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DE4308895C1 - Vorrichtung zur paßgenauen Positionierung von Leiterplatten und Druckwerkzeug - Google Patents

Vorrichtung zur paßgenauen Positionierung von Leiterplatten und Druckwerkzeug

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DE4308895C1
DE4308895C1 DE19934308895 DE4308895A DE4308895C1 DE 4308895 C1 DE4308895 C1 DE 4308895C1 DE 19934308895 DE19934308895 DE 19934308895 DE 4308895 A DE4308895 A DE 4308895A DE 4308895 C1 DE4308895 C1 DE 4308895C1
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DE
Germany
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printed circuit
circuit board
dowel
fitting
printing tool
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DE19934308895
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Inventor
Hans-Hermann Di Merkenschlager
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Wincor Nixdorf International GmbH
Original Assignee
Wincor Nixdorf International GmbH
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    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0008Apparatus or processes for manufacturing printed circuits for aligning or positioning of tools relative to the circuit board
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K2203/167Using mechanical means for positioning, alignment or registration, e.g. using rod-in-hole alignment
    • HELECTRICITY
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur paßgenauen Posi­ tionierung von Leiterplattennutzen bzw. Leiterplatten und Druckwerkzeug zum Zwecke - der Belichtung, die beide mit je zwei Aufnahmebohrungen bzw. Paßbuchsen versehen sind, und durch die zwei im Belichtungsgerät befindlichen Paßstifte hindurchsteckbar sind.
Während der Herstellung von Leiterplatten ergeben sich z. B. durch Bürst- oder Temperschritte Verzüge der Nutzen. Diese Maßänderungen können beim Belichten zu Deckungsproblemen zwischen Leiterbild und Lochbild oder auch beim Lötstoplack­ druck führen. Bisher konnte das Deckungsproblem nur dadurch gelöst werden, daß entweder durch personelles Aufpassen der Druckwerkzeuge auf die gebohrten Nutzen Verzüge ausgemittelt und entschärft werden, oder daß mittels im Belichtungsauto­ maten befindlicher Fotosensoren die Deckungsgenauigkeit zwi­ schen Leiterplatte und Druckwerkzeug festgestellt mittels Verstellmotoren zur optimalen Deckung gebracht und anschlie­ ßend erst der Belichtungsvorgang freigegeben wird. Diese Lö­ sung ist jedoch sehr kostenträchtig und überwiegend auf den Einsatz von Filmdruckwerkzeugen beschränkt. Bei der Verwen­ dung von Glasdruckwerkzeugen ist sie nicht ohne weiteres einsetzbar.
Aus der DE-U 88 01 637 ist eine Vorrichtung zum Ausrichten einer Trägerplatte für gedruckte Schaltungen gegenüber der Druckeinrichtung einer Maschine zum Bearbeiten von gedruckten Schaltungen bekannt, bei der ähnlich wie vorstehend beschrie­ ben, unter Verwendung spreizbarer Bezugsstifte, von denen ein Stift ortsfest und der andere Bezugsstift verschiebbar ange­ ordnet ist, ein Ausrichten der Trägerplatte dadurch erfolgt, daß ein Auseinanderspreizen der Bezugsstifte und eine Messung des eintretenden Verschiebungsweges des beweglich angeordne­ ten Bezugsstiftes mittels einer Meßvorrichtung und Bildung eines entsprechenden elektrischen Signals mit positivem oder negativem Wert erfolgt. Gleichzeitig wird die Abweichung ge­ mittelt, und das Verschieben des Auflagetisches für die Lei­ terplatte um diesen gemittelten Wert in entgegengesetzter Richtung zum Verschiebehub des beweglichen Bezugsstiftes ver­ anlaßt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren an­ zugeben und eine Vorrichtung zu schaffen, durch die in einfa­ cher Weise die Ausmittelung zwischen Leiterplattennutzen bzw. Leiterplatte und Druckwerkzeug herstellbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die Positioniervorrichtung derart ausgebildet, daß die Aufnahmebohrungen, von denen eine kreisförmig und die andere langlochförmig ausgebildet ist, in dem Leiterplattennutzen bzw. in der Leiterplatte einen kleineren Durchmesser aufweisen, als die Innendurchmesser der Paßbuchsen im Druckwerkzeug, daß der in die kreisförmige Paßbuchse eingeführte Paßstift drehbar und der mit der langlochförmigen Paßbuchse im Eingriff stehende Paßstift ho­ rizontal verschiebbar, und daß mindestens der drehbare Paß­ stift einen Stiftbereich mit einem kleineren Durchmesser aufweist, der exzentrisch auf den Stiftbereich mit einem größeren Durchmesser aufgesetzt ist.
Durch diese Maßnahmen erhält man eine einfach ausgebildete Positioniervorrichtung, die eine hohe Deckungsgleichheit von Belichtungsgut und Druckwerkzeug gewährleistet.
