DE4108780A1 - Maschine zum zusammenbau von schaltungs- oder leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Zusammenbau von Schaltungs- oder Leiterplatten für gedruckte Schaltungen.

Bekannte gedruckte Schaltungen haben sehr unterschiedliche Abmessungen und auch Eigenschaften, die daraus resultieren, daß die Schichten oder lamellenförmigen Bauteile, die zur Bildung der Schaltung miteinander vereinigt werden, auch un­ tereinander verschiedenartige Abmessungen besitzen. Darüber hinaus gibt es Ausführungsformen von gedruckten Schaltungen, bei denen nur zwei Grundelemente oder aber auch bis zu fünf plattenförmige Grundelemente übereinandergeschichtet und ver­ einigt werden.

Bei bekannten Fertigungs- und Zusammenbaumaschinen für solche Platten bestehen große Schwierigkeiten, Anpassungen für die jeweils erforderliche Handhabung und den Zusammenbau der ge­ druckten Schaltkreise unter Berücksichtigung der zahlreichen unterschiedlichen Abmessungen und Schichtstärken herbeizufüh­ ren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Unzulänglich­ keiten und Nachteile beim Stand der Technik zu beseitigen. Zur Lösung wird eine Zusammenbaumaschine für gedruckte Schal­ tungen oder Schaltungsplatten vorgeschlagen, die eine auf- und abbewegbare untere ebene Aufnahme und eine kippbare oder abrollbare obere gekrümmte Aufnahme aufweist, die beide durch eine Mehrzahl von Öffnungen perforiert sind, durch die hin­ durch ein Unterdruck eingestellt bzw. aufrechterhalten wird. Dabei sind Einrichtungen vorgesehen, um bestimmte unabhängige Bereiche auf beiden Aufnahmen einzurichten, so daß der Unter­ druck in jedem dieser Bereiche eingestellt bzw. geregelt wer­ den kann und im jeweiligen Fall nur der oder die benötigten Bereiche in Betrieb gehalten werden.

Erfindungsgemäß sind in einer solchen Maschine außerdem Ein­ richtungen zur gesteuerten Einstellung bzw. Trennung der Ent­ fernung zwischen den Aufnahmen oder Aufnahmeplatten zum Zeit­ punkt der Bearbeitung vorgesehen, um mit ein und derselben Maschine zu erreichen, daß gedruckte Schaltungen oder Leiter­ platten mit verschiedener Anzahl von laminaren Bauteilen und folglich auch mit verschiedener Dicke zusammengebaut werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend in Ver­ bindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Übersicht über eine Zusammenbauma­ schine nach der Erfindung zwecks Veranschaulichung der allgemeinen Anordnung der Hauptbestandteile,

Fig. 2 eine perspektivische schematische Ansicht einer be­ vorzugten Ausführungsform der Antriebsvorrichtung 2 zum Anheben bzw. Absenken der unteren Aufnahme,

Fig. 3 eine perspektivische schematische Ansicht einer be­ vorzugten Ausführungsform für eine Antriebsvorrich­ tung zur abrollenden Verlagerung der oberen Aufnahme und

Fig. 4 eine schematische, teilweise perspektivische Ansicht einer Betätigungsvorrichtung für die Einrichtungen zum Einstellen bzw. Steuern der Stärke des Unter­ druckes sowie der Absorption der Oberfläche der be­ weglichen Aufnahmeplatten.

Die erfindungsgemäße Zusammenbaumaschine für Schaltungsplat­ ten umfaßt hauptsächlich einen Maschinenrahmen mit folgenden Bauteilen oder -gruppen, nämlich mit einer unteren ebenen Aufnahme 1, einer Antriebsvorrichtung 2 für die untere Auf­ nahme 1, einer oberen gekrümmten Aufnahme, einem Fußhebel 4, einer Membrantastatur 5, einer Steuerung 6 für den elektri­ schen Antrieb, einer Steuerung 7 für den Unterdruck, einer Zahnschiene 8, einem Mikroprozessor M und mit einer Antriebs­ vorrichtung 9 zur Betätigung der oberen Aufnahme.

Die Maschine kann zum Zusammenbau die Leiterplatten sowohl kalt als auch warm verarbeiten. Sie enthält eine flache be­ wegliche Aufnahme 1 mit einer Antriebsvorrichtung 2, durch die sie aufwärts und abwärts bewegt werden kann. Die untere Aufnahme 1 besteht gemäß Fig. 1 und 2 aus einem Arbeitstisch 11 und aus einem Rahmen 12 an dessen Rändern. Der Arbeits­ tisch 11 ist, wie an der Stelle 111 angegeben, über seine ge­ samte Oberfläche perforiert, um eine Schaltungsträgerplatte durch Absorption bzw. Vakuum festzuhalten, das an diese Trä­ gerplatte angelegt ist.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 umfaßt die Antriebsvor­ richtung 2 einen Betätigungszylinder 21, eine Kurbelstange 22, eine Welle 23, ein unteres Laufrad 24, eine Zahnschiene 25, ein unteres Laufrad 26, Kurbelstangen 27, 27′ und einen Begrenzungsanschlag 28.

