DE8700220U1 - Arbeitsplattform für die Bestückung von Leiterplatten - Google Patents
Arbeitsplattform für die Bestückung von LeiterplattenInfo
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Description
Arbeitsplattform für die Bestückung
von Leiterplatten
für die Bestückung von Leiterplatten mit Oberflächenmontierten
Bauteilen. Diese Montagetechnik ist unter der Bezeichnung SMT (surface mounting technology) bekannt und
verwendet sogenannte SMD-Bauteile (surface mounted devices), welche sich von den herkömmlichen, elektronischen
Bauteilen im wesentlichen dadurch unterscheiden,
dass sie keine Anschlussdrähte besitzen. Sie sind vielmehr mit Kontaktkappen oder seitlichen KontaktvorSprüngen
versehen, welche direkt mit den Leiterbahnen verbunden werden.
SMD 3auteilen konnte bisher nur mittels sehr aufwendiger Einrichtungen vorgenommen werden. Dabei war insbesondere
der Arbeitsplatz, an welchem die Bauteile auf die Leiterplatte aufgesetzt wurden, räumlich getrennt von den
Reflow-Verfahren, Entsprechende Anlagen zur Leiterplattenbestückung
sind kostspielig und im wesentlichen für Grossserien wirtschaftlich. Zur SMD-Montage von kleinen
Serien bzw. Einzelschaltungen in Entwicklang, Forschung und Lehre oder für Kleinbetriebe fehlte bisher eine geeignete
Möglichkeit, so dass man dort auf die herkömmlichen Bestückungstechniken angewiesen war.
Es stellt sich damit die Aufgabe, diesem Mangel abzuhelfen und eine Vorrichtung bereitzustellen,
welche eine fachgerechte SMD-Be s-cückung auch im Kleinbetrieb
Oder am Laborplatz gestattet.
Diese Aufgabe wird neuerungsgemäss durch eine Arbeitsplattform gelöst, welche ein plattenartiges
Gehäuse aufweist mit einer beheizbaren Arbeitsfläche zur Aufnahme einer Leiterplatte, einem daneben angeordneten
Bauteile-Karussell, das eine Veilzahl von Bauteile-Fächern aufweist, wobei jeweils ein Fach auf eine Entnahmeöffnung
im Gehäuse ausrichtbar ist, während die restlichen Fächer durch das Genaue* verdeckt bleiben,
sowie mit einem echliessbaren Heizraura zum Vortrocknen
von Lotpaste bzw. Aushärten von Oberflächenmontage-Kleber.
Dabei ist das Gehäuse vorzugsweise in vier Quadranten unterteilt, wobei In den beiden, der Arbeitsseite zugewandten Quadranten links das Bauteile-Karussell
und rechts die Arbeitsfläche angeordnet ist, und wobei im Quadrant hinter der Arbeitsfläche ein Bereich für
Bauteile-Dispenser für band- oder stabförmig gehalterte Bauteile und hinter dem Bauteile-Karussell der Hei&zgr;raum
angeordnet ist.
Schritte zur Vorbereitung, Bestückung und Verlötung von SMD-Bauteilen fachgerecht rasch und wirtschaftlich von
einem einzigen Arbeitsplatz aus vorzunehmen. Der bisher unumgängliche Einsatz mehrerer Einzelgeräte entfällt.
An dem einzigen Arbeitsplatz können gleichzeitig jeweils roehrere Leiterplatten bestückt werden.
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Zeichnung ein Aueführungsbeispiel der Neuerung näher beschrieben.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Aufsicht auf die Arbeitsplatt form, und
Flg. 2 eine schematische Detailansicht der Entnahmeöffnung.
Flg. 2 eine schematische Detailansicht der Entnahmeöffnung.
Die Arbeitsplattform besitzt, wie sich aus Pig. I ergibt,
im wesentlichen vier Quadranten 1 bis 4, Ein erster Quadrant 1 enthält eine beheizbare Arbeitsfläche 5, auf
welcher mittels zweier verstellbarer Halteschienen 6 die Leiterplatte befeetigbar ist. üeber der Arbeitsfläche S
ist eine verstellbare Handauflage 7 angeordnet, welche auf der einen Seite wahlweise in eines mehrerer Löcher 8
iiii Gehäuse sinstsckbar und um den jeweiligen Haltepunkt
verschwenkbar ist. Die Arbeitsfläche, welche z.B. eine
» I Ausdehnung von 300 &khgr; 205 mm aufweisen kann, ist von unten
geregelt bis 600C beheizbar. Ein entsprechender Einstellknopf
9 ist an der Gehäuseoberseite angeordnet.
