DE9013548U1

DE9013548U1 - Vorrichtung zum Positionieren von vorgebohrten Leiterplatten in einer Druckmaschine

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Publication number: DE9013548U1
Application number: DE9013548U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1990-09-26
Publication date: 1990-12-06
Anticipated expiration: 2000-09-27

Description

VOM VORGEBOHRTEM LBITgRPLTT IM ED¹^⁸ nRUCKMASCHIHE

BESCHREIBUNG 5

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung rum Positionieren von vor gebohrten Leiterplatten in einer uruc- ^aschise erstsprechend dem Oberbegriff der Pate; ■ansprüche 1. Bei der Fertigung von Leiterplatten wird das Leiterbild auf das K'-isststoff-Basii? - %teri^l der LsS terpliisten entweder im ^ otodrucKverf£.' "en oder i»" Siebaruckverfahren aufgebracht. Beim Bedrucker, von Leiterplatten m·⁵ ^ säurefester Druckfarbe werden die Leiterplatten in eirser Beladestation mit pneumatischen Obertragungsmitteln auf einen Drucktisch aufgelegt, der zumindest in zwei Koordinatenrichtungen (X-Y-Richtungen) mit Mikrotrieben motorisch verstellbar ist. Der Drucktisch besitzt in der Regel Registerstifte oder Dreipunktanlagen, an denen die Leiterplatte fest und lagegenau

>| anliegt. Register.«tif te können nur dann verwendet werden,

20 wenn in den zu bedruckenden Platten entsprechende Bohrungen ^Ji sind. Das ist nicht immer der Fall, z.B. bei extremen Formaten oder bei Materialien, die sich nicht bohren lassen wie z.B. Keramik oder Glas. Dreipunktanlagen sind nur bedingt verwendbar. Zuschnittgenauigkeit und Kantenabnutzung beeinflussen die Passgenauigkeit.

Aus diesen Gründen sind die optischen Registrierungen entwickelt worden.

Die zu bedruckenden Leiterplatten sind mit Bohrlöchern versehen, in die später die Anschlußdrähte von Bauelementen oder die Sockel von integrierten Schaltungen eingelötet werden. Eines oder mehrere dieser Bohrlöcher werden als optische Marke for die Justieruno der Leiterplatte auf dem Drucktisch verwendet. Diese Referenz-Bohrlöcher werden mit einer optischen Positionserfassungseinrichtung, z.B. Fotodetektoren oder auch mit Bildaufnahmekameras erfaßt, die

über dem Drucktisch angeordnet sind. Die von der Positionserfassungseinrichtung ermittelte Ist-Position wird r *. t einem von einem Positions-Sollwert-Geber abgegebenen Posit-5 onssigsial veriglieheii, im-a ¹-. 'h Maßgabe des Vergleichsergebnisses werden die Stelltriebe des Drucktisches /on einer Steuervorrichtung verstellt, so daß die Leiterplatte ihre Soll-Lage einnimmt.

Beim Siebdruckverfahren erfolgt das Bedrucken dadurch, daß ein Drucksieb auf di<a auf den Drucktisch positionierte Leiterplatte abgesenkt wird, anschließend wird Druckfarbe auf das Sieb aufgetragen und mittels einer Rakelvorrichtung auf der Leiterplatte verstrichen. Das Drucksieb wird dann abgehoben und die Leiterplatte in einer nachfolgenden Station getrocknet, so daß das Druckbild fixiert wird.

Wenn ein Bohrloch der Leiterplatte in einer Leiterbahn liegt oder eine neue Durchkontaktierung von der Leiterplattenoberseite auf deren Unterseite treffen soll, so muß es bei dem nachfolgenden Druckvorgang vollständig von der Leiterbahn oder einem Lötauge umgeben sein. Die Soll-Lage der Leiterbahnen und Lötaugen ist so, daß die vorgebohrten Löcher genau in der Mitte der zugehörigen Leiterbahnen oder Lötaugen sitzen.

