DE1949358A1

DE1949358A1 - Verfahren zum Lochen von Leiterplatten

Info

Publication number: DE1949358A1
Application number: DE19691949358
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl-Ing Hebenstreit; Hans Kirsch; Duschan Sofronijevic
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1969-09-30
Filing date: 1969-09-30
Publication date: 1971-04-15
Also published as: GB1320553A; DE1949358B2

Description

SIEMENS AKTIENGESEILSCHAi¹O? München 2, den Berlin und München Witteisbacherplatz 2

pa 09/2983

Verfahren zum Lochen von Leiterplatten

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Lochen von Leiterplatten, bei denen die zu lochenden in einem Rasterfeld liegenden Stellen koordinatengleich mit entsprechenden Markierungen auf einen jeweils als Vorlage dienenden Leiterplan übereinstimmen, insbesondere für gedruckte Schaltungen.

Derartige Verfahren sollen zum Zwecke der Durchkontaktierung eine Verbindung zwischen den beiden Seiten einer Leiterplatte entsprechend dem für die Leiterplatte verwendeten Leiterplan herstellen. Auf diesem Leiterplan sind grundsätzlich mindestens zwei verschiedenartige Informationen gespeichert, welche entweder die zu ätzenden oder die zu bohrenden Stellen der Leiterplatte kennzeichnen, Ätzen und Lochen der Leiterplatte sind jedoch nur in getrennten Arbeitsgängen durchführbar. Daher müssen die zum Lochen der Leiterplatte benötigten Arbeitsdaten aus dem als Spefcher dienenden Leiterplan ausgesondert und auf eine Vorrichtung zum Lochen der Leiterplatte übertragen werden.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Verfahren anzuwenden, bei denen die Lochkoordinaten dem Leiterplan manuell entnommen und auf Lochstreifen übertragen werden, welche der Steuerung einer Bohrvorrichtung zum Lochen der Leiterplatte dienen. Hierbei ist jedoch die Erstellung des Lochstreifens so aufwendig und der Einsatz der entsprechenden Maschinen so kostspielig, dass eich dieses Verfahren nur für hohe Stückzahlen eignet. Ausserdem sind hierbei Übertragungsfehlea? zu erwarten.

PA 9/420/4379 Kö/Steh - 2 -

109816/1091

Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile, das Aussondern der Lochkoordinaten und deren Übertragung auf die Bohrvorrichtung zu automatisieren und dabei selbst für kleine Stückzahlen rationell zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Lochkoordinaten mittels einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung mit einem oder mehreren entsprechend der geometrischen Form der Markierungen angeordneten fotoelektrischen Elementen direkt dem Ieiterplan entnommen, einer Vorrichtung zum Bohren der Leiterplatten übermittelt und zu deren Steuerung verwendet werden. Durch die Erfindung wird erreicht, dass die Lochkoordinaten aus den im Leiterplan gespeicherten Figuren automatisch ausgesondert und direkt auf die Bohrvorrichtung übertragen werden können. Damit wird das manuelle Aussondern und Übertragen auf einen Lochstreifen vermieden, wodurch das Verfahren leicht zu automatisieren und auch für kleine Stückzahlen geeignet ist. Weiterhin bedarf es durch die Verwendung des Leiterplanes als Koordinatenspeicher, der .ohnehin zum Ätzen der Leiterplatte benötigt wirdg keiner zusätzlicher Speicherelemente.

Gemäss einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Selektion der Lochkoordinaten aus den verschiedenartigen auf dem LeiterpXsn gespeicherten Figuren dadurch, dass die fotoelektrischen Elemente die aufgenommenen optischen Signale nur dann in einen elektrischen Steuerimpuls verwandeln, weisn sie gleichzeitig in einer vorbestimmten, der geometrischen Form der Lochmarkierungen entsprechenden Kombination angesprochen werden. Dadurch wird bei der Identifikation der Lochmarkierungen eine Verwechslung mit jeder anderen Art von auf dem lsi tarplan dargestellten geometrischen Figuren ausgeschlossen. .

PA 9/420/4.379 - 3 _ ■

108816/1091

Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Erfassung der Lochkoordinaten durch schrittweises Abtasten des Leiterplanes entsprechend den Rasterpunkten. Damit wird das Auffinden der Lochkoordinaten vereinfacht und die Genauigkeit der Erfassung gewährleistet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die auf dem Leiterplan gespeicherten optischen Zeichen mittels Durchleuchten auf die gegenüberliegende fotoelektrische Abtastvorrichtung projiziert, wodurch bei Verwendung von gebündeltem Licht aus einer punktförmigen Lichtquelle die auf dem Leiterplan dargestellten Figuren entsprechend dem Strahlengang vergrössert und leichter erfasst werden können.

