DE1949358C

DE1949358C - Method and device for punching printed circuit boards

Info

Publication number: DE1949358C
Authority: DE
Inventors: Ernst Dipl.-Ing.; Kirsch Hans; Sofronijevic Duschan; 8000 München. H05k 13-00 Hebenstreit
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1972-07-27

Description

Derartige Verfahren sollen zum Zwecke der Diirchkontakticrung eine Verbindung zwischen den beiden Seiten einer Leiterplatte entsprechend dein Tür die Leiterplatte verwendeten Leiterplan herstellen. AufSuch methods are intended for the purpose of direct contact a connection between the two sides of a circuit board corresponding to your door Create the circuit diagram used on the printed circuit board. on

Der Erfindung ist daher die Aufgabe gestellt, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile das Aussondern der Lochkoordinatcn und deren Übertragung «ο auf eine Bohrvorrichtung zu automatisieren und dabei selbst für kleine Stückzahlen rationell zu gestalten. Diese Aufgabe wird crfindung.sgcmäß dadurch gelöst, daß die Lochkoordinaten millclf einer fotoclektrischen Abtastvorrichtung dem Leiterplan entnom-The object of the invention is therefore to eliminate the aforementioned disadvantages to automate the hole coordinates and their transfer to a drilling device and thereby can be designed efficiently even for small quantities. This task is solved by that the hole coordinates millclf a photo-electric The scanning device is taken from the circuit diagram.

diesem Leiterplan sind grundsätzlich mindestens zwei 15 men werden, in dem die Abtastvorrichtung über dem verschiedenartige Informationen gespeichert, welche Leitcrplan bewegt wird und bei Flüchtling mit einer entweder die zu ätzenden oder die zu bohrenden Stel- Lochmarkierung durch das optische Signal der Lochlcn der Leiterplatte kennzeichnen. Ätzen und Lochen markierung die Lochkoordinaten selbsttätig einer der Leiterplatte sind jedoch nur in getrennten Lochvorrichtung übermittelt werden. Durch die Er-Arbeitsgängen durchführbar. Daher müssen die zum 20 findung wird erreicht, daß die Lochkoordinaten aus Lochen der Leiterplatte benötigten Arbcitsdaten aus den im Leitcrplan gespeicherten Figuren automatisch dein als Speicher dienenden Leitcrplan ausgesondert ausgesondert und direkt auf die Bohrvorrichtung und auf eine Vorrichtung zum Lochen der Leiter- übertragen werden können. Damit wird das manuelle platte übertragen werden. Aussondern und Übertragen auf einen Lochstreifenthis ladder plan are basically at least two 15 men, in which the scanning device above the Various types of information are stored, which master plan is moved and in the case of refugees with a either the hole markings to be etched or the holes to be drilled through the optical signal of the holes mark on the printed circuit board. Etching and punching mark the hole coordinates automatically However, the circuit board can only be transmitted in separate punching device. Through the Er work aisles feasible. Therefore, the 20 must be found that the hole coordinates from Punching the circuit board required work data from the figures stored in the master plan automatically Your master plan serving as a memory is singled out and directly on the drilling device and can be transferred to a device for punching the conductor. This becomes the manual plate to be transferred. Sorting out and transferring to a punched tape

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse 35 vermieden, wodurch das Verfahren leicht zu auioma-Verfahrcn an/'.wenden, bei denen die Lochkoordina- tisicren und auch für kleine Stückzahlen geeignet ist. ten dem Leilerplan manuell entnommen und auf Weiterhin bedarf es durch die Verwendung des Lei-Lochslrcifcn übertragen werden, welche der Steue- tcrplancs als Koordinatenspeicher, der ohnehin zum rung einer Bohrvorrichtung zur Lochen der Leiter- Ätzen der Leiterplatte benötigt wird, keiner zusälzplattc dienen. Hierbei ist jedoch die Erstellung des 30 liehen Speicherelemente. Schließlich bleibt eine nach Lochstreifens so aufwendig und der Einsatz der ent- dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Vorsprechenden Maschinen so kostspielig, daß sich dieses richtung über eine sehr lange Betriebszcit voll funk-Vcrfahren nur für hohe Stückzahlen eignet. Außer- lionssicher und wcitestgehcr-'J toleran/frei, da eine dem sind hierbei Übertragungsfehler zu erwarten. mechanische Abnutzung beim Abtasten der Markie-It is known to avoid these requirements 35, making the method easy to auioma-Verfahrcn where the hole coordinates are suitable and also for small quantities. They are taken manually from the Leilerplan and on are transmitted, which of the Steue- tcrplancs as a coordinate memory, which is anyway to the tion of a drilling device for punching the conductor etching of the circuit board is required, no zuälzplattc serve. Here, however, is the creation of the 30 borrowed storage elements. Finally, one lingers Perforated tape so expensive and the use of the preamble working according to the method according to the invention Machines so expensive that this direction can be completely radio-controlled over a very long period of operation only suitable for large quantities. Excursion-proof and wcitestgehcr-'J tolerant / free, as one transmission errors are to be expected. mechanical wear when scanning the marking

