DE3738067A1

DE3738067A1 - Device for the multiple coating of boards

Info

Publication number: DE3738067A1
Application number: DE19873738067
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Anger; Stefan Battlogg
Original assignee: Individual
Current assignee: Anger Electronic Gesmbh Bludenz At
Priority date: 1987-11-09
Filing date: 1987-11-09
Publication date: 1989-05-18

Abstract

A device is described for the multiple coating of boards, in particular of electrical circuit boards, predrying taking place between each two coating operations. All coating operations are carried out in the same coating station and, before the second and each further coating operation, a conveying device transfers the boards into the same predryer and out of the latter to the coating station.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum mehr fachen Beschichten von Platten, insbesondere von elektrischen Leiterplatten, wobei zwischen je zwei Beschichtungen eine Vortrocknung erfolgt.The invention relates to a device for more fold coating of plates, especially of electrical circuit boards, with between two Coatings are predried.

Zur Herstellung gedruckter Schaltungen wird vielfach ein Verfahren angewendet, bei dem kupferkaschierte Leiter platten mit lichtempfindlichem Lack besprüht werden. Derartige Verfahren sind ein wesentlicher Anwendungsfall der Erfindung, ohne daß diese darauf eingeschränkt sein soll. Das durch die Erfindung zu lösende Problem tritt nämlich ebenso beim Besprühen von Keramik, Glas und bestückten Leiterplatten auf. Außerdem ist es nicht erfindungswesentlich, daß die Beschichtung gerade durch ein Besprühen erfolgt.A lot is used to manufacture printed circuits Process applied to the copper-clad conductor plates are sprayed with light-sensitive varnish. Such methods are an essential application of the invention, without being limited thereto should. The problem to be solved by the invention occurs namely when spraying ceramics, glass and assembled printed circuit boards. Besides, it is not essential to the invention that the coating just through spraying takes place.

Bei bekannten Einrichtungen der eingangs genannten Art werden die zu bearbeitenden Platten kontinuierlich vorwärts bewegt, wobei für jeden Bearbeitungsschritt eine eigene Bearbeitungsstation vorgesehen ist, in welcher die Platten allerdings verschieden lange verweilen. Um Engpässe zu vermeiden, ist es dabei üblich, zeitaufwendige Bearbeitungsvorgänge nebeneinander an mehreren Platten eines Bearbeitungszustandes in der selben Station durch zuführen.In known devices of the type mentioned the plates to be processed become continuous moved forward, with each machining step a separate processing station is provided, in which however, the plates linger for different lengths of time. Around Avoiding bottlenecks, it is common to be time consuming Machining processes side by side on several plates processing status in the same station respectively.

Aufgabe der Erfindung ist es, gegenüber bekannten Ein richtungen eine Reduktion an Bearbeitungsstationen zu erzielen, wobei alle Stationen weitgehend ausgelastet bleiben sollen. The object of the invention is compared to known one towards a reduction in processing stations achieve, with all stations largely utilized should stay.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß alle Beschichtungen in der selben Beschichtungsstation erfolgen, und daß eine Transporteinrichtung vorgesehen ist, welche die Platten vor der zweiten und jeder weiteren Beschichtung in den selben Vortrockner und aus diesem zur Beschichtungsstation bringt.The invention solves the problem in that all coatings in the same coating station take place, and that a transport device is provided which is the plates before the second and any further Coating in and out of the same pre-dryer Coating station brings.

