DE3226747C2 - Halterahmen zum Transport von Leiterplatten - Google Patents

Abstract

Wenigstens eine zu einer feststehenden Halteleiste (3) parallele Halteleisten (4, 5) ist in ihrem Abstand zu dieser in Anpassung an die entsprechende Abmessung der Leiterplatte (14) verstellbar und in dieser Lage arretierbar. Alle Halteleisten (3, 4, 5) tragen mehrere an einen Unterdruckerzeuger angeschlossene Spannelemente (13), die nach ihrer Absenkung auf die Leiterplatte (14) eine kraftschlüssige Verbindung mit dieser herstellen.

Description

Leiterplatten werden üblicherweise nach ihrer Bestückung mit Bauelementen in Halterahmen — sogenannte Lölrahmen — uufgenommen. Die Leiterplatten verbleiben während des Transports zu und von den Löteinrichtungen innerhalb der Halterahmen. Die Halterahmen umfassen die Leiterplatten nach Art eines Bi!- derrahmens, so daß sie beim Transport über die Löteinrichtungen im allgemeinen mit dem Lötmedium bzw. auch mit Flußmitteln benetzt v/erden und deshalb ständig gereinigt werden müssen. Die konstruktive Ausgestaltung üblicher Halterahmen führt dazu, daß die Halterahmen sich nicht an verschiedene Formate der Leiterplatten anpassen lassen, sondern daß für die verschiedenen Leiterplattenformate unterschiedliche Halterahmen eingesetzt werden. Ein weiterer Nachteil üblicher Halterahmen beste¹·» darin, daß sie nicht bzw. nur mit verhältnismäßig hohem konstruktiven Aufwand automatisch beladen und entladen werden können.

jn Aus der US-PS 39 30 644 ist ein Halterahmen für Leiterplatten bekannt, der an verschiedene Leiterplatienformate anpaßbar ist; dies geschieht mittels seitlichen Siegen, die auf Führungsstangen verschiebbar sind und nach Heranführung an eine Leiterplatte dies mittels

i^r, Klemmung zwischen sich aufnehmen. Auch diesem I IaI-tcrahmen haften die Nachteile der Benetzung durch flüssige Lötmedien und eines verhältnismäßig hohen Aufwandes für eine automatische Be- und Entladung an.

Die Erfindung geht aus von diesem bekannten Hal'erahmen zum Transport von Leiterplatten mit an den Randbereichen der Leiterplatten angreifenden Halteleisten. deren Absland voneinander in Anpassung an die entsprechenden Abmessungen der Leiterplatten verstellbar und in dieser Lage feststellbar ist. Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe der Vereinfachung der automatischen Be- und Entladung und der Verhinderung der aufwendige Nacharbeken implizierenden Benetzung des Halterahmens wird dadurch gelöst, daß alle Halteleisten mehrere an einen Unterdrucker/euger angeschlossene I !allcelemente tniyen, wobei jedes einzelne I l.ilteelement unabhängig vmi den anderen I hilteele Dienten auf die mit Bauteilen bestückte 1 lache der Leiterplatte absenkbar ist und in dieser Stellung mit Unterdruck beaufschlagbar ist. um durch Ansaugwirkung eine

■"i5 kraftschlüssige Verbindung der Leiterplatte mit dem Haltcrahmen herzustellen.

Aus der USfS 37 18800 und aus der Dl OS 25 29 554 sind llandhabungscinrichlungen bekannt, dudas Anheben und Aufsetzen von Bauelementen mittels Unterdruckerzeugung ermöglichen. Bei beiden bekannten Einrichtungen werden jeweils sehr kleine Bauteile gehalten bzw. bewegt, deren Arretierung und Transport mit rein mechanischen Halte- und Greifmitteln sehr schwierig ist. Die Erfindung bedient sich dieses bekannten Prinzipfs und macht es auch für Leiterplatten im wesentlichen dadurch einsetzbar, daß die Halteelemcnte jeder Halteleiste individuell verfahrbar sind.
Sofern insgesamt zwei Halteleisten vorgesehen sind,