Die Exzenterposition des Paßstiftes ist dabei senkrecht zur Längsachse (Verbindungslinie) der beiden Aufnahmelöcher in dem Leiterplattennutzen bzw. der Leiterplatte angeordnet. Dadurch wird bei einer Ausmittelung der Deckungsgenauigkeit, die überwiegend in der Längsachse auftritt, sichergestellt, daß die Querbewegung des Leiterplattennutzens bzw. der Leiterplatte ausreichend klein gehalten wird.
Für den exzentrisch ausgebildeten Paßstift kann auch ein motorischer Antrieb vorgesehen sein.
Die Längsachse der langlochförmigen Paßbuchse und die waagrechte Achse der kreisförmi­ gen Paßbuchse sind fluchtend angeordnet.
Um die Deckungsgleichheit von Belichtungsobjekt und Druckwerkzeug herzustellen, wird dabei vorteilhaft so verfahren, daß vor dem Belichtungsvorgang der Abstand der beiden Aufnahmebohrungen gemessen, die Abweichung vom Sollmaß dem Leiterplattennutzenverzug bzw. dem Leiterplattenverzug gleichgesetzt und durch Verdrehen des abgesetzten Paßstiftes in der kreisförmigen Paßbuchse abhängig von der Abweichung durch Mittelung die Deckungsgenauigkeit von Leiterplattennutzen bzw. Leiterplatte und Druckwerkzeug optimiert wird.
Die Messung des Abstandes der beiden Aufnahmebohrungen in dem Leiterplattennutzen bzw. der Leiterplatte kann entweder außerhalb des Belichtungsgerätes oder auch nach Auf­ legen des Belichtungsgutes im Gerät selbst durchgeführt werden.
Anhand der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 1 und 2 wird die Erfindung näher erläu­ tert. Es zeigen
Fig. 1 eine Detailzeichnung im Bereich des im Belichtungsgerät befindlichen Exzenterstif­ tes,
Fig. 2 eine entsprechende Draufsicht.
Wie in Fig. 1 dargestellt, ist auf der Glasplatte des Belichtungsgerätes 6, das von unten her mit Licht 9 bestrahlt wird, das Druckwerkzeug 5 aufgelegt, auf das wiederum der zu belich­ tende Leiterplattennutzen 4 bzw. die Leiterplatte aufgelegt wird. Die aus dem Belichtungs­ gerät ausfahrbaren Paßstifte 1, 11 greifen sowohl in die Paßbuchsen 7, 8 des Druckwerk­ zeugs 5, als auch in die Aufnahmebohrungen 10 des Leiterplattennutzens 4 ein, wodurch zunächst eine annähernde Deckungsgleichheit von Druckwerkzeug und Leiterplatte herge­ stellt wird. Die Aufnahmebohrungen 10 in der Leiterplatte 4 haben einen kleineren Durch­ messer als der Innendurchmesser der Paßbuchse 7 bzw. dem Querdurchmesser der Paß­ buchse 8 und die im Druckwerkzeug 5. Dementsprechend sind die Paßstifte 1, 11 so ausgebildet, daß sie in ihrem unteren Teil einen Außendurchmesser aufweisen, der gleich dem Innendurchmesser der Paßbuchsen 7 bzw. dem Querdurchmesser der Paßbuchse 8 des Druckwerkzeuges 5 ist. Auf dieses Teil 3 ist ein in seinem Durchmesser dem Durchmesser der Aufnahmebohrung 10 entsprechendes Teil 2 aufgesetzt, das zudem mindestens beim Paßstift 1 für die kreisförmige Paßbuchse 7 exzentrisch zum Teil 3 angeordnet ist.
In der Draufsicht nach Fig. 2 sind die beiden Paßbuchsen 7, 8, die sich auf dem Druck­ werkzeug 5 befinden, ersichtlich. Die linke Paßbuchse 7 ist dabei kreisförmig, die rechte Paßbuchse 8 langlochförmig ausgebildet, um einen Toleranzausgleich zu ermöglichen. In beide Paßbuchsen werden Paßstifte 7, 8 eingefahren, wobei die Paßstifte 1, 11 exzentrisch ausgebildet sind. Wird der exzentrisch ausgebildete Paßstift 1 in eine links abgebildete kreisförmige Paßbuchse 7 eingeführt, so muß dafür gesorgt werden, daß dieser Paßstift 1 drehbar angeordnet ist, während der andere Paßstift 11 in der langlochförmigen Paßbuchse 8 verschiebbar ist, wie auf der rechten Seite dargestellt, wodurch die Deckungsgleichheit bewerkstelligt werden kann.
Die Leiterplattennutzen werden bereits beim NC-Bohren der Durchkontaktierungslöcher mit den definierten Aufnahmebohrungen 10 versehen, die zum Verstiften der Leiterplatten­ nutzen 4 mit den Druckwerkzeugen 5, die entweder als Film oder als Glaswerkzeug aus­ gebildet sein können, dienen. Da die Aufnahmebohrungen 10 in den Leiterplattennutzen 4 einen kleineren Durchmesser haben als die Paßbuchsen 7 im Druckwerkzeug 5 sind die Paßstifte 1, 11 abgesetzt. Bei dem einen der beiden Paßstifte 1 ist der Stiftbereich 2 mit dem kleineren Durchmesser exzentrisch auf dem Stiftbereich 3 mit dem größeren Durchmesser aufgesetzt. Vor dem Belichtungsvorgang wird der Abstand der beiden Aufnahmebohrungen gemessen. Die Abweichung vom Sollmaß wird dem Leiterplattennutzenverzug gleichgesetzt und dient als Basis für die Verschiebung des Leiterplattennutzens 4 oder der Leiterplatte gegenüber dem Druckwerkzeug 5. Die Messung kann außerhalb des Belichtungsgeräts beim Aufnehmen der Leiterplattennutzen erfolgen, oder im Gerät selbst, wenn der Leiterplat­ tennutzen auf die Paßstifte 1, 11 aufgesetzt wird. Die Verschiebung zwischen dem Leiterplattennutzen bzw. der Leiterplatte und dem Druckwerkzeug erfolgt durch entsprechendes Verdrehen des exzentrischen Paßstiftes 1. Der Exzenter steht senkrecht zur Verbindungsachse der beiden Aufnahmelöcher (Längsachse).