An die Stelle des bisher üblichen gleichsinnigen Weiter wanderns der Platten von einer Station zur nächsten, tritt bei der Erfindung also eine Hin- und Herbewegung der Platten zwischen Beschichtungsstation und Vortrockner. In diesem Bereich der Einrichtung scheidet damit die Verwendung eines umlaufenden Bandes für den Transport der Platten aus. Jede Platte wird vielmehr individuell bewegt, wozu vorzugsweise vorgesehen ist, daß die Transporteinrichtung mit einem Greifer für einzelne Platten versehen ist, welcher höhenverstellbar und zwischen Vortrockner und Beschichtungsstation hin- und herverfahrbar, sowie um eine quer zur Vorschubrichtung verlaufende Horizontalachse verschwenkbar ist.In place of the usual common sense moving the plates from one station to the next, a back and forth movement occurs in the invention the plates between the coating station and the pre-dryer. In this area of the facility, the Use of a circulating belt for transport of the plates. Rather, each plate is individual moved, which is preferably provided that the Transport device with a gripper for individual Is provided which is adjustable and height back and forth between pre-dryer and coating station can be moved, as well as one transverse to the feed direction extending horizontal axis is pivotable.

Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further preferred embodiments of the invention result itself from the subclaims.

Die Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnung näher erläutert.The invention is then based on the drawing explained in more detail.

Fig. 1 zeigt schematisch die Komponenten einer modular aufgebauten Beschichtungseinrichtung in Seitenansicht und Draufsicht, Fig. 1 shows schematically components of a modular coater in side view and plan view,

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des Verfahrens ablaufes in der Einrichtung nach Fig. 1, Fig. 2 is of the process sequence in the apparatus of Figure is a schematic representation. 1,

Fig. 3 ist die schaubildliche Darstellung einer Transport einrichtung, Fig. 3 shows the perspective view of a transport device is,

Fig. 4 zeigt den Vortrockner in zwei Ansichten entsprechend Fig. 1, sowie zusätzlich in Richtung der Pfeile in Fig. 1, Fig. 4 shows the pre-dryer in two views corresponding to FIG. 1, and additionally, in the direction of arrows in Fig. 1

Fig. 5 zeigt in gleicher Weise wie Fig. 4 die Be schichtungsstation mit dem darunter angeordneten Haupttrockner. Fig. 5 shows in the same way as Fig. 4, the loading station with the main dryer arranged below.

Wie Fig. 1 zeigt, ist die erfindungsgemäße Einrichtung modular aufgebaut, d.h. sie besteht aus einer Reihe unabhängiger Bearbeitungsstationen, die miteinander verbunden sind. Innerhalb dieser Bearbeitungsstationen durchläuft jede Leiterplatte eine Reihe von Verfahrens schritten, welche zunächst anhand von Fig. 2 kurz beschrieben werden.As shown in FIG. 1, the device according to the invention has a modular structure, ie it consists of a number of independent processing stations which are connected to one another. Within these processing stations, each circuit board goes through a series of process steps, which are first briefly described with reference to FIG. 2.

Zunächst wird eine Platte 8 manuell oder automatisch in die Eingangsstation 1 eingelegt (a). Ihre Position wird dort von Anschlägen, deren Lage vom Format der Platte abhängt, definiert. Für verschiedene Anwendungen ist es günstig, die Platte 8 in der Eingangsstation 1 beispiels weise durch Flächenheizleiter auf etwa 50°C vorzuwärmen (b), um eine gute Haftung der ersten Beschichtung sicherzustellen.First, a plate 8 is inserted manually or automatically into the input station 1 (a) . Their position is defined there by stops, the position of which depends on the format of the plate. For various applications, it is advantageous to preheat the plate 8 in the input station 1, for example by means of surface heating conductors, to approximately 50 ° C. (b) in order to ensure good adhesion of the first coating.