Der Betätigungszylinder 21, dessen Kolbenstange 211 über ein Gelenk 212 an den Kurbelarm 22 angeschlossen ist, bewegt die Welle 22 zyklisch, deren Abstützung nicht gezeigt ist. Die Welle 23 trägt mindestens ein unteres Zahnrad 24, dessen Zäh­ ne in der Zahnstange 25 kämmen, die in dem Gestell der Ma­ schine geführt ist und folglich zyklische Linearbewegungen ausführt.

Die zyklisch erfolgende Linearbewegung der Zahnstange 25 ver­ ursacht eine zyklische synchrone Winkelbewegung des zweiten unteren Zahnrades 26.

Beide Zahnräder 24 und 26 nehmen ihre entsprechenden Wellen 23, 261 und die Kurbelarme 27, 27′ mit, die an der Stelle 271 bzw. 271′ am Tischrahmen 12 angelenkt sind, der den Arbeits­ tisch 11 trägt und als Folge dieses Antriebs je nach Dreh­ richtung der Zahnräder 24, 26 aufwärts oder abwärts bewegt wird.

Der Hub dieser Aufwärts- und Abwärtsbewegung wird durch einen Anschlag 28 bestimmt, der je nach Bedarf den Verschiebeweg der Zahnstange 25 begrenzt und durch eine äußere Steuerung oder einen Stellzylinder 281 positioniert wird.

Die untere Aufnahme, die sich nach oben und unten mit Hilfe der beschriebenen Antriebsvorrichtung bewegt, ist in ihrem Verstellweg in Abhängigkeit von der Stärke der zu vereinigen­ den Schichtplatten bzw. Materiallagen einstellbar.

Die obere Aufnahme 3 besitzt eine konvexe Krümmung mit großem Krümmungsradius und ist ebenfalls perforiert, um eine Lamel­ lenschicht der Leiterplatte durch Vakuum festzuhalten bzw. das Vakuum dorthin zu leiten. Die gekrümmte obere Aufnahme 3 wird mit Hilfe wenigstens einer Zahnstange 8 bewegt, die auf dem Maschinenrahmen angeordnet ist. Die Abrollbewegung dieser oberen Aufnahme 3 erfolgt mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung 9 gemäß Fig. 3.

Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel entsprechend Fig. 3 besteht die Antriebsvorrichtung 9 aus Zahnstangen (Längsver­ zahnungen) 91, 92 und 92′, Zahnrädern bzw. verzahnten Lauf­ rollen 93 und aus Laufschienen 94. Die Zahnstange 91 oder beide Zahnstangen 91 sind den Zahnstangen (Längsverzahnungen) 8 zugeordnet und stehen mit diesen in Eingriff. Die Zahnstan­ gen 92, 92′ stehen mit Verzahnungen 931 in Eingriff, die am Rand der Laufrollen 93 vorgesehen sind.

Die am Maschinenrahmen befestigten Laufschienen 94 wirken mit den Umfangsnuten 932 auf den Laufrollen 93 zusammen. Die Laufrollen 93 werden mit Hilfe nicht gezeigter geeigneter äu­ ßerer Antriebe in Drehung versetzt, die auf dem Maschinenrah­ men angeordnet sind.

Der Arbeitstisch 11 der beweglichen Aufnahme 1 und die ge­ krümmte Oberfläche der beweglichen Aufnahme 3, die gemäß Fig. 4 auf ihrer gesamten Oberfläche Perforationen aufweisen, näm­ lich die Öffnungen 111 und 311 der einander zugeordneten Be­ reiche 111a, 311a, 111b, 311b, 111c, 311c, 111d, 311d, sind an getrennte pneumatische Zuführeinrichtungen 11a, 31a, 11b, 31b, 11c, 31c, 11d, 31d eines Pneumatikkreises angeschlossen, der mit Hilfe der Steuereinrichtung 6 geregelt werden kann, um die einen oder anderen Bereiche voneinander unabhängig zu betätigen und der hinsichtlich der Saugkraft mit Hilfe der Steuereinrichtungen 7 geregelt und mit Hilfe eines Mikropro­ zessors M einer Zentraleinheit synchronisiert wird.

Die Steuereinrichtungen 7 verändern die Saugkraft in Abhän­ gigkeit von der jeweils erforderlichen Oberflächengröße, und zwar in Abhängigkeit von der Oberflächengröße der die ge­ druckte Schaltung tragenden jeweiligen Lamelle oder Leiter­ platte, die auf einem Teil oder auf der Gesamtheit der Ober­ fläche der beweglichen Aufnahmen 1 bzw. 3 Saugkraft benötigt.

