DE102004036817A1

DE102004036817A1 - Component e.g. opto-electronic component, mounting defect examining and correcting method, involves automatically removing component from carrier and attaching at target position, during deviation of actual position of component

Info

Publication number: DE102004036817A1
Application number: DE102004036817A
Authority: DE
Inventors: Günter SCHIEBEL
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2004-07-29
Publication date: 2006-03-23

Abstract

The method involves examining mounting position on a component carrier (20) for existence of a component (30c). An actual position of the component is determined. The component is automatically removed from the component carrier and then attached at a target position on the carrier by an assembly head (10), during a deviation of the actual position of the component from the target position.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überprüfen und gegebenenfalls zum Korrigieren der Bestückung eines fehlerhaft bestückten Bauelementeträgers, insbesondere zum Umsetzen eines auf dem Bauelementeträger in einer falschen Position bestückten elektronischen Bauelements. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Überprüfen und gegebenenfalls zum Korrigieren der Bestückung eines fehlerhaft bestückten Bauelementeträgers, insbesondere zum Nachbestücken eines bei einem vorherigen Bestückvorgang in fehlerhafter Weise nicht bestückten Bauelements.The The invention relates to a method for checking and optionally for Correct the assembly a faulty stocked Component support, in particular for converting one on the component carrier in one fitted wrong position electronic component. The invention further relates to a method to check and optionally to correct the placement of a faulty component carrier, in particular for refilling one at a previous placement process incorrectly not equipped Component.

Die automatische Bestückung von Leiterplatten, welche allgemein auch als Bauelementeträger oder elektronische Schaltungssubstrate bezeichnet werden, mit Bauelementen erfolgt üblicherweise mit Bestückautomaten. Dabei werden Bauelemente von einer Entnahmeposition einer Bauelement-Zuführeinrichtung mittels eines Bestückkopfes zu einer Aufsetzposition auf der zu bestückenden Leiterplatte transportiert. Unter dem Begriff Bauelement werden im folgenden alle bestückfähigen Elemente verstanden, insbesondere elektronische Bauelemente, elektromechanische Bauelemente, optoelektronische Bauelemente, Stecker und Steckverbindungen für elektrische und mechanische Kontakte sowie Abschirmbleche. Der Begriff elektronische Bauelemente umfasst selbst eine Vielzahl von verschiedenen Typen von Bauelement, beispielsweise SMD-Bauelemente (Surface Mount Device-Bauelemente) und hochintegrierte flächige Bauelemente. Dazu zählen beispielsweise BGA's (Ball Grid Arrays), Bare Dies und Flip Chips wie z.B. RFID-Bauelemente, welche für sog. Transponder verwendet werden.The automatic assembly of printed circuit boards, which in general also as a component carrier or electronic circuit substrates are called, with components usually takes place with placement machines. In this case, components of a removal position of a component feeder by means of a placement head transported to a Aufsetzposition on the board to be populated. The term component in the following all equippable elements understood, in particular electronic components, electromechanical Components, optoelectronic components, connectors and connectors for electrical and mechanical contacts and shielding plates. The term electronic Components itself includes a variety of different types of component, for example SMD components (surface mount device components) and highly integrated planar Components. These include, for example BGA's (Ball Grid Arrays), bare dies and flip chips such as e.g. RFID components, which for so-called. Transponder be used.

Aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung von elektronischen Baugruppen werden an die Bestückgenauigkeit eines Bestückautomaten immer größere Anforderungen gestellt. Um ferner die Kosten für eine mit Bauelementen bestückte Leiterplatte möglichst gering zu halten, wird zusätzlich auch eine möglichst höhere Bestückleistung angestrebt. Unter dem Begriff Bestückleistung versteht man die Anzahl von Bauelementen, welche innerhalb einer bestimmten Zeiteinheit auf einer oder auf einer Mehrzahl von Leiterplatten platziert werden kann.by virtue of the increasing miniaturization of electronic assemblies to the placement accuracy of a placement machine ever greater demands posed. Furthermore, the costs for one equipped with components PCB as possible to keep low will be additional also one possible higher placement sought. By the term placement performance one understands the Number of components, which within a certain time unit be placed on one or a plurality of printed circuit boards can.

In Anbetracht dieser miteinander konkurrierenden Anforderungen ist es nicht verwunderlich, dass bei der Bestückung von Bauelementeträgern gelegentlich Fehler auftreten. So kann beispielsweise ein Bauelement außerhalb bestimmter lateraler Positionstoleranzen auf dem Bauelementeträger platziert werden, so dass der elektrische Kontakt des Bauelementeträgers mit entsprechenden Anschlussflächen nicht sicher gewährleistet ist. Dies tritt insbesondere dann auf, wenn Bauelemente mit kleinen und eng beieinander liegenden Bauelement-Anschlussflächen bestückt werden. Ein weiterer Fehler bei der automatischen Bestückung von Bauelementeträgern besteht darin, dass ein auf dem Bauelementeträger vorgesehener Bauelement-Einbauplatz fälschlicherweise nicht oder mit einem falschen Bauelement bestückt wird.In Considering these competing requirements is It is not surprising that in the assembly of component carriers occasionally Errors occur. For example, a component outside certain lateral position tolerances placed on the component carrier be so that the electrical contact of the device carrier with corresponding connection surfaces not sure assured is. This occurs especially when components with small and be fitted closely adjacent component pads. Another mistake with automatic assembly of component carriers is that a provided on the component carrier component slot incorrectly not or equipped with a wrong component.

