 zeigt einen Schnitt des Halters 428, wobei die Ge
windebohrung 480 und die Nuten 430, 432 zu erkennen sind.
Fig. 23 zeigt eine Draufsicht auf den unteren Träger 408,
wobei eine durch diesen Träger führende Bohrung zur Aufnahme
einer Madenschraube und einer federbelasteten Kugel (siehe
Fig. 5) für den Eingriff in die Nut 472 des Saugrohrs 400
gestrichelt dargestellt ist. Auf diese Weise muß sich das
Saugrohr 400 mit dem unteren Träger 408 drehen, so daß ein
Drehen des Abscherrings 412, der fest mit dem unteren Träger
408 verbunden ist, seinerseits das Drehen der Düse 420 und
der Spitze 422 bewirkt, wodurch eine mögliche Störung der
richtigen Orientierung des Bauelements relativ zur Düse 420
während der Betätigung des Abscherrings 412 vermieden wird.
Der untere Träger 408 weist eine obere Fläche 417 und zwei
Verbindungsarme 419 auf.
Fig. 24 zeigt einen Schnitt des unteren Trägers 408 längs
der Linie 24-24 von Fig. 23. In dieser Schnittansicht ist
die Bohrung 413 mit ihren echten Umrißlinien zu erkennen.
Wie im Zusammenhang mit Fig. 16 angegeben worden ist, kann
eine zweite Bohrung 413 vorgesehen sein, jedoch ist dies in
der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht unbedingt erforder
lich. Der untere Träger 408 ist mit einem ringförmigen Vor
sprung 409, einer Hinterfläche 419 und einer inneren zylin
drischen Wand 411 versehen. Eine zentrale Öffnung 415 ist in
Fig. 24 zu erkennen.
Fig. 25 zeigt einen Schnitt des unteren Trägers 408 längs
der Linie 25-25 von Fig. 23. In dieser Ansicht ist eine
Bohrung 413 zu erkennen. Die Bohrung 413 ist eine von vier
Bohrungen, die mit gleichem Winkelabstand angebracht und so
dimensioniert sind, daß sie Verbindungsstifte mit Preßsitz
zum Verbinden des unteren Trägers 409 mit der Positionie
rungsplatte 410 aufnehmen können. Andere Mittel zum festen
Verbinden der Teile 408 und 410 liegen im Rahmen der Erfin
dung.
Fig. 26 zeigt eine Seitenansicht eines Verriegelungsstifts
466 gemäß der Erfindung.
Fig. 27 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Verriege
lungsstifts 470 gemäß der Erfindung.
Fig. 28 zeigt eine Ansicht des Trägerrings 406 nach der Er
findung. Der Trägerring weist mehrere Bohrungen zum Befesti
gen des Trägers 406 am Heizrohr 391 und am äußeren Träger
ring 516 auf.
Fig. 29 zeigt einen Schnitt des Trägerrings 406, wobei die
Ringfläche 488, eine äußere Ringfläche 484, eine innere
Ringschulter 490 und eine Innenwand 492 zu erkennen sind.
Fig. 30 zeigt eine Ansicht des Abscherrings 412 gemäß der
Erfindung. Der Abscherring 412 ist mit einem Griff 502 und
einem Langlochschlitz 498 versehen, durch den ein Stift hin
durchgeführt werden kann. Der Schlitz 498 ermöglicht eine
Relativbewegung zwischen dem Abscherring 412 und dem Stift,
der an der Positionierungsplatte befestigt ist. Der mit der
Positionierungsplatte 410 drehbare Stift wird von einem ent
sprechenden Schlitz im äußeren Trägerring 416 aufgenommen.
In Fig. 30 sind zwei Bohrungen 495 zu erkennen, die zum Ein
führen von Stiften verwendet werden können, damit der Ab
scherring 412 fest mit der Positionierungsplatte 410 verbun
den wird. Im Rahmen der Erfindung können auch andere Befe
stigungsmittel zum Befestigen dieser Bauteile verwendet wer
den. Ein in Fig. 30 erkennbarer Schlitz 494 ist ein zusätz
licher Langlochschlitz, der bei dieser Ausführungsform nicht
verwendet wird.
Fig. 31 zeigt eine Seitenansicht des Abscherrings 412 längs
der Linie 31-31 von Fig. 30.
Fig. 32 zeigt eine Hinteransicht einer Düsenbasisplatte 414
mit einer Innenöffnung 415.
Fig. 33 ist eine geschnittene Seitenansicht der Düsenbasis
platte 414 von Fig. 32.
Fig. 34 ist eine Vorderansicht der Düsenbasisplatte 414 mit
einer Düse 420, die daran mit zwei unbezifferten Klammern
befestigt ist, die in Fig. 34 schematisch oberhalb und un
terhalb der Düse dargestellt sind.
Fig. 35 zeigt eine Draufsicht auf eine Positionierungsplatte
nach der Erfindung. Die Positionierungsplatte 410 weist zwei
einander gegenüberliegende Ausschnitte 520 sowie einen Stift
482 auf. Der Stift 482 ist mit Preßsitz, durch Einschrauben,
durch Schweißen oder dergleichen mit der Platte 410 verbun
den. Die Positionierungsplatte 410 weist eine Innenöffnung
411 auf. Die Positionierungsplatte 410 nimmt in den Aus
schnitten 520 Positionierungsstifte auf, während sie in den
Bohrungen 425 und 426 die Schäfte der Verriegelungsstifte
empfängt.
Fig. 36 zeigt einen Schnitt längs der Linie 36-36 von Fig.
35. Dabei ist in Fig. 36 zu erkennen, wie der Stift 482 vor
steht. Die Verriegelungsstifte sind fest am Abscherring 412
befestigt, während die Positionierungsstifte fest mit der
Positionierungsplatte 410 verbunden sind. Die Verriegelungs
stifte können sich somit in den Ausschnitten 520 der Posi
tionierungsplatte 410 bis zu dem Punkt bewegen, an dem der
Stift 482 mit dem Trägerring 516 in Eingriff kommt. Das Dre
hen des Abscherrings um die Z-Achse führt somit zu einer Be
wegung der Positionierungsstifte relativ zu den Ausschnitten
520, was bewirkt, daß sich die Verriegelungsstifte aus den
in der Düsenbasisplatte 414 angebrachten Nuten (gemäß den
Fig. 32 und 34) herausbewegen, so daß sie von der Düsenba
sisplatte 414 fest aufgenommen werden.
Fig. 37 zeigt einen Schnitt des Saugrohradapters 422. Dieser
Adapter wird zum Anschließen des Saugrohrs an eine Leitung
oder ein weiteres Verbindungsstück benutzt.
Fig. 38 zeigt eine Draufsicht auf den äußeren Trägerring 516.
Der äußere Trägerring weist eine von Wänden 521 und 524 ge
bildete Nut auf. Durch den äußeren Trägerring 516 führt ein
Schlitz 518, wie in Fig. 38 angegeben ist; der Schlitz 518
kann den Stift 482 aufnehmen. Der Stift 482 ist in Fig. 38
dargestellt, damit die Beziehung der Bauteile zueinander
schematisch erkennbar wird. Zum Befestigen des äußeren Trä
gerrings 516 am Träger 406 sind mehrere Stifte 483 vorgese
hen. Eine Durchführung 520 verbindet die Wand 524 mit dem
Schlitz 518. Der äußere Trägerring 516 weist eine zylindri
sche Innenwand 517 auf. Ferner ist der äußere Trägerring 516
mit einer Bohrung 519 versehen, die sich von der Außenfläche
zur Innenfläche erstreckt.
Fig. 39 ist eine Seitenansicht des Trägerrings 516 von Fig.
38 bei Betrachtung von links. In dieser Ansicht erscheint
die Öffnung der Bohrung 520 ellipsenförmig, während die Öff
nung der Bohrung 519 in ihrer tatsächlichen Gestalt erkenn
bar ist.
Fig. 40 zeigt einen Schnitt längs der Linie 40-40 von Fig.
38; in dieser Schnittansicht ist eine zylindrische Innenflä
che 522 zusätzlich zu der zylindrischen Innenfläche 517 er
kennbar.
Fig. 41 zeigt einen Teilschnitt längs der Linie 41-41 von
Fig. 38. In dieser Ansicht ist die Bohrung 520 in ihrer tat
sächlichen Gestalt mit der Verbindung mit dem Schlitz 518
erkennbar. Wie aus Fig. 41 hervorgeht, ist der Schlitz 518
in einer Seite des Rings 516 gebildet; er erstreckt sich
nicht vollständig durch den Ring 516.
Fig. 42 zeigt eine Unteransicht des Trägerrings 516 zusammen
mit dem Abscherring 412 und weiteren Bauteilen. Wie aus Fig.
42 hervorgeht, führt eine Bewegung des Abscherrings im Uhr
zeigersinn zum Zusammendrücken einer Feder 527 und zu einer
Bewegung des Stifts 482 in die mit 482′ angegebene Position.
Eine Bewegung des Abscherrings 412 gegen den Uhrzeigersinn
führt zu einer Bewegung der Pos 47247 00070 552 001000280000000200012000285914713600040 0002003905291 00004 47128itionierungsstifte relativ
zur Düsenanordnung (was in dieser Figur nicht dargestellt
ist). Die einstellbare Madenschraube 413 führt durch die
Bohrung 520 in eine Position, in der sie eine Begrenzung der
Bewegung für den Stift 482 festlegt. Ein Schrauben der Ma
denschraube 413 in die oder aus der Bohrung 520 führt zu
einer gewissen Einstellung der weitesten Auslenkung des
Stifts 482 im Schlitz 518. Vorzugsweise ist zwischen dem
entfernten Ende der Madenschraube 413 und dem Stift 482 eine
Feder 527 angebracht, so daß sich bei einer Bewegung des
Stifts 482 innerhalb einer vorbestimmten Strecke vom ent
fernten Ende der Madenschraube 413 der Federwiderstand all
mählich vergrößert, wobei die Federkraft eine Rückstellwir
kung auf den Abscherring 412 aufgrund ihrer Einwirkung auf
den Stift 482 ausübt.
