DE3914462C2 - Method for mounting electronic components on a printed circuit board - Google Patents

Method for mounting electronic components on a printed circuit board

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Abstract

Beschrieben wird eine Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen, die vereinzelt bereitgestellt werden, auf einer Leiterplatte, mit einem Greifer, der das in einer Bauelement-Vereinzelungsvorrichtung bereitgestellte Bauelement am Bauelement-Körper und/oder an den Anschlußdrähten greift, und das Bauteil derart über der Leiterplatte positioniert, daß durch eine Relativ-Bewegung senkrecht zur Leiterplatten-Oberfläche die Anschlußdrähte in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte einsetzbar sind, wobei zur Sicherung des Bauelements bis zur Durchführung des Lötvorgangs eine Dispensereinheit auf die Unterseite des Bauelements einen schnellhärtenden Klebstoff aufbringt. DOLLAR A Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß am Greifer (3) eine Dispensereinheit (4) angebracht ist, die unter den Bauelement-Körper (1) verfahrbar ist, und die während des Positioniervorgangs den Klebstoff aufbringt.Described is a device for mounting electronic components, which are provided individually, on a printed circuit board, with a gripper that grips the component provided in a component separating device on the component body and / or on the connecting wires, and the component in such a way above the Printed circuit board positioned that by a relative movement perpendicular to the surface of the circuit board, the connecting wires can be inserted into assigned holes in the circuit board, with a dispenser unit applying a fast-curing adhesive to the underside of the component to secure the component until the soldering process is carried out. DOLLAR A The invention is characterized in that a dispenser unit (4) is attached to the gripper (3), which can be moved under the component body (1) and which applies the adhesive during the positioning process.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen, die vereinzelt bereitgestellt werden, auf einer Leiterplatte, mit einem Greifer, der das in einer Bauelement-Vereinzelungsvorrichtung bereit­ gestellte Bauelement am Bauelement-Körper und/oder an den Anschlußdrähten greift, und das Bauteil derart über der Leiterplatte positioniert, daß durch eine Relativ-Bewegung senkrecht zur Leiterplatten-Oberfläche die Anschlußdrähte in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte einsetzbar sind, wobei zur Sicherung des Bauelements bis zur Durchführung des Lötvorgangs eine Dispensereinheit auf die Unterseite des Bauelements einen schnellhärtenden Klebstoff aufbringt.The invention relates to a device for mounting electronic Components that are provided individually, on a circuit board, with a gripper that is ready in a component separation device posed component on the component body and / or on the connecting wires engages, and the component positioned over the circuit board that by a Relative movement perpendicular to the surface of the circuit board in assigned holes can be used in the circuit board, being for securing a component until the soldering process is carried out applies a fast-curing adhesive to the underside of the component.

Vorrichtungen dieser Gattung sind beispielsweise bekannte Bestückungseinrich­ tungen die einen Greifer aufweisen, der das bereitgestellte Bauelement an dem Bauelement-Körper und/oder an den Anschlußdrähten des Bauelements ergreift, und durch eine Verfahrbewegung relativ zur Leiterplatte die Anschlußdrähte des Bauelements in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte einsetzt.Devices of this type are known assembly equipment, for example lines that have a gripper that the provided component on the Grips component body and / or on the connecting wires of the component, and by a movement relative to the circuit board, the leads of the Insert component in assigned holes in the circuit board.

Dabei erfolgt keine Sicherung des Bauelements bis zu einem anschließenden Lötvorgang, so daß es unter Umständen vorkommen kann, daß Anschlußdrähte von Bauelementen während einer Verfahrbewegung der Leiterplatte beispiels­ weise auf dem Weg zwischen der Bestückungseinrichtung und einem Lötbad aus den zugeordneten Bohrungen herausrutschen können. Dies hat in der Regel eine Fehlfunktion der gelöteten Platine zur Folge.The component is not secured until a subsequent one Soldering process, so that it may happen that connecting wires of components during a movement of the circuit board, for example wise on the way between the assembly device and a solder bath can slip out of the assigned holes. This has in the This usually results in a malfunction of the soldered board.