Um vor diesem Hintergrund bei der Herstellung von elektronischen Baugruppen eine hohe Prozesssicherheit zu gewährleisten, wird eine mittels eines Bestückautomaten bestückte Leiterplatte in einem so genannten Inspektionssystem, welches häufig auch als Visionsystem bezeichnet wird, optisch untersucht. Dabei werden gegebenenfalls vorhandene Positionsabweichungen von bestückten Bauelementen bzw. das Fehlen von Bauelementen festgestellt. Anschließend wird dann an speziellen Arbeitsplätzen die fehlerspezifische Nacharbeit bzw. die Reparatur von fehlerhaft bestückten Leiterplatten manuell durchgeführt. Diese Art der Nacharbeit ist jedoch äußerst zeitaufwändig und erfordert einen hohen Personaleinsatz, so dass die erforderliche Nacharbeit von elektronischen Bauelementeträgern sehr kostenintensiv ist.Around against this background in the production of electronic assemblies To ensure a high level of process reliability, a means of of a placement machine stocked Printed circuit board in a so-called inspection system, which often also is called a vision system, visually examined. It will be possibly existing position deviations of assembled components or the absence of components detected. Subsequently, will then at special workplaces the error-specific rework or the repair of faulty stocked Printed circuit boards manually. However, this type of rework is extremely time consuming and requires a large workforce, so the required Rework of electronic component carriers is very expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum automatischen Überprüfen und gegebenenfalls zum automatischen Korrigieren der Bestückung eines fehlerhaft bestückten Bauelementeträgers anzugeben, welches eine schnelle und kostengünstige Nacharbeit von fehlerhaft bestückten Bauelementeträgern ermöglicht.Of the Invention is based on the object, a method for automatic checking and, where appropriate to indicate the automatic correction of the assembly of a faulty component carrier, which is a quick and inexpensive rework of faulty equipped component carriers allows.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum automatischen Überprüfen und gegebenenfalls zum automatischen Korrigieren der Bestückung eines fehlerhaft bestückten Bauelementeträgers mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Gemäß der Erfindung wird zunächst ein Bauelement, welches in einem vorangegangenen Bestückvorgang auf dem Bauelementeträger platziert wurde, mittels einer Kamera erfasst. Nachfolgend wird die Ist-Position des Bauelements mittels einer der Kamera nachgeschalteten Bildauswerteeinheit bestimmt und die Abweichung der Ist-Position von einer der Ist-Position zugeordneten Soll-Position des Bauelements ermittelt. Die ermittelte Abweichung wird dann mit einem vorgegebenen Toleranzbereich verglichen und, falls die Abweichung innerhalb der Toleranz liegt, die Bestückung des Bauelements als fehlerfrei eingestuft. Falls die Abweichung außerhalb des Toleranzbereiches liegt, wird das Bauelement umgesetzt. Beim Umsetzen des Bauelements wird dieses zunächst von dem Bauelementeträger entfernt und danach zumindest annähernd an der Soll-Position auf dem Bauelementeträger aufgesetzt.This object is achieved by a method for automatically checking and possibly automatically correcting the placement of a faulty component carrier equipped with the features of independent claim 1. According to the invention, a component which has been placed on the component carrier in a previous placement process, first by means of a Camera captured. The actual position of the component is subsequently determined by means of an image evaluation unit connected downstream of the camera, and the deviation of the actual position from a desired position of the component assigned to the actual position is determined. The determined deviation is then compared with a predetermined tolerance range and, if the deviation is within the tolerance, the placement of the component classified as error-free. If the deviation is outside the tolerance range, the component is converted. When the component is moved, it is first removed from the component carrier and then at least approximately at the desired position placed on the component carrier.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Bauelemente, welcher außerhalb einer bestimmten lateralen Positionstoleranz liegen, mittels eines automatischen Bauelements-Umsetzvorganges an eine der Soll-Position näher liegenden Position bestückt werden. Dabei bestimmt sich die Toleranz im Wesentlichen durch die Größe der jeweiligen Anschlussflächen auf dem Bauelement und dem Bauelementeträger, da für eine zu verlässige elektrische Kontaktierung eine ausreichend große flächige Überlappung zwischen jeweils einer Bauelement-Anschlussfläche und einer zugeordneten Anschlussfläche auf dem Bauelementeträger vorhanden sein muss. Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit mehreren, insbesondere mit ausgewählten oder auch mit sämtlichen auf einen Bauelementeträger bestückten Bauelementen durchgeführt werden. Als ausgewählte Bauelemente werden bevorzugt diejenigen Bauelemente verwendet, welche aufgrund der Größenverhältnisse von Bauelement-Anschlussflächen und Leiterplatten-Anschlussflächen eine hohe Bestückgenauigkeit erfordern.Of the The invention is based on the finding that components, which outside a given lateral positional tolerance, by means of a automatic component conversion process closer to one of the desired position lying position become. The tolerance is essentially determined by the Size of the respective connection surfaces the component and the component carrier, since for a reliable electrical Contacting a sufficiently large areal overlap between each a component pad and an associated pad on the component carrier must be present. The method according to the invention can be implemented with several, especially with selected ones or with all on a component carrier equipped components carried out become. As selected Components are preferably those components used, which due to the size ratios of component connection pads and PCB pads a high placement accuracy require.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch mit Bauelementen durchgeführt werden, welche innerhalb einer für eine elektrische Kontaktierung erforderliche Positionsgenauigkeit bestückt wurden. Da mit jedem Umsetzvorgang die Positioniergenauigkeit des jeweiligen Bauelements erhöht wird, kann mittels eines ein- oder mehrfach hintereinander durchgeführten Umsetzvorgangs die resultierende Bestückgenauigkeit erhöht und eine besonders zuverlässige Kontaktierung von Bauelementen gewährleistet werden.The inventive method However, it can also be done with components that are inside one for an electrical contacting required position accuracy stocked were. Because with every conversion process the positioning accuracy of the respective component increases can, by means of a one or more consecutive conversion process the resulting placement accuracy elevated and a particularly reliable one Contacting of components are guaranteed.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass Bestückfehler in einem automatischen Verfahren zuverlässig und schnell erkannt werden können, so dass bei der Herstellung von elektronischen Baugruppen Die Ausschussrate auf effektive Weise reduziert wird.The Invention has the advantage that placement errors in an automatic Method reliable and can be detected quickly so that in the production of electronic assemblies the reject rate is effectively reduced.

