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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Sauggreifer für Verwendung
in der Herstellung von mehrschichtigen Leiterplatten, nach der Art
umfassend die im Oberbegriff des Anspruchs 1 wiedergegebenen Merkmale.
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Die
vorliegende Erfindung richtet sich auf den elektronischen Bereich
und insbesondere auf die Herstellung von im Allgemeinen an Computern,
Telefonen oder elektronischen Geräten verschiedener Art benützten Leiterplatten.
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Wie
bekannt müssen
zwei oder mehrere Leiterschichten, üblicherweise "inner layer" genannt, auf denen
die jeweiligen Leiterwege angeordnet sind, übereinandergeordnet und vereint
werden, um eine fertige Leiterplatte zu bilden. Zwischen einer Leiterschicht
und der folgenden wird ein sogenannter "pre-preg" Isolierfilm zwischengeschaltet, der
auch die Aufgabe eines Klebers besitzt.
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Zu
diesem Zwecke werden automatische Geräte beispielsweise der im Dokument
DE 196 281 63 beschriebenen
Art, die imstande sind, die Leiterschichten und die Isolierfilme
einzeln zu entnehmen und sie wechselweise in einer Zusammen baustation für ihre Ausrichtung
und ihre nachfolgende Vereinigung abzulegen.
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Die
Leiter- und Isolierschichten werden in anliegenden Behältern gestapelt,
eine Art für
jeden Behälter,
um zweckmäßigen Sauggreifern
zu erlauben, sie zu erreichen und von oben zu entnehmen.
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Unabhängige Greiforgane, üblicherweise
eines für
die Leiterschichten und eines für
die Isolierschichten, fördern
die Schichten von den Lagerbereichen bis zur Zusammenbaustation,
wobei sie auf geeigneten Schienen laufen.
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Solche
Greiforgane, auf die sich die Erfindung insbesondere richtet, weisen üblicherweise eine
plattenförmige
Konfiguration auf, und sind mit einer ebenen Lochfläche versehen,
die mit einem Unterdruckhohlraum verbunden ist.
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Die
der Lochfläche
angenäherte
Schicht wird angesaugt und auf dieser zurückgehalten.
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Es
sind Greiforgane mit einer Saugplatte bekannt, die im Wesentlichen
gleiche Abmessungen aufweisen wie die herzustellenden Leiterplatten.
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Sie
sind mit mindestens zwei Öffnungen
versehen, die durch die Platte gehen, über die zweckmäßige Kameras
optische, auf den einzelnen Schichten fotogravierten Referenzen
zur Aus richtung der beiden übereinanderliegenden
Schichten ins Bild nehmen.
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Derartige Öffnungen
besitzen Abmessungen, die etwas größer sind als die Objektive
der Kameras und werden in den Stellungen ausgeführt, die den genannten optischen
Referenzen entsprechen.
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Ein
derartiges Greiforgan ist im Dokument
US
5,048,178 beschrieben.
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Die
Anmelderin hat gefunden, dass die Greiforgane der oben beschriebenen
Art unter verschiedenen Aspekten verbesserbar sind, insbesondere bezüglich der
Flexibilität
ihrer Verwendung.
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Insbesondere
erlauben die oben genannten Greiforgane die Handhabung von Schichten
und Leiterplatten eines einzigen Formats.
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Nicht
nur, auch die optischen Referenzen auf jeder Schicht müssen immer
an denselben Stellen positioniert werden.
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Damit
auf einer und derselben Maschine Leiterplatten verschiedenen Formats
hergestellt werden können,
müssen
daher die Greiforgane abgenommen und ersetzt werden, mit einem daraus
folgenden verlängerten
Anhalten der Maschine.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Herstellung eines
Greiforgans für Schichten
und mehrschichtigen Leiterplatten, das das oben genannte Problem
lösen soll.
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Insbesondere
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Herstellung eines Sauggreifers,
der imstande ist, die Schichten und die fertigen Leiterplatten von
verschiedenen zu handhaben.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist auch die Herstellung eines Sauggreifers,
der das Ausrichten und das Vereinen von Schichten verschiedener Formate
erlaubt, die optische Referenzen an verschiedenen Stellen aufweisen.
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Diese
Aufgabe und weitere, die näher
im Verlaufe der folgenden Beschreibung hervorgehen, werden durch
einen Sauggreifer für
Verwendung in der Herstellung von mehrschichtigen Leiterplatten gelöst, umfassend
die im Anspruch 1 wiedergegebenen Merkmale.