Anschließend wird die Platte 8 durch die später gesondert beschriebene Transporteinrichtung in horizontaler Lage unter der Sprühpistole 10 vorbeigeführt und dabei ein erstes Mal beschichtet (c). Anschließend erfolgt die erfindungsgemäße Rückführung der Platte 8 aus der Be schichtungsstation 3 in den Vortrockner 2, wo die Platte 8 mit etwa 50° warmer Luft beaufschlagt wird, sodaß etwa die Hälfte des bei der Beschichtung aufgebrachten Lösungs mittels verdunstet. Diese Vortrocknung (d) bewirkt eine gute Haftung aufeinanderfolgender Schichten aneinander und verhindert bei großen Schichtstärken die Bildung von Lösungsmittelblasen. Außerdem wird dadurch die Menge des Lösungsmittels verringert, welche bei der Haupttrocknung aus der ersten Schicht durch die zweite Schicht hindurch verdunstet werden muß.The plate 8 is then passed by the transport device, which will be described separately later, in a horizontal position under the spray gun 10 and thereby coated for the first time (c) . This is followed by the return of the plate 8 according to the invention from the loading station 3 into the pre-dryer 2 , where the plate 8 is acted upon with approximately 50 ° warm air, so that approximately half of the solution applied during the coating evaporates by means. This predrying ( d ) ensures that successive layers adhere well to one another and prevents the formation of solvent bubbles in the case of large layer thicknesses. It also reduces the amount of solvent that must evaporate from the first layer through the second layer during main drying.

Nach dem Vortrocknen (d) der ersten Schicht erfolgt eine weitere Beschichtung (e), woraufhin jeweils wieder eine Rück führung an den Vortrockner 2 vorgesehen ist. Die Zahl der ein- oder zweiseitigen Beschichtungen der Platte ist dabei nicht beschränkt. Die fertig beschichtete Platte 8 gelangt in den Haupttrockner 5, in welchem zunächst der größte Teil der noch im Lack befindlichen Lösungsmittel abgelüftet (f) wird. Anschließend erfolgt die eigentliche Haupttrocknung (g) der stehend auf einem umlaufenden Band durch den Haupttrockner 5 geführten Platten 8. Wie beim Vortrocknen wird dabei über Widerstandsheizelemente erwärmte Luft im Umluftverfahren eingesetzt. Entlang der Behandlungsstrecke steigt dabei die Lufttemperatur zunächst und fällt dann wieder ab. Dabei wird darauf geachtet, daß die Oberflächentemperatur der Leiterplatte den zulässigen Wert (beispielsweise 90°) nicht über schreitet. Schließlich wird die Leiterplatte 8 von der Transporteinrichtung in die Ausgangsstation 6 abgelegt (h). Die Platte liegt dabei wie bei allen auf die erste Be schichtung folgenden Verfahrensschritten auf den vom Lack frei gehaltenen Seitenrändern auf. Sie kann durch Griffmulden an diesen freien Rändern gehalten und der Anlage entnommen werden.After predrying ( d ) the first layer, a further coating ( e ) takes place, whereupon a return to the predrying device 2 is again provided. The number of one- or two-sided coatings on the plate is not limited. The finished coated plate 8 passes into the main dryer 5 , in which the major part of the solvent still in the paint is first vented off (f) . The actual main drying ( g ) of the plates 8, which are guided on a rotating belt through the main dryer 5 , then takes place. As with pre-drying, air heated using resistance heating elements is used in the recirculating air process. The air temperature initially rises along the treatment route and then drops again. Care is taken to ensure that the surface temperature of the circuit board does not exceed the permissible value (for example 90 °). Finally, the circuit board 8 is deposited by the transport device into the exit station 6 (h) . The plate lies on the side edges which are kept free of paint, as in all the process steps following the first coating. It can be held at these free edges by recessed grips and removed from the system.

Die Klimaanlage 9 verfügt über Zuluftfiltereinheiten bis zu einer Leistung im Schwebstoffbereich, Dampflanzen zur Anpassung der Luftfeuchtigkeit, elektrische stufenlos regelbare Widerstandsheizelemente zur Erwärmung der Trocknerluft (die über Thermostate überwacht werden) als auch über ein genau abgestimmtes Zu- und Abluftsystem zu den einzelnen Stationen. Weiters enthält sie sämtliche Regel- und Zuordnungsmöglichkeiten, die für den Betrieb solch einer Anlage erforderlich sind. Die beheizten Stationen (Vortrocknung und Haupttrocknung) sind, um Wärmeverluste zu vermeiden, isoliert.The air conditioning system 9 has supply air filter units up to a performance in the suspended matter area, steam lances to adjust the air humidity, electrical infinitely variable resistance heating elements for heating the dryer air (which are monitored by thermostats) as well as a precisely coordinated supply and exhaust air system to the individual stations. Furthermore, it contains all control and assignment options that are required for the operation of such a system. The heated stations (pre-drying and main drying) are insulated to avoid heat loss.