Aus der EP 0 016 984 B1 ist ein Verfahren zur Montage elektronischer Bau­ elemente bekannt, in dem die Verwendung schnell härtbarem Klebstoffes auf bedrahtete Bauelemente vorgeschlagen wird. Es wird auch angeregt, Klebstoff auf die Unterseite des Bauteiles aufzubringen. Dazu wird angeregt, daß ein Greifer mit dem darin aufgenommenen Bauelement zu einem Klebstoff- Reservoir verfahren kann, in dem dann der Klebstoff durch Eintauchen auf die Unterseite des Bauelementes aufgebracht wird.EP 0 016 984 B1 describes a method for assembling electronic construction elements known in which the use of quick-curable adhesive wired components is proposed. It is also stimulated to glue to apply to the underside of the component. It is suggested that a Gripper with the component contained therein to an adhesive Reservoir can move in which the adhesive is then immersed in the Bottom of the component is applied.

Zum einen ist bei dieser Lösung nicht gewährleistet, daß der Klebstoff nicht auch auf die Anschlußdrähte aufgebracht wird, wodurch gegebenenfalls die Anschlußdrähte elektrisch gegenüber den ihnen eigentlich zugeordneten Kontakten isoliert werden. Zum anderen nimmt das Verfahren des Bauelements zu einem getrennten Klebstoff-Reservoir wervolle Zeit in Anspruch.Firstly, this solution does not guarantee that the adhesive will not is also applied to the connecting wires, whereby the Connection wires electrically opposite to those actually assigned to them Contacts are isolated. On the other hand, the process of the component takes valuable time in a separate adhesive reservoir.

In einer Veröffentlichung von Nolte, Ralf in "Einführung in die Miniatur- Elektronik" wird aufgeführt, daß bei dem MCM-Simultan-Bestückungsautomaten von Philips Bauteile in einem Arbeitsgang mit Klebstoff versehen und lagerichtig auf der Leiterplatte positioniert werden. Hier können mittels eines Sauggreifers mehrere Bauelemente gleichzeitig, d. h. simultan, aus einer die Bauelemente bereitstellenden Einheit abgeholt werden. Die Bauelemente werden sodann ebenfalls gleichzeitig auf der Leiterplatte aufgesetzt. Sie werden hierzu exakt in den Positionen bereitgestellt, in denen sie vom Automaten auf die Leiterplatte bestückt werden sollen. Der Klebstoff oder die Lotpaste befinden sich bereits auf der Leiterplatte und sind in einem vorgeschalteten Verfahrensschritt mittels einer separaten Einrichtung, wie sie beispielsweise in der EP 0 016 984 beschrieben ist, aufgebracht. Es handelt sich also um einen Bestückungsautmaten, der die zuvor genannten Prozeßschritte zeitlich getrennt hintereinander ausführt.In a publication by Nolte, Ralf in "Introduction to Miniature Electronics "is listed that the MCM simultaneous pick and place machine from Philips components in one operation with adhesive and in the correct position be positioned on the circuit board. Here you can use a suction pad several components at the same time, d. H. simultaneously, from one the components providing unit can be picked up. The components are then also placed on the circuit board at the same time. You will be exactly in this the positions provided in which they go from the machine to the circuit board to be assembled. The adhesive or solder paste is already on the circuit board and are in an upstream process step by means of a separate device, as described for example in EP 0 016 984 is upset. So it is a placement machine that the executes the previously mentioned process steps in succession.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen auf einer Leiterplatte anzugeben, bei denen die Bauelemente bereits vor dem Lötvorgang gegen Verrutschen und/oder Herausrutschen von Anschlußdrähten gesichert sind. The invention has for its object a device for mounting specify electronic components on a circuit board, in which the Components against slipping and / or before the soldering process Slipping of connecting wires are secured.  

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.An inventive solution to this problem is in claim 1 featured. Further developments of the invention are in the subclaims specified.

