DE8717655U1

DE8717655U1 - Vorrichtung zum Vorbereiten einer mit gedruckten Schaltungen versehenen Multi-Layer-Platine für das automatische Bohren in einer Bohreinrichtung

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Publication number: DE8717655U1
Application number: DE8717655U
Authority: DE
Original assignee: LOMA PARK ASSOCIATES Inc CAMPBELL CALIF US
Current assignee: LOMA PARK ASSOCIATES Inc CAMPBELL CALIF US
Priority date: 1986-10-09
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1990-01-18
Anticipated expiration: 1997-10-10
Also published as: EP0264243A3; EP0264243B1; US4790694A; EP0264243A2; KR880005842A; DE3765381D1; JPS63200906A

Description

Vorr·» r*tyfr-i»"it «&eegr;&idiagr;&Mgr; Vorbereiten einer »it gedruckten ^eH^--IiWiItOi* versehenen Multi-Layer-Platine für da autoMtiache Bohren in einer BoK_r»i «_ri

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vorbereiten einer mit gedruckten Schaltungen versehenen Multi-Layer-Platine für das automatische Bohren in einer Bohreinrichtung, wobei jede einzelne Platine, welche eine Lage der Multi-Layer-Platine bildet, mehrere Zielbereiche an bestimmten Stellen aufweist, die sich mit Zielbereichen auf anderen Einzelplatinen überdecken.

Mit gedruckten Schaltungen versehene Multi-Layer-Platinen finden zunehmend Gebrauch bei der Herstellung elektronischer Produkte. E^ne iypische Multi-Layer-Platine besteht aus einer Vielzahl einzeln**-? miteinander verbundener Platinen. Jede der Platinen besteht aus einem elektrisch nicht leitenden Trägermaterial mit leitenden Strukturen auf einer oder beiden Seiton. Diese leitenden Strukturen werden gebraucht zur Herstellung von Verbindungen zwischen den aktiven und passiven elektronischen Bauelementen, die auf der Oberfläche der Multi-Layer-Platine montiert werden können. Um gute Verbindungen zu gewähren, müssen bestimmte Punkte auf den Leiterbahnen unterschiedlicher Platinen miteinander verbunden werden. Diese Verbindungen werden normalerweise dadurch hergestellt, daß Löcher an genau spezifizierten Stellen durch die Multi-Layer-Platine hindurchgebohrt werden, worauf diese Verbindungslöcher mit elektrisch leitendem Material, wie z. B. Lötmittel, ausgekleidet werden. Da buchstäblich hunderte solcher Löcher in eine typische Multi-Layer-Platine gebohrt werden müssen, wird dieser Arbeitsgang normalerweise auf einer automatischen Bohreinrichtung, die durch ein Computerprogramm gesteuert wird, durchgeführt. Eine typische Bohreinrichtung, die für solch einen Zweck benutzt wird, um die Gesamtbohrzeit zu re-

duzieren, die benötigt wird, um die vielen Löcher in einer einzelnen Multi-Layer-Platine herzustellen, besitzt eine Vielzahl von Bohrspindeln, die unabhängig voneinander von dem Computerprogramm angesprochen werden können. Damit die Multi-Layer-Platine von Anfang an korrekt in der Bohrsinrichtung positioniert wird, werden feste Bezugsanordnungen verwendet, wie z. B. Zentrierlöcher, die im Randbereich der Platine angebracht werden, und in die Stifte eingreifen, welche auf dem Tisch der Bohreinrichtung angebracht sind.

Ein schwieriges Problem, das bei der Herstellung von MuIti-Layer-Platinen aufgetreten ist, ist das der Fehlanordnung der Einzelplatinen zueinander. Während die Strukturen auf den Einzelplatinen mit konventioneller Fotolithografie sehr genau hergestellt werden können, ist eine exakte Anordnung einer Mehrzahl von Einzelplatinen, die unterschiedliche Strukturen auf ihrer Oberfläche aufweisen, unmöglich zu erreichen, da sie sich während des die Platten verbindenden Laminationsprozesses verziehen. Die Verziehung führt normalerweise zu einer maximalen Fehlanordnung an den äußeren Ecken der Multi-Layer-Platine. Das Hauptkriterium für eine gebrauchsfähige Platine kann einfach festgestellt werden: Jedes durch die Multi-Layer-Platine gebohrte Loch muß, um ein gebrauchsfähiges Loch zu ergeben, in jeder ihrer Lagen von leitfähigem Material umgebe» sein. Dieses Kriterium kann jedoch wegen der durch den Laminationsprozeß hervorgerufenen Feh]anordnung oft nicht von allen Multi-Layer-Platinen erfüllt werden. Tatsache ist, daß die Ausschußrate bei Multi-Layer-Platinen einen Bereich von 5 % bis 20 % umfaßt. Die Ausschußrate hängt ab von der minimalen Leiterbahnbreite, dem maximal annehmbaren Lochdurchmesser und der Komplexität der Gesamtstruktur.

In der Vergangenheit haben sich die Versuche einer wirksamen Qualitätskontrolle für Multi-Layer-Platinen auf ein Verfahren konzentriert, bei dem die herzustellende Multi-Layer-Platine in auBgewählten Stadien im Fabrikationsp.'ozeß fotografiert

wurde. Dazu benutzte man eine Röntgenquelle und röntgenemp- | findlichen Film. Nach der Entwicklung der Filme wurden die I Fotografien miteinander verglichen, um den Grad der Abwei- I chung oder der Verziehung zwischen den einzelnen ausgewählten ! Fabrikationsschritten zu erkennen. Nach der Komplettierung der Multi-Layer-Platine aus den Einzelplatinen, und bevor die Multi-Layer-Platine dem automatischen Bohren übergeben wurde, wurde ein Schlußvergleich angestellt, und die Platine wurde entweder für den automatischen Bohrprozeß angenommen oder zurückgewiesen. Obwohl nützlich, ist dieser Prozeß langsam und beschwerlich und kann nur effektiv für wenige repräsentative Multi-Layer-Platinen mit theoretisch identischen Strukturen benutzt werden, welche den Laminationsprozeß durchlaufen. Da diese Technik nur zu Stichproben im Produktionsprozeß gebraucht werden kann, durchlaufen viele Multi-Layer-Platinen, die eigentlich wegen Deformation oder Fehlcmordnung zurückwiesen werden sollten, die automatische Bohreinrichtung, wo sie unnötigerweise gebohrt und schließlich dem Ausschuß zugeführt werden. Das automatische Bohren einer Platine, die nicht die Mindestanforderungen erfüllt, ist extrem verschwenderisch, da es zu einem Produkt führt, das nicht gebraucht werden kann. Bei sehr dichten Platinen müssen Tausende von Löchern gebohrt werden, was eine relativ lange Bohrmaschinenzeit beansprucht. Zum Beispiel beträgt in einer 18 &khgr; 24 Zoll Multi-Layer-Platine die Anzahl an Löchern normalerweise zwischen 12 000 und 14 000, und das komplette Bohren einer solchen Platine kann bis zu 90 min dauern. Das Resultat ist, daß die Prüfung mittels der Röntgenfilmmethode nicht als eine befriedigende Lösung für das Problem der Qualitätskontrolle vor dem Bohren angesehen werden kann.