Fig. 43 zeigt eine Unteransicht der zusammengefügten Bautei
le zur Veranschaulichung der Bewegung des Abscherrings 412
von seiner Ausgangsposition in die mit gestrichelten Linien
dargestellte Position 412′. Wie aus den Fig. 35 und 43 zu
erkennen ist, ist bei dieser Ausführungsform eine Bewegung
des Abscherrings 412 bezüglich der Positionierungsplatte 410
um 30° möglich. Dies gilt wegen der Länge der Ausschnitte
520, 520 der Positionierungsplatte 410, die die Bewegung der
Stifte 435 des Abscherrings 412 begrenzen. Die von der fest
angebrachten Positionierungsplatte 410 getragenen Positionie
rungsstifte 470 bleiben während der Bewegung des Abscher
rings an Ort und Stelle, so daß die von der Abscherplatte
412 getragenen Verriegelungsstifte 466 an den Nuten 217 in
der Düsenbasisplatte 414 vorbeigedrückt werden, so daß die
Platte 414 in einem Preßsitz festgehalten wird. Am Endpunkt
der Auslenkung der Stifte 435 in den Schlitzen 520 bewirkt
eine weitere Bewegung des Abscherrings 412 eine Bewegung der
Platte 410, was ein Bewegen des Stifts 482 im Schlitz 518
des Rings 516 bewirkt. Die Bewegung der Verriegelungsstifte
466, 466 ist auch in Fig. 43 durch die gestrichelt angegebe
nen Positionen erkennbar.
Fig. 44 zeigt schematisch das Arbeitsprinzip der Rückstell
feder 527, die zwischen dem Stift 482 des Abscherrings 412
und dem Ende des Schlitzes 518 angeordnet ist.
Die Fig. 45, 46 und 47 zeigen eine Seitenansicht, eine Drauf
sicht bzw. eine Unteransicht einer Armstütze zur Verwendung
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Armstütze 530
weist eine Vorderwand 532, Befestigungslöcher 533 und 535
sowie eine Bodenbefestigungswand 534 auf.
Die Fig. 48, 49 und 50 zeigen eine Draufsicht, eine Seiten
ansicht bzw. eine Hinteransicht einer oberen Stangenhalterung
538 zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die
Stangenhalterung 538 weist eine Hinterwand 540, eine Ober
wand 542 und Löcher 539, 541 und 543 auf.
Die Fig. 51, 52A, 52B, 52C und 53 zeigen eine Vorderansicht,
eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht des Mechanismus
zum Halten und Steuern der Bewegung des Schlittens in der
Z-Richtung. Der von Hand betätigbare Freigabehebel 302 wird
von einer Feder 600 innerhalb einer Bremsanordnung 590 vor
belastet. Ein Bewegen des Arms 302 im Uhrzeigersinn führt
gemäß Fig. 52 zu einer Bewegung der Bremsanordnung 590 von
einem Bremsklotz 602 weg, der die Form einer Beilagscheibe
hat. Diese Freigabe ermöglicht das Drehen des Arms 302.
Am Haltearm ist ein Gehäuse 560 befestigt. Das Gehäuse 560
weist eine vom Bauteil 538 gebildete obere Wand auf, die mit
Hilfe von Schrauben oder dergleichen fest mit dem Gehäuse
560 verbunden ist. Das Gehäuse 560 kann, falls es erwünscht
ist, der in den Fig. 45 bis 47 dargestellten Ausführung des
Gehäuseteils 530 entsprechen. Die Bodenwand ist dabei die in
Fig. 47 dargestellte Wand 534 zum Befestigen des unteren En
des der Führungsstangen 574. Zwei Führungsstangen 574, 574
sind parallel zueinander so angebracht, daß der in Z-Rich
tung bewegliche Schlitten 546 auf ihm gleiten kann; der
Schlitten 546 ist dabei auf Nylonlagern 576 gelagert, wie in
den Figuren zu erkennen ist. Durch die Rückwand des Schlit
tens 546 erstreckt sich eine Leitung, an die eine flexible
Leitung angeschlossen werden kann, die eine Quelle für Gas
oder Luft darstellt, wie oben erläutert wurde. Zwei Befesti
gungslöcher 579, 579 sind zur Befestigung der Heizanordnung
310 über entsprechende Befestigungslöcher 392, 392 im Gehäu
se 390 (gemäß Fig. 6 bis 8) vorgesehen.
Ein Drehen der Bremsanordnung 590 dreht ein Verbindungsglied
596 um die Achse der Bremsanordnung 590, was auf die Verbin
dung über einen Stift 607 innerhalb eines drehbar gelagerten
Jochglieds 606 zurückzuführen ist. Das Jochglied weist eine
Basis 599 auf. Eine Feder 600 drückt die Spitze 604 des Arms
302 gegen ein Glied 605. Das Drehen des Verbindungsglieds
596 verursacht ein Anheben oder Absenken des Schlittens 546
aufgrund des Anhebens oder Absenkens des Verbindungsglieds
598, das an einem der Enden aufgesteckt ist, damit der
Schlitten der Drehung des Arms 596 in einer bekannten Art
einer mechanischen Bewegung folgen kann, auf die üblicher
weise als Kurbel- und Schiebermechanismus Bezug genommen
wird.
Wie aus den Fig. 52A, 52B und 52C zu erkennen ist, kann der
Hebel 302 um den Gelenkpunkt 607 geschwenkt werden, wobei
diese Schwenkbewegung mit Unterstützung der Federvorspannung
durch die Feder 600 zu einer Einwirkung auf einen Stift 603
führt. Der Stift 603 ragt über die radiale Erstreckung der
Antriebswelle 599 nach außen, so daß er auf die Reibscheibe
602 einwirkt. Die Reibscheibe 602 kann aus Gummi oder einem
anderen für diesen Zweck geeigneten Material bestehen. Durch
Bewegen des Hebels 302 in die in Fig. 52B durch den Pfeil L
angegebene Richtung kann der Hebel aus der Sperrposition in
die in Fig. 52C angegebene entsperrte Position bewegt werden.
Das Bewegen des Hebels löst die relativ starke Federkraft,
die über die Hebelspitze 604 auf den Stift 603 und von die
sem auf die Reibscheibe 602 übertragen worden ist und einen
starken Reibeingriff an der Trägerfläche 560 hervorruft, wo
durch eine Wirkung als Brems- oder Sperrmechanismus entsteht,
mit dem die Nabe 599 in jeder gewünschten Drehposition fest
gehalten wird.
In Fig. 54 ist ein napfförmiges Bauteil 608 dargestellt, das
am Greifarm 303 befestigt ist. Das Bauteil 608 ist vorzugs
weise so dimensioniert, daß es ein elektrisches Bauelement
eng und präzise aufnehmen kann, damit das Bauelement 350 mit
vorbestimmter Orientierung positioniert werden kann, wie
oben erläutert wurde, wodurch es als mechanische Zielvorrich
tung dient. Das Bauelement 350 wird so aufgenommen, daß sei
ne elektrischen Anschlußleiter 351 unterhalb des Bauteils
608 nach außen ragen. Das Bauteil 608 ist vorzugsweise aus
tauschbar angebracht, wie unten noch erläutert wird, damit
die Verwendung eines aus einer Familie schalenförmiger Bau
teile 608 ausgewählten Bauteils ermöglicht wird, von denen
jedes eine andere Größe oder andere Abmessungen hat, um eine
Anpassung an unterschiedliche Typen elektrischer Bauelemente
zu ermöglichen.
In Fig. 55 ist eine optische Zielmarkenanordnung dargestellt,
die am Arm 303 befestigt ist. Sowohl das Bauteil 608 als
auch die Zielmarkenanordnung 610 sind abnehmbar an dem ver
tikal verlaufenden Abschnitt des Arms 303 befestigt; vor
zugsweise sind sie daran mit Hilfe eines lösbaren Keil- oder
Keilnutenmechanismus oder dergleichen in präziser Weise an
gebracht. Jede Art einer präzisen Verbindung kann gemäß der
Erfindung verwendet werden; im Rahmen der Erfindung liegt
auch eine dauerhafte feste Verbindung zwischen dem Arm 303
und dem schalenförmigen Bauteil 608 oder zwischen dem Arm
303 und der Zielmarkenanordnung 610, wobei die Keile in die
sen Figuren mit dem Bezugszeichen 609 angegeben sind und
eine gestrichelte Darstellung gewählt ist.
Fig. 56 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der
Befestigung des Greifarms 303 des Mechanismus 301. Wie aus
Fig. 56 hervorgeht, wird der Greifarm 303 in einer Ausfüh
rungsform von einer Säule 612 drehbar gehalten. Unmittelbar
über dem Greifarm ist ein Haltearm 614 angebracht, der einen
darauf befestigten Block 616 trägt. Dieser Block 616 trägt
seinerseits eine optische Zielmarkenanordnung 618, die im
Zusammenhang mit einem Mikroskop oder einer Fernsehkamera
benutzt werden kann, die auf der Zielmarkenanordnung 618 an
gebracht ist.
Fig. 57 zeigt schematisch die Anbringung eines optischen
Mikroskops 622 an einem Trägerteil 620 auf dem Block 616.
Wie zu erkennen ist, ist das Mikroskop 622 über der Zielmar
kenanordnung 618 angebracht.
Fig. 58 zeigt eine Draufsicht auf eine Anordnung von Bautei
len, die die in X-, Y- und Theta-Richtung bewegliche Werk
stückhaltevorrichtung 316 bilden. Die obere Platte 348 ist
verschiebbar auf einer darunterliegenden Platte 630 ange
bracht. Ein Betätigungsarm 347 steuert die X-Verschiebung
der Platte 348 relativ zur Platte 630. Dies wird durch Vor
sehen eines Gewindes am Arm 347 erzielt, das in eine an der
Platte 348 befestigte Mutter eingreift; ein entfernt liegen
den Ende des Arms 347 ist in der Platte 630 drehbar gelagert.
Die Platte 630 ist auf einer Platte 650 verschiebbar abge
stützt. Der verschiebbare Eingriff zwischen den aneinander
angrenzenden Platten wird durch Vorsehen mehrerer im Abstand
befindlicher Klötze ermöglicht, die fest zwischen benachbar
ten Platten angebracht sind, damit eine sanfte Gleitbewegung
ermöglicht wird. Der Arm 345 ist in eine Mutter geschraubt,
die fest mit der Platte 650 verbunden ist; ein entferntes
Ende des Arms 345 ist in der Platte 650 drehbar gelagert.
