CN108369917B - 装配有接收装置的元件操控装置及其方法 - Google Patents

装配有接收装置的元件操控装置及其方法 Download PDF

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Abstract

用于元件的接收装置设计成以受控的方式相对于接收点通过旋转驱动至少部分地沿第三轴进行旋转，和/或以受控的方式通过是找一个线性驱动至少部分地沿第一、第二或第三轴线进行推进，和/或以受控的方式对由接收装置引导的载体进行沿第一和/或第二轴线的其中之一进行推进。

Description

装配有接收装置的元件操控装置及其方法
技术领域
本发明涉及一种用于装配有接收装置的元件操控装置及其方法。
背景技术
本发明描述了用于元件的接收系统。该装配有接收装置的元件操控装置及其方法以及成像传感器一同描述。
本文中的元件，如(电子)半导体元件也称为“芯片”或“晶粒”。这样的元件通常为棱柱形，具有大致为例如四边形(矩形或正方形)的多边形横截面，并且具有多个侧面以及一个顶面和一个底面。各侧面和两个端面(底面和顶面)在下文中又被称为边面。元件也可以具有数量不同于四的侧面数量。元件也可以是光学元件(棱镜、反射镜、透镜等)。总的来说，元件可以具有任何几何形状。
从本申请人的实际操作经验中，所谓的拾取和放置装置是已知的，在所述装置中，元件由抽吸装置或夹固装置从元件台上被拾取并随后被放置于载体或传送容器等中。在放置元件前，通常会对元件进行检查。处于该目的，通过一个或多个照相机来记录元件的一个或多个边面的图像并通过自图像处理技术对所述图像进行分析。
现有技术
这样的保持装置在元件的传送和其底面(例如下底面)的图像采集过程中保持元件。例如，文件DE 10 2008 018 586 A1公开了用于检测从第一工作台传送至第二工作台的元件的表面的光学检测装置，照相机至少朝向元件的第一表面，光源将短波长光束发送至第一表面。第二光源将长波长光束至少发送至元件的第二表面。照相机接收由表面反射的第一和第二光束。与第一表面相比，第二表面与第一表面不同地定向，例如四边形元件具有下侧和总共四个侧表面的情况。
EP 1 470 747 B1涉及芯片移出装置，芯片移出系统，装配系统，以及用于移出并进一步处理芯片的方法。芯片从晶圆中移出并传送到转移位置并在此时被转动。该用于从结构化的半导体晶圆中移出芯片的芯片移出装置装配有用于将芯片从晶圆移出并用于绕所移出芯片纵轴线或横轴线将它们转动180°的可旋转移出工具，以及用于绕所移出芯片纵轴线或横轴线将它们转动180°的可旋转转动工具，所述转动工具与移出工具配合。移出工具具有第一转移位置，转动工具具有第二转移位置，在该处芯片可以被转移至用于进一步处理的装配头。
EP 0 906 011 A2涉及用于移出和在基板上装配电子元件的装置。装置包括可旋转转移装置，其于拾取位置处从进送模块将电子元件移出并于第一转移位置将它们转移至抽吸带以进行进一步处理。通过可旋转装配头，元件从抽吸带上被拾取并传送至第二转移位置。
WO 02/054480 A1涉及一种用于光学检查待安装芯片的各种表面的装置。装置包括第一上部传输板，其适配于从进送单元移出芯片并将它们传送至第一转移位置。芯片被保持在抽吸开口中并通过上部传输板的旋转移动，所述抽吸开口形成在上部传输鼓侧面中。装置进一步具有其设计与第一传输板相同的第二下部传输板，该第二下部传输板于第一转移位置拾取移出的芯片并将它们传输至第二转移位置。装置允许芯片被横向布置在传输板旁的照相机检测，所述照相机检测芯片的上下两侧。芯片在不进行相对它们的原始朝向的转动的情况下被进一步转移至分类装置，以进行进一步处理。
US 4,619,043公开了用于移出和安装电子元件的设备和方法，尤其是用于电路板上的芯片。装置包括用于在拾取单元中拾取芯片以及用于将所拾取的芯片传输至第一转移位置的传送机构。传送机构具有彼此卡合的传送链和可旋转链轮。设备进一步包括具有用于在第一转移位置拾取芯片的安装头的可旋转固定工具。可移动工具进一步配置成通过可旋转运动将所拾取的芯片传送至第二转移位置，其中芯片被转动。
JP 2-193813涉及用于拾取和转动电子元件的设备，所述电子元件被测试设备检测。设备包括进送单元，芯片状电子部件通过第一旋转体从该进送单元移除并布置在其周边。通过旋转体的旋转运动，电子元件被传输至第一转移位置，其中电子元件被围绕它们的纵轴线或横轴线转动。设备进一步包括了于第一转移位置拾取移出的电子元件并将它们传送到第二转移位置的第二旋转体。电子元件由此进一步绕它们的纵轴线或横轴线转动。设备因此允许对待检测的元件的不同面进行检测。
US 6,079,284涉及一种用于片剂的详细可视化检测的设备。该设备包括第一检测鼓，其通过形成在其横向表面上的抽吸孔从供应设备处将片剂移出并通过旋转将其移动至第二检测鼓。对应于第一鼓的第二鼓设置有在转移位置处拾取片剂的抽吸孔。该设备进一步包括对片剂进行详细检测的检测单元。
WO03/058708 A1和US 249356 A涉及用于元件的接收装置，其通过旋转驱动以受控的方式相对于放置点绕包含放置点的第三轴线进行旋转，并通过线性驱动以受控的方式沿第一、第二和第三轴线的其中之一进行移动。
EP 1 802 192 A1和US 2004/036041 A1公开了用于元件的接收装置。如何在这些接收装置中更快且更精确地定向元件则没有在这些文件中讨论。
进一步技术背景可以在文件JP 2001-74664(A)，JP 1-193630(A)，US 5,750,979，WO 85/04385 A1，DE 199 13 134 A1，JP 8-227904 A中找到。
发明内容
待解决的问题
提出一种用于对元件进行精确操控并且以高吞吐量对所述元件进行检查的接收装置。
本申请提出的解决方案
该目的通过一种用于元件的接收装置实现，所述接收装置配置成通过旋转驱动相对于放置点以受控的方式至少部分地沿包含所述放置点的第三轴线旋转，和/或至少通过至少一个线性驱动以受控的方式至少部分地沿第一、第二和/或第三轴线的其中之一移动，和/或通过旋转驱动以受控的方式沿第一和/或第二轴线的其中之一旋转被接收装置引导的载体。
在一个实施例中，在用于元件的接收装置的功能性上游处布置有元件操控装置，所述元件操控装置用于将棱柱形元件从结构元件供应库取出并将该取出的元件放置到接收装置处。将具有多个拾取部件的第一转动装置配置成在分发点处从结构元件供应库接收元件，并将接收的元件以第一预定角度，绕自身纵轴线或横轴线转动，将之传送至转移点。将具有多个拾取部件的第二转动装置配置成在转移点处从第一转动装置的拾取部件接收所述元件，并将接收的元件以第二预定角度，绕自身纵轴线或横轴线转动，将之传送至放置点。将与第一和第二转动装置相关的位置和特性传感器配置成检测第一和第二转动装置的位置数据、位于拾取部件的元件的位置信息、和/或位于拾取部件的元件的特性，以将它们提供给控制器。将控制器配置成通过第一旋转驱动绕第一轴线以受控的方式旋转第一转动装置，通过第一线性驱动沿第一轴线以受控的方式移动第一转动装置，通过第二旋转驱动绕不与第一轴线共线的第二轴线以受控的方式旋转第二转动装置，并通过第二线性驱动沿第二轴线以受控的方式移动第二转动装置。