Um die Nachteile der Röntgenfilmmethode zu vermeiden, wurde ein System entwickelt, das mit einem Röntgenbildgerät arbeitet. Dieses System prüft Testlöcher, welche in der Nähe der Ecken der Einzelplatinen angebracht wurden, und zeigt den An- | teil der übereinstisaungsn zwischen allen siteiaander korre- |

spondierenden Löchern in einer gegebenen Eckenregion an. Obwohl nützlich, ist dieses System sehr groß und teuer und stellt lediglich eine Angabe über die prozentuale Übereinstimmung zwischen ,leder Serie von Testlöchern zur Verfügung. Wenn eine Multi-Layer-Platine in den erlaubten Prozentsatz von Fluchtungsfehlern fällt, wird sie der Bohreinrichtung übergeben. Für solche akzeptierten Platinen, die nahe an der maximal erlaubten Prozentzahl liegen, kann die Anhäufung von Toleranzfehlern in der- Sühr-einriüiiLüiig zu nicht annehmbaren Löchern führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Mängel der bisher bekannten Systeme zu beseitigen, und zur Lösung dieser Aufgabe geht sie aus von einer Vorrichtung zum Vorbereiten einer mit gedruckten Schaltungen versehenen Multy-Layer-Platine für das automatische Bohren in einer Bohreinrichtung, wobei jede einzelne Platine, welche eine Lage der Multi-Layer-Platine bildet, mehrere Zielbereiche an bestimmten Stellen aufweist, die sich mit Zielbereichen auf anderen Einzelplatinen überdecken. Die neue Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine Positioniereinrichtung zur beweglichen Aufnahme einer Multi-Layer-Platine, eine Prüfeinrichtung zum Prüfen der Zielbereiche einer in der Positioniereinrichtung aufgenommenen Platine, einen Datenspeicher zur Speicherung der Koordinaten bestimmter Stellen auf der Platine, eine Vergleichseinrichtung, welche die Lage der Zielbereiche mit den Koordinaten der bestimmten Stellen vergleicht, eine Steuereinrichtung, mittels welcher eine Multi-Layer-Platine durch die Positioniereinrichtung in eine optimale Position bewegenbar ist, wo die Überlappungsfläche der Zielbereiche die jeweils zugeordnete vorbestimmte Stelle mit einem bestimmten Mindestmaß umgibt, und eine Markiereinrichtung zur Kennzeichnung einer Multi-Layer-Platine mit Bezugsmarkierungen , welche die optimale Position angeben.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind mittels der Markiereinrichtung Löcher im Randbereich einer Seitenkante der Multi-Layer-Platine herstellbar.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung weist die Steuereinrichtung Mittel zum Berechnen der Weglänge der notwendigen Bewegungen der Platine zum Erreichen der optimalen Position auf.

Zweckmäßigerweise enthält die Prüfeinrichtung mindestens eine Strahlenquellen und eine Mehrzahl von Detektoren. Die bevorzugte Ausführung enthält mehrere Strahlungsquellen und eine gleiche Anzahl von Strahlungsdetektoren, wobei vorzugsweise Röntgengeräte verwendet werden.

Schließlich sieht eine bevorzugte praktische Ausführung der Erfindung vor, daß sie Mittel zur Feststellung aufweist, daß es für bestimmte Platinen keine optimale Position gibt.

Für die Nutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es vorteilhaft, eine Schablone zu gebrauchen, mit deren Hilfr vorbestimmte Ortskoordinaten, die notwendig sind für die PiÜfung und die Beurteilung der Annehmbarkeit jeder einzelnen Multi-Layer-Platine, festgelegt werden können. Die Schablone wird vorzugsweise so hergestellt, daß sie in eine Platinenbohreinrichtung gelegt wird, worauf Ziellöcher an bestimmten Stellen der Schablone gebohrt werden. Diese Ziellöcher entsprechen Zielregionen auf den bedruckten Platinen, und sie stellen feste Bezugsstellen auf der Schablone dar, vorzugsweise entlang einer Seitenkante der Schablone.

Die Erfindung erlaubt es, jede einzelne Multi-Layer-Platine während des Produktionsprozesses innerhalb einer relativ kurzen Zeit auf ihre Annehmbarkeit hin zu untersuchen. Dadurch, daß jede Multi-Layer-Platine auf einer individuellen Basis vor dem Bohren untersucht wer*-n kann, kann auch jede Plati-

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ne, die r, :'/-ht ^« erforderlichen Qualitätskriterien ajfweist, vor dem Bohren ausgesondert werden, so daß ein großer Teil unnützer Bohrzeit entfällt. Außerdem können Platinen, die bei visueller Kontrolle als in den Grenzbereich zwischen annehmbarer Qualität und Ausschuß fallend angesehen werden könnten, bei Verwendung der erfin-dungsgemäßen Vorrichtung gerettet werden, so daß dadurch die Ausschußrate gesenkt und dairit die Effektivität des gesamten Produktionsprozesses orhöht wird, n» *ude·» die Schablone in derselben Sohreinrichtung gefertigt wird, die zum Bohren der Mu.lti-Layer-Platine verwendet wird, gehen Positionierungenauigkeiten der Bohreinrichtung in die Schablone ein und scheiden als Fehlerquelle beim Positionieren einer Multi-Layer-Platine aus.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

^! Fig. 1 einer perspektivische Ansicht einer erfindungsgemä

ßen Vorrichtung;

Fig. 2 eine vereinfachte Ansicht eines Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der Röntgen- und Bewegungselemente des Systems nach Fig. 1;

Fig. 4 ein Blockdiagramm der elektronischen Kontrollelemente der Vorrichtung;

Fig. 5 ein Blockdiagramm der Röntgeneinrichtung der Vor-

% richtung;

Fig. 6 einen Querschnitt durch sowie eine Draufsicht auf

& einen Teilbereich einer Multi-Layer-Platine mit

§ vollständiger Übereinstimmung zwischen den Lagen;

Fig. 7 eine Ansicht ähnlich Fig. 6, die einen Teilbereich einer Multi-Layer-Platine mit typischer Fehlanordnung zwischen den Lagen zeigt;

Fig. 8 eine Draufsicht einer Schablone, die zum Einrichten der Vorrichtung nach Fig. 1 dient;

Fig. 9 eine Draufsicht auf verschiedene Teilbereiche einer Multi-Layer-Platine nach einer Umpositionierung in die optimale Position zum Bohren;

Fig. 10 eine vereinfachte Ansicht einer Zweilagenplatine mit nicht fluchtenden Zielbereichen;

Fig. 11

bis 13 Vektordiagramme, welche die Methode zur Optimierung der Position der in Fig. 10 gezeigten Mehrlagenplatine darstellen.

