DE60002775T2

DE60002775T2 - Vorrichtung zur Herstellung von elektronischen Schaltungen

Info

Publication number: DE60002775T2
Application number: DE60002775T
Authority: DE
Inventors: Gisulfo Baccini
Original assignee: Gisulfo Baccini
Current assignee: AFCO CV
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2020-03-30
Also published as: ITUD990073A1; US6711997B1; US20020040654A1; US6595134B2; EP1041866A3; EP1041866B9; ITUD990073A0; EP1041866B1; IT1310555B1; EP1041866A2; DE60002775D1

Description

Bereich der Erfindung
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von elektronischen Schaltungen, insbesondere von solchen Schaltungen, die einen Basisträger haben, der aus sehr dünnen Folien von Aluminiumoxid und Kunststoffen besteht und gewöhnlich als "Bandrohling" bekannt ist.
Die Vorrichtung nach der Erfindung ist in der Lage, auf vollständig automatische Weise Bandrohlingsfolien zu verarbeiten, die bereits auf Maß entsprechend der abschließenden Bestimmung der herzustellenden Schaltung oder Leiterplatte geschnitten ist, um drei Operationen auszuführen: Ablage des Leitermaterials mittels Siebdruck, Trockenvorgang in dem Trockenofen sowie den Kühlvorgang. Auf diese Weise ist das aus der Vorrichtung austretende Produkt für die darauf folgenden Bearbeitungsschritte bereit, d.h. die Montage mehrerer Basisträger zur Erzielung von Mehrschichtschaltungen und/oder die Montage von elektronischen Bauelementen.
Hintergrund der Erfindung
Eine der bei der Herstellung von elektronischen Schaltungen bekannten Techniken besteht darin, als Basisträger eine oder mehrere Folien aus Isoliermaterial, die aus Aluminiumoxid oder synthetischen Materialien bestehen, nach der Bandrohlingstechnologie zu verwenden.
Die Bandrohlingsträger sind normalerweise auf geraden Führungen angeordnet, längs derer sie in Folge mittels eines Transportmechanismus von einer Beladestation zu einer Bedruckungsstation transportiert werden, wo auf ihnen mittels Siebdruck das Leitermaterial in Form einer Leiterpaste entsprechend einer vorher festgelegten Maske abgelegt wird. Danach wird jede Basis in einen Trockenofen eingeführt, wo sie auf einer Temperatur von wenigstens 120°C während der Zeit gehalten wird, die benötigt wird, um die Leiterpaste hart werden zu lassen, wobei dieser Zeitraum gegenwärtig wenigstens zehn Minuten beträgt.
Nach dem Trocknungsvorgang in dem Trocknungsofen werden die Basisträger in einer geeigneten Kühlkammer gekühlt und dann aus der Vorrichtung abgeführt.
Herkömmliche Vorrichtungen haben den Nachteil, dass sie bei einer linearen Erstreckung von mehreren zehn Metern sehr viel Raum benötigen. Dies hängt von der Tatsache ab, dass alle oben beschriebenen Schritte in Reihensequenz erfolgen und dass in dem Trocknungsofen allein die Straße mehr als 10 Meter beträgt.
Zieht man in Betracht, dass die zur Durchführung eines einzigen Siebdruckvorgangs erforderliche Zeit etwa 10 Sekunden und die Länge jedes Basisträgers mehrere zehn Zentimeter beträgt, sieht man, dass die Durchschnittstransportgeschwindigkeit der Basisträger längs der geradlinigen Führungen etwa 1 bis 1,5 m/min beträgt.
Wie man sieht, muss folglich jeder Basisträger innerhalb des Trocknungsofens wenigstens 10 Minuten verbleiben, und die Erstreckung der Straße innerhalb des Trocknungsofens kann sogar mehr als 10 Meter ausmachen.
Zum Stand der Technik gehören Vorrichtungen mit einem Trockenofen in Linearbauweise, d.h. mit einer Länge von mehr als 10 Metern, was vom Gesichtspunkt des Raumbedarfs Nachteile zur Folge hat, sowie Vorrichtungen, bei denen sich der Trockenofen teilweise nach oben erstreckt. Bei dieser letzteren Bauweise befindet sich im Inneren ein Förderbandsystem, das zu einem Ring angeordnet ist, auf dem Halter befestigt sind. In jedem Halter sitzen ein oder mehrere Basisträger für die Trocknung. Diese zweite Lösung hat den Nachteil, dass sie sowohl komplex als auch teuer ist und es erforderlich macht, dass die zu trocknenden Basisträger für ihre Anordnung auf den Haltern des Trockenofens und für ihr Entfernen von ihnen gehandhabt werden.
Die EP-A-O 535 338 offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung von Schaltungen in Bandrohlingsbauweise, die unter Verwendung von dünnen und flexiblen Folien aus Aluminiumoxid im Rohzustand oder einem anderen analogen oder ähnlichen Material hergestellt werden. Vor Beginn des Fertigungsprozesses werden die Bandrohlingsfolien einzeln von entsprechenden starren Trägern abgestützt, die auf einem Behälter in aufeinander folgenden, vertikal verlaufenden Ebenen gestapelt sind. Dann werden die Bandrohlingsfolien nacheinander von dem Behälter genommen und von den Trägern durch Eingriffs- und Fördereinrichtungen getrennt. Anschließend wird jede zu verarbeitende Bandrohlingsfolie von einem Förderer zu einer Bedruckungsstation und einer Trocknungsstation gefördert.