Der Vorteil der vorhin beschriebenen Verfahrensführung zeigt sich erst, wenn sich mehrere Platten gleichzeitig zur Behandlung in der beschriebenen Einrichtung befinden. Die Transporteinrichtung, welche eine Platte 8 in den Vortrockner 2 zurückgebracht hat, braucht dann nämlich nicht zu warten, bis die Vortrocknung, welche nach jedem Beschichten etwa zwei Minuten in Anspruch nimmt, beendet ist. Vielmehr erfaßt sie unverzüglich eine andere Platte, bei welcher die Vortrocknung bereits abgeschlossen ist und führt sie zur weiteren Beschichtung der Beschichtungs station 3 oder zur endgültigen Trocknung dem Haupt trockner 5 zu. Der Haupttrockner 5 ist ebenfalls hin reichend groß ausgelegt, sodaß die Platten 8 darin bis zu vier Minuten abgelüftet und bis zu 26 Minuten getrocknet werden können, ohne daß es zu Stauungen des Verfahrensablaufes kommt. Durch die beschriebene Verfahrensführung ist bei doppelseitiger und zweimaliger Besprühung der Platten eine Taktzeit von einer Minute, also ein Durchsatz von 60 Platten pro Stunde erzielbar.The advantage of the process described above only becomes apparent when several plates are in the described device for treatment at the same time. The transport device, which has brought a plate 8 back into the pre-dryer 2 , does not then have to wait until the pre-drying, which takes about two minutes after each coating, has ended. Rather, it immediately detects another plate in which the predrying is already complete and leads it to the further coating of the coating station 3 or to the main dryer 5 for final drying. The main dryer 5 is also designed to be large enough so that the plates 8 can be ventilated therein for up to four minutes and dried for up to 26 minutes without the process sequence being jammed. The procedure described allows a cycle time of one minute, ie a throughput of 60 plates per hour, to be achieved when the plates are sprayed on both sides and twice.

Wesentlich für den beschriebenen Verfahrensablauf ist eine Transporteinrichtung 7, welche es erlaubt, die Platten 8 zwischen Vortrockner 2 und Beschichtungs station 3 hin- und herzubewegen. Beispielsweise kann eine solche Transporteinrichtung 7 so aussehen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Diese Einrichtung besteht aus einem Greifer 11, welcher die Platte 8 mittels Klauen 12 festhält. Dieser Greifer 11 ist drehbar und längsverschiebbar auf einem Träger 13 gelagert, welcher seinerseits auf einem Ständer 14 höhenverstellbar ist. Der Ständer 14 ist auf der Bahn 15 entlang der gesamten Einrichtung verfahrbar. Essential to the process sequence described is a transport device 7 , which allows the plates 8 to be moved back and forth between the pre-dryer 2 and the coating station 3 . For example, such a transport device 7 can look as shown in FIG. 3. This device consists of a gripper 11 , which holds the plate 8 by means of claws 12 . This gripper 11 is rotatably and longitudinally displaceably mounted on a carrier 13 , which in turn is height-adjustable on a stand 14 . The stand 14 can be moved on the web 15 along the entire device.