Wie in Fig. 1 gezeigt, beinhaltet ein Gehäuse 11 die noch zu beschreibenden Rontgeneinrichtungen der Vorrichtung, ebenso wie die unten beschriebenen mechanischen Elemente, die zur Positionierung der Schablone und der Multi-Layer-Platine in der unten beschriebenen Weise dienen. Ein Computer 12 mit einem eingebauten Diskettenlaufwerk 13, einer Tastatur 14 und einem CRT-Monitor 15 ist über ein mehradriges Kabel 16 mit den elektrischen Bauteilen im Gehäuse 11 verbunden. Das Gehäuse 11 ist auf der Frontseite mit einer Zugangstür 18 versehen, die das Einbringen und Herausnehmen der Schablone und der Multi-Layer-Platinen erlaubt, weiterhin mit einer Frontarmaturenplatte 19 und einer entsprechenden Rückseitenarmaturenplatte (nicht gezeigt), um die Installation und Wartung der Einheiten im Gehäuse 11 zu erleichtern·

Fig. 2 ist eine vereinfachte Zeichnung der Hauptkomponenten des Röntgensystems der Vorrichtung, die sich in dem Gehäuse 11 befinden, und eines Teils der elektromechanischen Bauteile der Vorrichtung. Wie in dieser Figur zu sehen, werden vier Röntgenquellen 21 - 24 über einer Multi-Layer-Platine, auf die im folgenden unter der Nummer 25 Bezug genommen wird, so positioniert, daß sie den vier Eckenregionen der Platine 25 benachbart sind. Eine entsprechende Anzahl von Rötgendetek toren 26 - 29 werden so unter der Multi-Layer-Platine 25 in den Eckenregionen positioniert, daß die Röntgenstrahlung von einer der Quellen 21-24 auf den strahlungsempfindlichen Bereich des ihr zugeordneten Detektors 26 - 29 auftrifft. Ein Paar elektrisch bedienbarer Halteklauen 31 und 32 werden so positioniert, daß sie die Multi-Layer-Platine 25 in der Mitte gegenüberliegender Seitenkanten festhalten. Ein Kontrollbaustein 35 empfängt über das Kabel 16 Kommandos von dem Computer 12 und kontrolliert die Operationen der Röntgenquellen 21 - 24, der Detektoren 26 - 29 und der Klauen 31 und 32.

Um Bezugsmarkierungen für die nachfolgend benutzte Bohreinrichtung an der Multi-Layer-Platine 25 anzubringen, wird eine mechanische Stanzeinrichtung 36 verwendet, die Löcher in der Platine 25 nach ihrer unten beschriebenen Positionierung anbringt. Die Stanzeinrichtung 36 ist ein vorzugsweise pneumatisch arbeitendes Gerät mit einer Mehrzahl (13) austauschbarer Stanzpositionen mit einer exzentrischen Stanzposition 37, um die genaue Ausrichtung einer in der unten beschriebenen Weise gestanzten Platine zu ermöglichen.

Wie am besten aus Fig. 3 zu ersehen, ist jedes Quelle/Detektor-Paar auf einem unabhängigen Träger montiert, wie z. B. das Paar 21/26 auf dem Träger 41 und das Paar 24/29 auf dem Träger 42, so daß die relativen Positionen von der Quelle zum Detektor jeweils fest sind. Jeder der Träger ist so montiert, daß er in zwei zueinander senkrechten Richtungen bewegt werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, jedes einzelne

Quelle/Detektor-Paar unter Beachtung der Bezugskoordinaten nach dem Einlegen der Multi-Layer-Platine 25 in den Apparat zu positionieren. So ist der Träger 4J mit Motoren 44 und gekoppelt, während der Träger 42 mit Motoren 46 und 47 verbunden ist. Die Motoren 45 und 47 sorgen für bidirektionale Bewegung entlang der X-Achse, während die Motoren 44 und 46 eine bidirektionale Bewegung in der zu der X-Achse orthogonalen Y-Richtung erzeugen. Der Motor 44 &zgr;. B. treibt eine Ge windestange 48, welche in Lagerblöcken 50 und 51 läuft, während dagegen der Motor 46 eine Gewindestange 52 antreibt, die in dem Block 51 und einem zusätzlichen Block 53 gelagert ist. Der X-Motor 45 ist auf einem mit einem Gewinde versehenen Mitnehmer 55 montiert, der auf der Gewindestange 48 läuft. Dementsprechend ist der X-Motor 47 auf einem mit einem Innengewinde versehenen Mitnehmer 56 montiert, der auf der Gewindestange 52 läuft. Wenn der Y-Motor 44 in einer ersten Drehri^htung betätigt wird, wird der Mitnehmer 55 nach rechts bewegt, wie in Fxg. 3 zu sehen ist, während die Betätigung des Y-Motors 44 i.i die entgegengesetzte Drehrichtung eine Bewegung des Mitnehmers 55 nach links zur Folge hat. Der Mitnehmer 56 reagiert auf identische Weise auf die Betätigung des Y-Motors 46.

Um die Träger 41 und 42 von den X-Motoren 45 und 47 bewegen zu lassen, wird ein Aufbau verwendet, der dem für die Elemente 44, 46, 48, 52, 55 und 56 identisch ist und deshalb nicht im Detail beschrieben wird. Kurz gesagt, sind die Träger 41 und 42 auf Mitnehmern 58 und 59 befestigt, von denen jeder mit einer Gewindebohrung versehen ist, die eine Gewindestange (nicht gezeigt) aufnimmt. Diese Gewindestangen sind am einen Ende mit den Motoren 45 und 4 7 verbunden und am anderen Ende in Lagerblöcken 61 und 62 gelagert.

Die Stanzeinrichtung 36 wird von einem dazu geeigneten Bauteil in einer festen Position gehalten, wie z. B. dem Verbindungsstück 63, das an dem Lagerblock 51 befestigt ist.

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Unter Zuhilfenahme geeigneter Motoren, Lagerblöcke und Gewindestangen sind die Klauen 31 und 32, wie in Fig. 2 zu sehen, in derselben Art wie bei den Trägern 41 und 42 beschrieben, in senkrecht zueinander liegenden Richtungen antreibbar, so daß Jede Klaue 31 und 32 unabhängig von dem Computer 12 ge steuert werden kann. Die Klaue 31 z. B. wird in Y-Richtung von dem Motor 38 und der Gewindestange 39, die in einem La gerblock (nicht gezeigt) gelagert ist, und in X-Richtung von dem Motor 40 und der Gewindestange 43, die einen Mitnehmer (nicht gezeigt) bewegt, angetrieben. Die Klaue 32 jst mit dem Y-Motor 49 und einem X-Motor 54 sowie den entsprechenden Gewindestangen und Mitnehmern (nicht gezeigt) verbunden.

Fig. 4 zeigt die Hauptbausteine des Bildsystems der bevorzugten Ausführung. Wie aui besten in dieser Figur zu sehen, sind die Röntgendetektor 26 - 29, die hier als Kameraköpfe bezeichnet werden, mit einem Kamerawähler 65 verbunden, der das Ausgangssignal von jedem der Detektoren 26 - 29 zu einer kombinierten Analog-Digitalwandler- und Bildspeichereiriheit 67 weitergibt. Die Einheit 67 wird von einer zentraler Recheneinheit (CPU) 68 gesteuert, welche die im Bildspeicher der Einheit 67 gespeicherten Bildsignale lesen, verarbeiten und die Einheit 67 anweisen kann, die gespeicherten Bilder an den Monitor 15 zu senden.