wird die eine verschiebbare llalleleiMe derart positioniert, diiü sie ebenso wie die feststehende I lalleleisle im Ranilbereieh der Leiterplatte angreift. Line weitere 1 IaI-leleiste kann bei Vorliegen besonders groUer Leiterplatten in einem mittleren Bereich derselben angreifen. Bei extrem großen Leiterplatten ist auch der Einsatz von zwei oder mehreren Halteleisten in annähernd gleich großen Abständen voneinander denkbar. Üblicherweise werden größere Leiterplatten derart bestückt, daß im f.iittenbereich wenigstens eine Freifläche vorhanden ist, an der die Halleleiste angreifen kann.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Halteleiston in parallelen Führungen des Trägers verschiebbar angeordnet und weisen zur Herstellung einer Unterdruckklemmung der Halteleisten in den Führungen schaltbare Ventile auf. Derartige parallele Führungen sind besonders gut geeignet für eine automatische Positionierung der verstellbaren Halteleisten. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht in diesem Zusammenhang vor, daß die verstellbaren Halteleisten Ansätze aufweisen, an denen zur VersieMung von Aniriebseifif ichiungers einer ortsfesten Einstellstation betätigte Einstellorgane angreifer.. Denkbar ist z. B. der Einsatz einer parallel zu den Führungen ausgerichteten Spindel, die entlang der Führung verfahrbar ist und dabei die Ansätze in die gewünschte Position mitnimmt.

Nach Positionierung der Halteleisten werden die Ventile geschaltet und damit die Halteleisten in der eingestellten Position arretiert.

Sämtliche Halteelemente jeder Halteleiste können gemeinsam auf die Leiterplatte abgesenkt werden; lediglich die Aktivierung der Halteelemente, d. h. das Anlegen von Unterdruck erfolgt individuell. Die notwendige individuelle Unterdruckversorgung der Halteelemente erfolgt vorzugsweise derart, daß jedes der Halteelemente mit einem an den Unterdruckerzeuger angeschlossenen Schaltventil verbunden ist, wobei als besonders vorteilhaft anzusehen ist, daß die Halteleisten die Schaltvenlile aufnehmen.

Die notwendige Verbindung der Halteelemente bzw. der Schaltventile mit dem Unterdruckerzeuger erfolgt vorzugsweise derart, daß die Halteelemente mittels flexibler Schlauchleitungen mit am Träger ortsfest angeordneten Untcrdruckversorgungsanschlüsscn verbunden sind. Mehrere Untcrdruckversorgungsanschlüsse können dann gemeinsam mit einer Verbindungsleitung mit dem Unterdruckerzeuger verbunden werden. Bevorzugt wird dabe. eine gemeinsame Verbinduiigsleitung für die Unterdruckversorgungsanschlüsse der Halteelemente einer Halteleiste. Die Steuerung der auf den Halteleisten angeordneten Schaltventile erfolgt vorzugsweise derart, daß die Halteelemente mittels flexibler Leitungen mit am Träger ortsfest angeordneten Steueransehlussen verbunden sind. Die flexiblen Schlauchleitungen können dabei mit den flexiblen Leitungen konstruktiv zusammengefaßt werden. Eine Steuerung der Schaltventil ist im Prinzip nur beim Beschicken des Halterahmens bzw. dessen Entladung notwendig; um an den Orten der Be- bzw. Entladung die notwendigen Seiialtvorgänge durchführen ^u können, weist der Träger einen Steckadapter zum Anschluß der Schaltventile an eine trägerexterne Steuereinrichtung auf, in der die Daten für die einzelnen Leiterplattentypen vorzugsweise mittels eines Mikroprozessors gespeichert und vcraibeitcl werden. Denkbar ist aber auch der Verzicht auf einen Slcckadapter und den ersiil/.wci.scn Einsatz einer iiichrkanaligcn Funkfernsteuerung. Sofern — wie eine vorteilhafte Weiterbildung der !•!rfiiulung vorsieht — der I Inierdnieker/.euger auf dem Träger angeordnet ist, kann die elektrische Knergievürsorgung über Schleifkontakte erfolgen oder an den Be- und Entladestationen über den Steckadapter auch eine Energiezuführung für einen zum Antrieb des Unterdruckerzeugers dienenden Energiespeicher erfolgen. Beispielsweise kann eine Batterie als Spannungsquelle für eine Unterdruckpumpe eingesetzt werden und in Bereichen der Be- und Entladung bzw. der Kontaktierung des Steckadapters ein Nachladen der Batterie erfolgen. Sollten die Aufenthalte an den Be- und Entiadestationen zu kurz für eine ausreichende Nachladung sein, kann auch an den Ersatz der Batterie während des Betriebes gedacht werden.