Bei dem mit Anspruch 2 beschriebenen Umsetzvorgang eines Bauelements kann die Positionierung des Bestückkopfes relativ zu dem Bauelementeträger durch eine Positionierung des Bestückkopfes und/oder durch eine Positionierung des Bauelementeträgers erfolgen. Die an dem Bestückkopf befestigte Haltevorrichtung kann entweder in einer relativ zum Bestückkopf starren oder bevorzugt in einer beweglichen Weise erfolgen, wobei die Haltevorrichtung relativ zu dem Bestückkopf entlang einer z-Achse beweglich ist, welche senkrecht zu der Oberfläche des Bauelementeträgers orientiert ist. Ferner kann das Anheben des Bauelements und das Positionieren des Bestückkopfes und/oder das Positionieren des Bestückkopfes und das Absenken der Haltevorrichtung gemeinsam erfolgen.at the conversion process of a component described with claim 2 can the positioning of the placement head relative to the component carrier by a positioning of the placement and / or by a Positioning of the component carrier respectively. The at the placement head fixed holding device can either star in a relative to the placement or preferably in a movable manner, wherein the holding device relative to the placement head along a z-axis is movable, which is oriented perpendicular to the surface of the device carrier is. Furthermore, the lifting of the component and the positioning of the placement head and / or positioning the placement head and lowering the Holding device done together.

Das Verfahren nach Anspruch 3 hat den Vorteil, dass nicht nur ein translatorischer Positionsversatz eines bestückten Bauelements sondern auch eine Verdrehung korrigiert wird, bei der das Zentrum des Bauelements zwar richtig positioniert, die Winkellage des Bauelements aber nicht an die entsprechende Struktur der Anschlussflächen auf der Leiterplatte angepasst ist. Das Drehen des Bauelements erfolgt dabei um eine Achse, die senkrecht zu der Ebene des Bauelementeträgers orientiert ist.The Method according to claim 3 has the advantage that not only a translational Position offset of a populated Element but also a twist is corrected in the Although the center of the component correctly positioned, the angular position of the device but not on the corresponding structure of the pads the printed circuit board is adjusted. The rotation of the device takes place in this case about an axis which is oriented perpendicular to the plane of the component carrier is.

Die Verwendung einer Saugpipette nach Anspruch 4 eignet sich besonders gut für flächige Bauelemente, welche auch als Area Array Packages bezeichnet werden, da an die flächige Oberseite entsprechender Bauelemente eine Saugpipette sicher angreifen kann. Auf diese Weise kann eine entsprechend hohe Haltekraft realisiert werden, um das Bauelement zuverlässig von der Leiterplatte zu entfernen. Zu den flächigen Bauelementen zählen insbesondere BGA (Ball Grid Arrays), Micro-BGA (Micro Ball Grid Arrays), CSP (Chip Scale Packages) und Flip-Chips. Eine qualitativ hochwertige Bestückung von Area Array Packages ist besonders wichtig, da diese Bauelemente meist sehr teuer und die Reparatur nach Abschluss eines Verbindungsprozesses, bei dem die Bauelemente durch Löten und/oder Kleben auf dem Bauelementeträger befestigt werden, wegen des Risikos einer Beschädigung von Bauelement und/oder Bauelementeträger sehr aufwendig und schwierig ist.The Use of a suction pipette according to claim 4 is particularly suitable good for area Components, also known as Area Array Packages, there to the area Top appropriate components attack a suction pipette safely can. In this way, a correspondingly high holding force can be realized be reliable to the device to remove from the circuit board. In particular, the two-dimensional components include BGA (Ball Grid Arrays), Micro BGA (Micro Ball Grid Arrays), CSP (Chip Scale Packages) and flip chips. A high quality Assembly of Area Array Packages is especially important as these components usually very expensive and repair after completing a connection process, where the components by soldering and / or gluing on the component carrier, because of Risk of damage Of component and / or component carrier very expensive and difficult is.

