DE4419134A1

DE4419134A1 - Positioniervorrichtung für die Bearbeitung von Substraten

Info

Publication number: DE4419134A1
Application number: DE19944419134
Authority: DE
Original assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Current assignee: Blaupunkt Werke GmbH
Priority date: 1994-06-01
Filing date: 1994-06-01
Publication date: 1995-12-07

Description

Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung für die Bearbeitung von Substraten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Positioniervorrichtung dient zur Fixierung von Keramiksub straten in einer Bearbeitungsposition bei unterschiedlichen Arbeitsgängen, z. B. Druck von Lotpasten und/oder Leitklebern oder SMD-Bestückungen.

Bei den bekannten Vorrichtungen erfolgt das Anlegen der Substrate von Hand an feste Anschläge bzw. an Anschläge durch pneumatisch oder über Federn bewegte Schieber. Ferner ist das Einlegen der Substrate auf geneigten Tabletts und das Anlegen an die Anschläge durch das Eigengewicht der Sub strate bekannt. Zudem ist ein automatischer Transport über ein Feedsystem mit einer Justierung des Substrates über Schieber bekannt. Die Arretierung der Substrate in der Anschlagposition erfolgt bei fast allen Vorrichtungen über atmosphärischen Unterdruck.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Positioniervorrichtung für die Bearbeitung von Substraten anzugeben, die eine zuverlässige, schonende Fixierung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Positioniervorrichtung gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß das Substrat schnell und einfach ohne Justierung zu den Anschlägen auf den Bearbeitungstisch aufgelegt werden kann, daß Brüche des Substrates sowie Fehljustierungen weitgehend ausgeschlossen werden, da das Substrat vor der Justierung auf dem Arbeitstisch plangezogen wird. Metallische oder sonsti ge Verschmutzungen der Substratunterfläche und/oder der Substratkanten entfallen, da beim Positionieren keine relative Bewegung zwischen dem Substrat und der Grundplatte stattfindet. Der einfache mechanische Aufbau bietet sich für Mehrfachausführungen an. Die geringe Bauhöhe eignet sich besonders für Tabletts. Der Bearbeitungstisch kann schnell und problemlos ausgetauscht werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Prinzipzeichnung darge stellt und wird im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht,

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht einer mit einem Substrat versehe nen Positioniervorrichtung,

Fig. 3 die Positioniervorrichtung nach dem Auflegen und Ansaugen des Substrates bei wirksamer Auslenkvorrichtung und

Fig. 4 die Positioniervorrichtung bei unwirksamer Auslenkvorrichtung und positioniertem Substrat.