此处示出的配置因此形成一体的接收/检测装置。接收点和(放置)袋在此处具有相同的意义。丢弃的部分可以因此被排出。集成入转移过程中的光学检查被分为多个检测步骤。其使用一个或多个成像传感器对检测元件的底面和/或边面，以及拾取部件在转移/接收点的位置进行光学检测。这些成像传感器配置成在多个检测步骤中均对元件的一个底面和/或边面至少采集一张图像。元件的进送/传送发生在当转动装置的拾取部件每个都保持有一个元件时。随着传送过程，被保持的元件经过各个单独的检查步骤。成像传感器所采集的数据(图像)也用于协调机械手(拾取部件)和接收点的位置控制。将元件进送的方式配置成大致持续地或周期性地沿元件路径进送元件。
本发明提出的整个组件结合了两个方面功能：操控和检测。当元件逐一地从元件供应库中排出时，这两个功能互相交织以对元件的多个面(多达六或更多面)进行快速和精确的定性评估，使得定性为完好的元件被精确地放置到(多个)接收点。
元件操控装置具有两个大致星形或轮形的转动装置，其优选地以受控的方式操作并被优选地布置成彼此大致正交(90°±多达15°)。这些转动装置也可以呈矩形。每个这些转动装置携带多个拾取部件，所述拾取部件可以相对转动装置的旋转轴线进行径向移动，以在拾取和转移元件之间的枢转角度内，传送固定在其上的元件至一个或多个用于检测、排出丢弃元件的处理站和其他可能的处理站。
本发明提供的元件操控装置中，星形或轮形的转动装置在径向向外的拾取部件上携带元件，所述拾取部件布置在两个转动装置的(虚拟)周边。这与其中一个或两个转动装置的拾取部件以共面方式或平行于其旋转轴线取向的元件处理装置形成对比。
在执行上述多个检测步骤时，应没有时间或特定顺序(例如首先在第一检测步骤中进行图像采集，随后在另一步骤中进行另一图像采集)。事实上，相反的顺序可能会更有利。因为根据每个转动装置的拾取部件的数量，可以同时拾取多个元件，也可以同时对不同的元件进行检测。
在各个检测步骤中被成像传感器检测的元件的底面(顶面和底面)和/或侧面(边面)可以是该元件的不同底面和/或侧面。
光学检测一方面使得元件的沿其路径的进送得以在没有或基本没有停顿的情况下得以实现。使得，在元件移动过程中或很小的停顿时间内，成像传感器对元件一个或多个底面和/或侧面进行检测。这些图像随后被图像处理方法分析。该光学检测/检查方法的一个实施例为使用一个或多个彩色或黑白照相机作为成像传感器。
成像传感器可以具有一个或多个反射镜，光学棱镜，透镜等。
成像传感器可以配置有辐射源或光源。将这些源配置成以不同光谱或波长范围发射光/辐射来照明元件的至少一部分。波长范围可以彼此不同，或部分重叠或重合。例如，第一光源的光可以是红光而第二光源的光是蓝光。然而，相反的配置或不同波长的搭配(例如红外和可见光)也是可选的。
当带有元件的拾取部件位于对应的检测区域时，光源可以各自被控制组件短暂地开启，使得元件的底和/或侧面被短暂闪光照亮以进行对应成像装置的检测。或者可以使用持续照明。
在一个实施例中，元件操控装置具有交付装置，该交付装置配置成从结构元件供应库将元件交付至第一转动装置的利用控制器一一定位的拾取部件处。其可以是元件排出器(芯片分离器)，其利用针体将元件通过晶圆载体膜推出，或利用激光脉冲发生器熔化载体膜上元件的粘合剂。交付装置具有配套的位置和特性传感器，该传感器配置成检测交付装置相对于待交付元件的位置和/或待交付元件的位置数据和/或待交付元件的特性，并将这些提供给控制器以进行交付装置的操作。
在一个实施例中，元件操控装置装备有接收装置，接收装置与放置点关联，用于进送至它的元件。接收装置具有相关的位置和特性传感器，这些传感器配置成检测元件进送至放置点的位置数据，接收装置中的接收点的位置数据和/或特性，以及位于其中的元件的位置数据和/或特性，并将这些数据和特性提供给控制器。控制器配置成通过第三旋转驱动以受控方式至少部分围绕包含放置点的第三轴线旋转接收装置。控制器还配置成至少通过第三线性驱动以受控的方式至少部分地沿一轴线移动接收装置。最后，控制器还配置成通过一线性驱动以受控的方式沿第一轴线和/或第二轴线其中一个来移动被接受装置引导的载体。该载体用于逐一地拾取元件。
在一个实施例中，元件操控装置中的第一和/或第二转动装置的拾取部件配置成以受控的方式径向于对应转动装置的旋转轴线或旋转中心向外伸出或向内回缩，和/或以受控的方式受到负压和/或正压，来接收或交付待进送的元件，和/或可围绕其径向运动轴线保持静止，或以受控的方式绕其径向运动轴线旋转经过一旋转角度。
在一个这类型的元件操控装置实施例中，第一和/或第二转动装置的拾取部件设置有相应的线性驱动，用于在分发点、第一和第二转动装置之间的转移点进行径向伸出/回缩。这些线性驱动从对应转动装置的外部与一一定位的拾取部件接合并伸出或缩回对应的拾取部件。在另一实施例中，这些线性驱动仅伸出对应拾取部件，而回弹弹簧则缩回对应的拾取部件。在另一实施例中，每个拾取部件具有一配套的双向或单向的径向驱动。
在元件操控装置的实施例中，阀件为每个拾取部件提供单独且位置正确的负压和正压，以以自由或位置受控的方式实现下列功能：(i)吸附元件，(ii)保持元件，(iii)在使用或不适应受控吹除脉冲下放置元件，和/或自由地吹除元件。
在元件操控装置的一个实施例中，位置和特性传感器在分发点和转移点之间与第一转动装置配套，和/或在转移点和放置点之间与第二转动装置配套。这些传感器配置成检测进送元件的位置数据和/或特性数据，和/或用于调整机器臂(拾取部件)和接收点的位置的位置数据，并且将这些数据提供给控制器。
在元件操控装置的一个实施例中，至少一些位置和特性传感器配置成检查进送元件的至少一个底面和/或一个或多个侧边，以检测器位置数据和/或特性数据，并将这些数据提供给控制器。
在元件操控装置的一个实施例中，成像特性和/或位置传感器设置在第一转动装置的中心中和/或在第二转动装置的中心中，以检测待接收的元件的特性和/或位置，或确定接收装置中的接收点的位置和/或位于接收点中的元件的位置。基于该传感器/这些传感器的位置数据和/或特性数据，控制器可以对待接收的元件或接收点的特性缺陷和/或位置错误进行修正。(多个)成像位置传感器由此配置成在第一或第二转动装置的转动过程中在两个相邻拾取部件之间进行图像采集，并将图像提供至控制器以对排出单元、元件供应库或晶圆、转动装置和/或接收装置实施相应的修正动作。在另一实施例中，排出单元是固定的。
除这些成像特性和/或位置传感器外，另外或可替换地相对于第一和第二转动装置外部设置成像特性和/或位置传感器，以确定待接收的元件的特性和/或位置，或确定接收装置中的接收点的位置和/或位于接收点中的元件的位置。基于该传感器/这些传感器的位置数据和/或特性数据，控制器可以对待接收的元件或接收点的特性缺陷和/或位置错误进行修正。可以独立于上述检测系统但功能上还隶属于操控系统一部分地，在每个所述两个转动装置的中心能够布置优选但不是必须的具有相同的结构的朝向向上的元件供应照相机(具有90°反射镜系统和照明)或者朝向向下的组件组，以作为放置照相机。它们用于检测元件或接收点的位置，以在发生元件或接收点的位置错误的情况下修正位置。图像采集均在两个转动装置进行枢转运动时通过拾取元件之间的窗口区域期间发生，随后进行晶圆或接收装置修正运动。或者，在此处也可以设置有外部安装的晶圆或放置照相机。