Erfindungsgemäß wird zur Sicherung des Bauelements bis zur Durchführung des Lötvorgangs auf die Unterseite des Bauteils ein schnell härtender Klebstoff aufgebracht. Hierdurch erfolgt eine Sicherung des Bauelements unmittelbar nach dem Einsetzen der Anschlußdrähte in die entsprechenden Bohrungen.According to the invention, the component is secured until it is carried out a quick-curing adhesive during the soldering process on the underside of the component upset. This ensures that the component is secured immediately after inserting the connecting wires into the corresponding holes.

Selbstverständlich ist es möglich, den Klebstoff beispielsweise bereits in der als Vereinzelungseinrichtung dienenden Bauelementbereitstellungseinheit auf das Bauelement aufzubringen.Of course, it is possible, for example, to apply the adhesive already in the Separating device serving component supply unit on the Apply component.

Besonders bevorzugt ist es jedoch, wenn der Klebstoff gemäß Anspruch 1 während des Positioniervorgangs aufgebracht wird, da dann durch den erfindungsgemäß vorgesehenen Klebstoffauftrag kein Taktzeitverlust auftritt.However, it is particularly preferred if the adhesive according to claim 1 is applied during the positioning process, because then by the Adhesive application provided according to the invention no loss of cycle time occurs.

Erfindungsgemäß wird von einer Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen auf einer Leiterplatte ausgegangen, die einen Greifer aufweist, der das in einer Bauelement-Vereinzelungseinrichtung, also beispielsweise einer Bereitstellungseinheit bereitgestellte Bauelement am Bauelement-Körper und/oder an den Anschlußdrähten greift, und das Bauteil derart Über der Leiterplatte positioniert, daß durch eine (Relativ)-Bewegung senkrecht zur Leiterplatten-Oberfläche die Anschlußdrähte in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte einsetzbar sind. According to the invention, a device for assembling electronic Components started on a circuit board that has a gripper, that in a component separation device, for example a component provided on the component body and / or on the connecting wires, and the component in such a way PCB positioned that by a (relative) movement perpendicular to the Printed circuit board surface the connecting wires in assigned holes in the PCB can be used.  

Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 2 zeichnet sich dadurch aus, daß der Greifer eine unter den Bauelement Körper verfahrbare Dispensereinheit aufweist, die Klebstoff auf die Unterseite des Bauelement-Körpers aufbringt. Gemäß Anspruch 3 weist die Dispensereinheit eine parallel und senkrecht zur Unterseite des Bauelement-Körpers verfahrbare Austrageinheit mit einer nach oben gerichteten Kleber-Austrittsöffnung auf, so daß ein Kleberauftrag entsprechend der jeweiligen Bauelement-Ausbildung möglich ist. Im Anspruch 4 ist eine Weiterbildung gekennzeichnet, bei die Austrittsöffnung derart beschaffen ist, daß nach dem Klebstoffauftrag der restliche Klebstoff in der Austrittsöffnung durch Kapillarwirkung gehalten wird. Hierdurch ist gewährleistet, daß keine Verunreinigung des Arbeitsfeldes durch tropfenden Klebstoff etc. auftreten kann. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, verstopfungsfreie Verschlüsse etc. zu verwenden.The inventive device according to claim 2 is characterized in that that the gripper has a movable dispenser unit under the component body has, which applies adhesive to the underside of the component body. According to claim 3, the dispenser unit has a parallel and perpendicular to Bottom of the component body movable discharge unit with a adhesive outlet opening directed upwards, so that an adhesive application is possible according to the respective component training. A further development is characterized in claim 4, at the outlet opening is such that after application of the adhesive the remaining adhesive in the outlet opening is held by capillary action. This is ensures that the working area is not contaminated by dripping Glue etc. can occur. Of course, it is also possible to use clog-free closures etc.

Im Anspruch 5 sind mögliche, nicht abschließende Ausbildungen des Greifers (Parallelbackengreifer oder Zangengreifer) gekennzeichnet.In claim 5 are possible, not final training of the gripper (Parallel jaw gripper or gripper).