Die Platte 650 ruht auf einem Ring 624. Der Ring 624 ruht
seinerseits auf einer darunterliegenden Platte 680, die mit
einem nach oben ragenden Abschnitt versehen ist, der ein
entferntes Ende der Stange 343 an einem Kugelgelenk aufnimmt,
das eine relative Winkelbewegung zwischen der Stange 343 und
der Trägerplatte 680 ermöglicht. Die Stange 343 steht mit
einer mit dem Kugelgelenk verbundenen Buchse in Schraubein
griff, so daß ein Drehen der Stange 343 zu einer relativ
kleinen Winkelverschiebung der Platte 680 um einen zentra
len, festliegenden Drehpunkt führt, der zentral innerhalb
des Rings 624 liegt. Auf diese Weise dreht sich der Ring 624
unter der Einwirkung der Stange 343 um seinen Mittelpunkt.
Diese kleine Winkelverschiebung wird als Theta-Verschiebung
bezeichnet.
Fig. 59 zeigt in einer Seitenansicht die Vorrichtung von
Fig. 58 bei Betrachtung von rechts. Wie oben gezeigt wurde,
werden von der Werkstischfläche 348 zwei Schienen 339, 339
getragen. An mehreren Stellen sind zwischen den Platten in
Fig. 59 mehrere Abstandsklötze 672 erkennbar, damit eine
Gleitbewegung der Platten 348, 630 und 650 relativ zueinan
der und zu dem darunterliegenden Ring 624 ermöglicht wird.
Der Ring 624 ruht auf der Trägerplatte 680, die ihrerseits
von Haltegliedern 682, 682 am verschiebbaren Schlitten 681
befestigt sind. Der Schlitten 681 weist zwei Nylonlager 368
auf, die sich um eine der Führungsstangen 664 erstrecken.
Der sich bewegende Schlitten 681 weist einen Führungsblock
370 auf, der einen an einem Ende offenen Schlitz zur Auf
nahme der anderen Führungsstange 364 aufweist. Diese Anord
nung ermöglicht eine relativ exakte geradlinige Bewegung des
Schlittens 681; gleichzeitig wird dadurch jede zusätzliche
Reibung unter Beanspruchung reduziert, die auftreten würde,
wenn der Block aufgrund sehr geringer Unterschiede im Ab
stand, der Gleichmäßigkeit und der Parallelität zwischen den
Führungsstangen 364, 364 fest auf der jeweiligen Führungs
stange 364 sitzen würde. Auf diese Weise ist die links
liegende Führungsstange 364 in Fig. 59 bei geeignet präziser
Gestaltung das Hauptführungselement, während die andere Füh
rungsstange bei ausreichend ebener Ausgestaltung die Bewe
gung der anderen, rechts liegenden Führungsstange 364 zuläßt.
Fig. 59 zeigt die Klötze 672 und auch Stifte 692, 693 und
694, deren Zweck anschließend noch erläutert wird.
Fig. 60 zeigt eine Vorderansicht der zusammengebauten Bau
teile der verschiebbaren Arbeitsstation. Wie aus Fig. 60
hervorgeht, sind mehrere Abstandsklötze 672 vorgesehen, da
mit eine Verschiebung aneinander angrenzender Platten ermög
licht wird. Wie Fig. 60 außerdem zeigt, wird innerhalb einer
Schulter 625 des Ringteils 624 zur Erzielung einer Drehung
eine Platte 650 aufgenommen. Die Platte 630 wird von der
Platte 650 getragen, und sie wird von Stiften 692 und 694
geführt (wobei der zuletzt genannte Stift in den Fig. 64 bis
66 dargestellt ist). Die Platte 630 trägt die Platte 348,
und sie führt die Platte 348 mittels Stiften 693 und 695,
die in entsprechenden Schlitzen in der Platte 348 aufgenom
men werden. Eine in Fig. 60 erkennbare Stange 347 dient der
Einstellung der Platte 348 in der X-Richtung aufgrund eines
Schraubeingriffs in einen Kragen 92. Das entfernt liegende
andere Ende der Stange 347 wird drehbar an einer Halterung
in der Platte 630 aufgenommen. In dieser Ansicht ist der
Block 370 dargestellt, der auf einer der Schienen 364 glei
tet, während der Block 682 dargestellt ist, der die Platte
680 trägt. Der Block 682 wird seinerseits von der Platte 681
getragen. Außerdem sind Befestigungsbügel 689, 689 erkenn
bar, die der Befestigung der Schienen 364 an einem festen
Halter dienen.
Die Fig. 61, 62 und 63 zeigen eine Vorderansicht, eine Sei
tenansicht von rechts bzw. eine Draufsicht der Platte 680
und des Rings 624. In diesen Figuren ist die Schulter 625
deutlich erkennbar; dies gilt auch für einen mit einem Ge
winde versehenen Befestigungsblock 627, in den die Stange
343 geschraubt ist.
Die Fig. 64, 64 und 66 zeigen eine Vorderansicht, eine Sei
tenansicht von rechts und eine Draufsicht der Platte 650,
die über dem Ring 624 liegt. Wie in diesen Figuren zu erken
nen ist, sind an der Oberfläche 110 der Platte 650 zwei Füh
rungsstifte 692 und 694 befestigt. Die Befestigung des ent
fernt liegenden anderen Endes der Stange 343 ist in Fig. 66
zu erkennen; diese Verbindung ist vorzugsweise ein Kugelge
lenk, damit Winkelbewegungen der Stange 343 möglich sind. In
diesen Figuren sind Schlitze 104 und 106 zu erkennen; außer
dem ist die zentrale Öffnung 108 zu erkennen, die von der
Schulter 625 des Rings 624 zur Erzielung einer drehbaren
Unterstützung aufgenommen ist. In diesen Figuren sind auch
mehrere Abstandsklötze 672 dargestellt. Wie aus Fig. 66 her
vorgeht, ist die Führungsstange 345 in einen Abschnitt der
Vorderwand der Platte 650 geschraubt, damit eine Antriebs
bewegung in Richtung der Breite einer darüberliegenden Plat
te 630 erzielt wird, wie unten erläuert wird.
Die Fig. 67A, 67B und 67C zeigen eine Vorderansicht, eine
Seitenansicht von rechts bzw. eine Draufsicht der Platte 630
mit darin angebrachten Schlitzen 152 und 154. Die Platte 630
weist eine Oberfläche 142 auf, auf der zwei Stifte 693 und
695 fest angebracht sind. Diese Stifte dienen der Führung
der Bewegung der darüberliegenden Platte 348. Mit einer Sei
tenwand 144 der Platte 630 ist eine Stange 345 drehbar ver
bunden, wie aus diesen Figuren hervorgeht. In diesen Figuren
ist auch ein Bund 146 zu erkennen, der der Aufnahme der
Stange 345 dient. Der Bund trägt die Stange 345 vorzugsweise
drehbar, damit die Platte 630 geführt durch die fest an der
Platte 650 angebrachten Stifte 692 und 694 in der Y-Bewe
gungsrichtung eingestellt werden kann. Die Schlitze 152 und
154 nehmen die Stifte 692 und 694 eng auf, damit eine exakte
Linearbewegung der Platte 630 gewährleistet wird. Mehrere
Abstandsklötze 672, die in diesen Figuren dargestellt sind,
dienen dem Stützen der darüberliegenden Platte 348.
Die Fig. 68A und 68B zeigen eine Vorderansicht bzw. eine
rechtsseitige Ansicht der Platte 348.
In Fig. 69 ist eine Draufsicht auf die in den Fig. 68A und
68B dargestellte Platte gezeigt. In dieser Darstellung sind
mehrere Schlitze 134, 136, 138 und 140 zur Aufnahme von
Stiften zu erkennen. In der bevorzugten Ausführungsform sind
nur für die Schlitze 134 und 138 Stifte vorgesehen. Diese
Stifte sind so dimensioniert, daß sie die Stifte 693 und 695
eng aufnehmen, die an der Platte 630 befestigt sind, damit
eine exakte Linearbewegung der Platte 348 relativ zur Platte
630 gewährleistet wird. In diesen Figuren sind auch mehrere
Abstandsklötze 672 dargestellt. Ein frontseitiger Schlitz
120, der in Fig. 68A zu erkennen ist, dient dem vollständi
gen Hindurchführen der Stange 343. In dieser Figur ist auch
ein frontseitiger Ausschnitt 122 dargestellt, durch den die
Stange 345 hindurchgeführt werden kann. In einen mit einem
Gewinde versehenen Bund 124 kann die Stange 347 geschraubt
werden, was dazu dient, daß eine lineare Verschiebung der
Platte 348 bezüglich der Platte 630 bewirkt wird. Die Platte
348 weist eine Oberwand 127, eine Vorderwand 126 und Seiten
wände 128 und 130 auf.
Das dem Heizelement zugeordnete Thermoelement 460 und das
dem Luftstrom zugeordnete Thermoelement 462 sind an eine
Regelschaltung angeschlossen, die in den Fig. 70A und 70B
dargestellt ist. Der Betrieb der Schaltung wird mittels
eines (nicht dargestellten) zweipoligen Netzschalters an der
Bedienungskonsole 330 ausgelöst, der in die Hin- und Rück
leitungen (Fig. 70B) eingefügt ist, die mit dem Netzversor
gungs-Schaltungsteil 802 verbunden sind. Durch Schließen des
Netzschalters werden entsprechende Steuerspannungen an die
verschiedenen Elemente der Regelschaltung angelegt, wodurch
zunachst das Heizelement 461 abhängig von der am Potentiome
ter 804 (Fig. 70A) eingestellten Temperatur auf seine Leer
lauftemperatur gebracht wird, wobei dieses Potentiometer in
herkömmlicher Weise am Bedienungspult betätigt werden kann.
Das Ausgangssignal des Potentiometers wird an eine als Puf
ferschaltung dienende Schaltungseinheit 806 angelegt. Solan
ge die Temperatur des Heizelements unterhalb der eingestell
ten Temperatur liegt, legt der Heiztemperaturkomparator 808
(der abhängig vom Heiz-Thermoelement über einen Verstärker
816 und vom Ausgangssignal des Potentiometers 804 arbeitet)
ein "1"-Signal an den oberen Eingang eines UND-Glieds 810
an, das seinerseits über das ODER-Glied 812 zur Steuerung
des Heizelements 461 über die Ansteuerschaltung 814 angelegt
wird, bis die eingestellte Temperatur erreicht ist.