在元件操控装置的一个实施例中，排出点设置在转移点和/或放置点的上游或下游，所述排出点设置成在控制器的控制下，将通过至少一个位置和特性传感器而被控制器认定为需要丢弃的元件排出，使其不能像完好的元件那样被放置入接收装置。
在元件操控装置的一个实施例中，第一和/或第二转动装置设置有总数为n的拾取部件，其中n>＝2。第一转动装置中的拾取部件数目可以与第二转动装置中的拾取部件数目相同或不同。
在元件操控装置的一个实施例中，第一、第二和/或第三轴线彼此分别以90°±不超过10°或15°相交。
在元件操控装置的一个实施例中，所述位置/特性传感器是具有对应或不同检测光谱的成像传感器，或是通过或不通过接触来测量距离的位置传感器，或通过或不通过接触来测量特性的特性传感器。
这些位置和特性传感器可以具有直线或弯曲光轴线的成像传感器。
包括其反射镜和照明单元的位置和特性传感器的照相机系统，可以通过这样空间排列方式而彼此结合，即在同一处理位置上，每一相向元件表面与两个侧面同时进行检测。例如，对于具有六个侧面的棱柱体元件来说，两次位置处理即可完成检测。为此，在每个处理位置检测元件六个侧面的三个。在一个实施例中，作为每个转动装置的检测位置，在每个第三处理位置大致水平地固定于旋转轴线或枢转轴线的高度上。
其他位置的测量功能可以通过另外两个附加照相机系统(前/后照相机)而实现。
在元件操控装置的一个实施例中，第一和/或第二转动装置为至少近似星形或轮形。转动装置可以被精确地安装，它们沿对应轴线或围绕对应轴线的定位可以由配对有高分辨率(例如旋转或线性)编码器的、径向布置的旋转或线性驱动实现。拾取部件可以分布在外周并具有用于待传送元件的径向向外的吸附接触点。
相互以约90°角径向错开的设置的转动装置具有这样的优点，即在进送过程中从一个转动设备转移至另一个的时候，在各自位置上的元件能够相对于拾取部件的特定移动平面(或转动装置轴线)绕拾取部件轴线进行90°转动，而不需要为此将拾取部件安装成可旋转的方式。这样将元件的朝向改变还可以大大简化元件的四个截面(＝元件侧面)的检测。为此，设置朝向元件截面、与拾取部件移动平面正交(即在转动装置的轴线向方向上)的照相机系统，优选地将其与元件截面(＝元件的侧面)之间的距离设置得很短。
对拾取部件和元件彼此之间或元件相对于转移和检测位置的不正确定位的检查由作为拾取部件或元件定位检测测量系统的照相机系统实现。在精确度要求非常高的情况下，可以为每个转动装置另外提供三个距离测量传感器，用于粘合工具位置检测。
照相机的光轴线“穿过”被检测元件的表面。它们形成拾取部件位置的参考系统。在这个基础上，拾取部件移动路径相对于目标移动路径的偏差可以由布置在与旋转的转动设备的理想拾取传感器移动平面平行的平面上的距离测量传感器确定。其中，这些转移位置上所发生的位置误差可以由控制器判定并抵消。
取决于额外位置传感器的功能原理，都可以在过程运行期间或周期性重复的参考运行中(例如，通过通过触摸操作的测量传感器来要求)实现拾取部件位置的参考测量。在过程开始时的空间位置误差检测，或是包括因热引起的偏移的过程中，周期性参考运行(在接触传感器短暂中断操作的情况下)都是必要的，其操作时长也可以相对较长。
在一个实施例中，为了抵消转动装置的拾取部件的位置误差，尤其是在元件转移位置中的位置误差和固定在拾取部件上的元件的位置误差(在转移和检测位置上)，执行旋转驱动的旋转修正运动并且在轴线方向上正交地执行线性修正运动。为此，转子驱动组件组可以布置在滑动件上并且通过位置控制的驱动(例如偏心驱动)通过有限的路径段移动。
在元件操控装置的一个实施例中，多个拾取部件与转动装置的刚性联接需要将修正值从元件转移位置或检查位置转移到序列中的下一个位置。这些修正可以开始于固定的转移位置，而在最后一个元件被转移至接收点时结束。沿多达三个轴线积累的位置误差和绕多达三个轴线积累的扭转误差因此被接受装置抵消。
在元件操控装置的一个实施例中，拾取部件不可旋转地安装在它们各自的转动装置上。所以在进送期间元件的朝向误差不能被抵消。因此，在一个实施例中，在周围部分的下游，尤其是在接收装置中，除轴线向位置修正外还可以提供旋转修正。
在元件操控装置的另一个实施例中，旋转修正在可旋转的拾取部件上进行。所以在进送期间元件的朝向误差能够被抵消。朝向误差即可以通过上/下转动设备的可旋转拾取部件修正，尤其是通过下转动设备的拾取部件修正。
与现有技术相比，本发明所提出的实施例更便宜，并且提供更高的元件吞吐量，更多的检查时间和更少的移动质量。
更具体地，本发明提供了用于接收装置的解决方案，尤其是用于上述类型的元件操控装置的解决方案，该方案配置成通过旋转驱动相对于放置点以受控的方式至少部分地围绕包含所述放置点的第三轴线旋转，和/或通过至少一个线性驱动以受控的方式至少部分地沿第一、第二和/或第三轴线的其中之一移动，和/或通过旋转驱动以受控的方式沿第一和/或第二轴线的其中之一移动被接收装置引导的载体。
本发明提出的解决方案通过定位和/或旋转接收装置来同时对转动装置的位置和定位进行修正抵消。因此，与现有技术相比，可以提高机器的元件生产量。现有技术中为了避免放置带的放置驱动中的游隙，必须对这些驱动进行相对彼此的调整。本发明可以省略上述的调整，因为传送仅在一个方向上发生。这在应用时会特别有利，因为在应用中具有粘合遮蔽带的载体带的袋子会逐渐关闭，若载体带再次被回传且将该遮蔽带再次取下时，可能会导致问题的发生，例如驱动的游隙可能因此被忽视。
在另一个实施例中，也可以以相反方向进行传送。
元件的位置修正发生在接收装置处。因为已经不需要回传用来放置元件的传送带，所以可以有更多的时间进行修正，而接收装置也可以以更简单的结构形成，现有技术中的用于回传传送带的第二驱动轮也可以被省略。相反地，在必要的情况下，整个接收装置以相反于放置带的传送方向的方向进行移动。这样的优点在于与其中仅通过传送带的传送实现定位的先前已知的实施例相比，实现了放置带的更高的定位精度。随后将(自粘)遮蔽带施加到传送带上也可以变得更容易。
在一个实施例中，将接收装置布置在固定底盘上，而三个驱动的马达则布置在底盘之下。可以在X，Y轴上调整接收装置的位置，并可以将其绕Z轴旋转。每个接收装置的移动方向都具有自己的驱动。各个驱动的位置不固定。Z轴修正的旋转轴线靠近于元件放置点或位于该点中心。
在接收装置的一个实施例中，接收装置装配有两个接收点，这些点的朝向通过线性驱动和旋转驱动的受控操作而大致与放置点对齐。对这些接收点的定位是根据载体的相邻接收件的间隔而相对于彼此进行。
在一个接收装置的实施例中，设置成像特性和/或位置传感器以用于确定待接收的元件与其特性和/或与相对于接收装置的至少一个接收点的位置相关的特性和/或位置。成像特性和/或位置传感器位于下转动装置的中心。通过使用来自该传感器的图像数据，控制器能够对待接收的元件的特性缺陷和/或位置错误或接收点的位置错误产生修正指令，以进行对应的修正动作。
