DE4335735A1 - Ansaugbaugruppe für Platten und Folien - Google Patents

Ansaugbaugruppe für Platten und Folien

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DE4335735A1 DE19934335735 DE4335735A DE4335735A1 DE 4335735 A1 DE4335735 A1 DE 4335735A1 DE 19934335735 DE19934335735 DE 19934335735 DE 4335735 A DE4335735 A DE 4335735A DE 4335735 A1 DE4335735 A1 DE 4335735A1
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ansaug­ baugruppe zum Aufnehmen von platten- und/oder folienartigen Werkstücken mit Hilfe einer Unterdruckansaugung für den Transport innerhalb einer Bearbeitungsmaschine und/oder eines Handhabungsgeräts.
Derartige Ansaugbaugruppen sind bekannt; sie dienen dazu, platten- und folienartige Werkstücke, wie z. B. Leiter­ platten, bei ihrer Bearbeitung bzw. Herstellung innerhalb von Automaten und deren Zu- und Abführeinrichtungen zu handhaben. Zum Beispiel in Anlagen zur Belichtung von Leiterplatten werden Platinenschichten mit einer Mate­ rialstärke von 0,1 bis 5 mm behandelt. Diese Schichten bestehen teilweise auch aus flexiblen Folien. Die Platinen, Schichten und Folien sind meist vor dem Belichtungsvorgang schon mit Durchgangsbohrungen und Ausbrüchen versehen. Zum Teil haben die Leiterplatten und dergleichen auch Oberflächenstrukturen.
Solche Werkstücke werden bei ihrer automatischen Fertigung bekannterweise mit Hilfe von Gestellen bewegt, die über mehrere Reihen von Unterdrucksaugnäpfen die Werkstücke aufnehmen und halten. Diese Gestelle mit den Saugnäpfen haben mehrere Nachteile.
Zum einen benötigen die Saugnäpfe aufgrund ihrer elasti­ schen Teller eine große und möglichst ebene Ansaugfläche. Da dadurch nur wenige Saugnäpfe pro Werkstück unterzu­ bringen sind, müssen diese zum sicheren Halten der Werk­ stücke sowohl ansauggerecht verteilt sein, als auch pro Saugnapf mit relativ hohem Unterdruck betrieben werden. Zur Erzeugung des hohen Unterdrucks sind spezielle Vakuumpumpen erforderlich, die bekanntermaßen starke Schwinger und Geräuschquellen sind.
Des weiteren müssen für jede Werkstückcharge die Saugnäpfe in den Gestellen von Hand neu so eingerichtet werden, daß die Saugnäpfe weder auf Bohrungen oder Ausbrüchen noch auf Unebenheiten zur Anlage kommen.
Zum anderen bewirkt der relativ hohe Unterdruck zusammen mit der Elastizität der Saugnapfteller teilweise eine Verformung der dünnen Platinenschichten oder -folien, wo­ durch das Werkstück beschädigt werden kann.
Ferner haben die bekannten Saugnapfgestelle durch ihre Verschlauchung ein großes Bauvolumen und aufgrund der vielen einstellbaren Elemente einen hohen Wartungsbedarf.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Ansaugbaugruppe der gattungsgemäßen Art anzugeben, die geeignet ist, platten- und folienartige Werkstücke deformationsfrei bei geringem Saugdruck aufzunehmen und zu halten. Die Ansaugbaugruppe soll bei großer Formsteifigkeit flach bauen und wartungsfreundlich gestaltet sein. Ferner sollen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile vermieden werden.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Ansaugbaugruppe mindestens eine Unterdruckkammer umfaßt, wobei die Unter­ druckkammer mit einer Vielzahl von Blenden über mindestens eine Außenseite mit dem Werkstück und/oder der Umgebung in Verbindung steht und mindestens eine Absaugöffnung aufweist.
Die Ansaugbaugruppe besteht beispielsweise aus einem starren, an ein Sauggebläse angeschlossenen, die Unter­ druckkammer beinhaltenden Behälter, der auf der die Werk­ stücke ansaugenden Seite viele kleine als Blenden wirkende Bohrungen hat. Die Blenden, die Absaugöffnungen, sowie die Absauganlage sind so dimensioniert, daß in der Unterdruckkammer bei unverdeckten Blenden ein solcher Un­ terdruck anliegt, daß die Ansauggruppe die vorgesehenen Werkstücke sicher durch Ansaugen aufnehmen und auch während der Handhabung halten kann.