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Weitere
Merkmale und Vorteile gehen näher aus
der eingehenden Beschreibung einer bevorzugten, jedoch nicht ausschließlichen
Ausführungsform eines
Sauggreifers für
Verwendung in der Herstellung von mehrschichtigen Leiterplatten
gemäß der vorliegenden
Erfindung hervor.
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Diese
Beschreibung erfolgt nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten, nur
beispielhaften und daher nicht begrenzenden Zeichnungen, in denen
zeigen:
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1 ein
Schaubild eines Greiforgans für Geräte zur Herstellung
von Schichten und mehrschichtigen Leiterplatten, hergestellt gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
Ansicht von unten des Greiforgans aus 1;
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3 einen
Schnitt gemäß der Linie
III-III aus 2.
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Unter
Bezugnahme auf die genannten Figuren ist mit 1 insgesamt ein Saugorgan
für Geräte zur Herstellung
von Schichten und mehrschichtigen Leiterplatten gemäß der vorliegenden
Erfindung angegeben. Insbesondere wird das Greiforgan gemäß der vorliegenden
Erfindung in Geräten
für den
Zusammenbau von mehrschichtigen Leiterplatten ausgehend von einzelnen
Schichten verwendet. Derartige Geräte umfassen üblicherweise
eine oder mehrere Lagerungsstationen auf, von denen jede mit einer Vielzahl
von Fächern
versehen ist, in denen die Schichten gelagert sind, und eine Zusammenbaustation,
die Arbeitselemente umfasst, wie etwa optische Aufnehmer und Schweißvorrichtungen
um die Schichten selbst übereinander
zu legen, auszurichten und zu vereinen.
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Das
Gerät umfasst
zweckmäßige Antriebsvorrichtungen,
die imstande sind, jedes Greiforgan 1 zwischen den Lagerungsstationen
und der Zusam menbaustation zu verschieben, um die Schichten von
den Lagerungsstationen zu sammeln und sie zur Zusammenbaustation
zu fördern
und um die fertigen Leiterplatten aus der Zusammenbaustation zu
sammeln und sie zum Lager zu bringen.
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In
der Zusammenbaustation hält
jedes Greiforgan 1 jede einzelne, mit der Leiterplatte
zu vereinende Schicht zurück,
während
sie mit ihnen schon zusammengebaut ausgerichtet und verschweißt wird.
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Das
Greiforgan 1 umfasst eine Saugplatte 2, die eine
obere Wand 3, eine der oberen Wand 3 mit einem
von demselben angenäherten
Abstand gegenüberliegenden
unteren Wand 4 und mindestens eine seitliche Verbindungswand 5,
die sich längs
des Umfangs zwischen der oberen Wand 3 und der unteren Wand 4 erstreckt.
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Das
Greiforgan 1 ist an den Antriebsvorrichtungen mittels einem
Hakenelement 8 befestigt, das in der bevorzugten und erläuterten
Ausführungsform, aus
einer Platte besteht, die quer zur Seite der Saugplatte 2 befestigt
ist.
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Die
genannten Wände 3, 4, 5 begrenzen eine
in der Saugplatte 2 enthaltene Kammer 6.
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Dadurch
gegeben, dass die zusammenzubauenden Leiterplatten üblicherweise
eine rechteckige Form besitzen, hat auch die Saugplatte 2 im
wesentlichen eine solche Form. Die untere Wand 4 ist überdies
mit einer Vielzahl von Bohrungen 7 versehen, die die Kammer 6 mit
der Außenumgebung
in Verbindung setzen.
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Zweckmäßige, bekannte
und daher nicht erläuterte
Saugmittel sind mit der Kammer verbindbar, z.B. über die Trag- und Antriebsvorrichtungen
der Platte und erzeugen einen Unterdruck in der Kammer 6,
wobei Luft über
die freien Bohrungen 7 der Platte 2 selbst angesaugt
wird.
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Die
untere der Schicht oder einer vollständigen Leiterplatte angenäherte Wand 4,
haftet an der Leiterplatte selbst an, wobei sie an der eigenen Fläche zurückgehalten
wird.
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Die
Leiterplatte oder Schicht verbleiben in Position aufgrund der Wirkung
des Druckunterschiedes zwischen der freien Fläche der Leiterplatte und jener
abgewandten, die anliegend zur Lochwand ist.
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Vorteilhafter
Weise ist die Größe des Unterdruckes
in der Kammer 6 derart, dass, auch wenn zahlreiche Bohrungen 7 freigelassen
werden, d.h. Schichten oder Leiterplatten mit Abmessungen die kleiner
gegenüber
jenen der unteren Wand 4 sind, die jedenfalls mit Sicherheit
zurückgehalten
werden.