在一个实施例中，在接收装置处还设置有两个成像特性和/或位置传感器。一个传感器从上朝向第二窗口以检查质量缺陷。另一个传感器横向设置于第一窗口以比上述传感器更好地检查元件的倾斜放置。
在接收装置的一个变形中，第四旋转驱动配置为在来自于控制器的控制信号的控制下，通过机械牵引以受控的方式沿第一和/或第二轴线的其中之一，以载体的相邻元件接收体的间隔的大致80到120％，优选大致100％±不超过3％的距离，移动由接收装置引导的载体。所述旋转驱动可以配置成，在来自于控制器的控制信号的控制下根据来自成像特性和/或位置传感器的信号，以受控的方式沿包含放置点的第三轴线，以高达±6°，优选高达±3°的角度，旋转至少一个带有位于其上的载体的元件接收体的接收点。此外，额外或可替代地，所述至少一个线性驱动可以配置成，在来自于控制器的控制信号的控制下，以受控的方式沿第一、第二和/或第三轴线的其中之一，以载体的相邻元件接收体的间隔的大致±不超过20％，优选地±高达3％的距离，移动接收装置。
在接收装置的一个实施例中，第四旋转驱动配置成根据载体的相邻元件接收体的间隔沿第一和/或第二轴线其中之一向前进送有接收装置引导的载体。
在接收装置的一个实施例中，设置了从所述接收装置中的至少一个接收点和在所述接收装置引导的所述载体中移除被判定为损坏的和/或没有正确放置的元件的抽吸和/或吹除装置。
在接收装置一个实例的操作期间，第四旋转驱动的链轮啮合至元件放置带的传送孔中以在进送方向上传送元件放置带。链轮优选地仅在向前方向上旋转。所述放置带具有规则间隔的元件放置袋。所述链轮以固定角度(30°，60°，90°，180°...，360°)例如旋转以移动每一存放袋。从被在第二转动装置中央的照相机记录图像中可以知道存放元件在放置袋的位置。此外，可以从在第二转动装置周边的照相机知道下一个待放置的元件在拾取部件上的位置是否偏移。从该位置信息，控制器可以计算接收装置必须要重新定位的距离和/或角度。此外，接收装置的定位还要考虑这样的事实，即转动装置会对应地在X轴和Y轴方向上移动以正确地在转移位置将元件从上转动装置转移到下转动装置。接收装置从而在需要的情况下沿各轴线(X轴和Y轴)线性地移动，并可选地旋转，以保证元件放置的微调。
当元件被放置于放置位置时，布置在第二转动装置中心上的照相机还检测元件是否错误，即元件是否被放置动作损坏或在此之前已有缺陷。如果元件被判定为在此之前已有残缺，则不进行放置动作。
接收装置中的放置位置可以同时也是第一抽吸位置。为此，在接收装置中的放置位置处布置具有负压的抽吸装置。在传送带的进送方向上还具有第二可选抽吸位置。即，两个窗口设置在接收装置处：第一窗口具有存放位置，第二窗口具有抽吸位置。两个窗口之间的距离与载体带的间隔对应并可以根据间隔而被调整。如果元件没被正确放置而倾斜或部分突出(这是由在第二转动装置中的照相机判定的)，载体带则因为元件的不正确放置而不能被继续传送，该元件因此在放置位置被抽吸力抽出并被下一待放置的元件替代。如果元件是损坏的，其同样地在该位置上被移除并被下一个待放置的元件替代。在第二窗口的位置上，可以设置另一个照相机检测元件的缺陷。如果元件被判定为有缺陷，接收装置整个被移回，并且被判定为有缺陷的元件在放置位置被抽吸力抽出。
可选地，第二抽吸位置可以用于移除被判定为有缺陷的元件。
通过本发明提出的设置，可以检测元件以判定缺陷。以第一和第二转动装置放置该元件，并将判定为有缺陷的元件移除，这些动作都是在同一位置上进行的。
接收装置在三个方向上移动：在X轴和Y轴方向上的移动，以及围绕位于/接近放置位置的中心的竖直轴线(Z轴方向)上的移动。这也与传统设置形成对比，在传统设置中，载体带在传送方向上被进送，并且接收装置垂直于载体带的传送方向移动以用于元件放置的定位。存放点也可以是托盘(例如Jedec托盘)或天线胶带(antenna tape)的形式。
在另一个实施例中，接收装置具有从所述接收装置(200)中的至少一个接收点(ES1,ES2)和在所述接收装置(200)引导的所述载体(320)中移除被判定为损坏的和/或没有正确放置的元件(B)的抽吸和/或吹除装置。
在一个实施例中，接收装置可以从其整个旋转轴线大致水平定向于接收装置的进送方向的转动装置中接收元件，或在另一个实施例中，接收装置可以从其整个旋转轴线大致横向定向于接收装置的进送方向的转动装置中接收元件。
在一个实施例中，成像特性和/或位置传感器设置在转动装置的中心中，以检测待接收的元件的特性和/或位置，或确定接收装置中的接收点的位置和/或位于接收点中的元件的位置。该成像特性和/或位置传感器配置成在位于转动装置周围的相邻拾取部件之间执行对在接收装置中至少一个接收点的图像采集。
在一个实施例中，在转动装置的中心中设置与布置在转动装置外部的图形特性和/或位置传感器配套的偏转反射镜或棱镜，以检测待接收的元件的特性和/或位置，或确定接收装置中的接收点的位置和/或位于接收点中的元件的位置。该偏转反射镜或棱镜与布置在转动装置外部的成像特性和/或位置传感器一同配置成在位于转动装置周围的相邻拾取部件之间执行对在接收装置中至少一个接收点的图像采集。
接收装置将通过线性驱动以受控的方式相对于放置点至少部分地沿着第一轴线在两个方向上移动。通过旋转驱动，由接收装置引导的载体将以受控的方式沿着第一和/或第二轴线中的一个在载体的进送方向上移动。由接收装置引导的载体装配有两个接收点，这些点的朝向通过驱动的受控操作而大致与放置点对齐。成像特性和/或位置传感器提供位于接收装置的至少一个接收点的、待检测特性和/或位置的元件的特性和/或位置。在元件的特性缺陷和/或位置错误的情况下，控制器基于来自特性和/或位置传感器的图像数据来提供修正指令，以实现接收装置和/或在其中引导的载体的相应修正运动。接收装置具有用于从接收装置的至少一个接收点和/或在接收装置中引导的载体中移除被判定为损坏的和/或没有正确放置的元件的抽吸和/或吹除装置。
用于从接收装置，尤其是具有上述功能结构/模式的接收装置移除有缺陷元件的方法具有下列步骤：
-在第一接收点处检测，用于元件的载体的袋中的不正确放置的元件，
-通过线性驱动在进送方向上移动接收装置，使得被不正确放置的元件位于第二接收点而不进送接收装置引导的载体，
-通过抽吸力将位于第二接收点的不正确放置的元件从元件的袋中吸出，
-通过线性驱动在进送方向的相反方向上移动接收装置，使得空的元件的袋位于第一接收点而不进送接收装置引导的载体，
-于第一接收点处将元件放置于载体的袋中。
电子元件越来越小，但同时对其质量要求越来越高，而对元件加工处理时间却不断减少的条件下，传统传感器组件已经不堪重用。
因此提供一种用于检测元件位置和/或特性的成像传感器的实施例，尤其是在上述种类的元件操控装置中的成像传感器。成像传感器装配有至少两个彼此不同的检测光谱。其适用于检测位于接收装置的接收点处的元件的性能缺陷和/或位置错误。该成像传感器适用于与在辐射频谱和相关辐射入角和/或辐射反射角的方面适配于成像传感器的辐射源配合。该成像传感器配置成为每一检测光谱向后续图像评估单元提供单独图像。