Das Verfahren nach Anspruch 5 wird in einem Bestückautomaten durchgeführt, mit dem bereits die Erstbestückung des Bauelementeträgers durchgeführt wurde. Dies hat den Vorteil, dass das Umsetzen von fehlerhaft bestückten Bauelementen zügig erfolgen kann, so dass ein festes Anhaften der fehlerhaft bestückten Bauelemente insbesondere durch ein Trocknen von Lotpaste verhindert wird. Besonders vorteilhaft erweist sich dieses Verfahren für Bauelemente, welche vor ihrer Bestückung mittels einer zähflüssigen Klebstoffschicht beaufschlagt wurden. Das Beaufschlagen der Klebstoffschicht kann in bekannter Weise ebenfalls innerhalb eines Bestückautomaten bevorzugt unmittelbar vor der Bauelement-Bestückung durchgeführt werden.The The method of claim 5 is carried out in a placement, with already the initial assembly of the device carrier was performed. This has the advantage that the implementation of incorrectly populated components done quickly can, so that a firm adherence of the faulty assembled components is prevented in particular by drying solder paste. Especially This method proves to be advantageous for components which are before their assembly by means of a viscous adhesive layer were charged. The application of the adhesive layer can in a known manner also within a placement machine preferably be performed immediately before the component assembly.

Gemäß Anspruch 6 wird als Kamera eine an dem Bestückkopf angebrachte Kamera verwendet. Somit kann auf vorteilhafte Weise eine bei herkömmlichen Bestückautomaten bereits vorhandene Kamera, insbesondere eine Kamera zur Erfassung der Positionierung einer zu bestückenden Leiterplatte verwendet werden. Durch eine Bewegung des Bestückkopfes relativ zu dem Bauelementeträger können somit mehrere Positionen von bestückten Bauelementen vermessen werden. Dabei kann abhängig von der relativen räumlichen Lage zwischen Bestückkopf und Kamera und den für eine zügige Bestückung optimierten Verfahrwegen des Bestückkopfes ein bereits bestücktes Bauelement unmittelbar vor, während oder unmittelbar nach der Erst- oder Nachbestückung eines weiteren Bauelements erfasst werden. Dabei befindet sich in der Zeitspanne, in der die Erst- oder Nachbestückung durchgeführt wird, dieses weitere Bauelement bevorzugt in oder zumindest in der Nähe des Gesichtsfeldes der Kamera.According to claim 6, a camera attached to the placement head is used as the camera. Thus, in an advantageous manner, a camera already existing in conventional placement machines, in particular a camera for detecting the positioning of a printed circuit board to be populated, can be used. By a movement of the placement head relative to the component carrier thus several positions of assembled components can be measured. It can opti depending on the relative spatial location between placement and camera and for a quick assembly miert traversing the placement head an already populated component immediately before, during or immediately after the initial or Nachbestückung another component are detected. In this case, in the period in which the initial or subsequent loading is performed, this further component is preferably in or at least in the vicinity of the field of view of the camera.

Es wird darauf hingewiesen, dass an Stelle der Befestigung der Kamera an dem Bestückkopf auch die Kamera mittels eines eigenen Positioniersystems unabhängig von der Positionierung des Bestückkopfes verfahren werden kann. Dieser zusätzliche apparative Aufwand ermöglicht bei Vermeidung von einer Kollision zwischen Kamera und Bestückkopf eine besonders zügige Vermessung der mit Bauelementen bestückten Einbauplätze.It It should be noted that instead of attaching the camera at the placement head too the camera by means of its own positioning independent of the positioning of the placement head can be moved. This additional equipment expense allows avoiding a collision between the camera and the placement head especially fast Measurement of the bays equipped with components.