Die W0-A-98/48601 offenbart eine Vorrichtung für die Behandlung von beschichteten bedruckten Leiterplatten, wobei die bedruckten Leiterplatten zuerst beschichtet und dann jeweils einzeln in eine Behandlungseinrichtung überführt werden, wo sie verschiedenen Behandlungsprozessen nacheinander unterworfen werden, beispielsweise einer Luftstrombehandlung, einem Trocknen und einem Kühlen. Insbesondere sind die bedruckten Leiterplatten übereinander und im Abstand voneinander in Halteelementen eines Palettenwagens angeordnet. Die Behandlungseinrichtung umfasst eine Vielzahl von Behandlungszonen, die voneinander getrennt sind. Die bedruckten Leiterplatten werden in die einzelnen Behandlungszonen befördert, wobei sie in dem zugehörigen Palettenwagen gestapelt sind. Jeder Palettenwagen wird in der Behandlungseinrichtung sowohl vertikal als auch horizontal bewegt, bis der gesamte Behandlungszyklus ausgeführt ist.
Die EP-A-O 578 061 offenbart eine Vorrichtung zum Zurückziehen, Übereinanderlegen und Zwischenverankern einer Vielzahl von flexiblen Folien zur Herstellung von Bandrohlingsschaltungen, wobei jede flexible Folie vorübergehend von einem entsprechenden starren Träger abgestützt wird. Längs wenigstens einer geradlinigen Bahn ist für ein vorübergehendes Lagern der starren Träger und der zugehörigen flexiblen Folien eine Vielzahl von Behältern angeordnet. In jedem Behälter werden die starren Träger übereinander und geführt in entsprechenden horizontalen Nuten angeordnet. Um jeden der starren Träger und die zugehörigen flexiblen Folien selektiv zurückzuziehen, um sie zu einer Vorausrichtstation zu transportieren, ist ein einziger Wagen längs eines Zuführförderers bewegbar. Die Vorrichtung hat auch eine Entfernungsstation, in der die flexible Folie zuerst von dem starren Träger getrennt und dann in einer Auflege- und Verankerungsstation angeordnet wird.
Der vorliegende Anmelden hat die Vorrichtung zum Erzeugen von elektronischen Schaltungen nach der Erfindung zur Überwindung dieser Nachteile gefunden und ausgestaltet.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Vorrichtung zur Herstellung von elektronischen Schaltungen nach der Erfindung ist in dem Hauptanspruch angegeben und gekennzeichnet, während die abhängigen Ansprüche weitere innovative Eigenschaften der Erfindung beschreiben.
Ein Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Herstellung von elektronischen Schaltungen zu erhalten, die einfach und nicht schwierig ist und die gleichzeitig eine hohe Qualität gewährleistet.
Ein weiterer Zweck der Erfindung ist das Erhalten einer Vorrichtung zur Herstellung von elektronischen Schaltungen, bei der alle Vorgänge zur Abscheidung der Leiterpaste und für die Trocknungs- und Kühlschritte automatisch und sehr schnell ausgeführt werden, so dass man eine hohe Stundenproduktivität erhält.
Im Hinblick auf diesen Zweck weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von elektronischen Schaltungen in der Bauweise, die wenigstens einen Basisträger hat, auf dem elektrisch leitendes Material abgeschieden wird, die die Leiterbahnen verkörpern, wenigstens eine Bedruckungsstation zum Abscheiden des elektrisch leitenden Materials auf dem Basisträger, einen Trocknungsofen und Transporteinrichtungen zum Transportieren jedes Basisträgers von der Bedruckungsstation zum Trocknungsofen auf. Gemäß einem Kennzeichen der Erfindung sind Stapeleinrichtungen zum Stapeln der Basisträger aufeinander, nachdem sie in der Bedruckungsstation behandelt worden sind, so dass sie in vertikalen Säulen in den Trocknungsofen eingeführt werden können, und Distanzeinrichtungen vorgesehen, um die Basisträger getrennt voneinander zu halten, wenn sie gestapelt sind.
Gemäß einem Kennzeichen der Erfindung hat der Trocknungsofen eine Trocknungskammer, in die wenigstens eine Säule von Basisträgern eingeführt werden kann, sowie Einrichtungen zum Umlaufenlassen eines Heißluftstroms in einer Richtung quer zur Säule, so dass eine Vielzahl von Basisträgern, auf denen jeweils elektronische Schaltungen angeordnet sind, gleichzeitig getrocknet werden können.
Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung hat der Trocknungsofen eine Modulbauweise, so dass zwei oder mehr Module angrenzend aneinander in Längsrichtung angeordnet werden können, d.h. in der Transportrichtung der Basisträger.
Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist stromab von dem Trocknungsofen eine Kühleinheit angeordnet, durch die jede Säule von Basisträgern so transportiert wird, dass sie von einem Kaltluftstrom in eine Richtung quer zur Säule umhüllt werden kann, wodurch eine Vielzahl von Basisträgern mit den jeweils darauf abgelegten elektronischen Schaltungen gleichzeitig gekühlt werden kann.
Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung hat die Transporteinrichtung für die Basisträger eine erste Geradführung zum Führen der Basisträger einer vor dem anderen und um eine vorgegebene Teilung getrennt von der Bedruckungsstation zu der Stapeleinrichtung sowie eine zweite Geradführung zum Führen der Säulen von Basisträgern eine vor der anderen durch die gleiche Teilung getrennt von der Stapeleinrichtung zu einer Sammelstation durch den Trocknungsofen.
Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist die Bedruckungsstation seitlich bezüglich der Geradführung der Basisträger angeordnet, und es sind Quertransporteinrichtungen vorgesehen, um die Basisträger jeweils einzeln quer von der Geradführung zu der Bedruckungsstation und umgekehrt zu bewegen.
Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung ist die Vorrichtung in der Lage, in vorteilhafter Weise andere Basisträger eines flexiblen Typs, beispielsweise vom Bandrohlingstyp, zu handhaben. Um dies zu erreichen, haben die Distanzeinrichtungen eine starre Trägerplatte für jeden Basisträger, auf dessen oberer Fläche ein Basisträger abgelegt werden kann.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Kennzeichen der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform ersichtlich, die als nicht beschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert wird, in denen:
1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung elektronischer Schaltungen,
2 eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Vorrichtung,
3 eine Draufsicht auf eine Tragplatte für die Basisträger der elektronischen Schaltungen, die von der in 1 gezeigten Vorrichtung behandelt werden,
4 eine Seitenansicht einiger Platten von 3, die aufeinander gestapelt sind,
5 ein Schnitt einer vergrößerten Einzelheit von 4,
6 eine Ansicht der Vorrichtung in 1 von links,
7 eine Seitenansicht einer ersten vergrößerten Einzelheit der Vorrichtung von 1,
8 eine Ansicht von oben von 7,
9 eine zweite vergrößerte Einzelheit der Vorrichtung von 1,
10 eine Seitenansicht der in 9 gezeigten Einzelheit,
11 eine Queransicht der in 9 gezeigten Einzelheit,
12 eine Seitenansicht von 11,
13 eine Seitenansicht einer dritten vergrößerten Einzelheit der Vorrichtung in 1,
14 eine Variante von 13,
15 eine Queransicht eines Trocknungsofens der Vorrichtung in 1, und
16 eine Queransicht einer Kühleinheit der Vorrichtung in 1 ist.
Ins Einzelne gehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Gemäß 1 und 2 hat eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zur Herstellung elektronischer Schaltungen eine Beladestation 11, wo eine Vielzahl von Basisträgern 12 für elektronische Schaltungen für die aufeinander folgende Behandlung angeordnet werden kann, eine Bedruckungsstation 13, einen Trocknungsofen 14, eine Kühleinheit 15 und eine Sammelstation 16, die fluchtend zueinander ausgerichtet sind.
Jeder Basisträger 12 besteht beispielsweise aus einer oder mehreren der sehr dünnen – im Bereich von mehreren Zehnteln eines Millimeters – flexiblen Bahnen aus Isoliermaterial, wie Aluminiumoxid oder Kunststoff, die nach der Bandrohlingstechnologie erhalten werden.
Jeder Basisträger 12 hat eine gebräuchliche Form, quadratisch oder rechteckig, und eine Standardgröße für die Elektronikindustrie, die gewöhnlich in Zoll ausgedrückt wird, beispielsweise 4"x4"; 6"x6"; 8"x8" oder 11"x11". Es ist jedoch offensichtlich, dass die Vorrichtung 10 nach der Erfindung auch Basisträger 12 mit anderer Form und Größe behandeln kann.
Gemäß einem Kennzeichen der Erfindung sind die Basisträger 12, obwohl sie flexibel sind, zueinander stapelbar.
Um ihre Stapelung zu ermöglichen, ist der Basisträger 12 auf einer ebenen Fläche 17 (3 und 4) aus einer metallischen Tragplatte 18 auflegbar, die etwa 1 mm dick und mit einer Vielzahl von durchgehenden Löchern 19 versehen ist.
Die Platten 18 werden durch zylindrische Distanzstücke 20 getrennt voneinander gehalten, von denen jedes mit einem zentralen Stift versehen ist, der wie ein Kegelstumpf geformt ist und der mit einem entsprechenden, ebenfalls wie ein Kegelstumpf (5) geformten Hohlraum 22 des darüber befindlichen zylindrischen Distanzstücks koppelbar ist, so dass eine genaue Männlich-Weiblich-Kupplung erreicht wird. Die zylindrischen Distanzstücke 20 können ebenfalls auf den Löchern 19 der Platte 18 positioniert werden, und einige von ihnen können die Funktion von seitlichen Anschlagelementen für den auf der Oberfläche 17 liegenden Basisträger 12 ausüben.
Die Platten 18 sind starr und leicht und können aus diesem Grund übereinander in großen Zahlen gestapelt werden, so dass man Säulen von mehr als 40 Basisträgern 12 erhalten kann.
Die Beladestation 11 hat zwei horizontale Führungen 25 (6), die quer bezüglich der beiden Geradführungen 26, die ebenfalls horizontal sind, angeordnet sind, längs derer die auf den Platten 18 angebrachten Basisträger 12 in die Nähe des Trocknungsofens 14 geführt werden können. Eine oder mehrere Säulen von Platten 18 mit den jeweiligen zu behandelnden Basisträgern 12 können auf den Führungen 25 angeordnet werden.
Die Beladestation 11 hat auch eine Aufnahmevorrichtung 27, die an einem stationären Rahmen 28 angebracht und in der Lage ist, von der Säule von Platten 18 die Platte aufzunehmen, die sich momentan auf der Oberseite befindet, um sie am linken Ende 26a (2) der Geradführungen 26 abzulegen.
Die Aufnahmevorrichtung 27 hat einen Wagen 30, der von einem Linearmotor 31 so gesteuert wird, dass sie sich horizontal auf dem Rahmen 28 zwischen einer Aufnahmeposition, die in 6 mit ausgezogener Linie gezeigt ist, und einer Freigabeposition verschiebt die in 6 durch eine gestrichelte Linie dargestellt ist.