在该成像传感器中，将至少两个检测光谱构造成，例如，在可见光区和在不可见光区。它们可以被构造成：红色范围为630纳米±30纳米和/或绿色范围为530纳米±60纳米和/或蓝色范围是460纳米±50纳米的彩色传感器。
在成像传感器的一个实施例中，设置有光活性部件，该光活性部件设置成将传感器与接收设备中的至少一个接收点和/或与由接收设备引导的载体进行光学耦合。
在成像传感器的一个实施例中，光活性部件包括偏转反射镜、棱镜、滤光镜和/或透镜。
一些光学活性元件和/或一些辐射源可以配置成独立于其他元件而被激活，定向和/或调整和/或聚焦。
本发明集成的操控/检测装置使用了成像传感器，一方面检测元件所以或几乎所有的底面和/或侧面，另一方面也为机械臂(拾取部件)在第一和/或第二转动部件的定位以及接收点的定位提供相关数据。
在一个实施例中，第一(上)转动装置的成像传感器是在转动装置中心中的彩色照相机。或者，该照相机也可以是黑白照相机，在另一实施例中其在横向上与位于转动装置中心并具有45°角偏转的反射镜配合作用。在一个实施例中，在上转动装置旋转的过程中，该照相机通过两个拾取部件的间隙检测在下一步被元件排出体从元件供应库分离出来的元件。从由此获得的图像可以同时检测元件并确定其在元件供应库中的准确位置。图像采集发生在上转动装置的旋转期间，即在被称为观察窗的时段中。
本发明公开的集成的操控/检测装置另外使用横向于上转动装置的照相机形式的成像传感器。这些照相机被布置在上转动装置的径向外侧大约90°处，使得通过中间照相机在其圆形路径上检测元件的前部，并且在中部照相机的两侧检测到元件彼此相对的侧面。这些照相机不一定是彩色照相机。可以准备多个图像采集，因为上部转动装置由于随后元件的转移而短时间(10毫秒至60毫秒，例如40毫秒)停留在180°位置。该短暂停留的时间足以用来检测。为此也可以使用黑白照相机。通过两个横向照相机的横向检测来对元件的两个底面做无损核查。通过中间照相机的前后侧检测来对元件的后面做无损核查。为了突出不同的缺陷，可以进行多次用于背面检查的图像采集。此处使用的照相机可以是彩色照相机。然而，这不是必须的，因为如所述的，停留的时间足以用来检测。
本发明公开的集成的操控/检测装置另外使用横向于下转动装置上的照相机形式的成像传感器。这些照相机被布置在下转动装置的径向外侧大约90°处，使得通过中间照相机在其圆形路径上检测元件的前部，并且在中部照相机的两侧的照相机检测到元件彼此相对的侧面。这些照相机不一定是彩色照相机。也可以使用黑白照相机代替。在该位置处，元件被检测是否有缺陷，同时对图像数据进行位置数据评估。通过两个侧面照相机的侧面检查，检查元件的截面是否受损。通过中间照相机的前后侧检测来对元件的后面做无损核查。为了突出不同的缺陷，可以进行多次用于背面检查的图像采集。为了随后将元件放置到接收装置中，可以通过横向检测来确定元件的位置数据(x，y，扭转)。在另一实施例中，也为此进行后侧检测。检测得到的信息被控制器用于执行任何修正。此处使用的照相机可以是彩色照相机。然而，这不是必须的，因为如所述的，停留的时间足以用来检测。
本发明公开的集成的操控/检测装置另外使用位于下转动装置中心中的照相机形式成像传感器。该照相机可以是具有三个单独通道R、G、B的彩色照相机。使用3芯片彩色相机或1芯片彩色相机并不重要。3芯片摄像机为每种颜色R，G，B都有独立的图像传感器；1芯片相机在图像传感器前使用交替激活的滤波器。可以在这里使用的黑白相机有一个通道，例如255个灰阶；在彩色照相机中，三个通道中的每一个具有例如255个颜色的强度等级。相机的三个颜色通道是可寻址的/可以彼此分开读取，或者至少可以在控制器中被分离，这一点很重要。每个通道可能有不同的曝光时间。例如，可以使用以下曝光时间：5毫秒(绿色)，12毫秒(红色)，15毫秒(蓝色)。根据在特定情况下激活的颜色通道，在这里公开的集成操控/检查设备中也使用不同的照明颜色。白光是所有颜色的混合物，因此所有通道都可以用这种照明颜色同时处理。然而，当可达到的图像质量不能满足要求时，则不能使用白光。
在一个实施例中，成像传感器具有配套的半透明反射镜，其与照相机芯片的光轴线呈大致45°布置，并用于光学耦合两个、多个或任何期望数量的对应光源的检测光谱并将耦合后的光引导至检测区域。朝向检测区域的光，即朝向元件底面或边面的或其袋周围的光在该反射镜处被反射并由成像传感器的至少一个照相机芯片检测。
在一个实施例中，成像传感器进一步具有配套光源，所述光源具有围绕检测点的环形光源的形式。该环形光源在第三颜色范围内以约5°至45°的角度发射散射光。朝向检测区域的该光线也被所述反射镜反射并被成像传感器的至少一个照相机芯片检测。光或光源的不同颜色可以按需要布置或具有相同的辐射角度。
这里公开的集成处理/检查装置使用在下转动装置的中心处偏转反射镜，用于在接收装置的同轴线照明中进行耦合。更具体地，以具有元件的放置袋的放置带形式的、由接收装置引导的载体可以被照相机检测。通过单次图像采集来检测错误的发生，例如元件的倾斜放置使得其不能正确地定位在它的放置袋中，以及检测质量缺陷。此外，通过该单个图像采集来检测用于放置下一个组分的放置带的放置袋的位置数据。从各个颜色通道获得的信息可根据要检查的因素按需要划分，例如如下：图像通道1和照明种类1用于以定位下一元件的放置带的放置袋的位置。图像通道2和照明种类2用于元件的质量检测(裂纹、激光标记，凸起等)图像通道3和照明种类3用于特殊元件或客户指定缺陷的附加检测。
在集成操控/检测装置的实施例中，元件被“盲放”。即，实际的放置过程是基于在该次放置过程之前从与之前元件有关的图像获得的信息或位置数据来进行的。在放置过程发生之时，位于第二转动装置中心中的照相机不能看见放置点，因为视野被在此时执行放置过程的拾取部件阻挡。
在一个实施例中，元件是否被扭转的信息或位置数据由在下转动装置的周围上的照相机提供。这个信息或位置数据被发送至接收装置的控制器。接收设备的位置从先前放置在放置带的放置袋中的元件的图像中获知。两个口袋之间的距离同样是已知的。可以由此计算接收设备必须移动以用于放置下一个待放置的元件的角度和x和y值。
从进一步的装置方面的细节可以得到相应额外或可替代的方法步骤。
本发明公开的成像传感器系统的布置能够以比常规传感器布置更少次的图像采集进行操作。所获得的图像数据可以被评估用于排出废弃元件和用于处理/检查装置的致动器的定位。这种集成体系结构及其可能的程序减少了处理时间，并且提高了检查质量并提高了吞吐量。
附图说明
关于本发明的进一步特征、特性、优点和可能的修改，本领域技术人员可以参照附图从以下描述中清楚得知。附图以示意图的形式示出用于元件的光学检测装置，
图1示意性地示出元件操控装置的侧视图，所述元件操控装置用于从结构元件供应库取出棱柱形或圆柱形元件并用于将所述元件放置到接收装置处；
图2示意性地示出了图1元件操控装置的不同位置和特性传感器相对于元件的各边面的朝向；
图3示意性地示出了安排在一个或两个元件操控装置的转动装置周边的位置和特性传感器之一的顶视图；
图4示意性地示出了与元件操控装置一起使用的接收装置的透视图；
图5示意性地示出了与元件操控装置一起使用的位置和特性传感器之一和相关联的照片配置。