Gemäß Anspruch 7 werden das Erfassen des Bauelements in einem Inspektionsautomaten und das Umsetzen des Bauelements in einem Bestückautomaten durchgeführt. Der Bestückautomat kann dabei ein herkömmlicher Bestückautomat sein, welcher gegebenenfalls auch die Erstbestückung durchführt. Der Bestückautomat kann jedoch auch ein speziell angepasster Umsetzautomat sein, welcher im Vergleich zu herkömmlichen Bestückautomaten beispielsweise keine Bauelement-Zuführeinrichtungen aufweist. Bevorzugt sind der Inspektionsautomat und der Bestückautomaten Komponenten derselben Fertigungslinie zur Herstellung von elektronischen Baugruppen. In einer derartigen Fertigungslinie erfolgt die Inspektion am besten unmittelbar hinter dem Bestückautomaten, welcher die Erstbestückung vornimmt und das Umsetzen erfolgt bevorzugt unmittelbar hinter dem Inspektionsautomaten. Dabei werden die von dem Inspektionsautomaten hinsichtlich der Positionierung der Bauelemente ermittelten Daten, welche Informationen zum Umsetzen der Bauelemente beinhalten, an ein so genanntes Nacharbeitungs- bzw. Reparatursystem übertragen. Das Nacharbeitungs- bzw. Reparatursystem kann selbstverständlich auch außerhalb der Produktionslinie installiert werden. Dabei ist die Qualität der Bauelementeträger-Nacharbeitung von der Qualität der von dem Inspektionssystem übermittelten Reparaturdaten abhängig.According to claim 7 will be the detection of the device in an inspection machine and implemented the implementation of the device in a placement. Of the Pick and place machine can do this a conventional one automatic placement be, which optionally also performs the Erstbestückung. Of the automatic placement However, it can also be a specially adapted transfer machine, which compared to conventional placement for example, has no component feeders. Prefers the inspection machine and the placement machine are components of the same Production line for the production of electronic assemblies. In such a production line, the inspection is best immediately behind the placement machine, which the initial assembly takes place and the implementation preferably takes place immediately behind the Inspection machines. In the process, those of the inspection machine with regard to the positioning of the components, which contains information for converting the components to transferred a so-called rework or repair system. The rework or repair system can of course also outside the production line are installed. Here is the quality of the component carrier rework from the quality transmitted by the inspection system Repair data dependent.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird ferner gelöst durch ein mit Anspruch 8 beschriebenes Verfahren zum automatischen Überprüfen und gegebenenfalls zum automatischen Korrigieren der Bestückung eines fehlerhaft bestückten Bauelementeträgers, insbesondere zum Bestücken eines bei einem vorherigen Bestückvorgang fehlerhaft nicht bestückten Bauelements. Gemäß der Erfindung wird zunächst ein Bauelemente-Einbauplatz eines in einem vorangegangenen Bestückvorgang bestückten Bauelementeträgers mittels einer Kamera erfasst und mittels einer der Kamera nachgeschalteten Bildauswerteeinheit bestimmt, ob sich tatsächlich ein Bauelement an dem Einbauplatz befindet. Bei Anwesenheit des Bauelements wird die Bestückung des Bauelements als fehlerfrei eingestuft und bei Abwesenheit des Bauelements wird die Bestückung des Bauelements nachgeholt, wobei das Bauelement von einer Abholposition von einer Bauelement-Zuführeinrichtung mittels eines Be stückkopfes auf dem Bauelementeträger an dem vorgesehenen Einbauplatz aufgesetzt wird.The The object underlying the invention is further achieved by a method described in claim 8 for automatic checking and if necessary, to automatically correct the placement of a incorrectly populated Component support, especially for equipping one at a previous placement process incorrectly not equipped Component. According to the invention first a component slot an equipped in a previous placement process component carrier means captured by a camera and connected by means of a camera downstream Image evaluation unit determines whether actually a device on the Slot is located. In the presence of the device, the assembly of the device classified as faultless and in the absence of the device is the equipment retrofitted to the device, wherein the device of a pickup position from a component feeder by means of a head piece on the component carrier is placed on the intended slot.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass Bestückfehler, welche durch eine fehlende Bestückung eines Einbauplatzes auf einem Bauelementeträger bestehen, zuverlässig und schnell erkannt und durch eine entsprechende Nachbestückung korrigiert werden. Somit wird bei der Herstellung von elektronischen Baugruppen die Ausschussrate auf effektive Weise reduziert.The Invention has the advantage that placement errors, which by a missing equipment a slot on a component carrier, reliable and quickly detected and corrected by an appropriate replenishment become. Thus, in the manufacture of electronic assemblies reduces the reject rate in an effective way.

Es wird darauf hingewiesen, dass das Verfahren zum Nachbestücken auch mit dem oben genannten Verfahren zum Umsetzen eines Bauelements kombiniert werden kann. Ferner kann eine Nachbestückung durchgeführt werden, wenn auf der vorgesehenen Position zwar ein Bauelement bestückt wurde, dieses Bauelement jedoch nicht das für den jeweiligen Einbauplatz vorgesehene Bauelement ist oder mit einer falschen Menge an Lotpaste, Klebstoff, Flussmittel oder anderen zur Bestückung von Bauelementen erforderlichen Materialien versehen ist.It It should be noted that the procedure for refilling also with the above method for converting a device can be combined. Furthermore, a replenishment can be carried out if a component has been fitted on the intended position, However, this component is not that for the respective slot provided device is or with an incorrect amount of solder paste, Adhesive, flux or other required for the assembly of components Materials is provided.

Das Verfahren nach Anspruch 9 weist kann in vorteilhafte Weise mit einem herkömmlichen Bestückautomaten durchgeführt werden.The Method according to claim 9 can advantageously with a usual placement carried out become.

Das Verfahren nach Anspruch 10 weist die gleichen Vorteile wie das oben erläuterte Verfahren nach Anspruch 6 auf.The The method of claim 10 has the same advantages as the above explained Method according to claim 6.

Für das Verfahren nach Anspruch 11 kann zur Nachholung der Bestückung ein herkömmlicher Bestückautomat verwendet werden, der gegebenenfalls auch für die Erstbestückung von Bauelementeträgern vorgesehen ist. Alternativ kann ein speziell auf die Erfordernisse der Nachbestückung angepasster Bestückautomat verwendet werden, bei dem beispielsweise nur diejenigen Bauelemente mittels entsprechender Bauelement-Zuführeinrichtungen zugeführt werden, welche eine höhere Wahrscheinlichkeit hinsichtlich einer fehlenden Bestückung aufweisen. Der Inspektionsautomat und der Bestückautomat sind bevorzugt Komponenten derselben Fertigungslinie zur Herstellung von elektronischen Baugruppen, wobei der Inspektionsautomat derart angeordnet werden kann, dass die Inspektion unmittelbar hinter einem Bestückautomaten durchgeführt wird, welcher Bestückautomat die Erstbestückung des entsprechenden Bauelementeträgers durchführt. Die Nacharbeitung erfolgt ebenfalls bevorzugt unmittelbar hinter dem Inspektionsautomaten, so dass der übrige Herstellungsprozess von elektronischen Baugruppen in bekannter Weise durchgeführt werden kann.For the method according to claim 11, a conventional placement machine can be used for the retrofitting of the assembly, which is optionally also provided for the Erstbestückung of component carriers. Alternatively, a specially adapted to the requirements of the replenishment placement machine may be used in which, for example, only those components are supplied by means of corresponding component feeders, which have a higher probability of missing equipment. The inspection machine and the placement machine are preferably components of the same production line for the production of electronic assemblies, wherein the inspection machine can be arranged such that the inspection is performed immediately behind a placement, which placement machine the initial assembly of the ent performs speaking device carrier. The reworking also preferably takes place immediately behind the inspection machine, so that the rest of the manufacturing process of electronic assemblies can be carried out in a known manner.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer derzeit bevorzugten Ausführungsform.Further Advantages and features of the present invention will become apparent the following exemplary description of a presently preferred Embodiment.