Durch die deutsche Auslcgeschrifl 1287 660 ist 35 rungen vermieden ist.The German Auslcgeschrifl 1287 660 avoids 35 stanchions.

ferner eine Vorrichtung zur Bestückung von Leiter- Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung erfolgtFurthermore, a device for equipping conductors is carried out according to one embodiment of the invention

platten mit elektrischen Bauteilen bekanntgeworden. eine Selektion der Lochkoordinaten aus den verschie-Dabei sollen mit Hilfe einer E^T.insclzeinrichtung in denartigen auf dem Leiterplan gespeicherten Figuren eine bereits mit Aufnahmclödicm versehene Platte dadurch, daß die fotoclektrischen Elemente die aufclektronische Bauteile maschinell eingesetzt werden. 40 genommenen optischen Signale nur dann in einen Um diese Einsetzeinrichtung während des Einsetz- elektrischen Steuerimpuls verwandeln, wenn sie Vorgangs jeweils in die richtige Positi ι zu bringen, gleichzeitig in einer vorbestimmten, der geometriwerden vorab die Lochkoordinatcn der einzelnen sehen Form der Lochmarkierungcn entsprechenden Einselzbohrungen auf einer zweiten Platte aufgezeich- Kombination angesprochen werden. Dadurch wird net, indem in diese zweite Platte mittels einer Bohr- 45 bei der Identifikation der Lochmarkierungen eine maschine koordinatengleich Löcher gebohrt werden. Verwechslung mit jeder anderen Art von auf dem Erst nach Fertigstellung dieser zweiten Platte werden Leitcrplan dargestellten geometrischen Figuren ausnun umgekehrt mit Hilfe eines Taslsliftcs die Loch- geschlossen.plates with electrical components became known. a selection of hole coordinates from the various-ways are to .insclzeinrichtung in denartigen stored on the conductor plan figures, an already provided with Aufnahmclödicm plate characterized in that the elements fotoclektrischen the aufclektronische components are used mechanically by means of an E ^T. 40 taken optical signals only in order to transform this insertion device during the insertion electrical control pulse, if they bring the process into the correct position, at the same time in a predetermined, the geometri will see beforehand the hole coordinates of the individual shape of the hole markings corresponding inset bores a second disk recorded combination are addressed. This is done by drilling a machine-coordinate hole in this second plate by means of a drill hole 45 when identifying the hole markings. Confusion with any other type of geometrical figures shown on the first after the completion of this second plate, the holes are closed from the other side with the help of a pocket lift.

koordinaten auf dieser zweiten Platte abgetastet, wo- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindungcoordinates scanned on this second plate, where- According to a further embodiment of the invention

bei je nach Stellung dieses Taststiflcs die zu besliik- 50 werden die auf dem Leilerplan gespeicherten optikende Platte in die richligc Finsel/posilicn unterhalb sehen Zeichen mittels Durchleuchten auf die gegender Einsct/cinrichtiing gebracht wird. Hierbei müssen übcrliegcnde fotoclcktri.schc Abiastvorrichtung proji· in dem ersten Arbcilsgang zur Erstellung der I och- ziert, wodurch bei Verwendung von gebündeltem schablone die einzelnen Einselzbohrungen auf der Licht aus einer punktförmigen Lichtquelle die auf Plalle nacheinander abgetastet werden, wonach in 55 dem Lciterplan dargestellten Figuren entsprechend einem zweiten Arbeitsgang wiederum die Bohrungen dem Strahlengang vergrößert und leichter erfaßt wer· auf der Loehschablone einzeln abgetastet werden den können.depending on the position of this stylus, the 50 to be viewed will be the optical ends stored on the layout plan Plate in the real Finsel / posilicn underneath see signs by means of candling on the area Einsct / cinrichtiing is brought. In this case, the overlying photoelectric displacement device must be proji in the first arbcilsgang to create the I och- ziert, whereby when using bundled template the individual single holes on the light from a point light source on the Plalle are scanned one after the other, after which the figures shown in FIG. 55 correspond to the Lciterplan in a second step, the bores in the beam path are enlarged and more easily detected who can be scanned individually on the hole template.