Die CPU 68 kontrolliert auch eine Stanzstempelsteuereinheit 70, die zum Bedienen der Stanzeinrichtung 36 gebraucht wird, d«\s Diskettenlaufwerk 13, eine Röntgenstrahlensteuereinrichtung 72 sowie eine: zuschaltbare^ Drucker 73. Auch empfängt die CPU 68 Eingabedaten, Status- und Steuerkommandos von der Tastatur 14. Das Arbeitsprogramm für die CPU 68 ist in einem ROM 74 gespeichert. Ferner generiert die CPU 68 Steuerkommandos für die X- und Y-Motoren, die zur Positionierung der Röntgenquelle/Detektor-Paare (wie die Motoren 44, 45, 4ö und 47, die zur Positionierung der Träger 41 und 42 gebraucht

werden) und die X- und Y-Motoren für die Klauen 31 und 32 auf den Ausgabeleitungen 75 - 78.

Fig. 5 zeigt die Hauptelemente des Röntgensystems in der bevorzugten Ausführung. Wie in dieser Figur zu sehen, wird die Energie von einer 110 Volt Wechselspannungsquelle über ein Wechselspannungsverbindungselement 81 an einen Hochspannungsverteiler 82 geliefert, der die vier Röntgenquellen 21 - 24, die hier Rötgenröhren sind, mit Energie versorgt. Jede der Röntgenquellen ist mit einer eigenen Röhrenheizung 83, 84, und 86 verbunden, die über eine Röhrenwahleinheit 87 gesteuert werden.

Die Röhrenwahleinheit 87 wird durch Signale von der CPU 68, die über ein Kabel 88 ankommen, gesteuert, ist aber auch auf ein Freigabesignal, das von einer Zwischensensoreinheit 89 generiert wird, angewiesen. Diese Zwischensensoreinheit 89 generiert Fragesignale auf einer ersten Frageleitung 90, die seriell mit drei Schaltern 91 - 93 verbunden ist, welche die Zustände aller Bedienungsarmaturenplatten (wie Platte 19) feststellen und ein Freigabesignal über die Leitung 94 nur dann zurückgeben, wenn alle Schalter anzeigen, daß sämtliche Armaturenplatten geschlossen sind. Die Zwischensensoreinheit 89 generiert ebenfalls Fragesignele über eine Leitung 95, die seriell mit einem Paar Türschalter 96 und 97 verbunden ist und die über eine Leitung 98 ein Freigabesignal weitergeben, wenn die Schalter anzeigen, daß die vordere und rückwärtige Tür geschlossen sind. Zusätzlich wird ein drittes Fragesigna.', auf der Leitung 100 von der Zwischensensoreinheit 89 erzeugt, das ein getrenntes Schalterpaar an der Fronttür 18 und der rückwärtigen Tür abfragt, die ein Freigabesignal auf der Leitung 103 weitergeben, wenn diese Schalter geschlossen sind. Weiterhin generiert die Zwischensensoreinheit 89 ein Freigabesignal für eine Warnlampe 105, welche der Bedienungsperson anzeigt, daß das Röntgensystem eingeschaltet ist..

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Die oben beschriebenen Systemelemente wurden entworfen, um gedruckte Multi-Layer-Platinen während der Produktion auf ihre Annehmbarkeit zu prüfen, bevor sie die automatische Bohreinrichtung durchlaufen. Dabei soll festgestellt werden, welche Platinen den Toleranzanforderungen genügen. Außerdem soll jede einzelne akzeptable Multi-Layer-Platine unter Gebrauch der Stanzeinrichtung 36 mit Bezugsmarkierungen versehen werden, welche es möglich machen, daß die Multi-Layer-Platine auf der Plattform der Bohreinrichtung in die optimale Bohrposition gebracht wird. Um diesen Prozeß zu erleichtern, wird jede Multi-Layer-Platine mit vier Zielbereichen A, B, C und D (Fig. 2) versehen, welche nahe den Ecken liegen und der automatischen Rötgenprüfung durch die Quellen 21 - 24 und die Detektoren 26 - 29 unterworfen werden. Die Zielbereiche sollten alle dieselbe Größe und Form haben und sollten alle an derselben Position auf den einzelnen Platinenlagen zu finden sein. Den Zielbereichen können seperate Bereiche auf den Platinen zugewiesen sein oder sie können Teile der Schaltung bildende Kontaktstellen umfassen.

Fig. 6 zeigt eine Region einer Multi-Layer-Platine 25, bei der die einzelnen Lagen der Multi-Layer-Platine ideal übereinander liegen. Der obere Teil der Fig. 6 ist ein Schnitt durch die Region, die den Zielbereich A enthält, während der untere Teil eine Draufsicht auf dieselbe Region darstellt. Wie in dieser Figur zu sehen, wird die Röntgeninspektion des Zielbereiches A durch die Quelle 21 und den Detektor 26 Bilddaten produzieren, die der Tatsache Rechnung tragen, daß die Zielbereiche in jeder Lage der Multi-Layer-Platine 25 (gezeigt als die schattierten Regionen im oberen Bereich dieser Figur) genau übereinander liegen. Fig. 7 zeigt dieselbe Region einer Multi-Layer-Platine 25, bei der die Zielbereiche in den einzelnen Lagen 25i - 25· fehlpositioniert sind, welches der gewöhnliche Zustand einer Multi-Layer-Platine nach deren Lamination ist. Wie in dieser Figur zu sehen, wird die Inspektion des Zielbereiches A Bilddaten produzie-ren, die

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den tatsächlichen Anteil der Fehlpositionierung der einzelnen Zielbereiche in der Multi-Layer-Platine 25 darstellen. Es sollt> betont werden, daß die Zielbereiche, welche in den Figuren 6 und 7 gezeigt werden, in digitale Daten konvertiert und in der Analog-Digital-Wandler- und Bildspeichereinheit (Fig. 4) gespeichert werden. Außerdem wird das Bild jedes Zielbereiches A-D vorzugsweise auf dem Monitor 12 zur visuellen Inspektion durch die Bedienungsperson des Systems gezeigt.

Wenn einmal die Bilddaten gewonnen wurden, wird das Bild geprüft und von der CPU 68 unter der Steuerung des ROMs 74 verarbeitet, um festzustellen, ob eine Kreisfläche innerhalb der zentralen Region R generiert werden kann, die einen Bohrquerschnitt ergibt, welcher groß genügt ist, um durch die Zielbereiche jeder einzelnen Lage zu bohren, wobei jeweils genügend Metall um das Loch herum übrig bleiben muß, um der Minimalüberschußtoleranz zu entsprechen. In Figur 7 wird die vom Bohrer benötigte Lochgröße durch den Kreis mit dem Bezugszeichen H dargestellt, während die aus der Fehlübereinstimmung resultierende Kreisfläche mit dem Buchstaben T bezeichnet ist. Daher ist es für das Fehlübereinstiwnungsbeispiel nach Fig. 7 wichtig, daß die Fehlübereinstimmungen der Zielbereiche innerhalb der akzeptablen Grenzen liegen, so daß die Grenze T die Lochfläche H mit einer angemessenen Menge Metall umgibt (der Bereich zwischen T und H), Wenn einmal die Grenzberechnung für T für jeden der vier Zielbereiche A-D durchgeführt wurde, wird das Koordinatenzentrum jeder Region T mit den Bezugskoordinaten der idealen Zielregionen, welche von der Schablone gemäß Fig. 8 erhalten wurden, verglichen. Danach errechnet die CPU 68, wenn möglich, vier Koordinatenkombinationen für die Zielbereiche A-D derart, daß das Bohren durch jede der Regionen T ein von Metall umgebenes Loch innerhalb der Zielbereiche ergibt, das den Toleranzstandards entspricht. Wenn solch eine Koordinatenkombination gefunden werden kann, werden die Motoren zur Positionierung der