In der Zeichnung zeigen:In show the drawing:

1 die Positionsvermessung eines ausgewählten Bauelements während der Bestückung eines anderen Bauelements und 1 the position measurement of a selected device during the assembly of another device and

2 das Umsetzen des ausgewählten Bauelements. 2 the conversion of the selected component.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Bestückvorrichtung zum Bestücken eines Bauelementeträgers 20. Die Bestückvorrichtung umfasst einen Bestückkopf, welcher mittels eines xy-Positioniersystems parallel zur Oberfläche des Bauelementeträgers 20 positionierbar ist. An dem Bestückkopf 10 ist ein entlang einer z-Richtung verschiebbar gelagerter hohler Schaft 11 angebracht, an welchem eine Haltevorrichtung angebracht ist, welche gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Saugpipette 12 ist. 1 shows a section of a Bestückvorrichtung for equipping a component carrier 20 , The placement device comprises a placement head, which by means of an xy positioning system parallel to the surface of the component carrier 20 is positionable. At the placement head 10 is a hollow shaft slidably mounted along a z-direction 11 attached to which a holding device is mounted, which according to the embodiment shown here, a suction pipette 12 is.

Der Bauelementeträger 20 weist eine Reihe von Anschlussflächen 22a, 22b und 22c sowie eine Vielzahl von Leiterbahnen 21 auf. Bei dem in 1 dargestellten Bestückvorgang wird ein Bauelement 30b an einem Einbauplatz aufgesetzt, welcher durch die Anschlussflächen 22b definiert ist. 1 zeigt ferner zwei bereits bestückte Bauelemente 30a bzw. 30c welche sich auf durch die Anschlussflächen 22a bzw. 22c definierten Einbauplätzen befinden.The component carrier 20 has a number of connection surfaces 22a . 22b and 22c and a variety of tracks 21 on. At the in 1 Placement process shown is a component 30b placed on a slot, which through the pads 22b is defined. 1 also shows two already assembled components 30a respectively. 30c which is due to the connection surfaces 22a respectively. 22c defined bays are located.

Das Aufsetzen des Bauelements 30b auf die Oberfläche des Bauelementeträgers 20 erfolgt durch ein Absenken des hohlen Schafts 11 relativ zu dem oberhalb der Anschlussflächen 22b positionierten Bestückkopfes. Alternativ kann bei Verwendung einer starren Anordnung aus Bestückkopf 10 und hohlen Schaft 11 auch der gesamte Bestückkopf 10 entlang der z-Richtung zum Aufsetzen des Bauelements 30b nach unten bewegt werden. Während der Bestückung des Bauelements 30b wird das bereits zuvor bestückte Bauelement 30c mittels einer Kamera 40 erfasst, welche ein Kamera-Gesichtsfeld 41 aufweist, in dem sich das Bauelement 30c befindet. Die Kamera 40 ist mittels einer Halterung 13 an dem Bestückkopf 10 befestigt, so dass durch eine Bewegung des Bestückkopfes in der xy-Ebene gleichzeitig die Kamera 40 derart bewegt wird, dass bei einer entsprechenden Positionierung des Bestückkopfes 10 das Kamera-Gesichtsfeld 41 jedes bereits bestückte Bauelement auf dem Bauelementeträger 20 erfassen kann.The placement of the device 30b on the surface of the component carrier 20 done by lowering the hollow shaft 11 relative to the above the pads 22b positioned placement head. Alternatively, when using a rigid assembly of placement head 10 and hollow shaft 11 also the entire placement head 10 along the z-direction for mounting the device 30b to be moved down. During the assembly of the component 30b becomes the already pre-assembled component 30c by means of a camera 40 captures what a camera field of view 41 comprising, in which the component 30c located. The camera 40 is by means of a holder 13 at the placement head 10 fastened so that by a movement of the placement head in the xy plane at the same time the camera 40 is moved so that at a corresponding positioning of the placement 10 the camera field of view 41 every already equipped component on the component carrier 20 can capture.

Es wird darauf hingewiesen, dass an Stelle der starren Verbindung 13 zwischen Bestückkopf 10 und Kamera 40 auch ein weiteres Positioniersystem für die Kamera 40 vorgesehen sein kann, welches eine von der Bewegung des Bestückkopfes 10 unabhängige Positionierung der Kamera 40 ermöglicht.It should be noted that in place of the rigid connection 13 between placement head 10 and camera 40 also another positioning system for the camera 40 may be provided, which one of the movement of the placement head 10 independent positioning of the camera 40 allows.