Beim Siebdruck verzieht· sich das Drucksieb im Laufe der Zeit aufgrund der Beanspruchung mit den Rakeln, mit denen die Druckfarbe durch das Sieb hindurch verstrichen wird. Das Verziehen des Siebes hat zur Folge, daß das Druckbild sich ebenfalls etwas verzieht, so daß die Lötaugen nicht mehr exakt um die in der Leiterplatte vorgebohrten Löcher angeordnet sind. Ist aufgrund der Verschiebung des Siebps die Abweichung zwischen Bohrloch und Lötauge zu groß, so muß in der Richtstation der Drucktisch entsprechend verstellt werden. Gegenwärtig wird beispielsweise jede 10.

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oder 20. Platte visuell auf Deckung zwischen dem Druckbild und der Bohrung geprüft. Wird eine zu große Abweichung festgestellt-, wird die Lage des Drucktisches korrigiert, und die zwischen der vorletzten und der letzten Prüfung produzierten Leiterplatten müssen aussortiert werden.

Aufgebe der Erfindung i*t de^^nf sprechend, eine Vorrichtur»« zum Positionieren von vorgebohrten Leiterplatten in einer Druckmaschine anzugeben, mit der die Überprüfung auf die Deckung zwischen Druckbild und Bohrungen in d*>r Leiterplatte automatisiert und die Ausschußzahlen reduziert werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, d.ie die Merkmale der Patentansprüche 1 besitzen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben und näher erläutert.

Die Figur 1 zeigt schematisch eine komplette Druckmaschine zum Bedrucken von Leiterplatten.

Die Figur 2 zeigt schemel-isrh, wie mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung Leiterplatten positioniert werden.

Bei eiiier automatisierten Siebdruckanlage zum Bedrucken von Leiterplatten werden die Leiterplatten von einem Sendegerät '225 aus einem Stapelwagen (215 entnommen und in einer Richtstation (17) auf einen Drucktisch gelegt. Die Position der Leiterplatte auf dem Drucktisch wird überprüft und mit Hilfe eines Soll-ZIstwert-Vergleiches wird der Drucktisch so verfahren, daß die Leiterplatte die richtige Position für den nachfolgenden Druckvorgang besitzt. Das Bedrucken erfolgt in der Siebdruckmaschine (23), in der ein Sieb auf die Leiterplatte aufgelegt und an den von diesen

Sieb vorgegebenen Stellen mit einer Rakeldruckfarbe auf die Leiterplatte aufgestrichen wird. Anschließend gelangen die Leiterplatten in die von der Erfindung vorgesehene Kontrollstation (19), in der das Druckbild mittels 5 optischer Bild^ufnahmeeinrichtungen überprüft wird. Nach 1er Kontrollstation durchlaufen die Leiterplatten einen UV-Trncknpr (24) nnH wcrrten rlann ^n einer S t; nnn- üHc! Rieht— station ^f25) abgelegt. Von dort werden sie mit einem Entladegerät (26) entnommen und für den Weitertransport in einem Stapelwagen (27) abgelegt.

Entsprechend der Figur 2 ist der Drucktisch (1) mit Anschlagstiften (3) versehen, an denen die Leiterplatte (4) anliegt. Die Leiterplatte (4) besitzt Positionsmarken (6), die von einer optischen Positirnserfassungseinrichtung (7) auf ihre Lage hin abgetastet werden. Wie oben ausgeführt, wsrder zweckmäßigerweise Referenzbohrlöcher als Positionsmarken benutzt. Die Positionserfassungseirvrichtung (7) kann beispielsweise eine CCD-Bildaufnahmekamera sein, deren Ausgang (14) einem Vergleicher (8) zugeführt wird. Ein anderer Eingang des Vergleichers (8) ist mit einem Positions-Sollwert-Geber (9), beispielsweise einem Bildspeicher, verbunden. Der Ausgang des Vergleichers (8) wird der Steuervorrichtung (18) zugeführt, die die Stelltriebe (2) des Drucktisches (1) entsprechend der Abweichung der Positionsmarken (6) von ihrer Soll-Lage verstellt. Entsprechend der Figur 2 sind die Leiterplatten {4> mit Bohrungen (5, 15) versehen.
Nach Ausrichten der Leiterplatte mit Hilfe des Drucktisches