Auf dem Wagen 30 ist ein Linearmotor 31 montiert, der eine untere Platte 33 vertikal verschieben kann, die mit Saugeinrichtungen 34 versehen ist, welche mit einem pneumatischen Mechanismus in herkömmlicher Bauweise verbunden sind, der in den Zeichnungen nicht gezeigt ist. Die Saugeinrichtungen 34 können selektiv an der Platte 18 für ihre Abnahme von der Säule haften. Genauer gesagt, arbeiten die Saugeinrichtungen 34 mit den Umfangszonen der Platten 18 zusammen, wo der Basisträger 12 nicht aufliegt.
Die Platten 18 und die von ihnen getragenen Basisträgern 12 werden von der Beladestation 11 zu der Bedruckungsstation 13 und von dieser zu dem Trocknungsofen 14 mittels einer Metallstange 35 (7 und 8) transportiert, die parallel zu den Führungen 26 ver-läuft und mit einem Linearmotor 38 (2) verbunden ist, der in der Lage ist, die Metallstange 35 herkömmlich nach dem bekannten "Pilgerschrittverfahren" schrittweise zuzustellen.
Zu diesem Zweck sind sowohl die Führungen 26 als auch die Metallstange 35 mit Hohlräumen 36 (7 und 8) bzw. 37 versehen, die in der Lage sind, mit zylindrischen Distanzstücken 20 der Platten 18 zusammenzuwirken, um sie genau zu positionieren und jeweils anzuheben und zu überführen.
Jeder Zuführzyklus der Metallstange 35 kann alle Platten 18, die sich auf den Führungen 26 mit einem Elementarschritt p zu dem rechten Ende 26b hin befinden, verschieben. Dieser Elementarschritt ist gleich dem Achsabstand zwischen zwei benachbarten Platten 18.
Die Bedruckungsstation 13 hat eine Siebdruckeinheit 40, die angrenzend an die Führungen 26 angeordnet und in der Lage ist, herkömmlicherweise nach der Siebdrucktechnik eine Leiterpaste auf der oberen Fläche des Basisträgers 12 mit einem vorher eingestellten Muster oder einer vorgegebenen Maske abzulegen, um so die Leiterbahnen der elektronischen Schaltung zu verkörpern.
Die Bedruckungsstation 13 hat auch eine Stange 41 (9 bis 12), die quer zu den Führungen 26 angeordnet ist und auf der ein Gleitwagen 42 angebracht ist, der von einem Linearmotor 43 gesteuert wird.
Auf dem Wagen 42 sind pneumatische Vorrichtungen 44a und 44b angeordnet, die mit Saugeinrichtungen 45a bzw. 45b versehen sind.
Die Bedruckungsstation 13 hat auch eine Positionier- und Zentrierplatte 46, die längs der horizontalen Achsen x und y, die senkrecht zueinander sind, bewegbar und auf einer horizontalen Ebene bezüglich der vertikalen Achse z (Drehung θ) drehbar ist. Die Befehle werden der Platte 46 mittels herkömmlicher Einrichtungen aufgegeben, die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind.
Die Vorrichtung 44a kann jeden Basisträger 12 bezüglich der entsprechenden Tragplatte 18 anheben und ihn auf einer Platte 46 vor dem Siebdruckschritt ablegen. Aus diesem Grund können die Saugeinrichtungen 45a an irgendeiner Stelle des Basisträgers 12 positioniert werden, der noch nicht mit Leiterbahnen versehen ist.
Die Vorrichtung 44b kann im Gegensatz dazu jeden Basisträger 12 von der Platte 46 nach dem Siebdruckschritt abheben und auf der gleichen Tragplatte, von der er abgenommen wurde, ablegen. Aus diesem Grund sind die Saugeinrichtungen 45b notwendigerweise in Zonen des Basisträgers 12 außerhalb der gerade abgelegten Leiterbahnen angeordnet.
In Übereinstimmung mit der Platte 46 sind elektronische Fernsehkameras 50 vorgesehen, um bestimmte Referenzpunkte auf dem Basisträger 12, genannt "Bezug", optisch zu identifizieren und die Platte 46 in den drei Richtungen x, y und z so auszurichten, dass der Basisträger 12 genau bezüglich der Siebdruckeinheit 40 positioniert ist.
An der Platte 46 sind zwei Rollen 47 und 48 drehbar angebracht. Auf die Rollen 47 und 48 ist ein Papierstreifen 49 gewickelt, der den Basisträger 12 während des Siebdruckschritts halten kann.
Unter dem geradlinigen Segment des Papierstreifens 49 befindet sich zwischen den beiden Rollen 47 und 48 eine Saugvorrichtung 51, die den entsprechenden Basisträger 12 selektiv an dem Streifen 49 haftend hält.
Es sind ferner Verschiebungseinrichtungen in herkömmlicher Bauweise vorgesehen, um die Platte 46 längs der Achse y zu verschieben und um sie zusammen mit dem Basisträger 12 unter die Siebdruckeinheit 40 zu bewegen.
In Zuordnung zu der Bedruckungsstation 13 ist entsprechend den Führungen 26 eine Wiegeeinheit 61 angeordnet, um jede Platte 18 und den jeweiligen Basisträger 12 mittels einer elektronischen Waage herkömmlicher Bauweise sowohl bevor die Leiterpaste abgelegt wurde als auch danach zu wiegen, damit geprüft werden kann, ob das Gewicht des abgelegten Materials genau dem Sollgewicht entspricht.