Dem anderen Eingang des UND-Glieds 812 wird ein negiertes
Zyklussignal angelegt; solange der Lötzyklusschalter 818
(Fig. 21B) nicht betätigt ist, bleibt das UND-Glied 810 be
tätigt, was solange gilt, wie das Heizelement seine einge
stellte Leerlauftemperatur noch nicht erreicht hat.
Sobald das Heizelement 461 seine Leerlauftemperatur erreicht
hat, wird das Ausgangssignal des Komparators 808 invertiert,
wodurch an das UND-Glied 810 ein "0"-Signal angelegt wird,
das dieses UND-Glied deaktiviert und den durch das Heizele
ment 461 fließenden Strom abschaltet. Über einen Negator 819
wird überdies ein "1"-Signal an den S-Eingang eines Flip
flops 820 angelegt, was bewirkt, daß an seinem Q-Ausgang ein
"1"-Signal auftritt, das ein "Bereit"-Licht 822 (Fig. 70B)
zum Aufleuchten bringt und auch ein "1"-Signal an den unte
ren Eingang des UND-Glieds 824 anlegt. Sobald das "Bereit"-
Licht leuchtet, kann der Zyklusschalter an der Bedienungs
konsole betätigt werden, damit ein Lötzyklus ausgelöst wird,
d.h. ein Zyklus zum Einbauen oder Entfernen eines Bauele
ments. Vor der Betätigung des Zyklusschalters 818 wird der
ebenfalls vom Ausgangssignal des Heiz-Thermoelements 460 und
des Potentiometers 804 abhängige Komparator 826 (Fig. 70A)
betätigt, wenn die Temperatur des Heizelements unterhalb
zwei Drittel der Leerlauftemperatur fällt, wodurch das Flip
flop 820 über seinen R-Eingang rückgesetzt und das "Bereit"-
Licht 822 abgeschaltet wird. Außerdem wird unter der Steue
rung durch den Komparator 808 wieder Strom an das Heizele
ment 461 angelegt, bis die Leerlauftemperatur wieder er
reicht wird, wie oben erläutert wurde.
Die Dauer des Lötzyklus wird an der Bedienungskonsole mit
Hilfe von zwei Codierschaltern 828 eingestellt. Die Ausgangs
signale der Schalter 828 werden einer Zykluszeit-Steuerein
heit 830 zugeführt, die unter der Steuerung eines quarzge
steuerten Taktgebers 832 arbeitet, der seinerseits vom Aus
gangssignal des UND-Glieds 824 betätigt wird, was dann er
folgt, wenn sowohl das "Bereit"-Licht eingeschaltet ist als
auch der Lötzyklusschalter 818 geschlossen worden ist. Das
Ausgangssignal des Lötzyklusschalters wird auch an eine
Schaltlogik 834 (Fig. 70A) angelegt, deren Ausgangssignal
über ein ODER-Glied 836 einer Start-Zyklussteuereinheit 830
zugeführt wird, damit auf diese Weise der Lötzyklus ausge
löst wird, dessen Dauer typischerweise zwischen 0 und 99
Sekunden liegt, was mittels der Codierschalter 828 festge
legt wird. Der Lötzyklusschalter 818 unterbricht den Löt
zyklus, wenn er während eines Lötzyklus betätigt wird, wobei
die Schaltlogik 834 für diese Wirkungsweise verantwortlich
ist, indem an die Zykluszeit-Steuereinheit zum Abbrechen des
Zyklus ein Rücksetzsignal angelegt wird. Die Einschalt-Rück
setzschaltung 838 wird betätigt, so daß sie an verschiedene
Schaltungseinheiten einschließlich der Steuereinheit 830 ein
Rücksetzsignal anlegt, wenn der zweipolige Netzschalter ge
schlossen wird. Wenn der Lötzyklus beendet ist, nimmt ein
Zyklussignal einen niedrigen Wert an, damit die Steuerein
heit 830 über das ODER-Glied 836 in den Rücksetzzustand ver
setzt wird.
Während des Lötzyklus wird das Ausgangssignal eines Negators
840 als Zyklussignal an ein "Zyklus"-Licht 842 an der Bedie
nungskonsole angelegt, damit angezeigt wird, daß der Löt
zyklus gerade abläuft. Das Zyklussignal wird auch an den
oberen Eingang eines UND-Glieds 844 (Fig. 70A) angelegt. Der
untere Eingang des UND-Glieds 844 ist mit dem Ausgang einer
Proportionalregelschaltung 846 verbunden, die abhängig von
(a) dem im Luftstrom befindlichen Thermoelement 842 über
einen Verstärker 848 und (b) abhängig von einem Potentiome
ter 804 arbeitet. Das Thermoelement 462 ist auch mit einem
bekannten Kaltanschlußkompensator 850 verbunden, der gewähr
leistet, daß das Thermoelement bei 0°C die Ausgangsspannung
0 Volt abgibt. Wenn der Lötzyklusschalter 818 geschlossen
ist, mißt das im Luftstrom liegende Thermoelement 462 die
Luftstromtemperatur, so daß das Heizelement 461 über die
Proportionalregelschaltung 846, das UND-Glied 844, das ODER-
Glied 812 und die Heizelement-Treiberschaltung 814 ange
steuert wird, bis die Luftstromtemperatur die am Potentio
meter 804 eingestellte Temperatur erreicht.
Die Proportionalregelschaltung 846 kann irgendeine bekannte
Schaltung eines solchen Typs sein. Außerdem kann anstelle
der Proportionalregelschaltung ein Komparator wie der Kom
parator 808 verwendet werden. Der Zweck der Proportionalre
gelschaltung besteht darin, das Heizelement so anzusteuern,
daß die mittels des Thermoelements 461 gemessene Luftstrom
temperatur mit der vom Potentiometer 804 eingestellten Tem
peratur für das SM-Bauelement übereinstimmt. Die Verwendung
der Proportionalregelschaltung ermöglicht gegenüber einem
Zweipunktregler eine genauere Temperaturregelung bei verbes
serter Stabilität.
Im Betrieb wird die Differenz zwischen der vom Thermoelement
im Luftstrom abgegebenen Spannung und der vom Potentiometer
abgegebenen Spannung mittels eines Differenzverstärkers 852
bestimmt und an eine Summierschaltung 854 angelegt, an die
auch die Einstellspannung des Potentiometers 804 angelegt
ist. Das Ausgangssignal der Summierschaltung 854 und das
Ausgangssignal eines Rampengenerators 856 werden an einen
Komparator 858 angelegt, bei dem das Taktverhältnis seines
impulsförmigen Ausgangssignals von den ihm zugeführten Ein
gangssignalen abhängt. Insbesondere ist das Ausgangssignal
des Rampengenerators eine Folge von Sägezahnkurven mit einer
Folgefrequenz von typischerweise 3 Hz, wobei der Mittelwert
der sägezahnförmigen Ausgangssignale dem Wert der am Poten
tiometer 804 eingestellten Spannung proportional ist. Die
Proportionalregelschaltung 846 überwacht auf diese Weise die
Luftstromtemperatur, und sie bewirkt eine entsprechende Ein
stellung des Heizstroms. Nach Betätigung des Lötzyklusschal
ters wird entweder (a) unter Druck stehendes Gas (einschließ
lich Luft) aus einem Behälter oder einer (nicht dargestell
ten) Leitung oder (b) Luft aus einem Gebläse 860 (Fig. 70B)
dem Heizelement zugeführt, wie in Fig. 4 dargestellt ist.
Wenn sich der Gas/Gebläse-Schalter 862 in der oberen Stel
lung befindet, wird dem Heizelement 461 unter Druck stehen
des Gas zugeführt, was dadurch bewirkt wird, daß an den rech
ten Eingang des UND-Glieds 864 ein "1"-Signal und an den
linken Eingang dieses UND-Glieds ein negiertes "Zyklus"-
Signal über einen Negator 866 zugeführt wird, wodurch das
UND-Glied so eingestellt wird, daß es einen Elektromagneten
868 über einen Negator 870 sowie eine Gasmagnet-Ansteuer
schaltung 872 ansteuert. An diesem Zeitpunkt wird der Geblä
sedrehzahlregler 874 abgeschaltet, da dem NOR-Glied 876 vom
Schalter 862 das "1"-Ausgangssignal zugeführt wird.
Wenn der Gebläseschalter 862 in die Masseposition umgeschal
tet ist, werden über das NOR-Glied 876 zwei Signale mit nie
drigem Wert angelegt, die die Gebläsedrehzahl-Regelschaltung
freigeben, so daß das Gebläse 860 zum Zuführen von Luft zum
Heizelement 461 betätigt wird. Die Luftströmungsregelung
durch das Gebläse wird mittels des Drehzahlsteuerpotentiome
ters 878 gesteuert, das mit der Gebläsedrehzahl-Steuerein
heit verbunden ist.
Wenn das Gas (einschließlich Luft) strömt, erhöht das Heiz
element die Temperatur des Gases, bis die am Potentiometer
804 eingestellte gewünschte Temperatur erreicht ist. Wie
oben erwähnt wurde, steuert das Thermoelement 462 die Heiz
elementansteuerung während des mittels des Zyklusschalters
818 eingeschalteten Lötzyklus, wobei diese Steuerung nur
während dieser Zeitperiode erfolgt. Da das dem Luftstrom
zugeordnete Thermoelement unterhalb des Heizelements und
vorzugsweise von diesem entfernt angeordnet ist, bewirkt
dies eine Ansteuerung des Heizelements mit einer über der
Leerlauftemperatur liegenden Temperatur, damit die Luftstrom
temperatur ihren gewünschten Wert erreichen kann. Sobald die
gewünschte Luftstromtemperatur erreicht ist, überwacht die
Proportionalregelschaltung 846 die Luftstromtemperatur kon
tinuierlich, und sie bewirkt eine entsprechende Einstellung
des Heizelements. Der Luftstrom bleibt daher im wesentlichen
auf seiner gewünschten Temperatur, solange das vom Zyklus
schalter 818 erzeugte Zyklussignal den Wert "1" hat. Wenn
der Lötzyklus beendet ist, wird die Steuerung der Heizan
steuerschaltung wieder zu dem dem Heizelement zugeordneten
Thermoelement 461 zurückgeschaltet, wodurch das Heizelement
wieder auf seine Leerlauftemperatur zurückkehrt.