Es wird ferner darauf hingewiesen, dass zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens lediglich eine Relativbewegung zwischen Bestückkopf 10 und Bauelementeträger 20 bzw. zwischen Kamera 40 und dem Bauelementeträger 20 erforderlich ist, so dass jeder Bauelement-Einbauplatz auf dem Bauelementeträger 20 von dem Bestückbereich des Bestückkopfes 10 bzw. dem Gesichtsfeld 41 der Kamera 40 erreichbar ist. Dazu kann auch eine Bewegung des Bauelementeträgers 20 beitragen.It is further noted that for carrying out the method according to the invention only a relative movement between placement 10 and component carrier 20 or between camera 40 and the component carrier 20 is required, so that each component slot on the component carrier 20 from the placement area of the placement head 10 or the field of view 41 the camera 40 is reachable. This can also be a movement of the component carrier 20 contribute.

Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass die Bestückposition des Bauelements 30c auf dem durch die Anschlussflächen 22c vorgegebenen Bauelement-Einbauplatz von der vorgegebenen Soll-Position abweicht und dass zur zuverlässigen Kontaktierung des Bauelements 30c mit den Leiterbahnen 21 eine genauere Positionierung erforderlich ist. 2 zeigt das im Anschluss an den ermittelten Positionsversatz des Bauelements 30c erforderliche Umsetzen des Bauelements 30c auf eine Position, die sich näher an der Soll-Position befindet. Bei diesem Umsetzvorgang wird der Bestückkopf 10 mittels eines nicht dargestellten Positioniersystems derart bewegt, dass sich die Saugpipette 12 oberhalb des Bauelements 30c befindet.The following assumes that the placement position of the component 30c on the through the connection surfaces 22c predetermined component slot deviates from the predetermined target position and that for reliable contacting of the device 30c with the tracks 21 a more accurate positioning is required. 2 shows this after the determined positional offset of the device 30c required implementation of the device 30c to a position closer to the desired position. In this conversion process, the placement is 10 moved by means of a positioning system, not shown, such that the suction pipette 12 above the device 30c located.

Nachfolgend wird durch eine entsprechende Bewegung des hohlen Schafts 11 nach unten das Bauelement 30c aufgenommen, angehoben und durch bei einer entsprechenden Positionierung des Bestückkopfes 10 an der neuen Position auf dem Bauelementeträger 20 in bekannter Weise aufgesetzt. Somit können während der Bestückung des Bauelementeträgers 20 ausgewählte bereits bestückte Bauelemente hinsichtlich ihrer Bestückposition vermessen und gegebenenfalls umgesetzt werden. Ebenso können Bauelement-Einbauplätze auf das Vorhandensein von Bauelementen oder auf die Bestückung mit den jeweils für den jeweiligen Einbauplatz vorgesehenen Bauelementtyp kontrolliert werden und bei einer entsprechenden fehlerhaften Bestückung des Einbauplatzes diese durch eine entsprechende Nachbestückung korrigiert werden. Im Falle der Bestückung mit einem falschen Bauelement muss dieses dann zunächst von dem Einbauplatz entfernt und an geeigneter Stelle abgeworfen werden, bevor ein neues Bauelement an der entsprechenden Position auf dem Bauelementeträger aufgesetzt wird.This is followed by a corresponding movement of the hollow shaft 11 down the component 30c taken up, lifted and by at a corresponding positioning of the placement 10 at the new position on the component carrier 20 placed in a known manner. Thus, during the assembly of the component carrier 20 selected components already assembled equipped with regard to their placement position measured and possibly implemented. Likewise, component bays can be checked for the presence of components or on the assembly of the respectively provided for the respective slot component type and be corrected with a corresponding incorrect placement of the slot this by an appropriate Nachbestückung. In the case of the assembly with a wrong component this must then first of the slot are removed and dropped at a suitable location before a new device is placed at the appropriate position on the component carrier.

Es wird darauf hingewiesen, dass auch Bauelement-Einbauplätze vermessen werden können, welche sich zu einem Zeitpunkt, an dem gerade ein anderes Bauelement bestückt wird, außerhalb des Gesichtsfeldes 41 der Kamera 40 befinden. In diesem Fall ist eine Bewegung des Bestückkopfes 10 in eine Stellung erforderlich, in der das Gesichtsfeld 41 der Kamera 40 den entsprechenden Einbauplatz erfassen kann. Durch eine geschickte Wahl der Bestücksequenz der Bauelemente sowie der Inspekti onssequenz der Bauelement-Einbauplätze kann der insgesamt erforderliche Verfahrweg des Bestückkopfes 10 minimiert werden.It should be noted that also component slots can be measured, which at a time at which just another component is populated, outside the field of view 41 the camera 40 are located. In this case, there is a movement of the placement head 10 required in a position in which the visual field 41 the camera 40 can capture the appropriate slot. By a clever choice of Bestücksequenz the components and the Inspekti onssequenz the component slots, the total required travel of the placement 10 be minimized.