Gemäss der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dadurch gegeben, dass die Lochmarkierungen als punktartiger Kreis ausgebildet sind, der stets von einer Zone anderen Helligkeitsgrades umschlossen ist. Der punktartige Kreis ist ein geometrisches Gebilde einfachster Art, welches durch die umgebende geschlossene Zone anderen Helligkeitsgrades mit Sicherheit gegenüber jeder anderen im Leiterplan gespeicherten Figur abgegrenzt und durch entsprechend einfach angeordnete Dioden gut erfasst werden kann.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die fotoelektrischen Elemente als Fotodioden konzentrisch um eine Mitteldiode angeordnet, wobei die Mitteldiode auf den Helligkeitswert des Markierungspunktes und die zusammenwirkenden restlichen, konzentrisch angeordneten Fotodioden auf den Helligkeitswert der umgebenden Zone abgestimmt sind, Die konzentrische Anordnung der Fotodioden entspricht der Form der Lochmarkierungen und dient der lückenlosen Erfassung der die Markierungspunkte umgebenden Zone, so dass

PA 9/42Ö/4379 - 4 -

109816/1091

-A-

aine besonders hohe Sicherheit gegen die Verwechslung mit anderen Figuren gegeben ist.

Gemäss der Erfindung besteht eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens darin, dass der Leiterplan mit den Lochmarkierungen auf einem Filmnegativ gespeichert ist. Da dieses Filmnegativ ohnehin zum Ätzen der Leiterplatte benötigt wird, bedarf es für die Verwendung als Bohrvorlage keines zusätzlichen Aufwandes. Zudem eignet es sich besonders für das Abtasten durch Durchleuchten.

Fach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Abtastvorrichtung mit einer Vorrichtung zum Lochen durch zum ,Beispiel Bohren der Leiterplatte starr gekoppelt und relativ gegenüber dem zusammen mit der Leiterplatte auf einem Koordinatentisch befestigten Leiterplan in der Abtastebene bewegbar. Durch die starre Kopplung der Bohrvorrichtung mit der Abtastvorrichtung und der Leiterplatte mit dem Leiterplan wird erreicht, dass sich nach genauer Einstellung der Vorrichtung die Bohrvorrichtung stets in der gleichen Lage gegenüber der Leiterplatte befindet wie die Abtastvorrichtung gegenüber dem Leiterplan, wodurch die Lochkoordinaten in einfachster Weise selbsttätig und genau übertragen werden können.

Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung sind mehrere Bohrvorrichtungen nebeneinander angeordnet, die gleichzeitig eine oder mehrere nebeneinander und/oder übereinander auf " dem Koordinatentisch befestigte Leiterplatten bohren können.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den In der Zeichnung dargestellten und nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen.

PA 9/420/4379 - 5 -

10 9 8 16/1091

Es zeigen:

Pig. 1 einen Leiterplan zur Durchführung des erfindungsgemassen Verfahrens,

Fig. 2 eine schematisch dargestellte Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.

Pig. 1 zeigt einen Leiterplan 1 zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, wie er sich auf einem FiImnegativ 2 darstellt. Dabei entsprechen die hellen !Flächen den später zu ätzenden Leiterbahnen 3 auf einer Leiterplatte 8, während die von hellen Zonen umschlossenen, in einem Rasterfeld liegenden dunklen punktartigen Kreise Markierungen 4 darstellen, an denen die Leiterplatten 8 gelocht werden sollen. Beim Abtasten des Leiterplanes 1 wird das Filmnegativ 2 durchleuchtet, wobei die auf dem Filmnegativ 2 abgebildeten Figuren auf fotoelektrische Elemente einer Abtastvorrichtung 6 projiziert werden. Verwendet man für das Durchleuchten des Filmnegativs 2 das gebündelte Licht einer punktförmigen Lichtquelle, so können die Figuren des Leiterplanes 1 vergrössert auf die Abtastvorrichtung 6 projiziert werden. Trifft nun die Abtastvorrichtung 6 im Zuge ihres rasterbezogenen, schrittweisen Vorrückens einen Rasterpunkt, auf welchem sich eine Lochmarkierung 4 befindet, so wird der Markierungspunkt 4 auf eine Mitteldiode eines Abtastkopfes 6 projiziert und gleichzeitig erfassen die umgebenden, konzentrisch angeordneten Fotodioden die den Markierungspunkt 4 umschliessende Zone. Dabei werden sämtliche Fotodioden gleichzeitig entsprechend ihrer vorgegebenen Abstimmung angestrahlt und lösen einen elektrischen Impuls aus, der das Vorhandensein einer Lochmarkierung 4 signalisiert. Bei der Gefahr der Verwechslung der hier beschriebenen Markierung 4 mit anderen Figuren des Leiterplanes 1 wäre es ohne weiteres möglich,

FA 9/420/4379 - 6 -

109816/1091

die Form der Markierung 4 so abzuändern, dass sie sieh hinreichend von allen anderen gespeicherten Figuren unterscheidet. Die Anordnung der Fotodioden wäre dann der Form der neuen Markierungen anzupassen.

