DE4416882C2 - Verfahren zum gegenseitigen Ausrichten eines Films und einer Leiterplatte - Google Patents

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 jeweils die Lage einer Markierung auf dem Film relativ zu einer jeweils zuge­ ordneten Bezugsmarkierung auf der Leiterplatte opto-elektro­ nisch ausmessen und bei Abweichungen von einer Soll-Lage die Relativstellung der Leiterplatte zum Film im Rahmen eines Toleranzbereichs korrigiert wird.

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 (vgl. JP-5-249 700 (A) und DE- 35 06 279 A1). Die Genauigkeit eines solchen Systems hängt jedoch nicht nur von der Bildauflösung und der Genauigkeit der Verschiebeeinrichtung ab. Leider führen auch Ungenauig­ keiten bei der Herstellung der Bohrungen zu einer fehlerhaf­ ten Ausrichtung der Leiterplatte mit Bezug auf den Film, weil sie dann nach der falschen Position der Bezugsmarkierung aus­ gerichtet 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 vor, daß als wenigstens eine Markierung und zugeordnete Bezugsmarkierung eine Gruppe von wenigstens zwei voneinander unabhängigen Markierungen bzw. Bezugsmarkierungen verwendet wird, die mit einer Kamera gleichzeitig erfaßt und einzeln bezüglich ihrer relativen Lage opto-elektronisch ausgemessen werden, wonach durch Mit­ telung der Abweichungen von ihren jeweiligen Soll-Lagen die Korrekturbewegung bestimmt wird.

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 als Markierungen und zugeordnete Bezugsmarkierungen Grup­ pen von neun Markierungen bzw. Bezugsmarkierungen verwendet werden.

Bei dieser Gruppenanordnung ist einerseits der auf Film und Leiterplatte benötigte Platzbedarf für die Markierungen ge­ ring, andererseits ist durch die insgesamt 18 auswertbaren Markierungspaarungen eine gute statistische Sicherheit ge­ währleistet.

Zweckmäßigerweise sind die Markierungen des Films Punkte, die jeweils mit dem Mittelpunkt von Bohrungslöchern in der Lei­ terplatte abgeglichen werden.

Eine zur Durchführung des obengenannten Verfahrens geeignete Vorrichtung besitzt wenigstens zwei Kameras, die jeweils die Lage einer Gruppe von unabhängigen Markierungen auf dem Film relativ zu den jeweils zugeordneten Bezugsmarkierungen auf der Leiterplatte optisch-elektronisch erfassen, und eine Ver­ schiebeeinrichtung, die bei Abweichungen von den Soll-Lagen die Position der Leiterplatte entsprechend einer Mittelung der Abweichungen relativ zum Film im Rahmen eines Toleranzbe­ reiches korrigiert.

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 dem 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 (5)

1. Verfahren zum gegenseitigen Ausrichten eines Films (14) und einer Leiterplatte (20) vor deren Bedrucken, bei dem wenigstens zwei Kameras (12) jeweils die Lage einer Mar­ kierung (16) auf dem Film (14) relativ zu einer jeweils zugeordneten Bezugsmarkierung (22) auf der Leiterplatte (24) opto-elektronisch ausmessen und bei Abweichungen von einer Soll-Lage die Relativstellung der Leiterplatte (20) zum Film (14) im Rahmen eines Toleranzbereichs korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß als wenigstens eine Markierung (16) und zugeordnete Bezugsmarkierung (22) ei­ ne Gruppe von wenigstens zwei voneinander unabhängigen Markierungen (16) bzw. Bezugsmarkierungen (22) verwendet wird, die mit einer Kamera (12) gleichzeitig erfaßt und einzeln bezüglich ihrer relativen Lage opto-elektronisch ausgemessen werden, wonach durch Mittelung der Abweichun­ gen von ihren jeweiligen Soll-Lagen die Korrekturbewegung bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Markierungen (16) und zugeordnete Bezugsmarkierungen Gruppen von neun Markierungen (16) bzw. Bezugsmarkierun­ gen (22) verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Markierung (16) auf dem Film (14) mit dem Mit­ telpunkt einer Bohrung (22) in der Leiterplatte (20) ab­ geglichen 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.