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Vorteilhafter
Weise weisen die obere Wand 3 und jene untere 4 eine
Vielzahl von Durchbrüchen 9 durch
die Saugplatte 2 auf, die längs zwei, zu einander senkrechten
Richtungen X, Y verteilt sind. Diese Durchbrüche 9 erlauben den
Zugang der Arbeitselemente, wie optische Fühler, Schweißvorrichtungen, Anschlagorgane,
die dem Gerät
zur Herstellung von Leiterplatten zugeordnet sind und bereitgestellt
sind, auf Arbeitsbereiche zu wirken, die ihnen zugeordnet und im
Bereich der Umfangskanten der einzelnen Schichten angeordnet sind.
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Bevorzugter
Weise sind die Durchbrüche 9 parallel
zu den beiden Seiten der Saugplatte 2 angeordnet, um den
Zugang der Arbeitselemente im Bereich der ihnen auf den Schichten
und/oder Leiterplatten mit verschiedenen Abmessungen und Formaten
zugeordneten Arbeitsbereichen.
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Vorteilhafter
Weise sind die Durchbrüche 9 durch
eine Vielzahl von Öffnungen 10 festgelegt,
die zwei zu zwei gegenseitig gegenüberliegen und in der oberen
Wand 3 und in jener unteren 4 ausgenommen sind.
Die Durchbrüche 9 sind überdies
durch seitliche abgedichtete Wände 5a begrenzt,
die zwischen der oberen Wand 3 und der unteren Wand 4 im
Bereich der Ränder
der Öffnungen 10 angeordnet
sind, um die Kammer 6 zu schließen und die Aufrechterhaltung
des Unterdruckes erlaubt.
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Das
Greiforgan 1 kann somit große oder kleine Schichten oder
Leiterplatten derart zurückhalten, dass
geeignete Ausrichtreferenzen der Schichten und Schweißstellen
desselben im Be reich der Durchbrüche 9 bleiben
und jeweils von den optischen Fühlern
ins Bild gebracht werden können
und von den oberhalb der Saugplatte 2 angeordneten Schweißrichtungen
erreicht werden können.
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Gemäß der erläuterten
Ausführungsform,
ist die Anordnung der Durchgänge 9 geometrisch
zur Symmetrieachse 11, die parallel zu einer Seite der Saugplatte 2 ist
und in der Nähe
der Mittellinie der Platte 2 angeordnet ist, wobei auch
vorgesehen ist, dass jede Schicht und/oder Leiterplatte von der
Platte 2 mit der eigenen Mittelachse zurückgehalten
wird, die mit der Symmetrieachse 11 der Platte selbst aus Gründen zusammenfällt, die
folgend besser hervorgehen.
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Vorteilhafter
Weise sind die Öffnungen 10 gemäß der von
ihnen zu erfüllenden
Aufgabe verschieden ausgeführt.
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Bevorzugter
Weise umfassen sie eine Reihe von ersten Öffnungen 12, die dem
Vorbeiführen
der Schweißvorrichtungen
zugeordnet und symmetrisch längs
zwei zueinander abgewandten Seiten der Saugplatt 2 ausgenommen
sind.
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Jede
der Öffnungen
der ersten Reihe 12 weist eine rechteckige Form auf, die
senkrecht zur Symmetrieachse 11 verlängert ist.
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Jede
erste Öffnung 12 nimmt
eine einzige Schweißvorrichtung
auf, die längs
der Öffnung selbst senkrecht
zur Symmetrieachse 11 positionierbar ist, um die Schweißbereiche
von Schichten und/oder Leiterplatten verschiedenen Formats zu erreichen. Um
die obigen Ausführungen
besser zu erklären, sind
in der 2 schraffiert und mit A, A' und A'' gekennzeichnet
drei verschiedene Stellungen angegeben, die von einem der Schweißvorrichtungen
in einer der ersten Öffnungen 12 eingenommen
werden können,
die dieser zugeordnet ist.
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Eine
Reihe von zweiten Öffnungen 13 erlaubt
es die an den auszurichtenden Schichten angeordneten optischen Referenzen
ins Bild zu nehmen.
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Es
ist vorteilhaft, dass die Schichten und/oder Leiterplatten die Ausrichtungsreferenzen aufweisen,
die auf der eigenen Mittelachse angeordnet sind.
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Diese
Anordnung erlaubt mögliche
Ausrichtungsfehler zu minimieren, die auf die Präzisionsgrenzen der zu diesem
Zweck ausgerüsteten
Geräte zurückzuführen sind.
