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DE4433565A1 - Einrichtung zum automatischen Bestücken der Ober- und Unterseite von Leiterplatten mit SMD-Bauteilen - Google Patents

Einrichtung zum automatischen Bestücken der Ober- und Unterseite von Leiterplatten mit SMD-Bauteilen

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DE4433565A1
DE4433565A1 DE4433565A DE4433565A DE4433565A1 DE 4433565 A1 DE4433565 A1 DE 4433565A1 DE 4433565 A DE4433565 A DE 4433565A DE 4433565 A DE4433565 A DE 4433565A DE 4433565 A1 DE4433565 A1 DE 4433565A1
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DE
Germany
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circuit board
switch
smd
printed
printed circuit
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Withdrawn
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DE4433565A
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English (en)
Inventor
Norbert Eilers
Ansgar Graen
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Blaupunkt Werke GmbH
Original Assignee
Blaupunkt Werke GmbH
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Publication date
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Priority to JP8510516A priority patent/JPH09505947A/ja
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Description

Gegenstand des Schutzrechtes ist eine Einrichtung zum automatischen Bestücken der Ober- und Unterseite von Leiterplatten mit SMD-Bauteilen.
Die zu bestückenden Leiterplatten weisen in der Regel auf ihrer Unterseite ein Netz von Leiterbahnen auf, die die darin vorgesehenen Anschlußpunkte der Bauelemente funktionsgerecht miteinander verbinden. Diese Leiterplat­ ten durchlaufen mittels eines Transportbandes die einzelnen Bearbeitungs­ stationen und passieren dabei auch Einrichtungen zum Bestücken der Leiter­ platte von oben, sogenannte Bestückungsautomaten oder SMD-Bestücker, die die Bauteile in vorgegebene Positionen auf der Oberseite der Leiterplatte bringen. Dazu verfügen die Bestückungsautomaten über Greiforgane, die sich in einer horizontalen Ebene zu jedem Punkt der Leiterplattenoberfläche steuern lassen. Die Bauteile selbst sind auf einen Träger bevorratet, der in vielen Fällen zu einer Rolle aufgerollt ist. Von diesem Träger werden die Bauteile nacheinander, z. B. von einem Bestücksauger, abgenommen und zu der vorgesehenen Position verbracht.
Nach dem Absetzen aller für die auf der Leiterplatte dargestellten Schal­ tungen erforderlichen SMD-Bauteile werden die Bauteile mit ihren Anschluß­ punkten in einer Lötstation verlötet, und danach wird die Schaltung auf ihre einwandfreie Funktion hin geprüft.
Der Wunsch, den Raumbedarf dieser Schaltungen möglichst gering zu halten, hat dazu geführt, SMD-Bauelemente auch auf der Unterseite der Leiterplat­ ten anzuordnen. Dazu wird nach der Lötstation die Leiterplatte vom Trans­ portband abgehoben und gewendet und die nunmehr obenliegende Unterseite der Leiterplatte an den dortigen Plazierungen für SMD-Bauteile mit einem Kleber versehen. Anschließend durchläuft die Leiterplatte einen zweiten Bestückungsautomaten oder SMD-Bestücker und dort wird die nunmehr nach oben weisende Unterseite der Leiterplatte mit weiteren SMD-Bauteilen bestückt.
Hinter dem zweiten Bestückungsautomaten wird der Kleber in einer Härtesta­ tion ausgehärtet, so daß die Bauelemente fest auf der Leiterplatte haften; anschließend wird die Leiterplatte wieder gewendet, und danach durchläuft die Leiterplatte eine Wellenlötstation, um die Bauteile auf der Unterseite mit den Leiterbahnen zu verlöten.
Gegebenenfalls werden vorher noch Bauelemente von Hand auf die Oberseite der Leiterplatte aufgesetzt, die nicht mit einem Bestücksauger manipulier­ bar sind.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, falls möglich, diesen Aufwand zu verringern.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete Einrichtung gelöst.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein allgemeines Funktionsblockdiagramm der Einrichtung. Die einzelnen Funktionsblöcke lassen sich durch bekannte Baugruppen verwirkli­ chen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung entnimmt die Rohleiterplatten aus einem Vorratsbehälter 1 und setzt diese mit nach obenweisender Oberseite auf ein Transportband auf. Auf diese Seite der Rohleiterplatte wird in der an­ schließenden Lotpastendruckstation 2 an den Lötstellen für die zu bestüc­ kenden SMD-Bauteile, aber auch an den Kontaktbohrungen für Verbindungen für Leiterbahnen auf der Oberseite mit solchen auf der Unterseite der Leiterplatte in an sich bekannter Weise Lötpaste aufgedruckt. Anschließend steht die Leiterplatte vor einer ersten Weiche 3 mit zwei Eingängen 4 und 5 und einem Ausgang 6, die im Eingang eines SMD-Bestückers 7 liegt.