Zwischen der Bedruckungsstation 13 und dem Trocknungsofen 14 befindet sich eine Kontrollstation 62, in der ein Mechanismus 63, der um eine vertikale Achse 64 gedreht und mit Saugeinrichtungen versehen ist, die selektiv aktiviert werden können, in der Lage ist, von der Straße, d.h. von den Führungen 26, einen der Basisträger 12 zusammen mit der entsprechenden Platte 18 selektiv zu entfernen und ihn über eine Drehung um 180° um die Achse 64 zu der Kontrollposition vor den Führungen 26 zu nehmen, wo er einer Überprüfung durch mit dieser Aufgabe betraute Arbeiter unterworfen werden kann.
Die Vorrichtung 10 hat in Übereinstimmung mit dem Ende 26b der Führungen 26 stromauf vom Trocknungsofen 14 eine Stapelvorrichtung 52 (1, 2 und 13) für die Trägerplatten 18. Diese Vorrichtung 52 kann jede Platte 18, die von der Bedruckungsstation 13 ankommt, aufnehmen und übereinander auf den unteren Führungen 53 stapeln, die identisch zu den Führungen 26 und ebenfalls horizontal, jedoch niedriger angeordnet sind und die durch den Trocknungsofen 14 und die Kühleinheit 15 hindurchgehen.
Die Stapelvorrichtung 52 (13) ist der Aufnahmevorrichtung 27 ähnlich und hat einen Wagen 54, der sich horizontal auf einer oberen Stange 55 auf Befehl eines Linearmotors 56 zwischen einer Stapelposition und einer angrenzenden Aufnahmeposition verschieben kann, die in 13 mit einer gestrichelten Linie gezeigt ist.
Auf dem Wagen 54 ist ein Linearmotor 57 angebracht, der eine untere Platte 58 vertikal verschieben kann, die mit Saugeinrichtungen 59 versehen ist, welche mit einem pneumatischen Mechanismus herkömmlicher Bauweise verbunden sind, der in den Zeichnungen nicht gezeigt ist. Wie die Saugeinrichtungen 34 sind die Saugeinrichtungen 59 ebenfalls in der Lage, selektiv an der Platte 18 zu haften, um sie von den Führungen 26 in Zusammenwirken mit den Umfangszonen abzunehmen, wo kein Basisträger 12 aufliegt.
Die Säulen der Platten 18 und der davon getragenen Basisträger 12 werden durch den Trocknungsofen 14 und die Kühleinheit 15 durch eine horizontale Metallstange 60 transportiert. Dies erfolgt identisch zu dem schrittweisen Transport, wie er durch die Metallstange 35 erreicht wird.
Zu diesem Zweck sind sowohl die Führungen 53 als auch die Metallstange 60 mit oberen Hohlräumen versehen, die identisch zu den Hohlräumen 36 sind und mit den zylind- rischen Distanzstücken 20 der Platten 18 zusammenwirken können, die sich auf der Unterseite jedes Stapels befinden, um sie präzise zu positionieren und jeweils anzuheben und zu überführen.
Deshalb ist jeder Transportzyklus der Metallstange 60 in der Lage, alle Säulen von Platten 18, die sich auf den Führungen 53 befinden, durch einen Elementarschritt p zu der Sammelstation 16 zu verschieben.
Der Trocknungsofen 14, der ein Trocknungsmodul bildet, hat eine zentrale Trocknungskammer 65 (13 und 15), die im Wesentlichen würfelförmig ist und eine Länge l hat, die etwa das Zweifache des Schritts p zwischen zwei Säulen von Platten 18 beträgt. Der Trocknungsofen 14 hat auch ein Gebläse 66 (15), das von einem Elektromotor 67 rotieren gelassen wird, um einen Luftstrom in Querrichtung innerhalb der Kammer 65 zu erzeugen, eine Reihe von elektrischen Widerständen 68 zum Erhitzen der Luft auf eine Temperatur, die bis zu und über 300°C reguliert werden kann, sowie wenigstens einen Vertikalfilter 69, der am Einlass zu der zentralen Trocknungskammer 65 angeordnet ist.
Der Heißluftstrom geht durch jede Säule von Platten 18 horizontal hindurch und sorgt aufgrund des Abstandes zwischen jeder Platte 18 und der Platte darüber für ein gleichzeitiges Trocknen aller elektronischen Schaltungen, die auf den einzelnen Basisträgern 12 abgelegt wurden.
Am Einlass in die und am Auslass aus der zentralen Trocknungskammer 65 sind Verschlüsse 70 vorgesehen, die mittels Betätigungseinrichtungen in herkömmlicher, in den Zeichnungen nicht gezeigter Bauweise selektiv angehoben und abgesenkt werden können, um die Kammer 65 zu öffnen bzw. zu schließen.
Die Basisträger 12, auf denen die Leiterpaste zur Bildung der elektronischen Schaltung bereits abgelegt ist, können über etwa 10 Minuten innerhalb des Trocknungsofens 14 bleiben. Diese Zeit ist jedoch nicht festgelegt und wird normalerweise durch die Firmen vorgegeben, die verwendete Leiterpaste liefern.