Ein plattenförmiger, in der Draufsicht quadratisch ausgebildeter Bearbei tungstisch 1 für Keramiksubstrate nach Fig. 1 und 2 ist in ans ich bekann ter Weise an seiner planen Oberseite mit nutförmigen Rillen 2 versehen, die mit einer zentralen, den Bearbeitungstisch 1 durchdringenden Bohrung 3 räumlich verbunden sind. Der an der ebenfalls planen Unterseite des aus einem nichtmagnetischem Material hergestellten Bearbeitungstisches 1 austretende Teil der Bohrung 3 ist mit einem Anschluß 4 für eine atmosphä rische Unterdruckleitung versehen. Der Bearbeitungstisch 1 ist in einer Vertiefung 5 einer aus einem nichtmagnetischem Material hergestellten Grundplatte 6 gelagert, wobei die Vertiefung 5 so bemessen ist, daß ihre quadratische Grundfläche wesentlich größer als die des Bearbeitungstisches 1 ist und daß ihre Tiefe der Dicke des Bearbeitungstisches 1 plus der Dicke des zu bearbeitenden Keramiksubstrates 7 ist. Vertiefung 5, Bearbei tungstisch 1 und Substrat 7 sind derart aufeinander abgestimmt, daß das aufgelegte Substrat 7 zwar die Abmessungen des Bearbeitungstisches 1 überragt, aber innerhalb der lichten Weite der Vertiefung 5 soviel freies Spiel hat, daß es in seiner Ebene um vorgegebene Beträge verdreh- und verschiebbar ist. Der Boden der Vertiefung 5 ist mit einem Durchbruch 8 versehen, der die für den Anschluß 4 der Unterdruckleitung erforderliche Spielfreiheit zuläßt. Eine erste Längskante der Vertiefung 5 ist mit zwei in einem vorgegebenen Abstand voneinander angeordneten Anschlagstiften 9 und eine daran anschließende zweite Längskante mit einem Anschlagstift 91 für das Substrat 7 versehen. In den Bereichen seiner vier Ecken ist der Bearbeitungstisch 1 an seiner Unterseite mit je einer sacklochartigen Bohrung versehen, die mit je einem darin befestigen, flachzylinderförmigen Dauermagneten 10 ausgefüllt ist. In der Bodenfläche der Grundplatte 6 sind ebenfalls vier sacklochartige Bohrungen mit je einem darin befestigten, flachzylinderförmigen Dauermagneten 11 ausgefüllt. Diese Dauermagnete 11 sind nun so in der Grundplatte 6 plaziert und gepolt, daß sie im Zusammen wirken mit den anderen Dauermagneten 10 den auf der Grundplatte 6 gleitend gelagerten Bearbeitungstisch 1 zum einen gegen die Grundplatte 6 ziehen und zum anderen um einen vorgegebenen Betrag über seine Mittelstellung hinaus zu der Ecke hinziehen, die den mit den Anschlagstiften 9, 91 versehenen Kanten gemeinsam zugeordnet ist, wobei das auf dem Bearbeitungs tisch 1 durch einen atmosphärischen Unterdruck fixierte Substrat 7 infolge der von den Magneten 10, 11 ausgeübten resultierenden Querkräfte an die seinen Außenkanten zugeordneten Anschlagstifte 9, 9′ angelegt wird. Ein als Auslenkvorrichtung 12 vorgesehener an der Grundplatte 6 abgestützter Pneumatikzylinder ist derart angeordnet, daß er in aktiviertem Zustand den Bearbeitungstisch 1 gegen die wirkenden magnetischen Querkräfte in eine über seine Mittelstellung hinausgehende Position verbringt. In dieser in der Fig. 3 dargestellten Position wird das Substrat 7 auf den Bearbei tungstisch 1 unjustiert aufgelegt und anschließend der atmosphärische Unterdruck aktiviert. Im Anschluß daran wird unter Beibehaltung des Unterdrucks der pneumatische Zylinder unwirksam geschaltet, worauf die Querkräfte der Magnete 10, 11 das auf dem Bearbeitungstisch 1 durch Unterdruck fixierte Substrat an die Anschlagstifte 9, 91 zum Zwecke einer Bearbeitung, wie beispielsweise Druck von Lotpaste, Leitkleber oder SMD-Bestückung, anlegen. Nach dem Abschalten des Unterdrucks kann das Substrat entnommen werden. Zur Verringerung der Reibung zwischen dem Bearbeitungstisch 1 und der Grundplatte 6 kann zwischen diesen eine Kunststoffschicht S, zum Beispiel eine Teflonfolie oder eine auf Kugeln basierende Lagerung vorgesehen werden.

Dadurch, daß das Substrat vor dem Justieren plangezogen wird, werden Substratbrüche weitgehend vermieden. Da der Bearbeitungstisch lose auf liegt, ist ein Umrüsten schnell möglich, da lediglich die Unterdrucklei tung umgeklemmt werden muß. Selbstverständlich können die Auslenkvorrich tungen 12 auch mit Elektromagneten betrieben werden.