Claims (7)

1. Vorrichtung zur paßgenauen Positionierung von Leiterplat­ tennutzen bzw. Leiterplatten und Druckwerkzeug zum Zwecke der Belichtung, die beide mit je zwei Aufnahmebohrungen bzw. Paßbuchsen versehen sind, und durch die zwei im Belich­ tungsgerät befindlichen Paßstifte hindurchsteckbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmebohrungen (10), von denen eine kreisförmig und die andere langlochförmig ausgebildet ist, in dem Lei­ terplattennutzen (4) bzw. in der Leiterplatte einen kleineren Durchmesser aufweisen, als die Innendurchmesser der Paß­ buchsen (7, 8) im Druckwerkzeug (5), daß der in die kreisför­ mige Paßbuchse (7) eingeführte Paßstift (1) drehbar und der mit der langlochförmigen Paßbuchse (8) im Eingriff stehende Paßstift (11) horizontal verschiebbar, und daß mindestens der drehbare Paßstift (1) einen Stiftbereich (2) mit einem klei­ neren Durchmesser aufweist, der exzentrisch auf den Stiftbe­ reich (3) mit einem größeren Durchmesser aufgesetzt ist.
5. Verfahren zur paßgenauen Positionierung von Leiterplatten­ nutzen bzw. der Leiterplatte und dem Druckwerkzeug zum Zwecke der Belichtung mittels einer Positioniervorrichtung, bei dem vor dem Belichtungsvorgang der Abstand der beiden Aufnahme­ bohrungen (10) gemessen, die Abweichung vom Sollmaß dem Lei­ terplattennutzenverzug bzw. dem Leiterplattenverzug gleich­ gesetzt, und die gemittelte Abweichung als Stellgröße für die Herstellung der Deckungsgleichheit von Leiterplattennutzen und Druckwerkzeug verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verdrehen des abgesetzten Paßstiftes (1) in der kreisförmigen Paßbuchse (7) abhängig von der gemittelten Ab­ weichung die Deckungsgenauigkeit von Leiterplattennutzen bzw. Leiterplatte und Druckwerkzeug optimiert wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzenterposition des Paßstiftes (1) senkrecht zur Längsachse der beiden Aufnahme­ löcher (10) angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrisch ausgebildete Paßstift (1) mittels eines Elektromotors verdrehbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse mit der langlochförmigen Paßbuchse (8) mit der waagrechten Mittel­ achse der kreisförmigen Paßbuchse (7) fluchtet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung des Abstands der beiden Aufnahmebohrungen (10) auf dem Leiterplatten­ nutzen (4) bzw. der Leiterplatte außerhalb des Belichtungsvorganges vorgenommen wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung nach Auflegen des Leiterplattennutzens (4) bzw. der Leiterplatte auf die Paßstifte (1) des Belichtungsgerätes (6) im Gerät selbst vorgenommen wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007027877B4 (de) * 2007-06-18 2009-10-29 Grohmann Engineering Gmbh Kalibriervorrichtung für einen Setzkopf für Kontaktelemente

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE8801637U1 (de) * 1987-02-25 1988-04-07 Curti, Ezio, Milano Vorrichtung zum Ausrichten einer Trägerplatte für gedruckte Schaltungen, gegenüber der Druckeinrichtung einer Maschine zum Bearbeiten von gedruckten Schaltungen

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