In den Stellungen Be- und Entladen wird über den Steckadapter von der mikroprozessorbetriebenen Gesamtsteuerung jeder Halterahmen für die aufzunehmende spezielle Leiterplatte aktiviert.

Insgesamt schafft der erfindungsgemäße Halterahmen mit geringem apparativen un.¹ steuerungstechnischen Aufwand die Möglichkeit des .Oüauicrnatischen Betriebs einer mehrere Fertigungs- und/oder Prüfeinrichtungen mittels einer Fördereinrichtung miteinander

2^r> verkettenden Produktionsanlage.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung schafft die Voraussetzung dafür, daß der Halterahmen die Leiterplatte jeweils in definierter Position erfaßt. In diesem Zusammenhang wird vorgesehen, daß zumindest eines der beiden Halteelemente in Randlage der feststehenden Halteleiste und zumindest einige, vorzugsweise alle, der nicht in der entsprechenden Randlage der verstellbaren Halteleiste gelegenen weiteren Halteelemente mit einem an Bohrungen der Leiterplatte angepaßten Zentrierstift versehen sind. Das Halteelement in Randlage der feststehenden Halteleiste greift damit immer in eine in einer bestimmten Ecke der Leiterplatte gelegene Bohrung ein. Um eine exakte Ausrichtung der Leiterplatte bezüglich des lialten.hmens zu erzielen, ist es zumindest als zweckmäßig anzusehen, die Leiterplatte noch an einer zweiten Steile zu fixieren. Di<_s erfolgt durch ein weiteres Halteelement mit einem Zentrierstift, der ebenfalls in eine Bohrung der Leiterplatte eingreift. Die Bohrungen sind bei handelsüblichen

4^r> Leiterplatten als Referenzbohrungen für bestimmte Arbeitsvorgänge, wie z. B. Bohren oder Belichten der Leiterplatten, ohnehin vorgesehen. Um eine vollständige Anpassung des Halterahmens an die unterschiedlichen Größen und Formate der Leiterplatten zu erzielen, muß je nach Typenvielfalt der Leiterplatten eine mehr oder minder große Anzahl von Halteelementen ebenfalls mit Zentrierstiften versehen werden. Es ist daher insgesamt als vorteilhaft anzusehen, alle Haltelemente mit Zentner. .if*en auszustatten, da somit auch nachfolgende Typenänderungen oder Erweiterungen des Typenspektrums beherrscht worden.

Da die Bohrungen, in die die Zentrierstifte eingreifen, zweckmäßigerweise im Bohrungsraster der Leiterplatte liegen, ist es als zweckmäßig anzusehen, daß die Halte-

bO elemente jeder Halteleiste in einem ein ganzzahliges Vielfachem des Bohrungsrastermaßei der Leiterplatte betragenden Abstand voneinander angeordnet sind. Um keine unerwünschten Nebenlufteinfiüsse zu verursachen, werden zweckmäßigerweise die Halteelemente, deren Zentrierstifte in Bohrungen eingreifen, beim Beladen des Halterähmens nicht aktiviert, d. h. nicht mittels des ihnen zugeordneten Schaltventils an Unterdruck angeschlossen.

Eine insbesondere im Hinblick auf antriebstechnische Belange besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß jedes Halteelement einen Zylinder aufweist, in dem ein Rohr mit einem ringförmigen Ansatz geführt ist und daß der Zylinder wenigstens in s einem seiner beiden Endbereiche einen durch ein Schaltventil gesteuerter Anschluß zur pneumatischen Beeinflussung aufweist. Mit Hilfe des wie ein Kolben in einem Zylinder wirkenden ringförmigen Ansatzes kann also bei Anlegen von Unterdruck eine Randlage des Rohres eingestellt werden. Die andere Randlage kann beispielsweise durch eine ebenfalls am Ansatz angreifende Feder mit entsprechend bemessener Federkonstante erzielt werden. Ebenso ist aber auch für die andere Endlage ein ventilgesteuerter Unterdruckanschluß möglich. Alle diese Antriebsmöglichkeiten für das Rohr bieten den Vorteil, auf den am Träger angeordneten Unterdrucker/euger zurückgreifen zu können.