Im Hinblick darauf, dass innerhalb der Kammer 65 des Trocknungsofens 14 sich gleichzeitig zwei Säulen von Platten 18 mit den jeweiligen Basisträgern 12 befinden, bewegen sich die Säulen mit einem Elementarschritt p alle 5 Minuten vorwärts. Zieht man auch in Betracht, dass jede Säule so viel wie 40 Platten 18 haben kann, sieht man, dass die stündliche Produktivität der Vorrichtung 10 etwa 480 Schaltungen erreichen kann. Dies ist ein ho her Produktionsfaktor, den man mit einem einzigen Trocknungsofen 14 oder einem Trocknungsmodul mit einer Länge l von nur 540 mm in dem Fall erhält, dass die Basisträger 12 nicht größer als 10"x10" oder etwa 254x254 mm sind.
Wenn man die Produktivität der Vorrichtung 10 verdoppeln möchte, beispielsweise mit Säulen von Platten 18, die mit einem Elementarschritt alle zweieinhalb Minuten transportiert werden, um die Gesamtzeit der Platten 18 innerhalb des Trocknungsofens 14 bei etwa zehn Minuten aufrechtzuerhalten, genügt es, eine Vorrichtung 10 mit zwei identischen Trocknungsöfen 14 und 114 oder Trocknungsmodule angrenzend aneinander (14) zu installieren.
Zur Verdreifachung der Produktivität genügt es, drei Trocknungsöfen 14 oder Trocknungsmodule in Reihe usw. anzuordnen.
Die Kühleinheit oder der Kühlmodul 15 hat eine zentrale Kühlkammer 75 (13 und 16), die ebenfalls würfelförmig ist und eine Länge hat, die im Wesentlichen gleich der des Trocknungsmodulofens 14 ist. Die Kühleinheit 15 hat auch einen ersten elektrischen Ventilator 76, der Luft abgibt, und einen zweiten elektrischen Ventilator 78, der Luft ansaugt, wobei die Ventilatoren zusammen in der Lage sind, einen Luftstrom in Querrichtung innerhalb der Kammer 75 zu erzeugen. Die Kühleinheit 15 hat auch ein Paar von vertikalen Filtern 77, die auf der Seite der zentralen Kühlkammer 75 angeordnet sind.
Die Trägerplatten 18 und die jeweiligen Basisträger 12 können in der Kühleinheit 15 über etwa zehn Minuten bleiben, so dass sie geeignet abgekühlt sind, bevor sie von den für ihr Entfernen verantwortlichen Arbeitern gehandhabt werden.
Obwohl die Kühleinheiten 15 auch angrenzend aneinander angeordnet werden können, wenn eine hohe Produktivität gefordert wird, haben praktische Versuche gezeigt, dass eine einzelne Kühleinheit 15 aufgrund der Leistung des elektrischen Gebläses 76 ausreicht, um die Säulen von Platten 18 ausreichend bis adäquat zu kühlen, auch wenn stromauf zwei oder mehr Trocknöfen 14 angeordnet sind.
Die Sammelstation 16 hat horizontale Führungen 79 (2 und 13), die quer zu den Führungen 53 angeordnet sind, und eine Aufnahmevorrichtung 80, ähnlich der Stapelvorrichtung 52, die in der Lage ist, die Platten 18 nacheinander von dem Stapel abzuheben, der aus der Kühleinheit 15 austritt, um sie auf den Führungen 26 in der Form anderer Säulen abzulegen, so dass sie nachfolgend von den Arbeitern bewegt werden können.
Die Sammelvorrichtung 80 hat einen Wagen 81, der horizontal auf einer oberen Stange 82 gesteuert durch einen Linearmotor 83 zwischen einer Aufnahmeposition und einer angrenzenden Sammelposition, die in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, verschiebbar ist.
An dem Wagen 81 ist ein Linearmotor 84 angebracht, um eine untere Platte 85 vertikal zu verschieben, die mit Saugeinrichtungen 86 versehen ist, die mit einem pneumatischen Mechanismus in herkömmlicher, in den Zeichnungen nicht gezeigter Bauweise verbunden sind. Wie die Saugeinrichtungen 34 können die Saugeinrichtungen 86 ebenfalls selektiv an der Platte 18 haften, die von der Führung 53 abzunehmen ist, wobei sie mit den Umfangszonen zusammenwirken, wo der Basisträger 12 nicht aufliegt.
Die Vorrichtung (1 und 2) hat auch wahlweise eine Stanzstation 90, wo die Basisträger 12 in herkömmlicher Weise mittels einer Stanzmaschine 91 gestanzt werden können.
Es ist offensichtlich, dass Modifizierungen und Hinzufügungen bei der Vorrichtung zur Herstellung elektronischer Schaltungen, wie sie vorher beschrieben ist, gemacht werden können, die jedoch alle im Bereich und Rahmen dieser Erfindung verbleiben sollen.

