DE4416882A1 - Verfahren und Vorrichtung zum gegenseitigen Ausrichten eines Films und einer Leiterplatte - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum gegenseitigen Ausrichten eines Films und einer Leiterplatte

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Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum gegenseiti­ gen Ausrichten eines Films und einer Leiterplatte vor deren Bedrucken, bei dem wenigstens zwei Kameras optisch jeweils die Lage einer Markierung auf dem Film relativ zu einer je­ weils zugeordneten Bezugsmarkierung auf der Leiterplatte er­ fassen und bei Abweichungen von einer Soll-Lage die Relativ­ stellung der Leiterplatte zum Film im Rahmen eines Toleranz­ bereichs korrigiert wird, sowie mit einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Um bei der Herstellung von Leiterplatten vor deren Bedrucken einen Film mit dem Leiterbild optimal auszurichten, versieht man im einfachsten Fall den Film auf gegenüberliegenden Sei­ ten mit zwei Markierungspunkten und bohrt bei dem ohnehin notwendigen Bohren der Leiterplatten an entsprechenden Stel­ len zwei zusätzliche Bohrungen als Bezugsmarkierungen. Zwei Kameras erfassen jeweils eine Markierung mit zugehöriger Be­ zugsmarkierung, wobei die Leiterplatte relativ zum Film durch eine elektronisch gesteuerte Einrichtung verschiebbar ist, um die Markierungen und die zugeordneten Bezugsmarkierung genau zur Deckung zu bringen. Die Genauigkeit eines solchen Systems hängt jedoch nicht nur von der Bildauflösung und der Genauig­ keit der Verschiebeeinrichtung ab. Leider führen auch Unge­ nauigkeiten bei der Herstellung der Bohrungen zu einer feh­ lerhaften Ausrichtung der Leiterplatte mit Bezug auf den Film, weil sie dann nach der falschen Position der Bezugsmar­ kierung ausgerichtet wird.
Um solche statistischen Fehler auszugleichen, wurde ein Ver­ fahren vorgeschlagen, bei dem jede der beiden Kameras jeweils entlang einer Achse nacheinander auf verschiedene Markierun­ gen und zugeordnete Bezugsmarkierungen verschoben wird. Die Kameras erfassen die Relativstellungen der Markierungen und Bezugsmarkierungen, senden die Informationen an einen Rech­ ner, welcher eine optimale Position errechnet, und die Ver­ schiebeeinrichtung bewegt die Leiterplatte dementsprechend relativ zum Film.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist, daß die Kameras äußerst präzise geführt werden müssen, um das Ausrichtergebnis nicht zu verfälschen. Weiterhin erhöht sich durch das Abfahren der Markierungspaarungen der zur Durchführung des Verfahrens not­ wendige Zeitaufwand.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der oben genann­ ten Art derart zu verbessern, daß die beim Aufbringen der Markierungen und Bezugsmarkierungen auf Film bzw. Leiterplat­ te auftretenden statistischen Fehler in einfacher Weise kom­ pensiert werden.
Als Lösung sieht die Erfindung verfahrensgemäß vor, daß mit wenigstens einer Kamera gleichzeitig wenigstens zwei Markie­ rungen und zugeordnete Bezugsmarkierungen erfaßt werden.
Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß mit zunehmender Anzahl der erfaßten Markierungen und zugeordneten Bezugsmar­ kierungen sich die statistischen Fehler von Positionen ein­ zelner Markierungen besser kompensieren lassen, ohne daß dazu bewegliche Kameras vonnöten wären.
In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß die Markierungen und zugeordneten Bezugsmarkierungen in Neunergruppen quadratisch angeordnet sind und jede Kamera eine solche Gruppe erfaßt.
Bei dieser Anordnung ist einerseits der auf Film und Leiter­ platte benötigte Platzbedarf für die Markierungen gering, an­ dererseits ist durch die insgesamt 18 auswertbaren Markie­ rungspaarungen eine gute statistische Sicherheit gewährlei­ stet.
Zweckmäßigerweise sind die Markierungen des Films Punkte, die jeweils mit dem Mittelpunkt von Bohrungslöchern in der Lei­ terplatte abgeglichen werden.
Gegenstand der Erfindung ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Durchführung des obengenannten Verfahrens. Sie besitzt wenig­ stens zwei Kameras, die optisch jeweils die Lage einer Mar­ kierung auf dem Film relativ zu einer jeweils zugeordneten Bezugsmarkierung auf der Leiterplatte erfassen, und eine Ver­ schiebeeinrichtung, die bei Abweichungen von einer Soll-Lage die Position der Leiterplatte relativ zum Film im Rahmen ei­ nes Toleranzbereiches korrigiert, wobei erfindungsgemäß we­ nigstens eine der Kameras gleichzeitig wenigstens zwei Mar­ kierungen und zugeordnete Bezugsmarkierungen erfaßt.
Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnung näher auf ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eingegangen.
Die Vorrichtung 10 besitzt zwei fest angeordnete Kameras 12, zu denen ein Film 14 ortsfest fixierbar ist. Der Film 14 ist mit Markierungen 16 versehen, die in Form von zwei quadra­ tisch angeordneten Neunergruppen jeweils im Sichtfeld einer Kamera positioniert sind. Auf dem Film 14 ist weiterhin ein Leiterschaubild 18 ausgebildet, welches bezüglich der Markie­ rungen 16 eine genau definierte Position einnimmt.
Eine Leiterplatte 20 ist durch eine Verschiebeeinrichtung (nicht gezeigt) flächenparallel zu dein Film 14 verschieb- und drehbar. Die Leiterplatte 20 ist mit Markierungsbohrungen 22 versehen, deren Lage zueinander der Lage der Markierungen 16 auf dem Film 14 zueinander entspricht. In genau definierten Abständen zu diesen Markierungsbohrungen 22 sind Leiterboh­ rungen 24 in der Leiterplatte 20 vorgesehen.
Die Leiterplatte 20 wird dabei zunächst so ausgerichtet, daß die Markierungsbohrungen 22 grob mit den Markierungen 16 fluchten. Dabei erfassen die Kameras 12 dank des transparen­ ten Films 14 die Lage der Einzelmarkierungen 16 bezüglich der Markierungsbohrungen 22. Die Bildinformation 26 der beiden Kameras 12 wird von einem Rechner 28 ausgewertet, wobei die­ ser eine solche optimale Verschiebeposition der Leiterplatte 20 errechnet, daß möglichst viele Markierungen 16 möglichst nahe den Zentren der zugehörigen Markierungsbohrungen 22 zu liegen kommen. Die Verschiebeeinrichtung wird nun von dem Rechner 28 so angesteuert, daß die Leiterplatte 20 optimal zum Film 14 ausgerichtet wird. In gleicher Weise ist es mög­ lich, die Leiterplatte 20 bezüglich der beiden Kameras 12 ortsfest zu fixieren und den Film 14 dementsprechend vom Rechner 28 gesteuert relativ zur Leiterplatte 20 zu verschie­ ben.
Beide Varianten gestatten es, statistische Fehler, die beim Fertigen der Markierungsbohrungen 20 auftreten, auf sehr ein­ fache Weise zu kompensieren und somit eine genauere Lage des Leiterschaubilds 18 bezüglich der Leiterbohrungen 24 zu er­ zielen.