Der in Fig. 4 dargestellte Vortrockner ist im wesentlichen ein Stapelbehälter für horizontal zu stapelnde Platten 8 und die Platten 8 liegen darin mit ihren unbeschichteten Längsrändern einerseits auf feststehenden Leisten 18, andererseits auf Leisten 19 auf, welche zur Anpassung an verschiedene Plattenbreiten auf den die Leisten 18 und 19 tragenden Verbindungsstäben 20 verschiebbar sind. Diese Verschiebung erfolgt mittels einer Lineareinheit (einem durch einen Faltenbalg abgeschirmten elektrischen Schrittmotor) 17. Diese Lineareinheit 17 greift über vertikale Stege 21 an den verschiebbaren Leisten 19 an. Die Verbindungsstäbe 20 sind an einem gemeinsamen Träger 23 befestigt, welcher durch eine weitere Linear einheit 16 auf- und abbewegbar ist. Durch diese Bewegung kann jeweils eine Platte, welche dem Stapel entnommen werden soll, vor den Schlitz 22 im Gehäuse des Vor trockners 2 gebracht werden. In gleicher Weise wird bei Einführen einer Platte durch den Schlitz 22 ein freies Paar von Leisten 18, 19 in die richtige Höhe gebracht. Die Unterbrechung der Leisten 18 im Mittelbereich erlaubt dabei die Einführung des Greifers 11 ins Innere des Vortrockners 2.The pre-dryer shown in Fig. 4 is essentially a stacking container for panels 8 to be stacked horizontally and the panels 8 lie there with their uncoated longitudinal edges on the one hand on fixed strips 18 , on the other hand on strips 19 , which adapt to different plate widths on the strips 18 and 19 supporting connecting rods 20 are displaceable. This displacement takes place by means of a linear unit (an electric stepping motor shielded by a bellows) 17 . This linear unit 17 engages the movable strips 19 via vertical webs 21 . The connecting rods 20 are attached to a common support 23 which can be moved up and down by a further linear unit 16 . By this movement, a plate, which is to be removed from the stack, can be placed in front of the slot 22 in the housing of the dryer 2 . In the same way, when a plate is inserted through the slot 22, a free pair of strips 18 , 19 is brought to the correct height. The interruption of the strips 18 in the central region allows the gripper 11 to be introduced into the interior of the predrying device 2 .

In Fig. 5 ist vor allem die Beschichtungsstation 3 von Interesse, welche oberhalb des Haupttrockners 5 angeordnet ist. Zu beschichtende Platten 8 gelangen in die Be schichtungsstation 3 in horizontaler Lage von links nach rechts, wobei sie vom Greifer 11 der Transport einrichtung 7 festgehalten werden. Dabei befinden sie sich unmittelbar unter den Bändern 31, 31′, welche von Spulenpaaren 29, 30 bzw. 29′, 30′ gespannt gehalten und durch einen Antrieb 26 abgewickelt werden. Durch die Bänder 31, 31′ wird der seitliche Rand der Platten 8 in einer Breite von etwa 10 mm vom Lack freigehalten, welcher von der Sprühpistole 10 auf die Platte 8 gesprüht wird. Die Einstellung des seitlichen Abstandes der Bänder 31 und 31′ erfolgt dabei durch die Lineareinheit 27, Höhen- und Seitenverstellung der Sprühpistole 10 durch die Lineareinheiten 24 und 25.In Fig. 5 is mainly the coating station 3 of interest, which is located above the main dryer 5. Plates 8 to be coated arrive in the coating station 3 in a horizontal position from left to right, being held by the gripper 11 of the transport device 7 . They are located directly under the belts 31 , 31 ', which are held taut by pairs of coils 29 , 30 and 29 ', 30 'and are unwound by a drive 26 . By the tapes 31 , 31 ', the lateral edge of the plates 8 is kept free from the paint in a width of about 10 mm, which is sprayed onto the plate 8 by the spray gun 10 . The setting of the lateral distance between the belts 31 and 31 'is carried out by the linear unit 27 , height and side adjustment of the spray gun 10 by the linear units 24 and 25th