Ist die erste Weiche 3 von der Weichensteuerung 17 in Durchlaßrichtung gesteuert, dann wird die Oberseite der Leiterplatte mit SMD-Bauteilen bestückt. Dazu wird in dem SMD-Bestücker 7 der Bestücksauger an die Plazierungen für SMD-Bauteile gesteuert und das Bauteil in die Lotpaste abgesenkt.
An den Ausgang des SMD-Bestückers 7 schließt sich eine zweite Weiche 8 mit einem Eingang 9 und zwei Ausgängen 10 und 11 an. Ist die Oberseite der Leiterplatte im SMD-Bestücker mit allen Bauteilen versehen, dann wird die Leiterplatte von der gesteuerten Weiche 8 in eine Station 12 zur Umkehr der Transportrichtung der Leiterplatte gelenkt. An den Ausgang der Umkehrstation 12 schließt sich eine Reflow-Lötstation 13 an, in der Leiterplatten mittels Infrarotstrahlern erhitzt werden, so daß das Lot in der Lotpaste schmilzt, wobei die anderen Bestandteile der Lotpaste verdamp­ fen. Die Leiterplatten durchlaufen anschließend zunächst einen Leiterplattenwender 14, der die Unterseite der Leiterplatte nach oben wendet, und eine Kleberauftragstation 15, in welcher an den Plazierungen der SMD-Bauteile punktförmig Kleber zwischen den Bauteileanschlußlötstel­ len aufgetragen wird. Das Transportband mit den Leiterplatten läuft sodann in eine zweite Umkehrstation 16 ein und steht anschließend im zweiten Eingang 5 der ersten Weiche 3.
Sobald die Weiche 3 den Weitertransport der Leiterplatte freigibt, durch­ läuft diese erneut, diesmal mit nach oben zeigender und mit Kleber bedruck­ ter Unterseite, den SMD-Bestücker 7. Sobald die Unterseite mit allen Bauteilen versehen ist, tritt die Leiterplatte wieder in den Eingang der zweiten Weiche 8 ein. Nunmehr wird die Weiche von der Weichensteuerung 17 derart gesteuert, daß die Leiterplatte über den Ausgang 10 in eine Kleberhärtestation 18 gelenkt wird, an die sich ein zweiter Leiterplattenwender 19 anschließt. Die gewendete Leiterplatte wandert danach auf dem Transportband durch ein Wellenlötbad 20, in dem die SMD- Bauteile mit den Leiterzügen verlötet werden.
In dem bisher geschilderten Verfahrensablauf können im Bedarfsfall Prüfsta­ tionen und Bestückungsplätze für Bauelemente mit radialen oder axialen Anschlüssen oder auch für Abschirmungen bzw. Gehäuseteile integriert werden, die mit den masseleitenden Flächen auf der Leiterplatte verlötet werden sollen.
Die erste Umkehrstation 12 für die Laufrichtung der Leiterplatten kann auch, falls es die Räumlichkeiten erfordern, z. B. hinter der Reflow-Station 13, in den Verfahrensablauf integriert werden, so daß diese vor dem Rücklauf der Leiterplatte liegt.
Auch die Wendestation 14 und die Kleberauftragstation 15 können direkt hinter dem Ausgang der Reflow-Station 13 integriert bleiben, wenn erst danach die Transportrichtung zweimal umgekehrt wird.
Letztlich soll hiermit erreicht werden, daß die beiden ausgedehnten Oberflächen der Leiterplatten trotz Bedruckung mit unterschiedlichen Haftmitteln für die SMD-Bauteile in dem SMD-Bestücker während des Bestück­ ungsvorgangs einen Bestückungsnutzen bilden. Es ist dazu erforderlich, daß die Durchlaßrichtungen beider steuerbaren Weichen nach dem Durchlauf jeder Leiterplatte wechseln und daß die erste Weiche 3 und die zweite Weiche 8 von der Weichensteuerung 17 bei dem ständigen Wechsel der Durchlaßrichtun­ gen synchron gesteuert werden derart, daß die auf ihrer Oberfläche mit Lotpaste bedruckte in die erste Weiche einlaufende Leiterplatte nach dem Durchlauf des SMD-Bestückers beim Auslauf aus der zweiten Weiche in die Mittel zum Reflow-Löten gelenkt wird und daß die darauffolgende auf ihrer Unterseite mit Kleber bedruckte Leiterplatte nach dem Auslauf aus der ersten Weiche und nach Durchlauf des SMD-Bestückers durch die zweite Weiche in die Mittel zum Härten des Klebers gelenkt wird.