Wenn das dem Heizelement zugeordnete Thermoelement am Über
temperaturkomparator 880 (Fig. 70A) eine über der eingestell
ten Temperatur liegende Temperatur feststellt, wird an die
Ansteuerschaltung für das Heizelement ein Signal angelegt,
das das Heizelement abschaltet, so daß ein Durchbrennen des
Heizelements vermieden wird.
Durch Halten des Heizelements auf der Leerlauftemperatur ist
es möglich, das Heizelement inmer für den Fall bereitzuhal
ten, daß ein Lötzyklus benötigt wird. Dies bedeutet, daß es
nicht notwendig ist, bei jedem erforderlichen Arbeitszyklus
das Heizelement auf eine bestimmte Temperatur zu bringen.
Durch Vorsehen des zweiten Sensors im Luftstrom nahe der
Stelle, an der die Luft das Schmelzen des Lots bewirkt, wird
die Temperatur der Luft an den Verbindungen genauer auf die
Temperatur gesteuert, die für den Schmelzvorgang benötigt
wird.
Ein Betätigen des Hauptsogschalters 886 führt zum Einschal
ten eines Hauptsoglichts 888; der Hauptsog wird an der Löt
station benutzt, wenn ein Bauelement entfernt oder ange
bracht wird (wobei der Sog an den Greifer 424 von Fig. 5 an
gelegt wird), während ein Hilfssog an den Greifarm 303 an
der Ausrichtstation bei Betätigen des Schalters 890 angelegt
wird, dessen Betätigung auch zum Einschalten einer Leucht
diode 892 führt. Die beiden erwähnten Unterdrücke werden von
einer Pumpe 894 unter Verwendung von Dioden 896 und 897 so
wie eines Pumpentreibers 898 zur Verfügung gestellt. Magnet
ventile 891 und 893 arbeiten abhängig von Schaltern 886 und
890 über Treiber 895 und 899, wobei die in den zu den Grei
fern 424 und 303 angebrachten Magnetventile 891 und 893 die
se Greifer mit der Pumpe 894 verbinden, wenn die zugehörigen
Schalter 886 und 890 geschlossen werden, während diese Grei
fer zur Atmosphäre hin entlüftet werden, wenn ihre zugehöri
gen Schalter offen sind.
Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird das Poten
tiometer 804 sowohl zum Einstellen der Leerlauftemperatur
des Heizelements 861 als auch der gewünschten Temperatur des
Luftstroms in der bevorzugten Ausführung der Fig. 70A und
70B verwendet. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich,
für das Einstellen der Leerlauftemperatur des Heizelements
und der Solltemperatur des Luftstroms getrennte Potentiome
ter zu verwenden.
Im Betrieb wird das Ausrichten des SM-Bauelements bezüglich
der Leiterplatte an der Gebläse- oder Lötstation 310 (im
Gegensatz zur Kamera- oder Betrachtungsstation 320) in der
anschließend zu beschreibenden Weise durchgeführt, wobei
diese Ausführungsform der Erfindung vorzugsweise dann benutzt
wird, wenn SM-Bauelemente der ersten Gruppe angebracht wer
den, weil diese erste Gruppe in den einleitenden Ausführun
gen definiert worden ist. Zunächst wird das neue SM-Bauele
ment zur Erzielung der Ausrichtung bezüglich der Düse auf
grund der in der Düse angebrachten, oben beschriebenen Posi
tionierungsmittel in die Düse 422 eingeschoben. Dann wird
das Saugrohr 400 durch Ausüben eines Sogs am SM-Bauelement
befestigt, worauf das Saugrohr 400 (mit dem daran befestig
ten SM-Bauelement) abgesenkt und in einer Position beträcht
lich unterhalb der Düse der Heizanordnung und ein wenig über
der Leiterplatte gehalten wird, was beispielsweise durch
Entfernen des Teils 434 aus der Nut 432 und durch anschlie
ßendes Absenken des Saugrohrs 400 bis zum Eingreifen des
Teils 434 in die Nut 430 bewirkt wird. Die Position des Werk
stückhaltetischs, der die Leiterplatte trägt, wird dann ein
gestellt, bis eine exakte Ausrichtung der Anschlußleiter des
SM-Bauelements bezüglich der Anschlußflächen auf der Leiter
platte bewirkt wird, wobei typischerweise die oben erwähnten
optischen Hilfen angewendet werden. Sobald die Ausrichtung
erreicht ist, wird das Saugrohr mittels des Gewindeglieds
426 weiter abgesenkt und an Ort und Stelle gehalten, damit
die Anschlußleiter gegen die Anschlußflächen gepreßt werden
und ein guter mechanischer und elektrischer Kontakt zwischen
allen Anschlußleitern und ihren zugehörigen Anschlußflächen
erzielt wird. Im Anschluß daran wird die Heizanordnung
310 einschließlich ihrer Düse 420 auf die Leiterplatte 340
durch Betätigen des Bauteils 420 so abgesenkt, daß sich die
Düse in Lötbeziehung mit dem SM-Bauelement befindet. Nun
wird das Löten bewirkt, indem der Düse und somit dem Lot des
SM-Bauelements auf der Leiterplatte Heißluft zugeführt wird.
Das Saugrohr kann dann freigegeben und vom SM-Bauelement
abgehoben werden; auch die Heizanordnung kann abgehoben wer
den. Das angebrachte SM-Bauelement kann dann zu der getrenn
ten Station 302 zur Enduntersuchung durch Verschieben des
Werkstückhaltetischs gemäß den obigen Ausführungen bewegt
werden. Wie oben bereits erwähnt wurde, können an der Sta
tion 302 auch verschiedene vorbereitende Arbeitsfunktionen
wie Reinigen und Vorverzinnen durchgeführt werden. Außerdem
erfolgt das Verschieben des Werkstückhaltetischs in der obi
gen Ausführungsform zur Seite der Lötstation. Er kann aber
auch in Vorwärtsrichtung bezüglich der Lötstation verschoben
werden, was insbesondere dann der Fall ist, wenn das Ausrich
ten des SM-Bauelements auf die Leiterplatte an der Lötsta
tion durchgeführt wird.
Beim weiteren Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird
das Ausrichten des SM-Bauelements bezüglich der Leiterplatte
an der getrennten Betrachtungsstation 320 (im Gegensatz zur
Lötstation 310) in der nachfolgend zu beschreibenden Weise
durchgeführt; diese Ausführungsform der Erfindung wird vor
zugsweise dann angewendet, wenn SM-Bauelemente der zweiten
Gruppe (d.h. beispielsweise mit flügelartigen Anschlußlei
tern versehene Träger mit engen Leiterabständen) angebracht
werden. Im Anschluß an das Entfernen eines fehlerhaften SM-
Bauelements an der Lötstation wird die Leiterplatte um eine
vorbestimmte Strecke zur Betrachtungsstation 320 als Vorbe
reitung auf das Ausrichten eines neuen SM-Bauelements auf
die Leiterplatte 340 verschoben. Das neue SM-Bauelement wird
in ein schalenförmiges Teil 608 (Fig. 54) eingeschoben, des
sen Innengestalt mit der Form des neuen SM-Bauelements über
einstimmt. Das schalenförmige Teil ist am vertikalen Ab
schnitt des Saugarms 303 (Fig. 1) lösbar befestigt, durch
den ein Unterdruck im Inneren des napfförmigen Teils 608 zum
Befestigen des SM-Bauelements erzeugt wird. Die über den
Rand des schalenförmigen Teils hinausragenden Anschlußleiter
des SM-Bauelements ermöglichen das Ausrichten der Anschluß
leiter bezüglich der Anschlußflächen auf der Leiterplatte,
wobei bei senkrechter Betrachtung alle vier Seiten des SM-
Bauelements im wesentlichen ungehindert sichtbar sind. Mit
dem Saugrohr können abhängig von dem bestimmten zu verarbei
tenden SM-Bauelement unterschiedliche schalenförmige Teile
verbunden werden. Vorzugsweise wird das Saugrohr 303 aus der
in Fig. 1 mit ausgezogenen Linien dargestellten ersten Posi
tion, in der eine Ausrichtung auf die Düse der Heizvorrich
tung an der Lötstation 310 gegeben ist, in eine zurückgezo
gene zweite Position 303′ gedreht, die mit gestrichelten
Linien dargestellt ist, an der das neue SM-Bauelement entwe
der von Hand oder automatisch in das schalenförmige Teil
eingeschoben werden kann. Beim Automatikbetrieb kann das
schalenförmige Teil die SM-Bauelemente von einer (nicht dar
gestellten) Rutsche oder dergleichen entnehmen.
Die erste Position des Saugrohrs 303 entspricht der Position,
bei der eine Ausrichtlage bezüglich der Düse der Heizanord
nung vorliegt, wie oben erwähnt wurde. Der Werkstückhalte
tisch 360 ist von der Lötstation zu einer Position verschieb
bar, in der eine präzise Ausrichtung auf die erste Position
des Saugrohrs 303 gegeben ist. Wenn das neue SM-Bauelement
in das schalenförmige Teil 608 eingeschoben ist, kann die
Ausrichtung des neuen SM-Bauelements in bezug auf die An
schlußflächen auf der Leiterplatte durchgeführt werden, in
dem die Position des Werkstückhaltetischs 360 bis zur Erzie
lung der Ausrichtung verstellt wird. Dies wird insbesondere
bei Anzeigen einer bisher großen Anzahl von Anschlußleitern
dadurch erleichtert, daß, wie oben erwähnt wurde, eine im
wesentlichen ungehinderte vertikale Draufsicht auf alle vier
Seiten des neuen SM-Bauelements möglich ist, da der Durch
messer des Saugrohrs 303 typischerweise klein im Vergleich
zu den Längen- oder Breitenabmessungen des SM-Bauelements
ist. Das Ausrichten wird bewirkt, während der Abstand zwi
schen dem neuen SM-Bauelement und den Kontaktflächen auf der
Leiterplatte sehr klein ist, vorzugsweise kleiner als 1,6 mm
ist.
Wie oben erläutert wurde, können die Anschlußflächen auf der
Leiterplatte vor Durchführung des Ausrichtvorgangs erforder
lichenfalls gereinigt und vorverzinnt werden, während sich
das Saugrohr 303 in der zurückgezogenen Position 303′ befin
det. Außerdem wird auf die Anschlußflächen an diesem Zeit
punkt ein klebriges Flußmittel aufgebracht, wie sie in der
Technik bekannt und bei den Massenproduktionsprozessen ange
wendet werden.