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von elektronischen Schaltungen mit einem Aufbau, der wenigstens einen flexiblen Basisträger (12) aufweist, auf dem elektrisch leitendes Material zur Bildung von Leiterbahnen abgeschieden ist, wobei die Vorrichtung – wenigstens eine Bedruckungsstation (13) zum Abscheiden des elektrisch leitenden Materials auf dem flexiblem Basisträger (12), – einen Trocknungsofen (14) und – eine erste und eine zweite Transporteinrichtung (35, 60) zum Transportieren des flexiblen Basisträgers (12) aus der Bedruckungsstation (13) in den Trocknungsofen (14) aufweist, – wobei für jeden flexiblen Basisträger (12) eine starre Trägerplatte (18) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, – dass zwischen der Bedruckungsstation (13) und dem Trocknungsofen (14) eine Stapeleinrichtung (52) für ein solches Aufeinanderstapeln der starren Trägerplatten (18) und der zugehörigen flexiblen Basisträger (12) vorgesehen ist, dass die flexiblen Basisträger (12) vor ihrem Einführen in den Trocknungsofen (14) in vertikalen Säulen gestapelt sind, – dass die starren Trägerplatten (18) mit Distanzelementen (20) versehen sind, um die starren Trägerplatten (18) mit einem vorgegebenen Abstand zu trennen, wenn sie durch die Stapeleinrichtung (52) zu vertikalen Säulen gestapelt werden, und – dass die erste Transporteinrichtung (35) jeden flexiblen Basisträger (12) von der Bedruckungsstation (13) zur Stapeleinrichtung (42) und die zweite Transporteinrichtung (60) die vertikalen Säulen der flexiblen Basisträger (12) von der Stapeleinrichtung (52) zum Trocknungsofen (14) und durch den Trocknungsofen (14) transportieren kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsofen (14) eine Trocknungskammer (65) aufweist, in die wenigstens eine vertikale Säule von starren Trägerplatten (18) und den zugeordneten flexiblen Basisträgern (12) einsetzbar ist, wobei Einrichtungen zum Zirkulierenlassen eines Heißluftstroms in eine Richtung quer zu der vertikalen Säule vorgesehen sind, so dass eine Vielzahl der flexiblen Basisträger (12) gleichzeitig getrocknet werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsofen (14) wenigstens einen vertikalen Filter (69) aufweist, der dem Einlass des Heißluftstroms in die Trocknungskammer (65) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungskammer (65) wenigstens zwei vertikale Säulen von flexiblen Basisträgern (12) aufnehmen kann, die in einer Längsrichtung, d.h. senkrecht zum Heißluftstrom, angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsofen (14) modulförmig gebaut ist, wobei jedes Modul eine Trocknungskammer (65) aufweist, in der wenigstens eine vertikale Säule von flexiblen Basisträgern (12) einsetzbar ist, und zwei oder mehr Module angrenzend aneinander so positionierbar sind, dass die Trocknungskammern (65) der verschiedenen Module in einer Längsrichtung ausgerichtet sind, d.h. in der Transportrichtung der flexiblen Basisträger (12).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Transporteinrichtung wenigstens eine erste horizontale Führung (53) und eine Transportstange (60) für den gleichzeitigen schrittweisen Transport der vertikalen Säulen von flexiblen Basisträgern (12) in eine Längsrichtung durch den Trocknungsofen (14) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (l) der Trocknungskammer (65) im Wesentlichen das Doppelte des Transportschritts (p) der vertikalen Säulen der flexiblen Basisträger (12) beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stromab von dem Trocknungsofen (14) eine Kühleinheit (15) vorgesehen ist, durch welche jede vertikale Säule der flexiblen Basisträger (12) von der zweiten Transporteinrichtung transportiert wird, um die flexiblen Basisträger (12) abzukühlen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (15) eine Kühlkammer (75) aufweist, in die wenigstens eine vertikale Säule der flexiblen Basisträger (12) einsetzbar ist, wobei Einrichtungen zum Umlaufenlassen eines Kühlluftstroms in einer Richtung quer zur vertikalen Säule vorgesehen sind, so dass eine Vielzahl der flexiblen Basisträger (12) gleichzeitig abgekühlt werden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (15) wenigstens einen vertikalen Filter (77) aufweist, der in Übereinstimmung mit dem Einlass des Kühlluftstroms zu der Kühlkammer (75) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (15) wenigstens einen vertikalen Filter (77) aufweist, der dem Auslass des Kühlluftstroms in der Kühlkammer (75) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die erste Transporteinrichtung eine erste Geradführung (26) zum Führen der flexiblen Basisträger (12) einer vor dem anderen und um einen vorgegebenen Schritt (p) getrennt voneinander von einer Beladestation (11) zu der Bedruckungsstation (13) und von da zu dem Trocknungsofen (14) aufweist, – dass die Bedruckungsstation (13) bezüglich der Geradführung (26) seitlich versetzt ist, und – dass die erste Transporteinrichtung weiterhin eine Quertransporteinrichtung (41 bis 44) zum Bewegen der flexiblen Basisträger (12) quer und immer einer von der Geradführung (26) aus zu der Bedruckungsstation (13) und umgekehrt aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Quertransporteinrichtung (41 bis 44) eine Stange (41) aufweist, die quer zu der ersten Geradführung (26) angeordnet ist und auf der ein gleitend verschiebbarer Wagen (42) angebracht ist, der von einem Linearmotor (43) gesteuert wird, wobei pneumatische Einrichtungen (44a, 44b, 45a, 45b) zum selektiven Anheben der flexiblen Basisträger (12) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedruckungsstation (13) eine Siebdruckeinheit (40) zum Abscheiden des elektrisch leitenden Materials in Form einer Leiterpaste auf der Oberseite des flexiblen Basisträgers (12) nach dem Siebdruckverfahren entsprechend einem vorgegebenen Muster oder einer vorgegebenen Maske zur Ausgestaltung der Leiterbahnen aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedruckungsstation (13) eine horizontale