Nach dem Auflegen der Ansauggruppe auf das Werkstück wird eine große Anzahl von Blenden verdeckt und damit am Halten des Werkstücks oder der Werkstücke beteiligt. Da im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Saugnapfgestellen eine weit größere Anzahl an Blenden bzw. Saugstellen am Werkstück anliegen, kommen die einzelnen Saugstellen mit einem geringeren Unterdruck aus als die handelsüblichen Saugnäpfe. Dadurch kann der Unterdruck für diese neue Ansaugbaugruppe beispielsweise mit Radialgebläsen anstatt mit herkömmlichen Vakuumpumpen erzeugt werden. Die Gebläse sind ferner trotz eines höheren Volumenstroms leiser und vibrationsärmer.
Die Unterdruckkammer besteht mindestens aus zwei Hohlräu­ men, die über Durchbrüche miteinander in Verbindung stehen. Für die Konstruktion einer Ansaugbaugruppe, die großflächige Platten oder Folien beispielsweise plan auf­ nehmen soll, kann es vorteilhaft sein, eine formsteife und flache Behälterkonstruktion zu wählen. Eine Möglichkeit besteht darin, die Ansaugbaugruppe als Platte mit vielen kanal- oder zylinderförmigen Hohlräumen zu gestalten. Die Kanäle verlaufen dazu in geringem Abstand zur Ansaugfläche z. B. parallel nebeneinander in der Platte. Innerhalb der Platte sind die Kanäle für die Unterdruckabsaugung über Durchbrüche miteinander verbunden. Sie können auch über Bohrungen, die auf der der Ansaugseite abgewandten Seite angeordnet sind, an einer Unterdruckabsaugung angeschlossen sein. Die Blendenbohrungen sind von der Ansaugfläche her in die Kanäle geführt. Dadurch entsteht eine aus einem Stück bestehende, flache und steife Unterdruckkammer.
In der Ansaugbaugruppe können die Hohlräume als Nuten in einer Ansaugplatte ausgebildet sein, die auf der dem Werkstück zugewandten Seite mit einer Blendenplatte abge­ deckt sind. Die Ansaugbaugruppe umfaßt somit mindestens zwei verschiedene Teile, die die Unterdruckkammer bilden. Das eine Teil ist die Ansaugplatte, die beispielsweise eine Vielzahl von untereinander u. a. durch Durchbrüche oder Querrillen verbundenen Nuten enthält. Die mit Nuten versehene Seite der Ansaugplatte wird durch das zweite Teil, nämlich die Blendenplatte, abgesehen von den Blenden selbst, luftdicht abgedeckt. Die zwischen den Nuten stehenden Stege stützen die Blendenplatte an den Flächen zwischen den Blenden sicher ab, so daß trotz dünner Wand­ stärke der Blendenplatte diese plan auf der Ansaugplatte aufliegt. So entsteht durch das Verbinden beider Teile eine kostengünstig herstellbare und steife Ansaugbaugruppe.
Die Nuten sind um eine zentrale Absaugöffnung rechteck­ rahmenförmig angeordnet und beispielsweise jeweils an den Rahmenecken unterbrochen. Andere denkbare Anordnungsmuster können - auch abhängig von der Außenkontur der Werkstücke - einen rein parallelen Nutenverlauf haben. Ferner können die Nuten strahlen-, sichel- oder spiralförmig um eine oder mehrere Absaugöffnungen angeordnet sein. Sie können auch dem Kurvenverlauf von konzentrisch angeordneten Kreisen, Vielecken oder Ellipsen folgen. Eine Kombination verschiedener Nutenverläufe oder eine mehrfache Wiederholung bestimmter Muster ist ebenfalls möglich.
Werden mehrere Unterdruckkammern eingesetzt, sind diese unabhängig voneinander von der Ansaugung trennbar oder falschbelüftbar. Dadurch können einzelne Bereiche der An­ saugfläche vom Unterdrucksystem getrennt bzw. fremdbelüftet werden, um bei einer Beladung mit mehreren Werkstücken einzelne davon abheben oder abwerfen zu können.