Ein Ausrichtungsfehler zwischen zwei jeweils zwei übereinander
liegenden Schichten angehörenden
und durch die jeweiligen Zentrierstellen gehenden Geraden, schlägt sich
in einem Fehler auf die übrigen
Stellen der Schichten nieder, der desto größer ist, je größer der
Abstand zwischen den genannten Geraden ist. Sind die in Betracht
gezogenen Geraden Mittelgrade, ist der Höchstabstand gleich der Hälfte der
Breite einer jeden Schicht, während bei
Anordnung solcher Geraden in der Nähe der Ränder der Abstand gleich der gesamten
Breite einer jeden Schicht wäre
und der Fehler würde
verdoppelt.
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Die Öffnungen
der zweiten Reihe 13 sind daher bevorzugter Weise auf der
Symmetrieachse 11 angeordnet und jede Schicht wird von
der Saugplatte 2 derart entnommen, dass die eigene Mittelachse
mit der Symmetrieachse der Platte 2 selbst zusammenfällt. Auf
diese Art und Weise ist daher nicht erforderlich, dass die optischen
Fühler
sich von der Achse 11 der Platte längs der Richtung "X" verstellen, um sich den veränderlichen
Abmessungen der Schichten anzupassen, wobei weitere Fehler vermieden
werden, die auf die Toleranzen von komplexen Antriebssystemen zurückzuführen sind.
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In
der erläuterten
Ausführungsform
sind die der zweiten Reihe zugeordneten Öffnungen 13 zwei: eine
erste verlängerter
Form 13a und eine zweite 13b die durch eine kreisbogenförmige Ausnehmung
festgelegt ist, die an einer kleineren Seite der Saugplatte 2 angeordnet
ist.
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Ein
fester, optischer Fühler
arbeitet durch eine zweite, kreisbogenförmige Öffnung 13b, während ein
auf der Symmetrieachse 11 beweglicher optischer Fühler die
optischen Referenzen durch die erste Öffnung 13a anvisiert
und selektiv je nach den Abmessungen der durch die Platte 2 zurückgehaltene
Schichte positionierbar. Um die obigen Ausführungen besser zu erklären, sind
in der 3 mit B, B' und
B'' drei verschiedene
Stellungen angegeben, die vom optischen Fühler gegenüber der Öffnung 13a verlängerter
Form eingenommen werden können.
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Eine
Reihe von dritten Öffnungen 14 erlaubt schließlich den
Eingriff von zweckmäßigen, an
den Aufnahmefächern
der Schichten angebrachten Anschlagelementen, sobald das Greiforgan 1 die Schichten
von den Fächern
selbst entnimmt, ohne dass die Anschlagelemente sich mit der Platte 2 überschneiden
könnten.
Wie in den beigefügten Zeichnungen
erläutert,
sind die dritten Öffnungen 14 zwei,
jeweils angegeben mit 14a und 14b. Die dritten Öffnungen 14a, 14b weisen
eine verlängerte
Form auf und sind an den Seiten der Symmetrieachse 11 angeordnet,
wobei sie symmetrisch zur Achse 11 selbst zusammenlaufen.
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Die
verlängerte
Form der dritten Öffnungen 14 hat
die Aufgabe, das Vorbeiziehen der Anschlagelemente sicherzustellen,
die in verschiedenen Stellungen in den Fächern angeordnet sind, um die
Stapel von Schichten und/oder Leiterplatten verschiedener Formate
festzuklemmen.
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Wie
einfach den beigefügten
Figuren entnehmbar, weisen die ersten und die dritten Öffnungen 12, 13 einige
Bereiche auf, die miteinander gemeinsam sind. Insbesondere bildet
jede der zwei dritten Öffnungen 14, 14b einen
einzigen Hohl raum mit einer ungleichmäßigen Form zusammen mit zwei
der ersten Öffnungen 12.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die vorgeschlagenen Aufgaben.
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Das
Greiforgan gemäß der vorliegenden
Erfindung erlaubt nämlich
den Werkzeugen, Zugang zu den entsprechenden Arbeitsbereichen an
Schichten verschiedener Abmessung und Form zu erhalten.
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Insbesondere
erlaubt das Greiforgan gemäß der vorliegenden
Erfindung Schichten und Leiterplatten verschiedener Formate zu entnehmen,
zurückzuhalten
und zu bearbeiten und/oder die Referenzen zur Ausrichtung und an
verschiedenen Stellen positionierten Schweißbereiche aufweist.
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Wie
auch die Abmessungen der Schichten und die Arbeitsbereiche desselben
sein mögen,
erlauben die Öffnungen
der Beweglichkeit der Arbeitselemente zugeordneten Öffnungen
der Platte immer, die notwendigen Arbeiten zur Herstellung der mehrschichtigen
Leiterplatten auszuführen.