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Klauen 31 und 32 aktiviert, um die Multi-Leyer-Platine 25 zu der opt^ «>-;<-&tgr;. ?( it U&lgr; zu bringen. Danach aktiviert die CPU 68 die Stanzeinrichtung 36 zum Stanzen von drei Bezugslöchern 110, 111 und 112, gezeigt in Fig. 9, welche als Lokalisierungsanzeichen oder als Bezugsmarkierungen für diese spezielle Mul-ti-Layer-Platine dienen. Die Bohreinrichtung besitzt einen entsprechenden Gatz fester Lokalisierungsstifte, auf welche die Bezugslöcher 110 - 112 direkt vor dem Bohren gebracht werden. Wenn eine geeignete Koordin&tenkombiuaLÄon nicht gefunden werden kann, wird die Multi-Layer-Platiüe 25 zurückgewiesen oder zur weiteren, unten beschriebenen Analyse durch die Bedienungsperson übergeben.

Fig. 8 zeigt eine Schablone, welche die Bezugskoordinaten zur Verfügung stellt. Wie in dieser Figur zu sehen, ist eine Schablone 115 mit denselben Abmessungen wie eine Multi-Layer-Platine, hergestellt aus Stahl, mit Kupfer beschichtetem Epoxydfiberglas oder einem anderen dimensionsmäßig stabilen und röntgenstrahlenabsorbierenden Material mit einem Paar Aufepannlöchern 118 und 119 an einer ihrer Kanten sowie mit vier Ziellöchern A', B¹, C¹ und D' versehen. Die Aufspannlöcher 118 und 119 werden in die Schablone 115 auf der entsprechenden Bohreinrichtung an genau bestimmten Stellen und mit genauen Abmessungen gebohrt. In der bevorzugten Ausführung aben die Aufspannlöcher 118 und 119 einen Durchmesser von 4,7625 mm mit einer Mitte-zu-Mitte-Ahmessiing, die den Mitten der Stanzpositionen in der Stanzeinrichtung 36 entspricht. In Ähnlicher Weise werden die Ziellöche*· A', B', C und D' in die Schablone 115 in der zugehörigen Bohreinrichtung gebohrt, wobei die Größe der Löcher A¹, B', C und D¹ genau gleich der Größe der Zielregionen auf der Multi-Layer-Platine 25 ist. Die Schablone wird in die Einrichtung gemäß Figur 2 und 3 eingesetzt, wobei Bezugsstifte durch die Aufspannle-ch»r '*o und 119 gesteckt werden zur anfänglichen Positionierung der Schablone mit Bezug auf die Stanzpositionen der Stanzeinrichtung 36.

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Das Einrichten geschieht im Einzelnen wie folgt:

Die Bedienungsperson gibt mit der Tastatur 14 das Datum, die Teilenummer und Revisionsinformationen ein, gefolgt von den Durchmessern der Löcher, welche in eine gegebene Platine 25 gebohrt werden sollen, den Durchmesser der Zielbereiche und den minimalen Abstand zwischen der Außenkante des Loches H und des umgebenden Metalls T. Als nächstes wird die Schablone 115 in das System eingelegt, und Aufspannstifte werden in die Löcher 3 7 der Stanzeinrichtung und die Aufspannlöcher 118 und 119 gesteckt. Als nächstes werden die Klauen 31 und 32 aktiviert, um die Schablone zu halten.

Mit der Schablone in der korrekten Bezugsposition (gewährleistet durch die Stifte in den Aufspannlöchern 118 und 119), gibt die Bedienungsperson dann die entsprechenden Kommandos, um die vier Quelle/Detektor-Paare annähernd über den Ziellöchern A', B¹, C' und D' zu positionieren. In der speziellen Ausführung wird dies durch die Betätigung der M-Taste, gefolgt von der Betätigung der Zahlentaste 1 durchgeführt, was eine manuelle Steuerung des Quelle 21/Detektor 26-Paares ermöglicht, gefolgt von der Betätigung der Pfeiltasten auf der Tastatur 14, um das Quelle 21/Detektor 26-Paar zu einer Position direkt über dem Zielloch A' zu bewegen, wonach die Bedienungsperson die Eingabetaste zur Speicherung der annähernden Koordinatenposition drückt. Anschließend wird die Zahlentaste 2 gedrückt, was eine manuelle Steuerung des Quelle 22/Detektor 27-Paars erlaubt. Die Betätigung der Pfeiltasten bewegt dieses Paar über das Bezugsloch B', und die Betätigung der Eingabetaste führt zur Speicherung der Koordinatenposition des Quelle 22/Detektor 27-Paares. Dieser Vorgang wird zur Positionierung des dritten und vierten Quelle/Detektor-Paares 24, 29 und 23, 28 wiederholt.

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Nachdem alle vier Quelle/Detektor-Paare annähernd über den entsprechenden Ziellöchern A' - D* positioniert wurden, werden die Klauen 31 und 32 an gegenüberliegenden Seiten der Schablone 115 über Tastatureingaben mit den entsprechenden Kommandos von der Bedienungsperson positioniert. In der speziellen Ausführung betätigt die Bedienungsperson zunächst die C-Taste, was die manuelle Steuerung der Klauen 31 und 32 erlaubt, gefolgt von dem Drücken der L-Taste, welches die .ianuelle Steuerung der linken Klaue 31 ermöglicht. Danach wird die linke Klaue 31 manuell mit Bezug auf Schablone 115 positioniert, wonach durch Betätigung der Eingabetaste die x-y-Position dieser Klaue gespeichert wird. Anschließend wird die R-Taste betätigt, um die rechte Klaue 32 manuell steuern zu können, gefolgt von der manuellen Positionierung der Klaue 32 und der Betätigung der Eingabetaste, um die x-y-Position dieser Klaue zu speichern.

Nach der Positionierung der Klauen wird die P-Taste betätigt, welches es den beiden Klauen 31 und 32 ermöglicht, die Schablone 115 zu greifen, und die CPU 68 weist die Klauenmotoren an, die Schablone 115 um einen vorher bestimmten Weg in x- und y-Richtung von der Stanzeinrichtung 36 fortzubewegen. Als nächstes wird die Fronttür 18 geschlossen, wonach das System für die Aktivierung der Röntgenoperationen bereit ist.