Wird eine Platte 8 auf gleicher Höhe nach rechts durch die Beschichtungsstation 3 und dann wieder nach links zurück zum Vortrockner bewegt, so ist es notwendig, die Bänder 30 und 30′ bei jedem Bearbeitungsschritt gleich sinnig weiterzubewegen, damit ein bereits besprühter Bandabschnitt nicht zweimal zum Einsatz kommt. Diese Rückführung der Platte auf gleicher Höhe ist nur not wendig, wenn bei der Hin- und Rückbewegung jeweils ein verschiedener Teil der Plattenfläche besprüht werden soll. Erfolgt andererseits die Rückbewegung der Platte ohne Kontakt mit den Bändern 31, 31′, so werden während der Vorbewegung die Bänder automatisch um eine Platten länge weitergeschoben, bis das Ende einer Rolle erreicht ist und diese als Abfall entfernt wird.If a plate 8 is moved at the same height to the right through the coating station 3 and then back to the left again to the pre-dryer, it is necessary to move the belts 30 and 30 'equally sensibly with each processing step so that an already sprayed belt section is not used twice is coming. This return of the plate at the same height is only necessary if a different part of the plate surface is to be sprayed during the back and forth movement. On the other hand, the return movement of the plate takes place without contact with the belts 31 , 31 ', so the belts are automatically shifted one plate length during the advance movement until the end of a roll is reached and this is removed as waste.

Während alle anderen Bewegungen im beschriebenen System ausschließlich durch die Transporteinrichtung 7 bewirkt werden können, benötigt der Haupttrockner 5, welcher ebenfalls in Fig. 5 dargestellt ist, Förderbänder 35, 35′ zur Weiterbewegung der stehend in Randklemmen 34 einge setzten Platten 8. Angetrieben werden diese Förder bänder 35, 35′ durch einen Motor 32. Unterschiede in der Breite der Platten werden dadurch ausgeglichen, daß mittels des Motors 33 der Abstand der beiden Förder bänder 35, 35′ verändert wird.While all other movements in the system described can only be effected by the transport device 7 , the main dryer 5 , which is also shown in FIG. 5, requires conveyor belts 35 , 35 'for the further movement of the plates 8 inserted into the edge clamps 34 . These conveyor belts 35 , 35 'are driven by a motor 32 . Differences in the width of the plates are compensated for by the fact that the distance between the two conveyor belts 35 , 35 'is changed by means of the motor 33 .

Claims

1. Device for multiple coating of plates ( 8 ), in particular of electrical circuit boards, with pre-drying taking place between every two coatings, characterized in that all coatings are carried out in the same coating station ( 3 ) and that a transport device ( 7 ) is provided which brings the plates ( 8 ) before the second and each further coating in the same pre-dryer ( 2 ) and from this to the coating station ( 3 ).

2. Device according to claim 1, characterized in that the transport device ( 7 ) with a gripper ( 11 ) for individual plates ( 8 ) is provided, which is adjustable in height and between the pre-dryer ( 2 ) and loading coating station ( 3 ) back and forth , and about a horizontal axis running transversely to the feed direction.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the pre-dryer ( 2 ) contains a height-adjustable frame for stacked, horizontally mounted plates ( 8 ).

4. Device according to claim 3, characterized in that the frame comprises longitudinally extending strips ( 18 ) and also longitudinally displaceable strips ( 19 ) to support the uncoated longitudinal edges of the plates ( 8 ).

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the coating station ( 3 ) pairs of drivable coils ( 29 , 30 ; 29 ', 30 ') are provided, which tapes ( 31 ; 31 ') to cover the Wear the longitudinal edges of the plates ( 8 ).

6. Device according to claim 5, characterized in that a pair of coils ( 29 ', 30 ') by a linear unit ( 27 ) is displaceable.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that seen in the direction from the entrance to the exit of the device, the pre-dryer ( 2 ) in front of the coating station ( 3 ) and the transport device ( 7 ) are arranged laterally therefrom.

8. Device according to claim 7, characterized in that for the final drying of the plates ( 8 ) below the coating station ( 3 ), a main dryer ( 5 ) with a rotating conveyor belt ( 35 ) for standing plates ( 8 ) is provided.