Die im Anspruch 6 gekennzeichnete schwenkbare Ausbildung der Dispensereinheit erlaubt einen flexiblen Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei einer weiteren Verringerung der Taktzeiten.The pivotable design characterized in claim 6 Dispenser unit allows flexible use of the invention Device with a further reduction in cycle times.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der zeigen:The invention is described below using an exemplary embodiment Described in more detail with reference to the drawing, in which:

Fig. 1 eine Ansicht von vorne einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, und Fig. 1 is a front view of a device according to the invention, and

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung. Fig. 2 is a side view of the device shown in Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen (1) mit Anschlußdrähten (2) in Bohrungen einer nicht dargestellten Leiterplatte weist einen Greifer auf, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Parallelbackengreifer mit Greiferbacken (3) ist. Die Greiferbacken, die in Richtung von Pfeilen (3') beweglich sind, greifen bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel das in einer Bauelement-Vereinzelungsein­ richtung - beispielsweise einem Magazin - bereitgestellte Bauelement (1) am Bauelement-Körper und an den Anschlußdrähten (2).The device according to the invention for assembling electronic components ( 1 ) with connecting wires ( 2 ) in the bores of a circuit board (not shown) has a gripper, which in the exemplary embodiment shown is a parallel jaw gripper with gripper jaws ( 3 ). The gripper jaws, which are movable in the direction of arrows ( 3 '), in the illustrated embodiment engage the device ( 1 ) provided in a component singling device - for example a magazine - on the component body and on the connecting wires ( 2 ).

Ferner weist der Greifer eine Dispensereinrichtung (4) auf, der durch Bohrungen (5) im Greifer ein schnell härtender Klebstoff zur Bauelementsicherung dosiert zuführbar ist. Der Klebstoff wird über Kleberaustrittsöffnungen, die bevorzugt bauteilspezifisch sind, breitflächig auf der Unterseite des Bauelements (1) verteilt. Hierzu ist die Dispensereinrichtung (4) in horizontaler Richtung schwenkbar und in vertikaler Richtung (Pfeil 5') verstellbar.The gripper also has a dispenser device ( 4 ) which can be supplied with a fast-curing adhesive for securing components in a metered manner through holes ( 5 ) in the gripper. The adhesive is distributed over a wide area on the underside of the component ( 1 ) via adhesive outlet openings, which are preferably component-specific. For this purpose, the dispenser device ( 4 ) can be pivoted in the horizontal direction and adjustable in the vertical direction (arrow 5 ').

Im folgenden soll der Ablauf eines Montagevorgangs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben werden:
The sequence of an assembly process with a device according to the invention will be described below:

  • 1. Zunächst greift der Greifer mit den Greiferbacken (3) das Bauelemente (1) in einer Bereitstellungs- bzw. Vereinzelungseinheit. 1. First, the gripper with the gripper jaws ( 3 ) grips the component ( 1 ) in a preparation or separation unit.
  • 2. Mit einem Handhabungsgerät, beispielsweise einem Industrieroboter, wird der Greifer in Bestückposition über der Leiterplatte positioniert.2. With a handling device, for example an industrial robot the gripper is positioned in the loading position above the circuit board.

Während dieses Positioniervorgangs, d. h. zwischen Bereitstellungseinheit und Bestückposition schwenkt der Dispenser (4) durch entsprechende vertikale und horizontale Verfahrbewegungen so unter das Bauelement, daß die Kleberaus­ trittsöffnung (6) der Dispensereinheit (4) mittig unter dem Bauelement (1) positioniert wird und an der Bauelementkörper-Unterseite anliegt. Ebenfalls während des Positioniervorgangs wird nun mittels der Bohrungen (5) der Austrittsöffnung (6) Klebstoff zugeführt, der auf die Unterseite des Bauelements (1) aufgetragen wird. Anschließend - aber noch während des Positioniervor­ gangs schwenkt der Dispenser (4) in seine Ausgangslage zurückt. Der noch in der Austrittsöffnung verbleibende Kleber wird in dieser aufgrund der Kapillar­ wirkung festgehalten, so daß kein Klebstoff unerwünscht ausgetragen wird.During this positioning process, ie between the preparation unit and the loading position, the dispenser ( 4 ) pivots under the component by means of corresponding vertical and horizontal movement movements such that the adhesive outlet opening ( 6 ) of the dispenser unit ( 4 ) is positioned centrally under the component ( 1 ) and on the Component body underside rests. Also during the positioning process, the holes ( 5 ) are used to supply the outlet opening ( 6 ) with adhesive, which is applied to the underside of the component ( 1 ). Then - but still during the positioning process, the dispenser ( 4 ) swivels back to its starting position. The adhesive still remaining in the outlet opening is held in this due to the capillary effect, so that no adhesive is discharged undesirably.