Die Aktivierung des Rötgensystems beginnt mit dem Drücken eines "Röntgen EIN"-Schaltknopfes, wodurch Spannung an die Hochspannungsquelle 82 und demnacn auch an die vier Röntgenquellen 21 - 24 angelegt wird. Zusätzlich ermöglicht es die CPU 68 dem Röhrenwähler 87, die Röhrenheizungen 83 - 86 zu aktivieren, unter der Bedingung, daß die Zwischensensoreinheit 81 festgestellt hat, daß alle Bedienungsplatten und -türen geschlossen sind. Als nächstes stellt die Bedienungsperson die Hochspannung und Leistunskontrolle ein, während sie das Bild auf dem Monitor 15 beobachtet, um die Bildqualität zu regeln, so daß sie das schärfste Bild der Ziellöcher A' -

&Idigr;7

O* erhält. Nach der Erreichung eines befriedigenden Bildes aktiviert die Bedienungsperson eine Steuerung und eine X-Taste, um automatisch die Spannungs- und Stromdaten zu speichern, gefolgt von der Betätigung der Eingabetaste. Das Sy stem ist nun bereit zur automatischen Zentrierung der vier Quelle/Detektor-Paare exakt über den Ziellöchern.

Die Bedienungsperson beginnt mit der automatischen Zentrierung durch die Aktivierung der &Agr;-Taste, welche eine automatische Bildsystemzentrierungsroutine aktiviert, gefolgt von der Betätigung der Zahlentaste 1, welche das System zur automatischen Zentrierung des Quelle 21/Detektor 26-Paares über dem Zielloch A' veranlaßt. Wenn der automatische Zentrierungsprozeß beendet ist, lauten die x- und y-Koordinaten für das Zielloch A', welche während des Zentrierungsprozesses auf dem Minitor 15 angezeigt werden, +.000. Wenn diese Anzeige erscheint, betätigt die Bedienungsperson die Eingabetaste, worauf die Ortskfordinaten des Zielloches A' von der CPU gespeichert werden. Dieser Prozeß wird für die drei restlichen Quelle/Detektor-Paare durch die Betätigung der Zahlentaste 2 und der Eingabetaste, der Zahlentaste 3 und der Eingabetaste und der Zahlentaste 4 und der Eingabetaste wiederholt. Nach der Zentrierung des letzten Quelle/Detektor-Paares und der Speicherung seiner Koordinaten ist der Einrichtungsvorgang beendet.

Vorzugsweise wird die Genauigkeit des Einrichtungsvorgange einmal geprüft, indem die Schablone aus der Einheit genommen und wieder in die Stanzeinheit 36 eingesetzt wird, sämtliche Bedienungsplatten und Zugangstüren geschlossen werden, das Röntgensystem aktiviert und die sichtbare Anzeige der x-y-Koordinaten auf dem Monitor 15 überprüft wird, wobei sämtliche Koordinaten +.000 anzeigen sollten. Wenn der Einrichtungetest nicht zu einer Anzeige von Nullen für sämtliche vier Testlochkoordinaten führt, wird der Einrichtungsvorgang wiederholt.

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Nachdem die Bezugskoordinaten für die Testlöcher A* - D' auf diese Weise durch die Einrichtungsprozedur mit der Schablone 115 in das System eingegeben wurden, ist das System zur Inspektion und Optimierung der einzelnen MuIti-Layer-Platinen 25 bereit. Dieser Vorgang läuft wie folgt ab:

Eine Multi-Layer-Platine 25 wird so in die Kammer 11 gelegt, daß die rückwärtige Kante der Platine auf einer Linie mit x-

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und y-Anschlägen in der Stanzeinrichtung 36 ist. water Bezug-

nähme auf Fig. 2 wird der x-Anschlag durch die innere Ecke

j 121 der Einrichtung 36 gebildet, während der y-Anschlag aus

?: einem Stift 122 besteht, welcher herausnehmbar in ein be-

.Ij stimmtes einer Vielzahl von Anschlagslöchern 123 in der

&Idigr; oberen Führung 124 der Stanzeinrichtung 36 einsteckbar ist.

Danach werden die Klauen 31 und 32 aktiviert, worauf alle Be-

;< dienungsöffnungen und Zugangstüren geschlossen werden und das

|. Röntgenbildsystem aktiviert wird.

Nach der Aktivierung des Röntgenblldsystems werden die vier Zielregionen A-D geprüft, die Bilddaten jeder einzelnen Zielregion in der Einheit 67 digitalisiert und gespeichert,

;.;■ und von der CPU 68 zur Feststellung des Abweichungegrades der

vier Zielregionen A-D und zur Errechnung neuer Koordinaten lür jede der vier Zielregionen geprüft und verrechnet, um die Bohrposition der Multi-Layer-Platine optimieren zu können.

Nach der Bestimmung der neuen Koordinaten für jede der Zielregionen A-D aktiviert die CPU 68 die x-y-Bewcgungsmotoren für die Klauen 31 und 32, um die Multi-Layer-Platiiie 25 zu diesen neuen Koordinaten zu bringen. Danach wird die Stanzeinrichtung 36 über die Steuereinheit 70 von der CPU 68 aktiviert, um drei Bezugslöcher 110 - 112 (Fig. 9) entlang ₍ der rückwärtigen Kante der Multi-Layer-Platine 25 zu stanzen.

Wie in Fig. 9 zu sehen, können die Bezugslöcher rund (Loch 110) oder gestreckt (Löcher 111 und 112) oein, wobei das

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mittlere Loch 111 versetzt ist, um für korrekte Orientierung der Platine während des folgenden Bohrprozesses zu sorgen. ■ Nach der Anbringung der Bezugslöcher kann das Röntgenbildsystem deaktiviert und die Multi-Layer-Platine 25 zum Bohren \ entnommen werden.

Der Algorithmus zur Gewinnung der Bezugskoordinaten aus der Schablone 115 ist wie folgt. Nachdem die Schablone 115 in die Einheit eingelegt und in dieser befestigt wurde sowie die Hochspannung- und Stromwerte zur Erreichung eines guten Kontrastes zwischen den Bereichen innerhalb der Ziellöcher A' D¹ und denen außerhalb der Löcher geregelt wurden, wird ein Bild durch eine Integration über die Zeit über einige Abbildungszeiten gewonnen. Dieses Bild wird digitalisiert und in dem 512 &khgr; 512 Bildspeicher in der Einheit 67 gespeichert. Für jedes Pixel wird ein Grauwert zwischen 0 (schwarz) und 255 (weiß) g3speichert. Das gespeicherte Bild wird dann in der folgenden Weise verarbeitet.

Für jeden ein Zielloch enthaltenden Quadranten wird ein Cursor von Hand in die Nähe der Mitte des Bildes des entsprechenden Zielloches bewegt. Das Programm prüft dann die Pixel, indem es den Cursor nach links (negative x-Richtung) bewegt, bis ein Pixel gefunden wird, dessen Grauwert gerade geringer ist als ein vorgegebener Konturenwert. Das Programm erzeugt dann eine Liste von Pixeln, welche gerade außerhalb dieses vorgegebenen Konturenwertes liegen. Die sich ergebende Kontur sollte die Form eines Kreises haben. Die Mitte des Kreises wird über den Durchschnitt der x- und der y-Werte der Pixel in der Liste errechnet.

Als nächstes werden die Klauen 31 und 32 nacheinander um einen bestimmten Weg (0,508 mm) wie folgt aus ihrer Anfangsposition bewegt:

1. Beide x=Antriebe in positiver x-Richtung.

2. Beide x-Antriebe in negativer x-Richtung.

3. Linker y-Antrieb in positiver y-Richtung.

4. Linker y-Antrieb in negativer y-Richtung.

5. Rechter y-Antrieb in positiver y-Richtung.

6. Rechter y-Antrieb in negativer y-Richtung.

Die Lochmittelpunkte für jede der sechs oben beschriebenen Einstellungen werden in derselben Weise gefunden wie bei der ersten Einstellung.