Positionier- und Zentrierplatte (46) für zueinander senkrechte Bewegungen längs der beiden horizontalen Achsen (x und y) und für ein Drehen auf der horizontalen Ebene bezüglich einer vertikalen Achse z (Rotation θ) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass die pneumatischen Einrichtungen eine erste pneumatische Vorrichtung (44a) zum Anheben jedes flexiblen Basisträgers (12) bezüglich der Geradführung (26) und für sein Ablegen auf der horizontalen Positionier- und Zentrierplatte (46) vor dem Siebdruckschritt und eine zweite Vorrichtung (44b) zum Abheben jedes flexiblen Basisträgers (12) von der horizontalen Positionier- und Zentrierplatte (46) nach dem Siebdruckschritt und für sein Ablegen auf der Geradführung (26) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass elektronische TV-Kameras (50) in Zuordnung zu der Platte (46) für eine optische Identifizierung vorgegebener, sich auf dem flexiblen Basisträger (12) befindlicher Bezugspunkte und zum Ausrichten der Platte (46) in den drei Richtungen (x, y und θ) vorgesehen sind, so dass der flexible Basisträger (12) bezüglich der Siebdruckeinheit (40) genau positioniert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Platte (46) zwei Rollen (47 und 48) drehbar angebracht sind, auf die ein Papierstreifen (49) zum Halten des flexiblen Basisträgers (12) während des Siebdruckschritts gewickelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Geradsegment des Papierstreifens (49) zwischen den beiden Rollen (47 und 48) eine Saugvorrichtung (49) zum Halten des flexiblen Basisträgers (12) mit selektiver Haftung an dem Papierstreifen (49) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Bedruckungsstation (13) eine Wiegeeinheit (61) zum Wiegen jedes flexiblen Basisträgers (12) sowohl vor dem Abscheiden der Leiterpaste als auch danach zugeordnet ist, um zu prüfen, ob das Gewicht des abgeschiedenen Materials genau dem Sollgewicht entspricht.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Beladestation (11) wenigstens eine Geradführung (25), die quer bezüglich der ersten Geradführung (26) angeordnet ist, und eine Aufnahmevorrichtung (27) zum Aufnehmen des sich momentan oben befindlichen Trägers von einem vertikalen Stapel der zu behandelnden flexiblen Basisträger (12) aufweist, um ihn an einem Ende der ersten Geradführung (26) abzusetzen.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung (27) einen horizontal zwischen einer Aufnahmeposition und einer Abgabeposition verschiebbaren Wagen (30) sowie dem Wagen zugeordnete Antriebseinrichtungen (32) zum vertikalen Verschieben von Saugereinrichtungen (34) aufweist, die zum Abheben und Abgeben jedes der flexiblen Basisträger (12) selektiv aktivierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, – dass die erste Transporteinrichtung eine erste Geradführung (26) zum Führen der flexiblen Basisträger (12) einer vor dem anderen und um einen vorgegebenen Schritt (p) voneinander getrennt von der Trocknungsstation (13) zu der Stapeleinrichtung (52) aufweist, und – dass die zweite Transporteinrichtung eine zweite Geradführung (53) zum Führen der vertikalen Säulen der flexiblen Basisträger (12) eine vor der anderen und um den Schritt (p) voneinander getrennt von der Stapeleinrichtung (52) zu einer Sammelstation (16) durch den Trocknungsofen (14) hindurch aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Stapeleinrichtung (52) einen Wagen (54) für eine Querverschiebung bezüglich der beiden Führungen (26, 53) und dem Wagen (54) zugeordnete Antriebseinrichtungen (57) zum vertikalen Verschieben von Saugereinrichtungen (59) aufweist, die zum Abheben und Abgeben jedes der flexiblen Basisträger (12) selektiv aktivierbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die starre Trägerplatte (18) eine obere Fläche (17) aufweist, auf der jeder flexible Basisträger (12) liegen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente (20) auch in der Lage sind, jede starre Trägerplatte (18) mit der darüber und/oder darunter befindlichen starren Trägerplatte (18) zu koppeln.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Bedruckungsstation (13) und dem Trocknungsofen (14) eine Kontrollstation (62) mit einer Einrichtung (63) vorgesehen ist, die sich um eine vertikale Achse (64) dreht und mit Saugern versehen ist, die selektiv aktivierbar sind, um selektiv einen flexiblen Basisträger (12) von der ersten Transporteinrichtung aufzunehmen und ihn bei einer Drehung von 180° um die vertikale Achse (64) in eine Kontrollposition mitzunehmen, so dass er von Hand entfernt werden kann.
Trocknungsofen für eine Vorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem – für jeden flexiblen Basisträger (12) eine starre Trägerplatte (18) vorgesehen ist, und – die starren Trägerplatten mit Distanzelementen (20) vorgesehen sind, um die starren Trägerplatten (18) mit einem vorgegebenen Abstand zu trennen, wenn die starren Trägerplatten (18) in vertikalen Säulen gestapelt werden, dadurch gekennzeichnet, – dass der Trocknungsofen eine Trocknungskammer (65) aufweist, in die wenigstens eine vertikale Säule aus starren Trägerplatten (18) und den zugeordneten flexiblen Basisträgern (12) einer auf dem anderen gestapelt und durch die Distanzelemente (20) beabstandet einführbar ist, und – dass Transporteinrichtungen (60) zum selektiven Transportieren des vertikalen Stapels aus starren Trägerplatten (18) durch die Trocknungskammer (65) längs einer im Wesentlichen horizontalen Richtung vorgesehen sind.
Trocknungsofen nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass Einrichtungen zum Umwälzen eines Heißluftstroms in einer Richtung quer zu den gestapelten flexiblen Basisträgern (12) vorgesehen sind, so dass eine Vielzahl der flexiblen Basisträger (12) gleichzeitig getrocknet werden kann.
Trocknungsofen nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Trocknungsofen (14) wenigstens einen vertikalen Filter (69) aufweist, der dem Einlass des Heißluftstroms in die Trocknungskammer (65) zugeordnet ist.