具体实施方式
图1示出了用于从结构元件供应库取出以电子半导体芯片为形式的棱柱形元件B并用于将所述元件放置到接收装置200处的元件操控装置100。此处呈现的元件操控装置100通过固定排出单元110从水平地设置在所述元件操控装置上部区域的元件供应库取得此处为晶圆盘的元件B。
所述排出单元110可以有多种实施例，所示的排出单元是由控制器ECU控制的针状，或者是例如以非接触方式作用的激光束，以使元件逐一从元件供应库释放出来，从而使得它们被传送至第一转动装置130。该第一转动装置130具有星形或轮形并在其周边具有多个(例如所示的八个)用于单一化元件B的拾取部件132。每个拾取部件132配置成当其位于最靠近排出单元110的第一转动装置130的0°位置时，在分发点SPS处从结构元件供应库接收元件。
将拾取部件132径向向外地布置于星形或轮形的第一转动装置130的(虚拟)圆周并承载元件B。第一转动装置130的拾取部件132相对于旋转轴线(此处为X轴)径向移动。拾取部件132因此能够在对元件的接收和转移之间的枢转角度内(此处为0°到180°之间)将各自固定在拾取部件132之一的元件B进送。
第一转动装置130由未具体示出的控制器ECU控制，将元件B绕第一轴线(此处为X轴)以第一预定角度(此处为大致180°)旋转后至第一转移点
Figure GDA0003304147530000201
元件B从而绕其纵向或横向轴线转动。第二转动装置150类似于第一转动装置130，具有多个(此处同样为八个)第二拾取部件152，所述第二转动装置配置成当元件为于最靠近转移点
Figure GDA0003304147530000202
的第二转动装置130的0°位置时，在转移点
Figure GDA0003304147530000203
从第一转动装置的一个拾取部件132处接收元件B。
第二转动设备150在控制器ECU的控制下，将接收到的元件B绕第二轴线(此处为Y轴)以第二预定角度(此处为大致180°转动，即以所述元件的纵轴线或横轴线转动，并将所述元件进送至放置点ABS。
第一、第二和/或第三轴线各自以90°±不超过10°或15°的角度相互围绕，并根据三维正交坐标系统来定向。
两个星形或轮形的反正装置130、150除了彼此相互正交外，两者结构相同。两个转动装置130、150的设置可以与图1所述不同而相对于接收装置200的进送方向绕Z轴旋转90°。在这种情况下，下部的转动装置150至少大致横向于接收装置200的进送方向而定向。
第一和第二转动装置130、150具有关联的位置和特性传感器K1...K4。如图1所示，这些传感器位于整体布置的多个点上。它们被配置成检测第一和第二转动装置130、150的位置数据，位于拾取部件132、152的元件B的位置数据和位于拾取部件132、152的元件B的特性。由此得到的数据被提供给控制器。此处示出的实施例中，在第一转动装置130中心中的第一照相机组件K1垂直向上朝向于元件供应库。在第一转动机构130周边并具有三个照相机的第二照相机组件K2(在图1中不可见)以90°朝向经过的元件B。该第二照相机组件K2的细节将与图3一同说明。与第二照相机组件K2相对应，在第二转动机构150周边并具有三个照相机的第三照相机组件K3以90°朝向被引导经过的元件B。位于第二转动装置150中心中的第四照相机组件K4朝向于放置点ABS或接收装置200中的第一接收点ES1。
控制器ECU配置成通过第一旋转驱动DA1使第一转动装置130以受控的方式来绕第一轴线(此处为X轴)旋转，并通过第一线性驱动LA1使第一转动装置130以受控的方式沿第一轴线移动。
控制器ECU进一步配置成通过第二旋转驱动DA2使第二转动装置150以受控的方式来绕不与第一轴线共线的第二轴线(此处为Y轴)旋转，并通过第二线性驱动LA2使第二转动装置150以受控的方式沿第二轴线移动。
成像传感器检测元件B的端面和/或侧面，并为将第一和第二转动装置130、150沿或绕其轴线定位、拾取部件132、152的定位以及位于拾取部件和接收点上的元件B的定位而提供相关数据。
元件操控装置100装备有用于元件B进送至其处的接收装置200，所述接收装置200与放置点ABS相关联。接收装置200具有相关的位置和特性传感器K4、K5，所述传感器配置成检测进送至放置点ABS的元件B的位置数据，接收装置200中的接收点ES1、ES2的位置数据和特性，以及位于其中的元件B的位置数据和特性，并将这些数据和特性提供给控制器ECU。位置和特性传感器K5是第五照相机组件，其朝向第二接收点ES2处的第二窗口。控制器ECU配置成通过第三旋转驱动DA3使接收装置200以受控的方式绕包括了放置点ABS的第三轴线(此处为Z轴)旋转，并通过第三和第四线性驱动LA3、LA4使接收装置以受控的方式沿第一和第二轴线移动。控制器ECU通过第四旋转驱动DA4来移动由接收装置200沿第一轴线(此处为X轴)以受控的方式引导的载体320。载体320用以从第二转动装置150逐一地拾取元件B。转动装置130、150和各个旋转驱动DA1、DA2....各自具有与控制器ECU连接而未具体示出的高分辨率旋转角度编码器，该编码器用于确定转动装置和旋转驱动对应的旋转位置。
在接收装置200中，第四旋转驱动DA4用于在来自控制器ECU的控制信号的控制下，以大致不超过100％±3％的载体320的相邻元件接收器(袋)的间距以受控的方式沿第一轴线(此处为X轴)移动载体320，所述载体由接收装置200引导。所述间隔是两个连续接收袋的中心到中心的距离。将第三旋转驱动DA3配置成在控制器ECU的控制信号的控制下，根据第二转动装置150中心中的图像特性和位置传感器的信号，以最大±6°的角度绕包含有放置点的Z轴，受控地旋转接收点ES1之一和位于该处的载体320的元件接收器。
在图4所示出的实施例中，接收装置200的第四旋转驱动DA4具有与载体320的传送孔325(放置带)啮合的链轮以将其沿进送方向上传送。链轮优选地仅在向前方向上旋转。
在该实施例中，抽吸和/或吹除装置340设置在相对于接收点ES1的下游侧的接收装置200中。然而，这是可选的。被识别成损坏或未正确放置的元件由此可以在控制器ECU的控制信号的控制下从其接收袋中移除。
对于将元件B抽吸至拾取部件132、152，对于将元件B保持在拾取部件132、152上，对于在具有或不具有受控吹除脉冲的情况下放置元件B，以及对于从拾取部件132、152自由吹出元件B，这些都连接至未具体示出的气动单元。由控制器ECU控制的气动单元用作为，在阀门控制下，在需要的时间点或时间段内对单独的拾取部件132、152施加正压或负压，以单独地拾取元件并保持和放置它们。