Nach der Erzielung der Ausrichtung werden die Anschlußleiter
des neuen SM-Bauelements sanft auf die Anschlußflächen auf
der Leiterplatte aufgesetzt, indem das Saugrohr 303 unter
Verwendung von Mitteln abgesenkt wird, wie sie beispielswei
se bei Plattenspieler-Tonarmen angewendet werden. Der Unter
druck wird dann abgeschaltet, worauf die Anschlußleiter dann
halb dauerhaft aufgrund der Verwendung des klebrigen Fluß
mittels an den Anschlußflächen befestigt sind.
Nachdem das Ausrichten des SM-Bauelements auf die Leiter
platte 340 erfolgt ist, wird das Ausrichten des SM-Bauele
ments auf die Düse der Heizanordnung der Lötstation 310
durchgeführt. Unter der Annahme, daß das SM-Bauelement in
nerhalb des schalenförmigen Teils 608 richtig zentriert wor
den ist, kann angenommen werden, daß das SM-Bauelement auch
auf die Lötdüse richtig ausgerichtet ist, wenn die Leiter
platte zur Lötstation zurückbewegt wird, da, wie oben ange
geben wurde, Mittel vorgesehen sind, die ein präzises Bewe
gen des Werkstückhaltetischs zwischen der Lötstation 310 und
der Betrachtungsstation 320 gewährleisten. Das Ausrichten
des SM-Bauelements innerhalb des schalenförmigen Teils 608
kann durch Anbringen von Positionierungsmitteln innerhalb
des schalenförmigen Teils ausreichend gewährleistet werden,
die den Mitteln gleichen, die oben im Zusammenhang mit der
Düse der Heizanordnung beschrieben worden sind. Wenn solche
Positionierungsmittel nicht verwendet werden, sind gemäß
einem weiteren Aspekt der Erfindung zusätzliche Mittel vor
gesehen, mit denen das neue SM-Bauelement erforderlichen
falls an einer weiteren Position eingestellt werden kann,
von der aus der Werkstückhaltetisch dann zur Lötstationsdüse
zurückverschoben werden kann, wobei dann die Gewähr besteht,
daß das neue SM-Bauelement richtig auf die Düse an der Löt
station ausgerichtet ist. Das schalenförmige Teil kann dann
vom vertikalen Abschnitt des Saugrohrs 303 (nach Abschalten
des Unterdrucks) abgenommen werden, worauf eine mechanische
Zielmarke 610 (Fig. 55) an dem vertikal verlaufenden Ab
schnitt des Saugrohrs 303 befestigt wird. Die Zielmarke be
steht aus einem durchsichtigen Membranteil, das mit mehreren
Gitterlinien versehen ist, die den Formen der verschiedenen
SM-Bauelemente entsprechen, die mittels der erfindungsgemä
ßen Vorrichtung bearbeitet werden können. Die Zielmarke 610
ist am Saugrohr 303 exakt positioniert, so daß dann, wenn
das neue SM-Bauelement auf die seiner Form entsprechenden
Zielmarkenlöcher ausgerichtet ist, das SM-Bauelement auch
auf die Düse der Heizanordnung ausgerichtet ist, wenn diese
zur Lötstation zurückbewegt wird. Das exakte Positionieren
des schalenförmigen Teils und der mechanischen Zielmarke am
vertikalen Abschnitt des Saugrohrs 303 kann mit bekannten
Mitteln bewirkt werden, beispielsweise einer (a) Keilanord
nung oder (b) entsprechenden Abflachungsbereichen am (I)
Saugrohr und (II) am schalenförmigen Teil sowie an der Ziel
marke. Das Ausrichten des SM-Bauelements auf die Zielmarken
löcher wird von der Bedienungsperson einfach durch Betrach
ten des SM-Bauelements durch die Löcher der Zielmarke hin
durch und durch Einstellen des Werkstückhaltetischs 360 bis
zur Erzielung der Ausrichtung bewirkt. Das SM-Bauelement
kann nun zur Lötstation 310 zurückbewegt werden. Die Düse
420 der Heizanordnung wird dann um das SM-Bauelement abge
senkt, damit dieses mit der Leiterplatte in der oben be
schriebenen Weise verlötet wird. Nach dem Festlöten des SM-
Bauelements an der Leiterplatte wird die Heizanordnung ange
hoben, und das SM-Bauelement wird wieder zur Betrachtungs
station zurückbewegt, an der alle vier Seiten überprüft wer
den, damit gewährleistet wird, daß richtige Anschlüsse zwi
schen dem SM-Bauelement und der Leiterplatte hergestellt
worden sind. Bei dieser Enduntersuchung ist es besonders
wichtig, daß eine ungehinderte Draufsicht auf alle vier Sei
ten des Bauelements möglich ist; wie aus den obigen Erläu
terungen hervorgeht, ist dies bei der erfindungsgemäßen Vor
richtung der Fall, bei der das Ausrichten entweder an der
Lötstation 310 oder an der getrennten Betrachtungssation 320
erfolgt.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß an der
Betrachtungsstation 320 entweder anstelle dieser Station
oder zusätzlich zu dieser Station eine zweite Lötstation
vorgesehen werden kann. Die zweite Lötstation würde aus
einem Typ bestehen, der sich besser für das Entfernen und
Anbringen von Chip-Kondensatoren, Chip-Widerständen und Chip-
Transistoren eignen würde, weil solche Komponenten nicht be
sonders gut an der Lötstation 310 bearbeitet werden können,
die sich mehr für die Behandlung integrierter Schaltungen
eignet, wie oben erläutert wurde.
Claims (49)
1. Vorrichtung zum Entfernen und Anbringen wenigstens
eines elektronischen Bauelements an einem Substrat, wobei
das Bauelement mehrere Anschlußleiter und das Substrat meh
rere, den Anschlußleitern jeweils zugeordnete Anschlußflä
chen aufweist und an den Anschlußleitern oder den Anschluß
flächen ein Lot angebracht ist, gekennzeichnet durch eine
Werkstückhaltevorrichtung zum Halten des Substrats mit einer
Positionierungsvorrichtung zum Einstellen der Position des
Substrats, einer Haltevorrichtung zum Festhalten des Bauele
ments in einer festen Position bezüglich des Substrats und
eine Heizvorrichtung zum Festlöten der Anschlußleiter des
Bauelements an den zugehörigen Anschlußflächen am Substrat,
wobei die Heizvorrichtung und die feste Position des Bauele
ments in einem beträchtlichen Abstand voneinander liegen, so
daß bei der Betätigung der Positionierungsvorrichtung die
Anschlußflächen des Substrats auf die zugehörigen Anschluß
leiter des Bauelements ausgerichtet werden können, ohne daß
die Heizvorrichtung die Sicht auf das Bauelement behindert,
wodurch ein exaktes Ausrichten der Anschlußleiter auf die
Anschlußflächen bewirkt werden kann.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die feste Position des Substrats im wesentlichen koaxial
bezüglich der Heizvorrichtung liegt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizvorrichtung Mittel zum Zuführen eines erwärmten
Gases zu dem Lot zum Schmelzen dieses Lots enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizvorrichtung ein Unterdruckmittel zum Ausüben
eines Unterdrucks auf das Bauelement zu dessen Festhalten an
der festen Position enthält.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizvorrichtung im wesentlichen vertikal ausgerich
tet ist und eine am unteren Ende angeordnete Düse enthält,
die an ihrem unteren Ende eine rechteckige Öffnung aufweist,
deren Form der Form des Bauelements entspricht und dessen
Umfang geringfügig größer als der des Bauelements ist, damit
das erwärmte Gas zu den Anschlußleitern des Bauelements
strömen kann.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Unterdruckmittel ein rohrförmiges Teil enthält, das
sich durch die Heizvorrichtung erstreckt, wobei die Vorrich
tung Mittel enthält, durch die das rohrförmige Teil und die
Heizvorrichtung in bezug zueinander beweglich gemacht werden.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltevorrichtung Mittel enthält, mit denen das Saug
rohr mit dem daran befestigten Bauelement so festgehalten
werden kann, daß die feste Position, in der das Bauelement
gehalten wird, in einem wesentlichen Abstand unterhalb der
Öffnung am unteren Ende der Düse liegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der beträchtliche Abstand etwa 3,8 cm unterhalb der Öff
nung am unteren Ende der Düse liegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß in der Düse ein Positionierungsmittel angebracht ist,
mit dessen Hilfe das Bauelement innerhalb der Düse so posi
tioniert werden kann, daß der Abstand zwischen den Seiten
wänden der Düse und den Seitenwänden des Bauelements um den
gesamten Umfang des Bauelements im wesentlichen gleich ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizvorrichtung ein Mittel enthält, mit dessen Hilfe
sie einschließlich der Düse in vertikaler Richtung so ver
schoben werden kann, daß sich die Düse in einer Lötbeziehung
mit dem Bauelement befindet, in der die untere Öffnung der
Düse das Bauelement eng umgibt, wodurch die erwärmte Luft
das Lot schmelzen kann, damit das Bauelement an dem Substrat
angebracht werden kann.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch
Mittel zum Verschieben der Werkstückhaltevorrichtung um eine
vorbestimmte Strecke zwischen der Heizvorrichtung und einer
vorbestimmten Stelle, an der (a) das Substrat als Vorberei
tung auf das Anbringen des Bauelements bearbeitet werden
kann und (b) das eingebaute Bauelement zur Gewährleistung
des richtigen Einbaus untersucht werden kann.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die feste Position des Bauelements horizontal um eine
vorbestimmte Strecke gegenüber der Heizvorrichtung in einer
im wesentlichen parallel zu dem Substrat verlaufenden Ebene
verschoben ist, wodurch die Anschlußleiter und die Anschluß
flächen mit Hilfe der Positionierungsvorrichtung ohne Stö
rung durch die Heizvorrichtung von oberhalb der Anschlußlei
ter und der Anschlußflächen her ausgerichtet werden können.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß an der festen Position des Substrats weitere Heizmittel
zum Löten der Anschlußleiter des Bauelements und der Kontakt
anschlüsse des Substrats angeordnet sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltevorrichtung eine Unterdruckvorrichtung zum An
wenden eines Unterdrucks auf das Bauelement enthält, wodurch
das Bauelement an der festen Position gehalten werden kann.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltevorrichtung ein schalenförmiges Teil enthält,
dessen Innenform der Form des Bauelements entspricht, wobei
das Bauelement aufgrund der Erzeugung von Unterdruck inner
halb des schalenförmigen Teils in diesem festgehalten wird.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkstückhaltevorrichtung ein Verschiebungsmittel
enthält, mit dem das Substrat so verschoben werden kann, daß
die Position, an der das Bauelement angebracht werden soll,
um die vorbestimmte Strecke zu einer vorbestimmten Stelle
verschoben ist, die zumindest in der Nähe der festen Posi
tion liegt, an der das Bauelement von der Haltevorrichtung
festgehalten wird.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine
Ausrichtvorrichtung zum Ausrichten des Bauelements auf die
vorbestimmte Stelle, nachdem seine Anschlußleiter in bezug
auf die Kontaktanschlüsse des Substrats an der festen Posi
tion des Bauelements gemäß der Bestimmung durch die Halte
vorrichtung ausgerichtet worden sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß das Verschiebungsmittel das Bauelement von der vorbe
stimmten Stelle aus zurück zu der Heizvorrichtung verschie
ben kann, nachdem das Bauelement auf die vorbestimmte Stelle
ausgerichtet worden ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ausrichtvorrichtung eine Zielmarkenvorrichtung ent
hält, mit der das Bauelement beobachtet werden kann, bis es
auf die vorbestimmte Stelle von der Positionierungsvorrich
tung eingestellt worden ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch
Mittel, mit denen die Anschlußleiter des Bauelements und die
Anschlußflächen des Substrats in einen halb dauerhaften
Eingriff miteinander gebracht werden können, nachdem die Aus
richtung bewirkt worden ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch
Mittel, mit denen die Anschlußleiter zur Erzielung des halb
dauerhaften Eingriffs auf die Anschlußflächen gedrückt wer
den können.
22. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß auf den Anschlußflächen zur Erzielung des halb dauerhaf
ten Eingriffs ein Klebematerial angebracht ist.
23. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch
Mittel zum Bewegen der Heizvorrichtung zu der festen Posi
tion, so daß das Bauelement an dem Substrat festgelötet wer
den kann.
24. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch
Mittel zum Bewegen des Substrats in der Weise, daß das aus
gerichtete Bauelement zu der Heizvorrichtung bewegt werden
kann, durch die das Bauelement an dem Substrat festgelötet
werden kann.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Bauelement ein Bauelement vom Typ mit lei
terlosem Träger ist.
26. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Bauelement ein Bauelement mit einem Träger
mit J-förmigen Anschlußleitern ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Bauelement ein Bauelement mit einem Träger
mit flügelförmigen Anschlußleitern ist.
28. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein
Verschiebungsmittel zum horizontalen Verschieben des Sub
strats in der Weise, daß die Position, an der das Bauelement
an dem Substrat angebracht werden soll, zu einer vorbestimm
ten Stelle bewegt wird, die wenigstens in der Nähe der fe
sten Position liegt, damit das Ausrichten durchgeführt wer
den kann.
29. Vorrichtung zum Entfernen und Anbringen wenigstens
eines elektronischen Bauelements an einem Substrat, wobei
das Bauelement mehrere Anschlußleiter und das Substrat meh
rere, den Anschlußleitern jeweils zugeordnete Anschlußflä
chen aufweist und an den Anschlußleitern oder den Anschluß
flächen ein Lot angebracht ist, gekennzeichnet durch eine
Werkstückhaltevorrichtung zum Halten des Substrats ein
schließlich einer Positionierungsvorrichtung zum Einstellen
der Position des Substrats, eine Heizvorrichtung zum Löten
der Anschlußleiter des Bauelements an ihre zugehörigen An
schlußflächen des Substrats, wobei das Löten an einer ersten
vorbestimmten Position des Substrats erfolgt, und Mittel zum
Verschieben des Substrats zu einer zweiten vorbestimmten Po
sition, wodurch (a) das Substrat als Vorbereitung auf das
Anbringen des Bauelements bearbeitet werden kann, (b) die
Anschlußleiter des Bauelements in bezug auf die Anschlußflä
chen des Substrats ausgerichtet werden können, (c) das Bau
element nach dem Ausrichten des Substrats untersucht werden
kann, oder (d) das angebrachte Bauelement untersucht werden
kann, damit sein richtiger Einbau gewährleistet wird.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste vorbestimmte Position einer im wesentlichen
koaxialen Ausrichtlage des Heizelements bezüglich der Posi
tion entspricht, an der das Bauelement am Substrat ange
bracht werden soll.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizvorrichtung Mittel zum Abgeben von erhitztem Gas
an das Lot zum Schmelzen des Lots enthält.
32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizvorrichtung eine Düsenvorrichtung zum Leiten des
erhitzten Gases zu dem Lot enthält.
33. Vorrichtung zum Entfernen und Anbringen wenigstens
eines elektronischen Bauelements an einem Substrat, wobei
das Bauelement mehrere Anschlußleiter und das Substrat meh
rere, den Anschlußleitern jeweils zugeordnete Anschlußflä
chen aufweist und an den Anschlußleitern oder den Anschluß
flächen ein Lot angebracht ist, gekennzeichnet durch Mittel
zum Abgeben eines Gases, eine Heizanordnung mit Mitteln zum
Aufheizen des Gases, eine Düsenvorrichtung zum Lenken des
aufgeheizten Gases zum Schmelzen des Lots, damit dadurch das
Entfernen oder Anbringen des Bauelements erfolgt, und Befe
stigungsmittel zum lösbaren Anbringen der Düsenvorrichtung
an der Heizanordnung in der Weise, daß die Düsenvorrichtung
in bezug auf die Heizanordnung in einer vorbestimmten Orien
tierung angebracht wird, wobei die Befestigungsvorrichtung
Drehmittel zum Drehen der Düsenvorrichtung in bezug auf die
vorbestimmte Orientierung und dann zurück in die vorbestimm
te Orientierung enthält, damit das Abscheren des Bauelements
von dem Substrat erleichtert wird.
34. Vorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigungsvorrichtung und die Drehmittel gemeinsam
von elastischen Vorspannmitteln Gebrauch machen.
35. Heizanordnung, gekennzeichnet durch Mittel zum Abgeben
eines Gases, eine Heizvorrichtung zum Aufheizen des Gases,
eine Düsenvorrichtung zum Lenken des aufgeheizten Gases zu
einem aufzuheizenden Objekt, einen ersten Temperaturfühler
zum Erfassen der Temperatur der Heizvorrichtung, einen zwei
ten Temperaturfühler zum Erfassen der Temperatur der aufge
heizten Luft, und ein Temperaturregelmittel, das abhängig
von den beiden Temperaturfühlern die Temperatur der Heizvor
richtung und die Temperatur der aufgeheizten Luft im wesent
lichen unabhängig voneinander regelt.
36. Heizanordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,
daß der zweite Temperaturfühler näher bei der Düsenvorrich
tung als der erste Temperaturfühler angeordnet ist.
37. Heizanordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet,
daß das Temperaturregelmittel ein Mittel enthält, das die
Temperatur der aufgeheizten Luft bis zum Erreichen einer
vorbestimmten Temperatur regelt.
38. Heizanordnung nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch
eine Temperatureinstellvorrichtung zum Einstellen der Tempe
ratur der aufgeheizten Luft auf einen einstellbaren vorbe
stimmten Temperaturwert und Mittel zum Vergleichen der ein
stellbaren vorbestimmten Temperatur mit der Temperatur der
aufgeheizten Luft entsprechend der Messung durch den zweiten
Temperaturfühler zum Regeln der Temperatur der aufgeheizten
Luft auf den einstellbaren vorbestimmten Temperaturwert,
damit auf diese Weise trotz der unterschiedlichen Wärmemen
gen, die von unterschiedlichen Bauelementen und/oder Sub
straten benötigt werden können, genügend Wärme zum Schmelzen
des Lots geliefert wird.
39. Heizanordnung nach Anspruch 35, gekennzeichnet durch
Mittel zum Einstellen der Strömungsmenge der aufgeheizten
Luft.
40. Heizanordnung nach einem der Ansprüche 35 bis 39, da
durch gekennzeichnet, daß das aufzuheizende Objekt Lot ent
hält, das auf die Anschlußleiter eines elektronischen Bau
elements und/oder die Anschlußflächen eines Substrats auf
gebracht ist, wobei das Bauelement mittels der Anschlußlei
ter und der Anschlußflächen von dem Substrat zu entfernen
oder an dem Substrat anzubringen ist.
41. Heizanordnung, gekennzeichnet durch Mittel zum Liefern
eines Gases und einer Heizvorrichtung zum Aufheizen des Ga
ses, wobei die Heizvorrichtung folgendes enthält: Ein läng
liches Teil mit wenigstens einer Nut in einem ersten Ab
schnitt seiner Seite, wobei sich die Nut in Längsrichtung
des länglichen Teils erstreckt, einen Innenkanal, durch den
das Gas strömt, ein Heizelement zum Aufheizen des Gases beim
Strömen durch den Innenkanal, einen ersten Temperaturfühler
mit einem länglichen Träger, wenigstens zwei Reihen von im
Abstand voneinander entfernt liegenden Zähnen, die von an
deren Abschnitten der Seite des länglichen Teils als dem
ersten Abschnitt nach außen abstehen, wobei die Reihen von
Zähnen ebenfalls in der Längsrichtung des länglichen Teils
verlaufen, wobei die Reihen von Zähnen das Heizelement auf
nehmen, während die Nuten wenigstens den länglichen Träger
des ersten Temperaturfühlers mit seinem länglichen Träger
aufnehmen, und wobei das Heizelement wenigstens um das läng
liche Teil herum angebracht ist.
42. Heizanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Temperaturfühler in der Nut zum Erfassen der
Temperatur des Heizelements angebracht ist.
43. Heizanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet,
daß der längliche Träger des ersten Temperaturfühlers um das
längliche Teil herum verläuft, so daß der erste Temperatur
fühler innerhalb der aufgeheizten Luft zum Erfassen der Tem
peratur dieser Luft angeordnet ist.
44. Heizanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweiter Temperaturfühler mit einem länglichen Träger
vorgesehen ist, daß das längliche Teil eine zweite Nut zur
Aufnahme des länglichen Trägers des zweiten Temperaturfüh
lers aufweist, daß der längliche Träger des zweiten Tempera
turfühlers über das längliche Teil hinaus in das vom Heiz
element aufgeheizte Gas ragt, so daß der erste Temperatur
fühler die Temperatur des Heizelements erfaßt, während der
zweite Temperaturfühler die Temperatur des aufgeheizten
Gases erfaßt.
45. Heizanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizvorrichtung eine Düsenvorrichtung enthält, die
so mit dem länglichen Teil verbunden ist, daß das aufgeheiz
te Gas zu einem aufzuheizenden Objekt gelenkt wird, und daß
der zweite Temperaturfühler wenigstens angrenzend an die
Düse angeordnet ist.
46. Heizanordnung nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet,
daß das aufzuheizende Objekt Lot enthält, das auf die An
schlußleiter eines elektronischen Bauelements und/oder auf
Anschlußflächen eines Substrats aufgebracht ist, wobei das
Bauelement von dem Substrat zu entfernen ist oder an dem
Substrat über die Anschlußleiter und die Anschlußflächen
anzubringen ist.
47. Heizanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet,
daß die Beziehung zwischen den nach außen ragenden Zähnen
und Nuten so getroffen ist, daß das Heizelement um das läng
liche Teil angebracht werden kann, ohne daß eine wesentliche
Störung vom länglichen Träger des ersten Temperaturfühlers
hervorgerufen wird.
48. Heizanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste Temperaturfühler ein Thermoelement ist.
49. Heizanordnung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet,
daß das Heizelement eine Heizspule ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US07/158,724 US4972990A (en) | 1988-02-22 | 1988-02-22 | Apparatus for removal and installing electronic components with respect to a substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3905291A1 true DE3905291A1 (de) | 1989-08-31 |
Family
ID=22569415
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3905291A Ceased DE3905291A1 (de) | 1988-02-22 | 1989-02-21 | Vorrichtung zum entfernen und anbringen elektronischer bauelemente von bzw. an einem substrat |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4972990A (de) |
JP (1) | JPH02140000A (de) |
DE (1) | DE3905291A1 (de) |
FR (1) | FR2637764B1 (de) |
GB (1) | GB2217238B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4127696A1 (de) * | 1991-08-21 | 1993-02-25 | Adalbert Fritsch | Vorrichtung zum positionieren von smd-bauelementen, insbesondere smd-chips |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5380982A (en) * | 1993-07-23 | 1995-01-10 | Fortune; William S. | Metallic conduction - hot gas soldering-desoldering system |
US5423938A (en) * | 1993-08-16 | 1995-06-13 | Hofius, Sr.; David V. | Hot air cold form staking device |
US5593083A (en) * | 1995-02-14 | 1997-01-14 | International Business Machines Corporation | Castellated nozzle and method of use therof |
DE19619523A1 (de) * | 1996-05-15 | 1997-11-20 | Bosch Gmbh Robert | Kraftstoffeinspritzventil für Hochdruckeinspritzung |
US5890646A (en) * | 1997-02-19 | 1999-04-06 | Pace, Incorporated | Soldering/desoldering apparatus with spring-loaded floating vacuum pickup device |
US6474530B1 (en) | 1997-02-19 | 2002-11-05 | Pace, Incorporated | Adaptor assembly for interchangeably mounting hot air solder reflow nozzles to soldering/desoldering apparatus |
KR100283744B1 (ko) * | 1997-08-01 | 2001-04-02 | 윤종용 | 집적회로실장방법 |
US6544377B1 (en) * | 1997-11-20 | 2003-04-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Heating and pressurizing apparatus for use in mounting electronic components, and apparatus and method for mounting electronic components |
US6196439B1 (en) | 1998-05-29 | 2001-03-06 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for μBGA removal and reattach |
US6182884B1 (en) * | 1998-12-10 | 2001-02-06 | International Business Machines Corporation | Method and apparatus for reworking ceramic ball grid array or ceramic column grid array on circuit cards |
US6220503B1 (en) | 1999-02-02 | 2001-04-24 | International Business Machines Corporation | Rework and underfill nozzle for electronic components |
JP2001036232A (ja) * | 1999-07-23 | 2001-02-09 | Hitachi Ltd | ハンダ除去装置 |
US6216938B1 (en) * | 1999-09-30 | 2001-04-17 | International Business Machines Corporation | Machine and process for reworking circuit boards |
US6761304B2 (en) * | 2000-11-13 | 2004-07-13 | Czeslaw A. Ruszowski | Heating head for soldering and de-soldering of SMD components |
JP4126996B2 (ja) * | 2002-03-13 | 2008-07-30 | セイコーエプソン株式会社 | デバイスの製造方法及びデバイス製造装置 |
US6745932B2 (en) * | 2002-09-03 | 2004-06-08 | International Business Machines Corp. | Low strain chip removal apparatus |
US7270735B2 (en) * | 2003-01-21 | 2007-09-18 | Seagate Technology Llc | System and method for holding and releasing a workpiece for electrochemical machining |
WO2008006239A1 (fr) * | 2006-06-14 | 2008-01-17 | Yu-Ju Hsiao | Unité de dessoudage photothermique |
US7681776B2 (en) * | 2006-08-01 | 2010-03-23 | Raytheon Company | Methods and apparatus for efficiently generating profiles for circuit board work/rework |
US20090155958A1 (en) * | 2007-12-13 | 2009-06-18 | Boris Kolodin | Robust die bonding process for led dies |
US8870051B2 (en) * | 2012-05-03 | 2014-10-28 | International Business Machines Corporation | Flip chip assembly apparatus employing a warpage-suppressor assembly |
US9036354B2 (en) * | 2013-01-15 | 2015-05-19 | Flextronics, Ap, Llc | Heat sink thermal press for phase change heat sink material |
US9180539B1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-11-10 | Flextronics Ap, Llc | Method of and system for dressing RF shield pads |
US10046409B2 (en) * | 2016-09-08 | 2018-08-14 | Raytheon Company | Methods of making an electrical connection, and of making a receptacle for receiving an electrical device |
CN106735684B (zh) * | 2017-01-11 | 2024-04-26 | 东莞市崴泰电子有限公司 | 一种pcba通孔直插器件自动返修机 |
CN109676211A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-26 | 西安中科麦特电子技术设备有限公司 | 一种全自动拆焊返修系统 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4295596A (en) * | 1979-12-19 | 1981-10-20 | Western Electric Company, Inc. | Methods and apparatus for bonding an article to a metallized substrate |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3831252A (en) * | 1973-04-16 | 1974-08-27 | C Miller | Assembling and securing machine |
FR2365209A1 (fr) * | 1976-09-20 | 1978-04-14 | Cii Honeywell Bull | Procede pour le montage de micro-plaquettes de circuits integres sur un substrat et installation pour sa mise en oeuvre |
US4166562A (en) * | 1977-09-01 | 1979-09-04 | The Jade Corporation | Assembly system for microcomponent devices such as semiconductor devices |
US4135630A (en) * | 1977-12-08 | 1979-01-23 | Universal Instruments Corporation | Centering device for automatic placement of chip components in hybrid circuits |
US4274576A (en) * | 1979-11-13 | 1981-06-23 | International Business Machines Corporation | Cryogenic chip removal technique |
US4426571A (en) * | 1980-06-19 | 1984-01-17 | Sperry Corporation | Portable electric hot air rework tool for soldering and desoldering printed circuit assemblies |
JPS58155793A (ja) * | 1982-03-11 | 1983-09-16 | 株式会社東芝 | フラツトパツケ−ジ形電子部品の実装方法およびその装置 |
US4610388A (en) * | 1984-02-24 | 1986-09-09 | Eldon Industries, Inc. | Circuit board and component manipulation device |
US4605152A (en) * | 1984-02-24 | 1986-08-12 | Pace, Incorporated | Device for attaching modular electronic components to or removing them from an insulative substrate |
GB2154921B (en) * | 1984-02-24 | 1988-06-08 | Pace Inc | Device for attaching modular electronic components to or removing them from an insulative substrate |
US4659004A (en) * | 1984-02-24 | 1987-04-21 | Pace, Incorporated | Device for attaching modular electronic components to or removing them from an insulative device |
JPS60231391A (ja) * | 1984-04-29 | 1985-11-16 | 横田機械株式会社 | 電子部品の半田溶解装置 |
US4634043A (en) * | 1984-09-20 | 1987-01-06 | At&T Technologies, Inc. | Engaging second articles to engaged first articles |
US4606492A (en) * | 1984-10-03 | 1986-08-19 | Eastman Kodak Company | Method and apparatus for soldering |
DE3771884D1 (de) * | 1986-02-01 | 1991-09-12 | Gen Electric | Loetvorrichtung. |
US4696096A (en) * | 1986-02-21 | 1987-09-29 | Micro Electronic Systems, Inc. | Reworking methods and apparatus for surface mounted technology circuit boards |
US4752025A (en) * | 1987-05-22 | 1988-06-21 | Austin American Technology | Surface mount assembly repair terminal |
US4787548A (en) * | 1987-07-27 | 1988-11-29 | Pace Incorporated | Nozzle structure for soldering and desoldering |
-
1988
- 1988-02-22 US US07/158,724 patent/US4972990A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-02-20 GB GB8903805A patent/GB2217238B/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-02-21 FR FR8902237A patent/FR2637764B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1989-02-21 DE DE3905291A patent/DE3905291A1/de not_active Ceased
- 1989-02-22 JP JP1042915A patent/JPH02140000A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4295596A (en) * | 1979-12-19 | 1981-10-20 | Western Electric Company, Inc. | Methods and apparatus for bonding an article to a metallized substrate |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4127696A1 (de) * | 1991-08-21 | 1993-02-25 | Adalbert Fritsch | Vorrichtung zum positionieren von smd-bauelementen, insbesondere smd-chips |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2217238B (en) | 1992-08-26 |
JPH02140000A (ja) | 1990-05-29 |
GB2217238A (en) | 1989-10-25 |
GB8903805D0 (en) | 1989-04-05 |
FR2637764B1 (fr) | 1995-12-01 |
FR2637764A1 (fr) | 1990-04-13 |
US4972990A (en) | 1990-11-27 |
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