An der Ansaugplatte können neben den Werkstücken auch Masken bzw. Positionierteile angesaugt sein, die über mehrere Bearbeitungsstationen die exakte Aufnahme der zu bearbeitenden Werkstücke gewährleisten. Die Masken müssen demnach wie die Werkstücke separat ansaugbar sein. Selbstverständlich können zur Erleichterung der Masken- oder Werkstückansaugung spezielle Blendenplatten mit spe­ ziellen Formen und Trennfugen bzw. mit speziellen Boh­ rungsbildern verwendet werden.
Zur Abtrennung bestimmter Unterdruckkammerbereiche sind einzelne Durchbrüche zwischen den Nuten durch Schieber verschließbar ausgeführt. Diese Schieber werden über pneumatische oder andere Antriebe bewegt, die sowohl in als auch an der Absaugplatte angeordnet sind.
Um ein sicheres Anliegen der beispielsweise auch mit kleineren Oberflächenstrukturen versehenen Werkstücke zu gewährleisten kann die Blendenplatte mit einer dünnen elastischen - die Blenden freilassenden - Deckschicht versehen werden. Diese kann aus einem geschlossenzelligen Moosgummi bestehen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die Draufsicht auf die An­ saugbaugruppe mit einer daraufliegenden Leiter­ platte sowie einen Schnitt durch diese Baugruppe.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch die Ansaugbau­ gruppe bei ihrer Anordnung auf einer Belichtungs­ vorrichtung.
Die in Fig. 1 dargestellte Ansaugbaugruppe umfaßt im we­ sentlichen zwei Teile. Diese sind die rechteckige Ansaug­ platte (1) und die flächig aufliegende Blendenplatte (9). Im linken Teil der Draufsicht sieht man die Hohlräume bzw. Nuten (3, 5). Die Nuten sind rechteckförmig um eine zen­ trale Absaugöffnung (2) angeordnet. Sie (3, 5) stoßen an ihren Enden, den Rahmenecken (8), jeweils auf andere, senkrecht dazu angeordnete Nuten.
Zur Bildung von Unterdruckkammern (30, 50) sind die ein­ zelnen Nuten (beziehungsweise einzelne Nutenbereiche) untereinander über Durchbrüche bzw. Bohrungen (7) miteinander verbunden. In der Schnittdarstellung von Fig. 1 ist beispielsweise dargestellt wie die Nuten (3) mittels der Bohrungen (7) zur Unterdruckkammer (30) zusammengefaßt werden können.
Die äußeren Nuten (5) (vergleiche linke Seite der Ansaug­ platte (1)) können relativ zu den anderen (inneren) Nuten (3) pneumatisch getrennt werden. Aus dem abgetrennten Bereich wird die Luft über eine (mehrfach über dem Umfang vorhandene) Absaugöffnung (4) abgesaugt. Dieser Bereich dient hierbei dem separaten Halten einer Maske (15), vgl. Fig. 2.
Die aus den inneren Nuten (3) gebildete Unterdruckkam­ mer (30) wird zum Werkstück - also der Leiterplatte (11) - hin mit der Blendenplatte (9) abgedeckt; die Blenden­ platte (9) weist hier 900 Blendenbohrungen (10) auf. Die aus den (äußeren) Nuten (5) gebildete Unterdruckkammer (50) dient zur Halterung der Maske (15).
Auf der Blendenplatte (9) liegt die Leiterplatte (11) mit ihren Bohrungen (12) und Ausbrüchen (13) auf. Trotz dieser vielen Bohrungen und Ausbrüche ist der größere Anteil der Blendenbohrungen (10) durch das Aufliegen der Leiterplatte (11) verschlossen.
Fig. 2 zeigt eine Ansaugbaugruppe (1, 9), die gleichzeitig als Deckel einer Leiterplattenbelichtungsanlage fungiert. Von der Leiterplattenbelichtungsanlage ist hier der Belichtungsrahmen (21) mit seiner Glasplatte (23) zu erkennen.