Neben der Arbeitsfläche ist in einem Quadranten 4 ein Bauteile-Karussell 10 angeordnet, wie in
Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Das Bauteile-Karussell besitzt zwei konzentrische Fächerreihen 11,12 für
elektronische Bauteile, wobei jede Fächerreihe z.B. In 30 Sektoren bzw. Fächer unterteilt ist, so dass insgesamt
60 Fächer zur Verfügung stehen. Die Fächer werden durch herausnehmbare Schalen gebildet (nicht gezeigt).
An dar Gehäuseoberseite ist eine Entnahmeöffnung 14 vorgesehen,
durch welche jeweils ein Fach von aussen zugang"
lieh ist, während die restlichen Fächer verdeckt bleiben. Mittels einer mit einem Knopf 16 zwischen drei Lagen verschiebbaren
Blende 15 (Fig. 2) wird jeweils nur eines der Fächer 11,12 freigegeben. Dies ist deshalb vorgesehen,
weil SMD-Bauteile in der Regel nicht beschriftet sind,
so dass eine Vermischung von verschiedenen Bauteilen unbedingt zu vermeiden ist. Beidseitig an die Entnahmeöffnung
14 schliesst ein Fenster 17 an, in welchem die
-6-
DIe Peripherie des Bauteile-Karussells 10 ist als Handrad
18 ausgebildet und ragt an der Vorderkante aus der Arbeitsplattform.
Karussell let ein Heizraum 20 angeordnet. Dieser besteht
aus einer Heizplatte mit der gleichen Ausdehnung wie die Arbeitsfläche 5 und einem darauf aufsetzbaren Deckel.
Die Heizplatte ist geregelt beheizbar bis 1800C. Zur Einstellung
der Temperatur dient ein Einstellknopf 21.
5 schliesslich ist Platz für handelsübliche Bauteile-Dispenser für konfektionierte Bauteile in Rollen oder in
Stäben. Eine Klexnmschiene 23 erlaubt deren Befestigung hinter der Arbeitsflache. Solche Dispenser werden für
die am meisten benutzten Bauteile verwendet/ während im Bauteile-Karussell die restlichen Bauteile untergebracht
sind.
Seitlich ist an der Arbeitsplattform ferner eine Halterung 24 für Werkzeuge, wie Pinzetten, Vakuumgreifer,
Kartuschen etc. angeordnet. Eine flexible
Aufhängung 25 dient zur Aufnahme für die Luftschläuche von Vakuumgreifer und Dosiergerät für die Lötpaste.
Mit der erläuterten Arbeitsplatte™ lassen
sich jeweils zwei Bearbeitungsschritte gleichzeitig durchführen, wie sich aus dem folgenden ergibt. Zunächst wird
eine .zu bestückende Leiterplatte auf der Arbeitsfläche
befestigt. In dieser Lage wird an den erforderlichen Stellen der Leiterplatte Lötpaste oder Kleber dosiert,
wozu z.B. ein Dosiergerät bekannter Art verwendbar ist.
Danach werden die Bauteile manuell aufgesetzt und haften an der Lötpaste bzw. dem Kleber.
Die Leiterplatte wird danach in den Heizraum gelegt, worin die Zinnpaste vorgewärmt bzw. vorgetrocknet
wird bei z.B. 1000C bzw. der Kleber polymerisiert und ausgehartet
wird. Während der Erwärmungszeit im Heizraum 3 kann bereits eine nächste Leiterplatte auf der Arbeitsfläche
bestückt werden. Die erste Leiterplatte kann danach zum Verlöten wieder auf die Arbeitsfläche überführt
werden, während die nächste Leiterplatte im Heizraum 3 vorgewärmt wird. Bei der Reflow-Verlötung durch Heissluft,
Lötkolben etc. sowia bei der herkömmlichen Verlötung
mittels Lötkolben beim Kleberverfahren unterstützt die Beheizung der Arbeitsfläche auf max, 600C den Lötprozess.