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Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Die

F 1 g 1 zeigt in einer perspektivischen Schemadarstellung die Anordnung und Verteilung der einzelnen Bestandteile des Halterahmens. In der

F i g. 2 ist in einem Halbschnitt eine Ausgestaltung der für den Halterahmen eingesetzten Halteelemente und in

F 1 g. 3 der vordere Randbereich eines Halteelementes gezeigt.

Wesentlicher P "standteil des in der F i g. 1 dargestellten Halterahmens sind Führungen 1, 2, die parallel zueinander in einem Abstand angeordnet sind, der der größten Längsabmessung verwendeter Leiterplatte entspricht. Eine feststehende Halteleiste 3 ist im Randbereich der Führungen 1, 2 befestigt, während zwei weitere Halteleisten 4, 5 entlang der Führungen I₁ 2 verschiebbar und arretierbar sind. Oberhalb der Führungen 1,2 bzw. der Halteleisten 3,4,5 ist eine Anschlußplaite 6 angeordnet, die Träger einer Anschlußschallung 7. einer Batterie 8 und einer Unterdruckpumpe 9 ist.

Die Arretierung der Halteleisten 4, 5 in den Führunger 1,2 erfolgt mit Hilfe von Schaltventilen 10, die nach Positionierung der Halteleisten 4, 5 eine Unterdruckklemmung derselben in den Führungen 1, 2 bewirken. Baugleiche Schaltventile 11,12 dienen zur Ansteuerung bzw. Aktivierung von Halteelementen 13. die in einem ein Mehrfaches des Rastermaßes der Bohrungen einer Leiterplatte 14 betragenden Abstand voneinander angeordnet sind.

Alle Schaltventile 10, 11, 12 sind mittels flexibler Schlauchleitungen 15 an Anschlüsse 16 geführt. Die Anschlüsse 16 sind in nicht dargestellter Weise mit der Unterdruckpumpe 9 verbunden.

Ein Träger 17 des eigentlichen Halterahmens ist im wesentlichen durch mehrere Holme gebildet, die sowohl die Führungen 1, 2 als auch die Anschi-ißplatte 6 tragen und die darüber hinaus einen Steckadapter 18 aufweisen, der im Bereich von Be- und Entladestationen mit einem entsprechenden Stecker verbunden wird, der den Anschluß an eine ortsfeste Steuereinrichtung herstellt

Der gesamte Aufbau des Halterahmens ist in der Art gewählt, daß im Bereich einer Einsteilstation eine automatische Anpassung des Halterahmens an ein verändertes Leiterpia'tenformat oder eine unterschiedliche Bestückung der gleichen Leiterplatte erfolgen kann. Beispielsweise ist eine solche Einstellstation mit zwei angetriebenen Spindeln ausgerüstet, die parallel zu den Führungen 1, 2 verschiebbar sind und an zu diesem Zweck vorgesehenen Ansätzen 4n, 5a der Halteleisten 4, 5 angreifen. Die Steuerdaten für die Anpassung des Halterahmens an die unterschiedlichen Leiterplaltenformatc können dabei aus einem die Daten für alle Leiterplattcnformatc aufnehmenden Steuerspeicher entnommen werden.

Das in der Fig. 2 bzw. mit seinem Randbcrcich vergrößert in F i g. 3 dargestellte Halleelement 13 ist an der Halteleiste 3 befestigt und über zwei Bohrungen 3a, 36 derselben mit den beiden Schaltventilcn 11, 12 verbunden. Das Halteelement 13 ist im v/cscntlichen durch ein Rohr 20 gebildet, das in seinem unteren Bereich einen Zentrierstift 21 trägt, der gegen die Kraft einer Feder 22 verschiebbar ist. Der Zentrierstift 21 und eine Federhalterung 23 sind derart ausgebildet, daß bei Anliegen von Unterdruck am Rohr 20 eine ausreichende Ansaugwirkung auf die Leiterplatte 14 ausgeübt wird.