Das Programm braucht diese Informationen, um eine 3x8-Transformationsmatrix aufzustellen, mit welcher die acht Koordinaten der Zielbereiche für die vier Quadranten einer gegebenen Multi-Layer-Platine 25 zu den drei möglichen Bewegungen der Klauenantriebe (linker y-Klauenantrieb, rechter y-Klauenantrieb und beide x-Klauenantriebe zusammen) in Beziehung gesetzt werden. Damit ist der Schablonenalgorithmus beendet.

Das Arbeitsprogramm für eine bedruckte Multi-Layer-Platine ist wie folgt. Eine Multi-Layer-Platine 25 wird in die Vorrichtung eingelegt, bis die rückwärtige Kante der Platine die x- und y-Anschläge 121 und 122 berührt. Dann werden die Klauen 31 und 32 angesetzt, und die Multi-Layer-Platine 25 wird durch eine Bewegung der linken und rechten x- und y-Klauenantriebe um einen bestimmten Weg (0,635 mm) von den Anschlägen weg bewegt. Die Multi-Layer-Platine 25 wird dann in der Einrichtung durch Betätigung der Klemmbacken der Stanzeinrichtung 36 festgeklemmt. Als nächstes werden die Hochspannungs- und Stromeinstellungen so geregelt, daß sich ein guter Kontrast zwischen den Regionen innerhalb der Zielbereiche A-D und denen außerhalb der Zielbereiche ergibt. Ein Bild erhält man dann durch eine Zeitintegration über mehrere Aufnahmezeiten. Dieses Bild wird digitalisiert und im Bildspeicher gespeichert. Für jedes Pixel wird ein Grauwert

von 0 (schwarz) bis 255 (weiß) ebenfalls gespeichert. Das gespeicherte Bild wird dann folgendermaßen weiterverarbeitet:

Fig. 10 zeigt den einfachen Fall einer Zweilagenplatine mit falsch angeordneten Zielbereichen in jedem der vier Quadranten der Platine. Für jeden Quadranten wird ein Cursor nahe zur Mitte der Gesamtheit der Zielbereiche der beiden Einzellagen, in dieser Figur als der Bereich innerhalb der durchgGZogsnen Linien gezeigt, gebracht. Die Bildpunkte, welche einem gegebenen Zielbereich entsprechen, und die Region unmittelbar um diesen Zielbereich (wie der Zielbereich oben links in der Fig. 10) werden dann dadurch geprüft, daß der Cursor, wie in Fig. 10 zu sehen, nach links (negative x-Richtung) bewegt wird, bis ein Bildpunkt gefunden wird, dessen Grauwert gerade größer ist als ein gegebener Konturenwert. Darauf wird eine Liste von Bildpunkten erzeugt, die gerade außerhalb dieses vorgegebenen Konturenwertes liegen. Die sich ergebende Figur umgibt die Gesamtheit der Zielbereiche in einem Quadranten. Die beste Bohrposition ist diejenige, welche den Abstand zwischen der Lochmitte und der nächstliegenden Zielbereichskante maximiert. Es wird angemerkt, daß dieses der Minimierung des größten Abstandes zwischen dem Lochmittelpunkt und der Kante der Gesamtheit der Zielbereiche (Linie AB in Fig. 10) entspricht. Die beste Kleinstquadratposition wird dann errechnet, so daß die Summe der Quadrate der Abstände zwischen den Konturpunkten und den entsprechenden Lochmittelpunkten in allen vier Quadranten minimiert wird.

Ein bestimmter Abstand zwischen einem Lochmittelpunkt und einem Umfangspunkt (Linie AB in der Fig. 10) wird jeweils länger sein als alle anderen Loch-zu-Umfangspunkt-Abstände. Es wird eine Rechnung durchgeführt, um festzustellen, wie weit man sich auf diesem Vektor bewegen muß (wobei seine Länge kleiner wird), bis ein anderer Vektor dieselbe Länge erreicht (Linie CD in Fig. 10). Eine weitere Rechnung wird dann angestellt, wie weit sau sich auf der Winkelhalbierenden

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dieser I·*··'.--^r '•'■'ktor*?·? bewegen muß (wobei beider Längen gleichermaßen verkürzt werden), bis ein dritter Vektor (Linie PG in Fig. 10) genauso lang wie die ersten beiden wird. Fig. Ii zeigt die Vektoren AB und CD so gezeichnet, daß sich die Punkte B und D decken. Die Richtung der Winkelhalbierenden wird von der Linie EB dargestellt.

Fig. 12 zeigt die Vektoren AB, CD und FG, so daß sich die Punkte Ej D und G decken. In disssm Fall wird eine Bewegung entlang der Winkelhalbierenden von CD und FG (Linie BH in Fig. 12) die Vektoren CD und FG gleichermaßen und den Vektor AB um einen größeren Betrag verkürzen. Nun wird eine weitere Rechnung durchgeführt, um festzustellen, wie weit eine Bewegung BH sein muß, damit ein anderer Vektor (Linie KG in Fig. 10) genauso lang wie die Vektoren CD und FG wird. Dieser Schritt wird wiederholt, bis die in Fig. 13 gezeigten Bedingungen erreicht sind. In diesem Fall wird jede Translationsbewegung der Platine eine Verlängerung wenigstens eines der drei Vektoren zur Folge haben. Die Bedingung ist erfüllt, wenn keiner der drei in Fig. 13 gezeigten Winkel größer als 180' wird.

Nun wird errechnet, ob eine Drehbewegung um einen bestimmten Punkt die Länge der drei kritischen Vektoren verkürzen könnte. In Fig. 10 würde eine Rotation um den Punkt L die Länge der Vektoren CD, FG und KG gleichermaßen verkürzen, bis sie gleich lang sind ^Ic der Vektor MN.

An diesem Punkt ist die notwendige Translations- und Rotationsbewegung errechnet, um den größten Abstand zwischen den Konturpunkten und dem entsprechenden Lochmittelpunkt zu mi? mieren. Normalerweise wird es bei dieser Lösung drei od^** vier Vektoren geben, deren Längen gleich oder größer- ^xnd als die aller anderen Vektoren. Um aus den errechneten Translation- und Rotationsbewegungen die benötigten Bewegungen der Klauenantriebe zu erhalten, wird die oben angesprochene 3 &khgr;

8-Transforinationsmatrix benutzt. Hierauf werden die Klemmbakken der Stanzeinrichtung 36 gelöst und die Klauenantriebe angewiesen, die entsprechenden Bewegungen durchzuführen.