Um die Leiterplatte bei der Bestückung und dem Verlöten auf der Arbeitsfläche für die Bedienungsperson
leichter einsehbar zu machen, kann die Arbeitsplattform mittels einer Auflage (nicht dargestellt) um ca, 5° aus
der Horizontalen vorgeneigt werden.
An der Arbeitsplattform können sämtliche Bestückungsschritte in der SMT-Technik ausgeführt werden,
ohne dass der Arbeitsplatz dabei gewechselt werden muss. Die Plattform ist als solche leicht transportierbar und
kann innerhalb eines Labors nach Bedarf umplaziert werden. Die darin enthaltenen Bauteile stehen an jedem
Platz sogleich zur Verfügung,
Claims (9)
1. Arbeitsplattform für die Bestückung von Leiterplatten mit Oberflächen-montierten Bauteilen,
gekennzeichnet durch ein plattenartiges Gehäuse mit einer
S beheizbarsn Arbeitsfläche (5) zur Aufnahme einer Leiter-
·>
platte, einem daneben angeordneten Bauteile-Karussell (10), das eine Vielzahl von Bauteile-Fächern (11,12) aufweist, wobei jeweils ein Fach auf eine Entnahmeöffnung
platte, einem daneben angeordneten Bauteile-Karussell (10), das eine Vielzahl von Bauteile-Fächern (11,12) aufweist, wobei jeweils ein Fach auf eine Entnahmeöffnung
(14) im Gehäuse ausrichtbar ist, während die restliehen
Fächer durch das Gehäuse verdeckt bleiben, sowie mit einem schlxessbaren Heizraum (20) zuro Vortrocknen von
Lötpaste bzw. Aushärten von Oberflächenroontage-Kleber-
2. Arbeitsplattform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Arbeitsfläche
ein Bereich (2) des plattenartigen Gehäuses zum Einsetzen von Bauteile-Dispensern für band- oder stabförmige
gehalterte Bauteile vorgesehen ist.
3. Arbeitsplattform nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse im wesentlichen vier Quadranten (1 bis 4) aufweist, wobei in den beiden,
der Arbeitsseite zugewandten Quadranten (1,4) links das Bauteile-Karussell und rechts die Arbeitsfläche angeordnet
ist, und wobei im Quadrant (2) hinter der Arbeitsfläche der Bereich für die Bauteile-Dispenser
und hinter dem Bauteile-Karussell der Heizrauro angeordnet
ist.
4. Arbeitsplattform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im
Bereich des in Arbeitsrichtung rechten Gehäuserandes eine Werkzeughalterung (24) montierbar ist.
-2-
S. Arbeitsplattform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das
Bauteile-Karussell (10) zwei konzentrisch zueinander,
kreisförmig angeordnete Fach-Reihen (11,12) aufweist.
6. Arbeitsplattform nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Peripherie des Bauteile-Karussells (10) an der der
Arbeitsseite zugewandten Gehäusekante aus dem Gehäuse hervortritt und als Handrad (18) zur Ausrichtung der
Bauteile-Fächer auf die Entnahmeöffnung dient.
7. Arbeltsplattform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dA» Entnahjneöffnung (14) im
Gehäuse eine zwischen drei Lagen verschiebbare Blende (15) aufweist, wobei in der einen Lage die Entnahme-IS
öffnung geschlossen und in den anderen beiden Lagen jeweils für genau ein Fach der äusseren bzw. der inneren
Fachreihe geöffnet ist.
8. Arbeitsplattform nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der
Heizraum (20) durch eine Heizplatte mit darauf auflegbarem Deckel gebildet ist.
9. Arbeitsplattform nach einem der vorangehenden Ansprüche/ dadurch gekennzeichnet, dass im
Bereich der von der Arbeiteseite abgewandten Kante an
der Gehäuseunterseite eine Auflage zur Verstellung der Plattenneigung von der Horizontalen zu einem Neigungswinkel
von ca. 5 vorgesehen ist.
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