müssen. Für den ersten Arbcilsgang greifen Zentrier- Gemäß der Erfindung ist eine Vorrichtung zurhave to. For the first Arbcilsgang grab centering According to the invention is a device for

stifle eines dem elektrischen Bauelement nnchgebil- Durchführung des Verfahrens dadurch gegeben, daß dclcn Adapiers in die Bohrungen der vorliegenden fio die Lochmarkicrungen als punklarligc Kreise aus-PIa(Ic ein, während für den zweiten Arbcilsgang der gebildet sind, die stets von einer Zone anderen HcI-TaMs(IfL in die mittels der Bohrmaschine erstellten ligkcilsgradcs umschlossen sind. Der punklarligc Bohrungen auf der Loehschablone eingefiilirl wer- Kreis ist ein geometrisches Gebilde einfachster Art, den. Es finden also bei beiden Arbcilsgiingen media- welches durch die umgebende geschlossene Zone nischc Berührungen zwischen dem Taslorgan und 65 anderen llclligkeilsgradcs mit .Sicherheit gegenüber ihm abzulaslcndcn Objekt stall. Besondere Schwic- jeder anderen im Leitcrplan gespeicherten Figur ab· rigkcilen ergehen sich hierbei beim Heranführen der gegrenzt und durch cnlsprechcnd einfach angeord· Tasiorgane an die jeweiligen Bohrungen bzw. beim ncle Dioden gut crfaßl werden kann.The method is carried out in accordance with the electrical component by inserting the adapters into the bores of the present fio the hole markings as punctiform circles, while for the second operation the are formed, which are always from a zone other HcI -TaMs (IfL are enclosed in the ligkcilsgradcs created by means of the drilling machine. The punctiform drillings on the hole template are a geometric structure of the simplest kind, the. So there are media in both arbcilsgiingen which through the surrounding closed zone nischc contacts between The Taslorgan and 65 other wedge-shaped objects with security against it . There are special issues with any other figure stored in the master plan when the delimited and simply arranged Tasiorganes are brought up to the respective bores or with the individual diodes can be well crfaßl.

Nach einer Weit
kkiAfter a long way
kki

,..-, ,,eilerbikliiiig der Erfindung sind die dilivk'klriselien Elemente als Fotodioden konzenlrisch um eine Milleldiode angeordnet, wobei die Milleldiode auf den I lelligkeiiswert des Markieruiigspunkies und die zusammenwirkenden restlichen, konzenlrisch angeordneten Fotodioden auf den Hclligkeitswew der umgebenden Zone abgestimmt sind. Die konzentrische Anordnung der Fotodioden entspricht der Form der Lodiinarkierungen und dient der lükkenlosen Erfassung der die Markierungspunkte um- κ gehenden Zone, so daß eine besonders hohe Sicherheil gegen die Verwechslung mit anderen Figuren gegeben Lsi., ..-, ,, eilerbikliiiig of the invention are the dilivk'klriselien elements as photodiodes concentrated arranged around a Milleldiode, the Milleldiode on the I lelligkeiiswert des Markieruiigspunkies and the remaining, concentrically arranged photodiodes working together on the brightness sws are matched to the surrounding zone. The concentric arrangement of the photodiodes corresponds the shape of the Lodiina markings and serves to ensure that there are no gaps Detection of the zone surrounding the marking points, so that a particularly high level of security against confusion with other figures given Lsi.

Gemäß der Erfindung besteht eine weitere Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens darin, daß der Leilerplan mit den Lochmarkierung«] auf einem Filmnegaliv gespeichert ist. Da dieses Filmnegaliv ohnehin zum Atzen der Leiterplatte benötigt wird, bedarf es für die Verwendung als Bonrvorlagc keines zusätzlichen Aufwandes. Zudem eignet es sich besonders für das Abtasten durch Durchleuchten.According to the invention there is another device to carry out the method in that the Leilerplan with the hole marking «] is saved on a film level. As this film isnegaliv is required anyway for etching the circuit board, there is no need for use as a Bonrvorlagc additional effort. It is also particularly suitable for scanning through candling.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Ablastvorrichlung mit einer Vorrichtung zum Lochen durch z. B. Bohren der Leiterplatte starr gekoppelt und relativ gegenüber dem zusammen mit der Leiterplatte auf einem Koordinalentisch befestigten Leilerplan in der Abtastebenc bewegbar. Durch die starre Kopplung der Bohrvorrichtung mit der Ablastvorrichlung und der Leiterplatte mit dem Lcitcri)!un wird erreicht, daß sich nach genauer Einstellung 30 der Vorrichtung die Bohrvorrichtung stets in der gleichcn I agc gegenüber der Leiterplatte befindet wie die U)tasivorrichtung gegenüber dem Leilerplan, wodurch die I.ochkoordinalen in einfachster Weise .,elhsllätig und genau übertragen werden können.According to a further embodiment of the invention, the Ablastvorrichlung with a device for punching through z. B. Drilling the circuit board rigidly coupled and movable relative to the Leilerplan fastened together with the circuit board on a coordinate table in the scanning plane. The rigid coupling of the drilling device with the load device and the circuit board with the Lcitcri) un is achieved that, after precise adjustment of the device, the drilling device is always in the same position opposite the circuit board as the basic device is opposite the circuit plan, whereby the Iochkoordinalen can be transferred in the simplest way., elhsllätig and precisely.