Die Klemmbacken werden erneut betätigt, und eine zweite Analyse wird durchgeführt. Wenn die Platine innerhalb der benötigten Spezifikationen liegt (d. h. der maximale Abstand zwischen einem Konturpunkt und dem Lochmittelpunkt kleiner ist
als ein gegebenes Maximum), wird die Platine gestanzte Wenn
nicht, kann eine zweite Bewegung, basierend auf einer zweiten Rechnung, durchgeführt werden. Wenn jedoch keine Bewegung die Platine in eine den Spezifikationen entsprechende Position
bringen kann, wird die Platine zum Ausschuß gegeben. Wie oben angeführt, hat die Bedienungsperson die Möglichkeit, die Entscheidung des Computers, eine Platine zu stanzen oder zurückzuweisen, zu übergehen. Zusätzlich speichert der Computer einen Bericht über alle kritischen Vektoren und warum eine Platine zurückgewiesen oder akzeptiert wurde. Dieser Bericht
wird periodisch ausgedruckt als ein Report über sämtliche
Informationen für alle durchgelaufenen Platinen.

Wie ersichtlich, stellt die Erfindung eine sehr effektive
Einrichtung zur Prüfung gedruckter Multi-Layer-Platinen vor
dem automatischen Bohrprozeß zur Verfügung, welche automatisch den Grad der Fehlpositionierung einzelner Platinenlagen feststellt, errechnet, ob eine Multi-Layer-Platine innerhalb
der Toleranzgrenzen liegt, und die Bezugsmarkierungen an der
Platine anbringt, so daß der nachfolgenden Bohreinrichtung
die für das Bohren optimale Position vorgegeben wird. Vorteilhaft ist, daß die Schablone 115, welche die Bezugskoordinaten für die Zielbereiche A-D zur Verfügung stellt, vorzugsweise in derselben Bohreinrichtung gebohrt wird, die später zum Bohren der angenommenen Multi-Layer-Platinen verwendet wird. Dadurch, daß dieselbe Bohreinrichtung zur Vorbereitung der Schablone benutzt wird, sind die Toleranzen dieser
Einrichtung automatisch in den Bezugslöchern, welche in die

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Schablone 115 gebohrt werden&igr; enthalten und werden damit automatisch in den Inspektionsprozeß für die Multi-Layer-Platine 25 einbezogen. Damit werden die Bezugskoordinaten auf von der Bohreinrichtung hervorgebrachte Positionen bezogen und nicht auf Positionen, die einem externen Standard entsprechen. Demnach werden sämtliche Abweichungen von einem absoluten Standard in der Positioniereinrichtung der Bohrmaschine in den Inspektionsprozeß mit eingeführt und als eine Fehlerquelle ausgeschlossen. Zusätzlich wird durch die Verschiebung jeder einzelnen Multi-Layer-Platine 25 mit Bezug auf die vier Zielbereiche A-D ein bester Sitz bzw. eine optimale Position für die Multi-Layer-Platine 25 erreicht, welche sicherstellt, daß die kleineren Abweichungen, die normalerweise in dem mittleren Bereich der Platine angetroffen werden, ausgeglichen werden. Zudem ermöglicht es die Erfindung, einen großen Teil unnützer Bohrzeit zu sparen, indem Platinen mit unannehmbaren Abweichungen ausgesondert werden, bevor sie die Bohreinrichtung passieren. Des weiteren kann die erfindungsgemäße Vorrichtung an einen weiten Bereich von Bohrlochgrößen, Zielbereichabmessungen und Toleranzlimits angepaßt werden, die alle von der Bedienungsperson während des Einrichtvorgangs einzeln eingegeben werden können.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung ist, daß selbst dann, wenn Multi-Layer-Platinen nicht für den gesamten Bohrprozeß annehmbar sind (wegen Abweichungen über die ToAeranzgrenzen hinaus), im Fall von Multi-Layer-Platinen mit sich wiederholenden Schaltungseinheiten (z. B. einer Mehrzahl identischer Muster, die sich an verschiedenen Stellen auf der Platine wiederholen) die Bedienungsperson manche Bereiche der Platine als gebrauchsfähig auswählen kann (z. B., wenn es keine optimale Position für alle vier Zielbereiche gibt, aber die Zielbereiche A und C durch Steuerbefehle über die Tastatur unter visueller Kontrolle in eine akzeptable Position gebracht werden können). Außerdem ergeben die gesammelten Freigabedaten der einzelnen Multi-Layer-Platinen zusätzliche

Informationen für die Zwecke der Qualitätskontrolle (wie z. B. den Anteil der zurückgewiesenen Platinen in einer bestimmten Serie, den Grad oder die Breite der Abweichungen einzelner Platinen usw.).

Obwohl oben die bevorzugte Ausführung der Erfindung vollständig offenbart wurde, können doch verschiedene Modifikationen, abweichende Konstruktionen und gleichwertige Ausfüh rungen, entwickelt werden. Es sind z. B. andere mechanische und elektromechanische Positioniereinrichtungen für die Quelle/Detektor-Paare und Platinenklauen möglich. Ebenso können andere Bezugspunktmarkierungseinrichtungen für die Stanzeinrichtung 36 entwickelt werden, wie z. B. eine Vorrichtung zum Einkerben der Platinenkanten, eine Schnittmarkierungseinrichtung und ähnliches. Daher sollen die vorstehende Beschreibung und die Zeichnungen nicht als Begrenzung des Geltungsbereiches der Erfindung ausgelegt werden, die durch die Ansprüche definiert wird.

Claims

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Vorbereiten einer mit gedruckten Schaltungen versehenen Multi-Layer-Platine für das automatische Bohren in einer Bohreinrichtung, wobei jede einzelne Platine, welche eine Lage der Multi-Layer-Platine bildet, mehrere Zielbereiche an bestimmten Stellen aufweist, die sich mit Zielberej.ohen auf anderen Einzelplatinen überdecken, gekennzeichnet durch eine Positioniereinrichtung (31, 32) zur beweglichen Aufnahme einer Multi-Layer-Platine (25), eine Prüfeinrichtung (21 - 24; 26 - 29) zum Prüfen der Zielbereiche (A - D) einer in der Positioniereinrichtung aufgenommenen Multi-Layer-Platine (25), einen Datenspeicher (67) zur Speicherung der Koordinaten bestimmter Stellen, eine Vergleichseinrichtung (68), welche die Positionen der Zielbereiche (A-D) mit den Koordinaten der bestimmten Stellen vergleicht, eine Steuereinrichtung (68), mittels welcher eine Multi-Layer-Platine (25) durch die Positioniereinrichtung (31, 32) in eine optimale Position bewegbar ist, wo die Überlappungsfläche der Zielbereiche die jeweils zugeordnete vorbestimmte Stelle mit einem bestimmten Mindestmaß umgibt, und eine Markiereinrichtung (36) um eine Multi-Layer-Platine (25) mit Bezugsmarkierungen (110 - 112) zu versehen, welche die optimale Position kennzeichnen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markiereinrichtung (36) ein Werkzeug zur Herstellung von Löchern (110 - 112) in ausgewählten Bereichen der Multi-Layer-Platine (25) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Markiereinrichtung (36) ein Werkzeug zur Herstellung

von Löchern (110 - 112) im Randbereich einer Seitenkante der Multi-Layer-Platine (25) aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (68) eine Rechenschaltung zur Berechnung der Bewegungen der Multi-Layer-Platine (25) zum Erreichen der optimalen Position aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Rechenschaltung (68) aufweist zur Feststellung, daß die Multi-Layer-Platine (25) nicht in eine optimale
Position bewegbar ist..