若由控制器ECU以及位置和特性传感器在各个单独的站点处得到的检测结果是正面的，目前位于放置点ABS的所考虑的元件B则被放置于接收点ES1，即载体320的接收袋中。如果所得到的结果是负面的，元件B则被进一步旋转至下一位置的第一抽吸装置330，在该处所述元件通过来自于第二转动装置150上的拾取部件152的抽吸抽出。如果从监视该接收点ES1的位置和特性传感器(参见图5)来看，在放置后所述放置的元件B显而易见地具有位置错误或特性缺陷，则该元件通过位于接收点ES1下游的第二抽吸装置340的抽吸从载体320的接收袋中移除。在这种情况下，整个接收装置200连同载体320在控制器ECU的控制下，通过第三线性驱动单元LA3，以载体320的两个接收袋的中心到中心的距离，在载体320的进送方向的反方向上向后移动。在第二转动装置150上的下一个元件B随后被引入已经被清空的载体320的接收袋中。
在进一步的实施例中，额外的未具体示出的抽吸装置与第一接收点ES1相关联，用于通过抽吸移除接收点ES1处的弯曲元件。任何质量缺陷都能被位置和特性传感器K4或在第二窗口处被位置和特性传感器K5检测到。若位置和性能传感器K5检测到质量缺陷，接收装置200连同载体320一起被往回传送，随后元件B在放置点处从载体320的接收袋中被抽吸移除。接收点ES1处的弯曲元件的倾斜会被未具体示出的位置和特性传感器K6检测到，所述传感器与接收点ES1相关联。该位置和特性传感器K6横向布置于载体320并直接地或经由载体320上边缘上的偏转反射镜检测接收点ES1。未正确放置的元件的任何倾斜或突出都因此能被识别。
如图1和图2所示出的，照相机组件K1作为第一转动装置130中心的位置和特性传感器而朝向元件供应库。由此可以进行元件B的底面D2的位置和缺陷的检查。因此，照相机组件K1配置成在第一转动装置130的转动运动过程中，在两个相邻的拾取部件132之间执行图像采集。根据这些图像数据，控制器生成与排出单元或元件供应库、晶圆以及第一转动装置130的对应的修正动作。
作为位置和特性传感器的第二照相机组件K2将其在第一转动装置130周边的三个照相机以大致90°的角度朝向元件B的三个边长S2、S4和D1。图3示出了第二相机组件K3的三个照相机K2-1，K2-2和K2-3。中间的照相机K2-2检测元件B的底面D1，靠外的两个照相机K2-1和K2-3经由对应的反射镜SP1和SP2来检测元件B的边面S2和S4。从由此检测到的图像采集，除了元件B这些面上的任何缺陷外，还可以确定元件B在其拾取部件132上的确切位置和旋转。当检测的元件B在转移点
Figure GDA0003304147530000241
处从第一转动装置130转移至第二转动装置150时，控制器ECU用这些信息以改变第一转动装置130、第二转动装置150沿其轴线的朝向和旋转朝向。
作为位置和特性传感器的第三照相机组件K3将其在第二转动装置150周边的三个照相机以大致90°的角度朝向元件B的三个边长S1、S3和D2。该照相机组件K3在结构以及其三个照相和两个镜子的排布上与图3中的照相机组件K2相对应。根据由此检测到的图像采集，除了元件B的这些面上的任何缺陷外，还可以确定元件B在第二转动设备150的其拾取部件152上的确切位置和旋转。当检测的元件B于转移点
Figure GDA0003304147530000251
从第二转动装置150转移至位于放置点ABS的接收点ES1，即载体320的接收袋时，控制器ECU用这些信息以改变第二转动装置150、接收装置200沿其轴线的朝向和旋转朝向。
第二转动装置150的中心处的作为位置和特性传感器，第四照相机组件K4朝向接收装置200中的接收点ES1处。该照相机组件K4也配置成在第二转动装置150的转动运动过程中，在两个相邻的拾取部件之间执行图像采集。控制器ECU随后对第二转动装置150和接收装置200进行对应的修正动作。
图5示出的作为成像传感器的位置和特性传感器400是照相机组件K1-K5的变体。该传感器400具有记录可见光谱的照相机芯片410。在该成像传感器400中，具有三个不同探测光谱的色彩传感器，红色范围为630纳米±30纳米，绿色范围为530纳米±60纳米，蓝色范围是460纳米±50纳米。
成像传感器400具有相关联的半透明反射镜420，该反射镜与照相机芯片410的光轴线大致呈45°角设置。半透明反射镜420用于光学耦合两个检测光谱的彩色光(此处即为自对应光源440的绿色范围和蓝色范围的光)，并用于将光引导至元件B的底面。该在绿和蓝范围内且被引导至元件B的光被照相机芯片410检测。基于空间条件，也可以设置其他偏转反射镜、棱镜、滤色镜或透镜。
在一个实施例中，另一个光源450布置为围绕位于存放点ABS处的接收点ES1的环形光源，其向元件B的底面以大致于5°到45°的角度提供红色范围内的散射光。该在红色范围内且被一到至元件B的光也被照相机芯片410检测。
一些光学活性元件和/或辐射源可以配置成独立于其他元件而被定向和/或调整聚焦。
在本实施例中的照相机芯片410是具有三个单独通道R、G、B的彩色照相机。然而，其也可以是具有多个通道的照相机。照相机的三个彩色通道可以彼此单独地调整/读取。元件B可以通过单次图像采集来进行错误检测，例如可以检测因元件B的倾斜而导致其在载体320的目标接收袋中的定位不准确，或可以检测质量缺陷。此外，载体320的接受袋的准确位置数据也由该次图像收集检测以用于下一个元件B的放置。待从各单独色彩通道获取的信息如以下分开：图像通道1和照明种类1用于以定位下一元件的放置带的放置袋的位置。图像通道2和照明种类2用于元件的质量检测(裂纹、激光标记，凸起等)图像通道3和照明种类3用于特殊元件或客户指定的附加检测。
相比于传统的传感器设备，本发明的成像传感器系统可以用较少的图像采集来实现对损坏元件的排出和对致动器的定位。
需要注意的是，尽管本发明已公开了数值范围和数值，所有在公开的数值和任何数值子范围之间的数值也应视为被本发明公开。
上述的设备实施例和其功能和操作方面仅用于能更好理解本发明的结构、功能和特性，并非用于限定本发明的申请范围，例如至示例性实施例。附图是部分示意图，为了阐明本发明的功能、工作原理、技术设计和技术特征，在一些图中重要的特性和功效被显著放大。在图中或者在文本中公开的任何功能模式，任何原理，任何技术配置和任何特征都可以与所有权利要求、文中和其他附图中的任何特征、本公开中包含或得到的其他功能模式、原理、技术配置和特征自由地和任意地组合，因此所有所述过程中可以想象的的组合在本发明的范围内。在文本中的所有单独实施方式之间的组合，即在说明书的每个部分中，在权利要求书中以及在文本中，权利要求书和附图中不同变体之间的组合也在本发明的范围内。权利要求也不限制本公开，并因此不限制其所示出的所有特征与另一个特征的可能组合。所有公开的特征都可以单独地或与其他特征结合而明确地在本文中公开。
附图标记
放置点 ABS
元件 B
元件的边面 S1，S2，S3，S4
元件的底面 D1，D2
用于绕第一轴线(X-轴)来旋转第一转动装置的第一旋转驱动 DA1
用于绕第二轴线(Y-轴)来旋转第二转动装置的第二旋转驱动 DA2
用于绕包含放置点(ABS)的第三轴线(Z-轴)来旋转第三转动装置的第三旋转驱动DA3
接收装置的第四旋转驱动DA4在进送方向上传动所述载体
用于沿第一轴线(X-轴)来移动第一转动装置的第一线性驱动 LA1
用于沿第二轴线(Y-轴)来移动第二转动装置的第二线性驱动 LA2
用于沿第一轴线来移动接收装置的第三线性驱动 LA3
用于沿第二轴线来移动接收装置的第四线性驱动 LA4