Wenn der Greifer seine Position über der Leiterplatte erreicht hat, werden die Anschlußdrähte des Bauteils durch eine (Relativ)-Bewegung senkrecht zur Leiterplatten-Oberfläche in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte eingesetzt.When the gripper has reached its position above the circuit board, the Connection wires of the component by a (relative) movement perpendicular to PCB surface in assigned holes in the PCB used.

Daraufhin ist die Vorrichtung für einen weiteren Bestückvorgang bereit.The device is then ready for a further assembly process.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Montage von elektronischen Bauelementen, die vereinzelt bereitgestellt werden, auf einer Leiterplatte, mit einem Greifer, der das in einer Bauelement-Vereinzelungsvorrichtung bereitgestellte Bauelement am Bauelement-Körper und/oder an den Anschlußdrähten greift, und das Bauteil derart über der Leiterplatte positioniert, daß durch eine Relativ-Bewegung senkrecht zur Leiterplatten-Oberfläche die Anschlußdrähte in zugeordnete Bohrungen in der Leiterplatte einsetzbar sind, wobei zur Sicherung des Bauelements bis zur Durchführung des Lötvorgangs eine Dispensereinheit auf die Unterseite des Bauelements einen schnellhärtenden Klebstoff aufbringt, dadurch gekennzeichnet, daß am Greifer (3) eine Dispensereinheit (4) angebracht ist, die unter den Bauelement-Körper (1) verfahrbar ist, und die während des Positioniervorgangs den Klebstoff aufbringt. 1. Device for mounting electronic components, which are provided individually, on a printed circuit board, with a gripper, which grips the component provided in a component separating device on the component body and / or on the connecting wires, and the component in this way above the printed circuit board positioned that by a relative movement perpendicular to the surface of the circuit board, the connecting wires can be inserted into assigned holes in the circuit board, with a dispenser unit applying a fast-curing adhesive to the underside of the component to secure the component until the soldering process is carried out, characterized in that a dispenser unit ( 4 ) is attached to the gripper ( 3 ), which can be moved under the component body ( 1 ) and which applies the adhesive during the positioning process. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer eine unter den Bauelement- Körper (1) verfahrbare Dispensereinheit (4) aufweist, die Klebstoff auf die Unterseite des Bauelement-Körpers aufbringt.2. Device according to claim 1, characterized in that the gripper has a movable under the component body ( 1 ) dispenser unit ( 4 ) which applies adhesive to the underside of the component body. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispensereinheit eine (4) parallel und senkrecht zur Unterseite des Bauelement-Körpers verfahrbare Austrageinheit mit einer nach oben gerichteten Kleber-Austrittsöffnung aufweist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the dispenser unit has a ( 4 ) parallel and perpendicular to the underside of the component body movable discharge unit with an upward adhesive outlet opening. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (6) derart beschaffen ist, daß nach dem Klebstoffauftrag der restliche Klebstoff in der Austrittsöffnung durch Kapillarwirkung gehalten wird.4. The device according to claim 3, characterized in that the outlet opening ( 6 ) is such that after the application of adhesive, the remaining adhesive is held in the outlet opening by capillary action. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Greifer ein Parallelbackengreifer (3) oder ein Zangengreifer ist.5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the gripper is a parallel jaw gripper ( 3 ) or a pliers gripper. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispensereinheit (4) schwenkbar ist.6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the dispenser unit ( 4 ) is pivotable.
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