Claims

1. Positioniervorrichtung für die Bearbeitung von Substraten, mit einem plattenförmig ausgebildeten Bearbeitungstisch, der an seiner plan ausgebildeten Oberseite zur Saugbefestigung dienende mit einer atmo sphärischen Unterdruckleitung verbindbare Ansaugöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterseite des Bearbeitungstisches (1) mindestens zwei erste Magnete (10) angeordnet sind, daß in der Oberseite einer planen Grundplatte (6) den ersten Magneten (10) zugeordnete zweite Magnete (11) zugeordnet sind, daß die ersten und die zweiten Magnete (10, 11) derart gepolt sind, daß der um vorgegebene Beträge in seiner Ebene verdreh- und verschiebbare, auf der Grundplatte (6) gleitend gelager te, von senkrecht gerichteten Magnetkräften an die Grundplatte (6) gezogene Bearbeitungstisch (1) bestrebt ist, eine zentrale Ruhestel lung einzunehmen, daß eine mit dem Bearbeitungstisch (1) in Wirkver bindung stehende Auslenkverrichtung (12) vorgesehen ist und daß die Positioniervorrichtung derart gesteuert wird, daß zum Auflegen und Fixieren des Substrates (7) der Bearbeitungstisch (1) mittels der Auslenkvorrichtung (12) gegen die Querkräfte der Magnete (10, 11) um einen vorgegebenen Betrag aus seiner Ruhestellung bewegt wird, daß nach dem Auflegen des Substrates (7) der das Substrat auf dem Bearbei tungstisch (1) fixierende atmosphärische Unterdruck aktiviert wird, anschließend die Auslenkvorrichtung (12) unwirksam geschaltet wird, so daß die nun freigesetzten Querkräfte der einander zugeordneten Magnetpaare (10/11) den Bearbeitungstisch (1) soweit in Richtung Ruhestellung bewegen, bis das fixierte Substrat (7) an seine endgülti ge Lage bestimmenden an der Grundplatte (6) vorgesehenen Anschlägen (9, 9′) anliegt.

2. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkvorrichtung (12) mit einem Pneumatikzylinder versehen ist.

3. Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkvorrichtung (12) mit mindestens einem Elektromagneten versehen ist.

4. Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Unterseite des Bearbeitungstisches (1) und der Oberseite der Grundplatte (6) eine als Gleitschicht (S) dienende Kunststoffzwischenlage vorgesehen ist, und daß die Magnete (10, 11) in Aussparungen der Unterseite des Bearbeitungstisches (1) und in Aussparungen der Oberseite der Grundplatte (6) angeordnet sind.

5. Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Bearbeitungstisches (1) auf der Oberseite der Grundplatte (6) kugelgelagert ist.

6. Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Draufsicht rechteckförmig ausgebildete Bearbeitungs tisch (1) in einer Vertiefung (5) der Grundplatte (6) gelagert ist, daß die Vertiefung (5) derart bemessen ist, daß ihre Tiefe den Bearbeitungstisch in seiner Höhe aufnimmt und daß ihre lichten Weiten die erforderliche Verschiebbarkeit zulassen und der Boden der Vertie fung einen Durchbruch (8) aufweist, der eine Spielfreiheit für einen an der Unterseite des Bearbeitungstisches (1) vorgesehenen Anschluß (4) für die Unterdruckleitung zuläßt.

7. Positioniervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Bearbeitungstisches (1) weitgehend quadratisch ausgebildet ist, daß die Magnetpaare (10/11) derart plaziert sind, daß sie bei einer diagonalen Verschiebung des Arbeitstisches (1) eine Vorspannung auf ihn ausüben, daß eine erste Längskante der Vertiefung zwei Anschlagstifte (9) und eine der ersten Längskante zugeordnete zweite Längskante einen Anschlagstift (9′) für die Anschlagkanten des Substrates (7) aufweist und daß die Auslenkvorrichtung (12) derart angeordnet ist, daß sie im aktivierten Zustand den Bearbeitungstisch (1) gegen die Magnetkräfte soweit von den Anschlagstiften (9, 9′) wegschiebt, daß das Substrat (7) auf den Bearbeitungstisch (1) auflegbar ist.