Gemäi. einer Weilerbildung der Erfindung sind mehrere Bohrvorrichtung«! nebeneinander angeordnet, die gleichzeitig eine oder mehrere nebeneinander und'oder übereinander auf dem Koordinalenlisch befestigte Leilerplallen bohren können.According to a hamlet of invention several drilling jigs «! arranged side by side, one or more side by side at the same time and'or attached one above the other on the coordinate table Can drill Leilerplallen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den in der Zeichnung dargestellten utid nachstehend beschriebenen Aiisführungsbcispielcn. Es zeigtFurther details of the invention emerge from the utid shown in the drawing below described examples. It indicates

Fig. I einen Leitcrplan zur Durchführung des erfindungsgemüßcn Verfahrens,FIG. I shows a master plan for carrying out the inventive Procedure,

Fig. 2 eine sclieiiiaiisch dargestellte Anlage zur Durchführung des erfinduiigsgemäßcn Verfahrens.Fig. 2 is a schematically shown system for Implementation of the method according to the invention.

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MitlL'ldiode eines Abtastkopfes 6 projiziert, und gleichzeitig erfassen die umgebenden, konzenlrisch angeordneten Fotodioden die ilen M.iiUeriiiigspunkl4 umschließende Zone. Dabei werden .sämtliche Fotodioden gleich/eilig entsprechend ihrer vorgegebenen Abstimmung angestrahlt und lösen einen elektrischen Impuls aus, der das Vorhandensein einer Lochmarkierung4 signalisiert. Bei der Gefahr der Verwechslung der hier beschriebenen Markierung -I mit anderen Figuren des Leiterplanes I wäre es ohne weiteres möglich, die Form der Markierung 4 so abzuändern, daß sie sich hinreichend von allen anderen gespeicherten Figuren unterscheidet. Die Anordnung der Fotodioden wäre dann der Form der neuen Markierungen anzupassen.Projected with a scanning head 6, and At the same time, the surrounding, concentrically arranged photodiodes capture the ile M.iiUeriiiigspunkl4 enclosing zone. All Photodiodes are illuminated immediately / in a hurry according to their preset coordination and solve one electrical impulse, which signals the presence of a hole marking4. At the risk of There would be no confusion between the marking -I described here and other figures in the ladder diagram I. further possible to change the shape of the marker 4 so that it is sufficiently different from all the others stored figures is different. The arrangement of the photodiodes would then be the shape of the new markings adapt.