Claims (8)

1. Verfahren zum gegenseitigen Ausrichten eines Films (14) und einer Leiterplatte (20) vor deren Bedrucken, bei dem wenigstens zwei Kameras (12) optisch jeweils die Lage ei­ ner Markierung (16) auf dem Film (14) relativ zu einer jeweils zugeordneten Bezugsmarkierung (22) auf der Lei­ terplatte (24) erfassen und bei Abweichungen von einer Soll-Lage die Relativstellung der Leiterplatte (20) zum Film (14) im Rahmen eines Toleranzbereichs korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit wenigstens einer Kamera (12) gleichzeitig wenigstens zwei Markierungen (16) und zugeordnete Bezugsmarkierungen (22) erfaßt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen (16) und zugeordneten Bezugsmarkierungen (22) jeweils in Neunergruppen quadratisch angeordnet wer­ den und jede solche Gruppe von einer Kamera (12) erfaßt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Filmmarkierung (16) mit dem Mittelpunkt einer Bohrung (22) in der Leiterplatte (20) abgeglichen wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kamera (12) ortsfest zu dem Film (14) ist und die Leiterplatte (20) verschoben wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kamera (12) ortsfest zur Leiter­ platte (20) ist und der Film (14) verschoben wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit wenigstens zwei Kameras (12), die optisch jeweils die Lage einer Markierung (16) auf einem Film (14) rela­ tiv zu einer jeweils zugeordneten Bezugsmarkierung (22) auf einer Leiterplatte (20) erfassen, und einer Verschie­ beeinrichtung, die bei Abweichungen von einer Soll-Lage die Position der Leiterplatte (20) relativ zum Film (14) im Rahmen eines Toleranzbereiches korrigiert, dadurch ge­ kennzeichnet, daß wenigstens eine der Kameras (12) gleichzeitig wenigstens zwei Markierungen (16) und zuge­ ordnete Bezugsmarkierungen (22) erfaßt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kameras (12) ortsfest bezüglich des Films (14) sind und die Verschiebeeinrichtung auf die Leiterplatte (20) wirkt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kameras (12) ortsfest bezüglich der Leiterplatte (20) angeordnet sind und die Verschiebeeinrichtung auf den Film (14) wirkt.
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