Für den Belichtungsvorgang wird die zwischen der Maske (15) positionierte Leiterplatte (11) über den Belichtungsrahmen transportiert. Dort wird die Ansaugbaugruppe (1, 9), ge­ führt von Bolzen (22), auf einen auf einer Glasplatte (23) liegenden Film (24) herabgesenkt. Der Film (24) wird auf der Glasplatte (23) ebenfalls durch Unterdruck angesaugt gehalten. Die Luft zur Ansaugung des Films (24) wird über die Bohrungen (27) abgesaugt.
Sobald die Leiterplatte (11) mit der Ansaugbaugruppe (1, 9) auf dem Film (24) aufliegt, wird der Kontakt zwischen Leiterplatte (11) und Film (24) mit Hilfe von Unterdruck zusätzlich verstärkt. Dazu wird über eine Bohrung (26) die vorhandene bzw. eindringende Luft aus dem Raum zwischen dem Belichtungsrahmen (21), der Ansaugbaugruppe (1, 9) und einer Dichtlippe (28) abgesaugt.
Die Leiterplatte (11) wird (vergleiche Fig. 1) über die aus den Nuten (3) sich ergebende Unterdruckkammer (30) gehal­ ten; diese Unterdruckkammer (30) ist mit der zentralen Ab­ saugöffnung (2) verbunden. Die Maske (15) wird über die aus den Nuten (5) bestehende Unterdruckkammer (50) gehalten; diese ist ihrerseits mit der (peripheren) Absaugbohrung (4) verbunden. Je nach Größe der Leiterplatte (11) einerseits und der Maske (15) andererseits können diese Unterdruck­ kammern (30) beziehungsweise (50) aufeinander abgestimmt eingestellt werden.
Bezugszeichenliste
1 Ansaugplatte
2 zentrale Absaugöffnung
3 Hohlräume (Nuten) für Leiterplattenzone
4 Absaugöffnung für Maskenzone
5 Hohlräume (Nuten) für Maskenzone
6 Stege
7 Durchbrüche
8 Rahmenecken
9 Blendenplatte
10 Blenden
11 Werkstück (Leiterplatte)
12 Leiterplattenbohrungen
13 Leiterplattenausbrüche
15 Maske
21 Belichtungsrahmen
22 Führungsbolzen
23 Glasplatte
24 Film
26 Bohrung für Kontaktvakuum
27 Bohrungen für Filmansaugung
28 Dichtlippe
29 Licht für Belichtung
30 Unterdruckkammer (Summe aller Nuten (3))
50 Unterdruckkammer (Summe aller Nuten (5))

Claims (7)

1. Ansaugbaugruppe zum Aufnehmen von platten- und/oder folienartigen Werkstücken mit Hilfe einer Unterdruckan­ saugung für den Transport innerhalb einer Bearbeitungsma­ schine und/oder eines Handhabungsgeräts dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Ansaugbaugruppe mindestens eine Unterdruckkammer (30, 50) umfaßt, wobei die Unterdruckkammer (30, 50) mit einer Vielzahl von Blenden (10) über mindestens eine Außenseite mit dem Werkstück (11) und/oder der Umgebung in Verbindung steht und mindestens eine Absaugöffnung (2, 4) aufweist.
2. Ansaugbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckkammer (30, 50) aus mindestens zwei Hohlräumen (3, 5) besteht, die über Durchbrüche (7) miteinander in Verbindung stehen.
3. Ansaugbaugruppe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hohlräume (3, 5) als Nuten in einer An­ saugplatte (1) ausgebildet sind, die auf der dem Werk­ stück (11) zugewandten Seite mit einer Blendenplatte (9) abgedeckt sind.
4. Ansaugbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (3, 5) rechteckrahmenförmig um eine zentrale Absaugöffnung (2) angeordnet sind.
5. Ansaugbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die rechteckrahmenförmig angeordneten Nuten (3, 5) jeweils an den Rahmenecken (8) unterbrochen sind.
6. Ansaugbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehreren Unterdruckkammern (30, 50) diese unabhängig voneinander von den Ansaugöffnungen (2, 4) trennbar oder falschbelüftbar sind.
7. Ansaugbaugruppe nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß einzelne Durchbrüche (7) zwischen den Nu­ ten (3, 5) durch Schieber verschließbar sind.
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