用于沿第一轴线来移动由接收装置引导的载体的第五线性驱动 LA5
第一接收点 ES1
第二接收点 ES2
控制器 ECU
位置和特性传感器 K1...K4、K5
位于第一转动装置中心中的垂直向上朝向的第一照相机组件 K1
在第一转动机构周边并具有三个照相机的第二照相机组件K2，其以90°朝向经过的元件
在第二转动机构周边并具有三个照相机的第二照相机组件K3，其以90°朝向经过的元件
位于第二转动装置中心中的第四照相机组件K4，其朝向于放置点或接收装置中的第一接收点第五照相机组件K5朝向于在第二接收点的第二窗口
反射镜 SP1，SP2
分发点 SPS
转移点
Figure GDA0003304147530000271
元件操控装置 100
排出单元 110
第一转动装置 130
第一拾取部件 132
第二转动装置 150
第二拾取部件 152
接收装置 200
载体 320
传送孔 325
第一抽吸装置 330
排出点 335
抽吸和/或吹除装置 340
传感器 400
照相机芯片 410
半透明反射镜 420
光源 440
另一光源 450

Claims (7)

1.一种装配有用于元件的接收装置(200)的元件操控装置，其中所述接收装置(200)相对于放置点(ABS)配置成，
-通过第三旋转驱动(DA3)以受控方式至少部分围绕包含所述放置点(ABS)的第三轴线(Z轴)旋转，
-通过第四线性驱动(LA4)以受控的方式至少部分地沿第二轴线(Y轴)移动，和
-通过第四旋转驱动(DA4)以受控的方式沿第一轴线(X轴)，在进送方向上以载体(320)的相邻元件接收件的间隔的80至120％来移动由所述接收装置(200)引导的所述载体(320)，其中
所述接收装置(200)配置成相对于所述放置点(ABS)以受控的方式通过第三线性驱动(LA3)至少部分地沿所述第一轴线(X轴)的两个方向移动，
-由所述接收装置(200)引导的所述载体(320)装配有第一接收点(ES1)和第二接收点(ES2),通过驱动受控操作使得所述第一接收点(ES1)和所述第二接收点(ES2)与用于元件(B)的所述放置点(ABS)对齐，并且
-成像特性和/或位置传感器配置成提供在所述接收装置(200)中的所述第一接收点(ES1)中的元件(B)的特性和/或位置，所述元件的特性和/或位置就其特性和/或其位置而被检查，所述第一接收点(ES1)位于所述放置点(ABS)处，
-抽吸装置(340)设置在所述接收装置(200)相对于所述第一接收点(ES1)的下游侧，
其中所述接收装置接收来自于转动装置(150)的元件，
其中所述转动装置(150)的中心设置有反射镜或棱镜，其与布置在所述转动装置(150)外部的、用于确定在所述接收装置(200)中的所述第一接收点(ES1)的位置和位于其中的元件(B)的位置的成像特性和/或位置传感器相关，并且所述传感器适配成在位于所述转动装置(150)周围的相邻拾取部件(152)之间执行对在所述接收装置中的所述第一接收点(ES1)和位于其中的所述元件(B)的图像采集，并且其中，
-控制器(ECU)配置成：
-在所述第一接收点(ES1)处检测用于元件(B)的所述载体(320)的袋中的不正确放置的元件(B)，
-通过所述第三线性驱动(LA3)在所述进送方向上移动所述接收装置(200)，使得所述不正确放置的元件(B)位于所述第二接收点(ES2)而不进送被所述接收装置(200)引导的所述载体(320)，
-通过所述抽吸装置(340)将位于所述第二接收点(ES2)的所述不正确放置的元件(B)从所述袋中吸出，
-通过所述第三线性驱动(LA3)在所述进送方向的相反方向上移动所述接收装置(200)，使得元件(B)的空的袋位于所述第一接收点(ES1)而不进送被所述接收装置(200)引导的所述载体(320)，
-于所述第一接收点(ES1)处将元件(B)放置于所述载体(320)的袋中。
2.根据权利要求1所述的元件操控装置，其中所述第一接收点(ES1)和所述第二接收点(ES2)的定位是根据所述载体(320)的相邻元件接收件的间隔而相对于彼此进行的。
3.根据权利要求1或2所述的元件操控装置，其中所述第四旋转驱动(DA4)配置为在来自于所述控制器(ECU)的控制信号的控制下，通过机械牵引以受控的方式沿第一轴线(X轴)，以所述载体(320)的相邻元件接收件的间隔的100％±不超过3％，移动由所述接收装置(200)引导的所述载体(320)。
4.根据权利要求1或2所述的元件操控装置，其中所述第三旋转驱动(DA3)配置成，在来自于所述控制器(ECU)的控制信号的控制下且根据来自所述成像特性和/或位置传感器的信号，以受控的方式围绕包含所述放置点(ABS)的所述第三轴线(Z轴)，以高达±6°的角度，旋转带有位于其上的载体(320)的元件接收件的所述第一接收点(ES1)和所述第二接收点中的至少一个，以及/或，
其中，所述第四线性驱动(LA4)或所述第三线性驱动(LA3)配置成，在来自于所述控制器(ECU)的控制信号的控制下，以受控的方式沿所述第二轴线(Y轴)或所述第一轴线(X轴)，以所述载体(320)的相邻元件接收件的间隔的±不超过20％，移动所述接收装置(200)，和/或
其中，所述第四旋转驱动(DA4)配置成根据所述载体(320)的相邻元件接收件的间隔沿所述第一轴线(X轴)和/或所述第二轴线(X轴)其中之一向前进送由所述接收装置(200)引导的载体(320)。
5.根据权利要求1或2所述的元件操控装置,其中所述转动装置(150)具有平行定向于所述接收装置(200)的进送方向的旋转轴线，或所述转动装置(150)具有横向定向于所述接收装置(200)的进送方向的旋转轴线。
6.根据权利要求1或2所述的元件操控装置,其中用于确定待接收元件(B)的特性和/或位置,或用于确定接收装置(200)中接收点(ES1，ES2)的位置和/或位于其中的元件(B)的位置的所述成像特性和/或位置传感器设置在所述转动装置(150)的中心,所述传感器配置成在位于所述转动装置(150)周围的相邻拾取部件(152)之间执行对在接收装置中至少一个接收点(ES1,ES2)的图像采集。
7.用于将有问题的元件(B)从如权利要求1所述的元件操控装置的所述接收装置(200)移除的方法，其中所述方法包括以下步骤：
-在第一接收点(ES1)处检测，用于元件的载体(320)的袋中的不正确放置的元件，
-通过第三线性驱动(LA3)在进送方向上移动所述接收装置(200)，使得所述不正确放置的元件(B)位于第二接收点(ES2)而不进送被所述接收装置(200)引导的载体(320)，
-通过抽吸力将位于所述第二接收点(ES2)的所述不正确放置的元件(B)从元件(B)的所述袋中吸出，
-通过所述第三线性驱动(LA3)在所述进送方向的相反方向上移动所述接收装置(200)，使得元件(B)的空的袋位于所述第一接收点(ES1)而不进送被所述接收装置(200)引导的载体(320)，
-于所述第一接收点(ES1)处将元件(B)放置于载体(320)的所述袋中。
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