Die erfindungsgemäße Maschine arbeitet vollständig pneuma­ tisch und wird durch eine mit Hilfe eines Prozessors M ge­ steuerte Einrichtung angetrieben. Unter Berücksichtigung die­ ser Bauweise entsteht folgender Betriebsablauf:

• 1) In einer ersten Phase wird die Schaltungsträgerplatte auf die bewegliche untere Aufnahme 1 aufgelegt. Bei Betätigung des Pedals 4 wird der Saugdruck an der oberen Aufnahme 3 ein­ geschaltet, die über ihre gesamte Oberfläche 311 perforiert ist. Die Schaltungsträgerplatte wird folglich auf der unteren Auflagefläche 1 festgehalten.
• 2) In einer zweiten Phase wird die untere Aufnahme 11 mit Hilfe der Antriebseinrichtung 2 angehoben und gleichzeitig die obere Aufnahme 3 mit Hilfe der Antriebseinrichtung 9 nach unten bewegt. Über den Prozessor M wird die Saugstromrichtung im pneumatischen Kreis umgekehrt bzw. umgeschaltet, so daß die Vakuumabsorption nunmehr an der oberen Anlagefläche 3 zur Wirkung kommt und dadurch die Schaltungsträgerplatte an der oberen Aufnahme 3 festgehalten wird.
• 3) In einer dritten Phase wird eine Schaltungsträgerplatte, die mit der vorhergehenden Lamelle oder Schichtplatte zu ver­ binden ist, auf die bewegliche untere Aufnahme 1 aufgelegt.
• 4) In einer vierten Phase wird die untere ebene Aufnahme 1 aufwärts und die obere gekrümmte Aufnahme 3 nach unten be­ wegt, so daß beide Trägerlaminate der Schaltungsplatte verei­ nigt werden.
• 5) In einer fünften Phase kehren die Maschinenteile in ihre Ausgangsstellungen zurück.

Claims (6)

1. Maschine zum Zusammenbau von Schaltungsplatten für ge­ druckte Schaltungen, gekennzeichnet

• - durch eine aufwärts und abwärts bewegbare untere ebene Auf­ nahme (1) und eine kipp- oder abrollbare obere gekrümmte Auf­ nahme (3), die jeweils mit einer Vielzahl von durch sie hin­ durch verlaufenden Öffnungen (111, 311) zum Anlegen von Saug­ druck perforiert sind,
• - durch eine Aufteilung der unteren und oberen Aufnahmen (1, 3) in voneinander unabhängige, mit den Öffnungen (111, 311) versehene Bereiche (111a, 111b . . . 311a . . .), von denen jeder Bereich über mindestens eine Zuleitung und ein elektrisch ge­ steuertes Ventil (31a, 31b) verfügt, über das der Saugdruck in dem jeweiligen Bereich einstellbar ist,
• - und durch einen Mikroprozessor (M), der über sein Programm den Betrieb der Elektroventile (31a...) entsprechend der Grö­ ße und Dicke der zu verarbeitenden bzw. zu vereinigenden Schichtplatten steuert.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebseinrichtung für die untere Aufnahme (1) einen Betäti­ gungszylinder (21) aufweist, dessen Kolbenstange (211) über eine Kurbel (22) eine Welle (23) zyklisch bzw. oszillierend antreibt, die wenigstens ein unteres Zahnrad (24) trägt, über das eine Zahnschiene (25) geführt verschoben wird, über wel­ che ein zweites unteres Zahnrad (26) zyklisch angetrieben wird, und daß die beiden unteren Zahnräder über auf ihren Zapfen angeordnete Kurbeln (27, 27′) an einem den Arbeits­ tisch (11) der unteren Aufnahme (1) tragenden Rahmen ange­ lenkt sind.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Antriebseinrichtung (9) für die obere Aufnah­ me (3) Zahnstangen oder Längsverzahnungen (91, 92) auf der Aufnahme (3) sowie auf dem Maschinenrahmen befestigte Lauf­ schienen (94) aufweist, auf dem einzelne angetriebene und verzahnte Laufrollen (93) gelagert und geführt sind, durch deren zyklische Drehung die obere gekrümmte Aufnahme (3) auf einer Randunterlage bewegt bzw. abgerollt wird, wobei jeder Laufrolle (93) eine Laufschiene (94) sowie eine Längsverzah­ nung zugeordnet ist.

4. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch pneumatische Einrichtungen (11a . . . 31a . . .), die elektronisch mit Hilfe des Prozessors gesteuert und durch ein Pedal (4) betätigbar sind, um die Bewegung der Aufnahmen (1, 3) zu steuern und zu synchronisieren.

5. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch Einrichtungen (6, 7), um die Stärke des Saug­ druckes wie auch die Größe der Absorptions- oder Saugfläche von mindestens einer der beweglichen Aufnahmen einzustellen.

6. Maschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch Einrichtungen (28, 281), um den Abstand zwi­ schen den gegeneinander bewegbaren Aufnahmen (1, 3) einzu­ stellen.