Claims (1)

  1. Einrichtung zum automatischen Bestücken der Ober- und Unterseite von Leiterplatten mit SMD-Bauteilen mit einem SMD-Bestücker (7) und mit Mitteln zum Leiterplattentransport durch diesen Bestücker, gekennzeichnet durch eine erste steuerbare Weiche (3) mit zwei Eingängen (4, 5) und einem Ausgang (6) vor dem SMD-Bestücker (7) und durch eine zweite steuerbare Weiche (8) mit einem Eingang (9) und mit zwei Ausgängen (10, 11) hinter dem SMD-Bestücker (7) im Verlauf des Leiterplattentransports,
    durch vor dem Eingang (4) der ersten Weiche (3) angeordnete Mittel (2) zum Bedrucken der Leiterplattenoberseite mit Lotpaste,
    durch hinter dem einen Ausgang (11) der zweiten Weiche (8) angeordnete Mittel (12) zur Umkehr der Transportrichtung der Leiterplatten,
    durch Mittel zum Reflow-Löten (13) und erste Mittel (14) zum Wenden der Leiterplatte sowie Mittel (15) zum Auftragen von Kleber auf der gewendeten Leiterplatte,
    durch zweite Mittel zur Umkehr der Transportrichtung der Leiterplatten, deren Ausgang an den zweiten Eingang (5) der ersten Weiche (3) angeschlos­ sen ist,
    durch Mittel (18) zum Aushärten des Klebers, die an den zweiten Ausgang (10) der zweiten Weiche (8) angeschlossen sind
    und durch darauffolgende zweite Mittel (19) zum Wenden der Leiterplatte sowie durch Mittel (20) zum Verlöten der SMD-Bauteile auf der Unterseite der Leiterplatte mit dort aufgedruckten Leiterbahnen,
    wobei die Durchlaßrichtungen beider Weichen nach dem Durchlauf einer Leiterplatte wechseln und die beiden Weichen (3, 8) synchron gesteuert werden derart, daß die auf ihrer Oberseite mit Lotpaste bedruckte, in der ersten Weiche einlaufende Leiterplatte nach dem Durchlauf des SMD-Bestüc­ kers beim Auslauf aus der zweiten Weiche in die Mittel zum Reflow-Löten gelenkt wird und daß die mit auf ihrer Unterseite mit Kleber bedruckte Leiterplatte nach dem Auslauf aus der ersten Weiche und nach Durchlauf des SMD-Bestückers durch die zweite Weiche in die Mittel zum Härten des Klebers gelenkt wird.
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