(1) wird sie mit dem Drucktisch in die Siebdruckmaschina (13) gefahren und dort mit dem Leiterbild bedruckt. Hinter der Druckmaschine (13) ist die Kontrollstation (19) angeordnet. In ihr wird das Druckbild mit einer Bildaufnahmekamera (12) abgetastet, und es wird die relative Lage der Lötaugen (10, 11) zu den zugehörigen Bohrlöchern (5,

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15) fiberprüft. Entsprechend der Darstellung in der Figur 2 ist die Lage zwischen dem Bohrloch (5) und dem Lötauge (10) korrekt, wohingegen zwischen der Bohrimg (15) und dem zugehörigen Lötauge (11) eine Verschiebung eingetreten ist, so daß die Bohrung (15) nicht mehr vollständig von dem Lötauge umgeben ist. Das von der Kamera (12) aufgenommene Bild wird Ober die Leitung (16) einem Vergleicher zugeführt., in rtem das aktuelle Druckbild mit einem Soll-Druckbild verglichen wird. Dieses Soll-Druckbild kann beispielsweise aus einen Bildspeicher (9) zugeführt werden. Di»³ von dem Vergleicher (28) festgestellte Positionsabweichung wird der Steuervorrichtung (18) gemeldet, die entsprechend die Mikrotriebe (2) des Drucktisches (1) betätigt, so daß der Drucktisch (1) in eine neue Soll-Position gefahren wird, mit der die durch ein Verziehen des Drucksiebes resultierende Positionsverschiebung korrigiert wird.

Zweckmaßigerweise werden sowohl für die Positionserfassungsvorrichtung (7) als auch für die Bildaufnahmekfunera (12) CCD-Kameras eingesetzt, und die von ihn^n abgegebenen Bildsignale werden in einem Rechner mit Soll-Bildern verglichen, der nach Maßgabe dieses Vergleichsergebnisses Steuersignale erzeugt. Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren jede Leiterplatte nach dem Bedrucken auf Fehler untersucht wird, kann ein Verziehen des Drucksiebes als Fehlerquelle frühzeitig erkannt und kompensiert werden, so daß die Qualität der Leiterplatten erhöht und der Ausschuß vermindert wird.

Claims

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4ITSCHERLICH srfafrfNER' ··"··' PATENTANWÄLTE

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl. Ing. H. Mitscheriiiii Dipl.-ing. K. Gunschrrunn Dipl-Ing. Dr. rer. nat. V»'. Xörber Dipl.-ing. J. Schinidt-Evers Dip!.-Ing.W.Me!_Zer

Robert Hanus Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. R. Schulz

Offenbacher Str. 139 auch Rechtsanwalt

Neu-Isenburg

Telefon 089/296684 icicX jijijj rnitsn &agr; Telefax 089/2268

26. September 1990 Dr.S./pl

Vorrichtung zum Positionieren von vorgebohrten Leiterplatten in einer Druckmaschine

ANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zum Positionieren von vorgebohrten Leiterplatten (4) in einer Druckmaschine (13) mit einer Richtstation (17), die einen verfahrbaren Drucktisch (1) aufweist, und mit einer optischen Positionserfassungseinrichtung (7) zur Erfassung der Ist-Position der Leiterplatte (4), mit einem Vergleicher (8) zum Vergleichen der Ist-Position mit einer von einem Positions-Sollwert-Geber (9) gegebenen Soll-Position, und mit einer Steuervorrichtung (18) zum Verfahren des Drucktisches (1) entsprechend dem Vergleichsergebnis, gekennzeichnet durch eine optische B ■ j-daufnahmeeinrichtung (12) zum Erfassen des Druckbildes der bedruckten Leiterplatte (4), einem zweiten Vergleicher (28) zum Vergleichen des aktuellen Druckbildes mit einem Soll-Druckbild, wobei der Ausgang des zweiten Vergleichers mit einem Eingang der Steuervorrichtung (18) verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet.

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daß die Positionserfassungseinrichtung (7) eine CCD-Bildauf nahmekamera ist, deren Ausgang (14) dem Vergleicher (8) zugeführt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Positions-Sollwert-Geber (9) einen Bildspeicher aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drucktisch (1) mit elektrisch betätigbaren

Mikrotrieben (2) versehen ist, die von der Steuervor-15

richtung (18) angesteuert werden.