Das Rohr 20 trägt einen ringförmigen Ansatz 23, der m £»n£jTj Zylinder 25 des HäUeelemcntes 13 ^wie ei^ Kolben wirkt. Die Ruhelage des Rohres 20 wird durch eine Feder 26 eingestellt. Bei entsprechender Einstellung des Schaltventils 12 wird Saugluft an einen Anschluß des Zylinders 25 gelegt und damit das Rohr 20 in die dargestellte Lage verfahren. Damit erfolgt ein Absenken des Rohres 20 auf die Leiterplatte 14 und bei entsprechender Schaltstellung des Schaltventils 11 ein Ansaugen derselben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Hp.lterahmen zum Transport von Leiterplatten mit an der Leiterplatte angreifenden, an einem gemeinsamen Träger angebrachten Halteleisten, deren Abstand voneinander verstellbar und in dieser Lage feststellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß alle Halteleisten (3, 4, 5) mehrere an einen Unterdruckerzeuger (9) angeschlossene Halleclcmenie (13) tragen, wobei jedes einzelne Halteelement (13) unabhängig von den anderen Halteelementen (13) auf die mit Bauteilen bestückte Fläche der Leiterplatte (14) absenkbar ist und in dieser Stellung mit Unterdruck beaufschlagbar ist. um durch Ansaugwirkung eine kraftschlüssige Verbindung der Leiterplatte (14) mit dem Halterahmen herzustellen.

2. Halterahmen nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Halteelemente (1?) mit einem an dm Unterdruckerzeuger (9) angeschlossenen Schaltventil (11) verbunden ist.

3. Halterahmen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteleisten (3, 4, 5) die Schaltventile (11) aufnehmen.

4. Halterahmen nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (13) mittels flexibler Schlauchleitungen (Ib) mit am Träger ortsfest angeordneten Unterdruckversorgungsanschlüssen (16) verbunden sind.

5. Halterahmen nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gek 'nnzeichnei, daß die Halteelemente (13) mittels flexibler Leitungen mit am Träger ortsfest angeordneten Stcueranschlüsaen verbunden sind.

6. Haltcrahmen nar» Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Untcrd. uckcrzeuger (9) auf dem Träger angeordnet ist.

7. Halterahmen nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteleisten (4, 5) in parallelen Führungen (1,2) des Trägers verschiebbar angeordnet sind und zur Herstellung einer Unlerdruckklemmung der Halteleisten (4, 5) in den Führungen (1,2) schaltbare Ventile (10) aufweisen.

8. Halterahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Haltcelement (13) einen Zylinder (25) aufweist, in dem ein Rohr (20) mit einem ringförmigen Ansatz (24) geführt ist und daß der Zylinder (25) wenigstens in einem seiner beiden F.ndbereiche einen durch ein Schaltventil (12) gesteuerten Anschluß zur pneumatischen Beeinflussung aufweist.

9. Hallerahmcn nach einem der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der beiden Halieciemente (13) in Randlage der feststehenden Haltcleiste (3) und zumindest einige, vorzugsweise alle, der nicht in der entsprechenden Randlage der verstellbaren Halteleisten (4, 5) gelegenen weiteren Mjlteclementc (13) mit einem an Bohrungen tier Leiterplatte (14) angepaßten Zentrierstift (21) versehen sind.

10. Halterahmrn nach Anspruch 9. dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (13) jeder HaI-ί teleiste (3,4,5) in einem ein ganzzahliges Vielfaches des Bohrungsrastermaßes der Leiterplatte (14) betragenden Abstand voneinander angeordnet sind.

11. Halterahmen nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger einen Steckadapter (18) zum Anschluß der Schaltventile (10,11) an eine trägerexterne Steuereinrichtung auf

weist.

12. Halterahmen nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Halteleisten (4,5) Ansätze (4a, 5a) aufweisen, an denen zur Verstellung von Antriebseinrichtungen einer ortsfesten Einstellstation betätigte Einstellorgane angreifen.