In Fig. 2 ist schematisch eine Anlage zum Bohren der leiterplatten 1 nach dem erfindungsgemässen Verfahren dargestellt. Ein auf einem Kreuzschlitten geführter Koordinatentisch 5 kann beliebig unter der Abtastvorrichtung 6, die fest mit einer Bohrvorrichtung 7 verbunden ist, verschoben werden. Auf dem Koordinatentisch 5 sind der Leiterplan 1, der als Filmnegativ 2 von unten her durchleuchtet werden kann, und eine zu lochende leiterplatte 8 aufgespannt und durch Fixierstifte 9 In einer genau vorbestimmten lege gehalten. Diese Fixierstifte 9gewährleisten die genaue Übereinstimmung der Lochkoordinaten mit der Lage der Lochmarkierungen 4- auf dem Leiterplan 1. Die Abtastvorrichtung 6 kann eine oder mehrere schematiseh dargestellte fotoelektrische Abtastköpfe 10 enthalten, die jeweils eine der Bohrspindeln 11 der Bohrvorrichtung 7 steuern. Immer dann, wenn einer der Abtastköpfe 10 auf eine Lochmarkierung 4 trifft, löst er einen elektrischen Impuls aus, der den entsprechenden Bohrvor— gang auf der Leiterplatte 1 einleitet. Sind gleichzeitig mehrere Leiterplatten 1 übereinander auf dem Koordinatentisch 5 gespannt, so werden entsprechend viele Löcher in einem Vorgang gebohrt. Durch zusätzliches Anbringen von nebeneinander angeordneter Abtastvorrichtungen mit leiter— planen und Bohrvorrichtungen mit Leiterplatten lässt sich das Verfahren noch weiter beschleunigen.

9 Patentansprüche
2 Figuren

PA 9/420/4379 - 7 -

109816/1091

Claims

Patentansprüche

1.Verfahren zum Lochen von Leiterplatten, hei denen die ^^/zu lochenden in einem Rasterfeld liegenden Stellen koordinatengleich mit entsprechenden Markierungen auf einem jeweils als Vorlage dienenden Leiterplan ühereinst immen, inshesondere für gedruckte Schaltungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochkoordinaten mittels einer fotoelektrischen Abtastvorrichtung (6) mit einem oder mehreren entsprechend der geometrischen Form der Markierungen (4) angeordneten fotoelektrischen Elementen direkt dem Leiterplan entnommen, einer Vorrichtung zum Lochen der Leiterplatten übermittelt und zu deren Steuerung verwendet werden·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Selektion der Lochkoordinaten aus den verschiedenartigen auf dem Leiterplan (1, 2) gespeicherten Figuren dadurch erfolgt, dass die fotoelektrischen Elemente die aufgenommenen optischen Signale nur dann in einen elektrischen Steuerimpuls verwandeln, wenn sie gleichzeitig in einer vorbestimmten, der geometrischen Form der Lochmarkierungen (4) entsprechenden Kombination angesprochen werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Erfassung der Lochkoordinaten durch schrittweises Abtasten des Leiterplanes (1, 2) entsprechend den Rasterpunkten erfolgt.

4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die auf dem Leiterplan gespeicherten optischen Zeichen mittels

PA 9/420/4379 - 8 -

109816/1091

-8- I 19^9358

Durchleuchten auf die gegenüberliegende fotoelektrische Abtastvorrichtung (6) projiziert werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , dass die Lochmarkierungen (4) als punktartiger Kreis ausgebildet sind, der stets von einer Zone anderen Helligkeitsgrades umschlossen ist.

6. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die fotoelektrischen Elemente als Fotodioden konzentrisch um eine Mitteldiode angeordnet sind, wobei die Mitteldiode auf den Helligkeitswert des Markierungspunktes und die zusammenwirkenden restlichen, konzentrisch angeordneten Fotodioden auf den Helligkeitswert der umgebenden Zone abgestimmt sind.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet , dass der Leiterplan mit den Lochmarkierungen auf einem Filmnegativ (1) gespeichert ist.

8. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtastvorrichtung mit einer Vorrichtung zum Lochen durch z.B. Bohren der Leiterplatte starr gekoppelt und relativ gegenüber dem zusammen mit der Leiterplatte auf einem Koordinatentisch befestigten Leiterplan in der Abtastebene bewegbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , dass mehrere Bohrvorrich-

PA 9/420/4379 - 9 -

10 9 8 16/1091

tungen nebeneinander angeordnet Bind, die gleichzeitig eine oder nehrere nebeneinander und/oder übereinander auf dem Eoordinateniiech befestigte Leiterplatten bohren können.

PA 9/420/4379

109816/ 1091

40 .

Le erse 11e