in Fig. 2 ist .scheniatisv': eine Anlage zum Bohren der Leiterplatten 1 nach dnn erfindungsgemäßcn Verfahren dargestellt. Ein auf einem Kreuzschlitten geführter Koordinalentisch 5 kann beliebig unter der Abtastvorrichtung 6, die fest mit einer Bohrvorrichtung 7 verbunden ist, verschoben werden. Auf dem Koordinatentisch 5 sind der Leitcrplan I, 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 Lage gehallen. Diese Fixierstiftc 9 gewährleisten die genaue Übereinstimmung der Lochkoordinaten mit der Lage der Lochmarkierungen 4 auf dem Leiterplan 1. Die Abtastvorrichtung 6 kann eine oder mehrere .schematisch dargestellte fotoelektrisch Abtaslköpfc 10 einhalten, die jeweils eine der Bohrspindeln II der Bohrvorrichtung 7 steuern. Immer dann, wenn einer der Abtastköpfe IO auf eini Lochmarkierung 4 trifft, löst er einen elektrischen Impuls :>us, der den entsprechenden Bohrvorgang auf der I cilerplalte i einleitet. Sind gleichzeitig mehrere Leiterplatten 1 übereinander auf dem Koordinatentisch 5 gespannt, so werden einsprechend viele löcher in einem Vorgang gebohrt. Durch zusätzliches Anbringen von nebeneinander angeordneter Ahlastvorrichtungen mit Leiterplänen und Bohrvorrichtungen mit Leiterplatten läßt sich das Verfahren noch weiter beschleunigen. in Fig. 2 is .scheniatisv 'means a plant shown for drilling the printed circuit boards 1 after DNN erfindungsgemäßcn method. A coordinate table 5 guided on a compound slide can be moved as desired under the scanning device 6, which is firmly connected to a drilling device 7. On the coordinate table 5, the Leitcrplan I, which can be x-rayed as a film negative 2 from below, and a printed circuit board 8 to be perforated and held by fixing pins 9 in a precisely predetermined position. These fixing pins 9 ensure the exact correspondence of the hole coordinates with the position of the hole markings 4 on the circuit diagram 1. The scanning device 6 can adhere to one or more .schematically illustrated photoelectrically scanning heads 10, each of which controls one of the drilling spindles II of the drilling device 7. Whenever one of the scanning heads IO hits a hole marking 4, it triggers an electrical impulse:> us, which initiates the corresponding drilling process on the Icilerplalte i. If several circuit boards 1 are clamped one above the other on the coordinate table 5 at the same time, a corresponding number of holes are drilled in one operation. The process can be accelerated even further by additionally attaching load devices arranged next to one another with circuit diagrams and drilling devices with circuit boards.

Claims

Patent claims:

according to the procedure. F i g. I shows a master plan I for implementation s erfid procedure as he relates to

creates Dbi

i g. I shows an L.

of the method according to the invention, as it relates to 50 a Filninegaliv 2 represents. The correspond to dark areas the later to be etched conductor tracks J on a circuit board 8, while those of dark Zones enclosed, bright, dot-like circles in a grid field, markings 4 place where the circuit boards 8 are to be punched. When scanning the ladder plan 1 that will FiJmncgaliv2 transilluminated, with the figures depicted on film negative 2 on foloclectic Elements of a scanning device 6 are projected 60. Is used for: the transillumination of the film negative 2 the bundled light of a pin-shaped light source, the figures of the ladder diagram 1 can be projected on the scanning device 6 enlarged. Now hits the scanning device 6 in the course of its 65th rapid, step-by-step advancement a grid point, on which there is a hole marking, the marking pin 4 will point to a

I. Method for punching I pus platelets. in which the places to be punched in a grid field coordinally match the corresponding markings on a template that is used as a template and these markings, taken directly from the template by a scanning device, are used to control a device for punching, in particular for rjaiiuckle circuits that the hole coordinates are taken from the plan by means of a follow-up scanning device (6) by moving the Ablast device over the guide plan and, in the case of refugees with a hole marking, the hole coordinates are automatically transmitted to a locating device by the optical signal of the hole marking (4) .

2. The method according to claim I. daduich characterized in that a selection of the l.ochkoonli mtli'ii from the various figures stored on the I eii.T-plan (1,2) eil '' ■ · (,

that the foincleklrisclien Hlemcnlc the received c.plischcii signals only in an electrical Transform control impulse, if they are in a rush in a predetermined, the geomelrisehen lorni der Lochmarkicrungcn (4) enlprreeilenden Komhinaticn are addressed.

3. VciTahrcn according to the preceding claims, characterized in that the optical characters stored on the I.eilerplan niillcls candling is projected onto the opposite photoelectric scanning device (6) graze.

4. Device for performing the method according to the preceding claims, characterized characterized in that the Lochmarkicrungcn (4) are designed as punklurtigc circles, the slels from a zone of different degrees are enclosed.

5. Device according to the preceding claims, characterized in that the photoelectric lilinenlc as l-olodiodcn concentric are arranged around a Mittcldiodc, wolici the milieu diode on the brightness value of the marking point and the remaining concentrically arranged l-ol <ul: <ulcn on the llelligkcilswerl of the surrounding zone ahgcstimml are.

ft. Device for performing the method according to the preceding claims, characterized in that marked that the l.eilcrplan with the l.ochmarkicrungcn stored on an L'ilninegaliv (I) is.

7. Device according to the preceding claims, characterized in that the load device with a device for punching through z. Π. Drilling the printed circuit board rigidly coupled and relative to that attached together with the printed circuit board on a Koordinalenliseh Lcilerplan is movable in the Abtaslebenc.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that several HohrvnrrichUingcn are arranged side by side, one or more side by side and / or one above the other at the same time Drill guide rails attached to the Koordinalenliseh.

Hic17.11 1 sheet of drawings