Zusammenfassend kann festgestellt werden:
Die Erfindung schafft ein Verfahren zum automatischen Überprüfen und gegebenenfalls automatischen Korrigieren der Bestückung eines fehlerhaft bestückten Bauelementeträgers, wobei bei einer außerhalb eines Toleranzbereiches liegenden Abweichung der Ist-Position des bestücken Bauelements 30c von einer entsprechenden Soll-Position das Bauelement 30c automatisch umgesetzt wird. Dabei wird das Bauelement 30c zunächst von dem Bauelementeträger 20 entfernt und danach zumindest annähernd an der Soll-Position auf dem Bauelementeträger 20 aufgesetzt. Die Erfindung schafft ferner ein Verfahren zum automatischen Überprüfen und gegebenenfalls zum automatischen Korrigieren der Bestückung eines fehlerhaft bestückten Bauelementeträgers, wobei zumindest ein Einbauplatz auf einem Bauelementeträger 20 auf das Vorhandensein eines entsprechenden Bauelements 30c überprüft wird. Bei Abwesenheit des Bauelements 30c wird die Bestückung nachgeholt. Dabei wird das Bauelement 30c von einer Abholposition einer Bauelement-Zuführeinrichtung mittels eines Bestückkopfes 10 an dem Einbauplatz auf dem Bauelementeträger 20 aufgesetzt. Die Erfindung hat den Vorteil, dass eine gegebenenfalls erforderliche Reparatur der Bestückung eines Bauelementeträgers 20 vollautomatisch durchgeführt werden kann und somit ein kostengünstiges und zügiges Verfahren zur Reduzierung des Ausschusses bei der Herstellung von elektronischen Baugruppen geschaffen wird.In summary, it can be stated:
The invention provides a method for automatically checking and optionally automatically correcting the placement of a faulty component carrier, wherein in the case of a deviation outside a tolerance range of the actual position of the assembled component 30c from a corresponding desired position, the device 30c is automatically implemented. This is the component 30c first of the component carrier 20 removed and then at least approximately to the desired position on the component carrier 20 placed. The invention further provides a method for automatically checking and, if appropriate, automatically correcting the placement of a faulty component carrier, wherein at least one slot is mounted on a component carrier 20 to the presence of a corresponding device 30c is checked. In the absence of the device 30c the equipment is made up. This is the component 30c from a pickup position of a component feeder by means of a placement head 10 at the slot on the component carrier 20 placed. The invention has the advantage that any necessary repair of the assembly of a component carrier 20 can be carried out fully automatically and thus an inexpensive and efficient method for reducing the Committee in the production of electronic assemblies is created.

Claims

Method for automatically checking and, if appropriate, automatically correcting the placement of a faulty component carrier, in particular for converting an electronic component fitted on the component carrier in a wrong position, in which at least one component ( 30c ), which in a previous placement process on the component carrier ( 20 ), by means of a camera ( 40 ), • the actual position of the component ( 30c ) by means of one of the camera ( 40 ) is determined downstream of the image evaluation unit, the deviation of the actual position from a target position of the component assigned to the actual position ( 30c ), the determined deviation is compared with a predetermined tolerance range, and if the deviation is within the tolerance range, the component ( 30c ) is classified as error-free, and - if the deviation is outside the tolerance range, the component ( 30c ) is implemented, wherein the component ( 30c ) first of the component carrier ( 20 ) and then at least approximately at the desired position on the component carrier ( 20 ) is placed.

The method of claim 1, wherein the moving of the device comprises the steps of: positioning a placement head (FIG. 10 ) relative to the component carrier ( 20 ) such that one at the placement ( 10 ) fixed holding device ( 12 ) is above the actual position, • Lowering the holding device ( 12 ) on the device ( 30c ), • lifting the component ( 30c ) to a certain height above the actual position, • positioning of the placement head ( 10 ) to a target position at which the component ( 30c ) is above the desired position, and • lowering the holding device ( 12 ), so that the device ( 30c ) at least approximately at the desired position on the component carrier ( 20 ) is placed.

Method according to one of Claims 1 to 2, in which during the transfer of the component ( 30c ) the angular position of the component ( 30c ) is changed.

Method according to one of claims 1 to 3, wherein the holding device is a suction pipette ( 12 ) is used.

Method according to one of claims 1 to 4, which is carried out in a placement, with which also the Erstbestückung of the component carrier ( 20 ) is carried out.

Method according to Claim 5, in which, as a camera ( 40 ) one at the placement head ( 10 ) attached camera ( 40 ) is used.

Method according to one of claims 1 to 4, in which the detection of the device in an inspection machine and the implementation of the device is performed in a placement.

Method for automatically checking and, if appropriate, automatically correcting the placement of a faulty component carrier, in particular for retrofitting a component that has not been fitted incorrectly in a previous placement process, in which at least one component slot of a component carrier equipped in a preceding placement operation ( 20 ) is detected by means of a camera, by means of one of the camera ( 20 ) downstream image evaluation unit, it is determined whether a component ( 30c ) is located in the slot, and - in the presence of the component ( 30c ) the assembly of the component ( 30c ) is classified as error-free, and - in the absence of the component, the component of the component is made up, wherein the component of a pick-up position of a component feeder by means of a Bestückkopfes ( 10 ) at the mounting location on the component carrier ( 20 ) is placed.

Method according to claim 8, which is carried out in a placement machine, with which the initial assembly of the component carrier ( 20 ) is carried out.

Method according to Claim 9, in which, as a camera ( 40 ) one at the placement head ( 10 ) attached camera is used.

The method of claim 8, wherein the presence control in an inspection machine and the refilling of the assembly of the Component in a placement machine is carried out.