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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur positionsspezifischen Fehleranalyse von Substraten, welche in Bestückeinrichtungen, insbesondere Bestückautomaten, Fertigungslinien, etc., mit elektronischen Bauelementen bestückt werden. Dabei werden während eines Bestückprozess eines Substrats mit Bauelementen zu jeder Bestückposition Prozessparameter aufgezeichnet und gespeichert. Zusätzlich werden zu Bestückprozessschritten Bildaufnahmen einschließlich von Messdaten von Bauelementevermessungen aufgenommen und gespeichert.
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Stand der Technik
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In der Elektronikfertigung stellen sogenannte oberflächenmontierte Elemente – so genannte Surface Mounted Devices (SMD) – einen enormen Anteil dar. Dabei werden bei der Fertigung zu bestückende Elemente wie z. B. Bauelemente, Bauelementgruppen, etc. mittels der so genannten Surfacemounted Technology (SMT) von Bestückeinrichtungen (z. B. Bestückautomaten, Fertigungslinien, etc.) auf einer Oberfläche eines Substrats (z. B. Leiterplatte) angebracht.
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Der gesamte Bestückprozess dieser Technik kann dabei in verschiedene Bestückprozessschritte unterteilt werden. Diese Einzelschritte umfassen beispielsweise ein Aufbringen von Lotpaste auf ein Substrat, das Bestücken des Substrats mit elektronischen Bauelementen, einen so genannten Reflow-Lötprozess, bei welchem die Bauelemente in einem so genannten Reflow-Ofen auf das Substrat gelötet werden, sowie eine Inspektion der fertig bestückten Substrate, wobei nach einzelnen Bestückprozessschritten Inspektionen beispielsweise durch Inspektionssysteme (z. B. automatische optische Inspektion (AOI)) vorgesehen sein können. Diese Einzelschritte bzw. Bestückprozessschritte werden üblicherweise in verschiedenen Stationen einer Fertigungslinie zum Herstellen von bestückten Substraten. Der Bestückprozess kann dabei von einem oder mehreren Bestückautomaten durchgeführt werden – je nachdem einem Design eines Substrats bzw. je nachdem wie viele Positionen auf einem Substrat zu bestücken sind.
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Es gibt allerdings eine Vielfalt von zu bestückenden Bauelementen (z. B. Kapazitäten, Widerstände, Bauelementegruppen, etc.), welche oft eine sehr geringe Größe wie z. B. kleiner als 0,5 mm aufweisen. Für eine Funktionstüchtigkeit eines bestückten Substrats ist eine ordnungsgemäße Bestückung wichtig. Dafür sind insbesondere Anwesenheit, genaue Positionierung und Orientierung eines Bauelements an der Bestückposition auf dem Substrat ausschlaggebend. Das wird durch geeignete Inspektionssysteme wie z. B. AOI sowie durch elektrische Funktionstests festgestellt. Die AOI-Inspektion kann üblicherweise nach jedem Bestückprozessschritt durchgeführt werden. Mittels AOI-Inspektion können beispielsweise Lotpastendruck auf dem Substrat, eine Bestückkontrolle beim Reflow-Löten, eine Lötstellenkontrolle beim Reflow-Löten, etc. kontrolliert werden. Nach der Fertigstellung eines Produkt bzw. eines bestückten Substrats kann zusätzlich noch ein elektrischer Funktionstest – ein so genannter In-Circuit-Test – erfolgen.
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Bei diesen Inspektionstests können verschiedene Fehlerbilder festgestellt werden, welche von zahlreichen Ursachen herrühren können. Bekannte, festgestellte Fehlerbilder sind beispielsweise gebrochene Bauelemente, fehlende Bauelemente, verschobene oder hochkant stehende Bauelemente, Kurzschlüsse zwischen eng zusammenliegenden Bauelement-Anschlüssen, etc. Ursachen für gebrochene Bauelemente können z. B. beschädigt gelieferte Bauelemente oder Beschädigungen beim Abholen oder beim Bestücken durch z. B. zu hohe Krafteinwirkung sein. Ein Fehlen eines Bauelements kann beispielsweise dadurch entstehen, dass ein Bauelement beim Bestücken an einer Pipette des Bestückautomaten kleben bleibt oder das Bauelement nach dem Bestücken durch Fremdeinwirkung entfernt wird. Ein verschobenes oder hochkant stehendes Bauelement kann beispielsweise durch versetztes, nicht exaktes Bestücken, ein Verschieben nach dem Bestücken beispielsweise durch Vibrationen, Berührungen im Bestückautomaten, etc., durch Benetzungsproblemen zwischen Anschlussoberfläche und Lot, zu hohe Aufsetzkraft beim Bestücken, eine außermittige Pipettenposition, etc. entstehen. Zu hohe Aufsetzkraft beim Bestücken, ein zu großes Lotpastendepot oder ein versetztes Bestücken von Bauelementen können z. B. auch zu Kurzschlüssen zwischen eng zusammenliegenden Bauelement-Anschlüssen führen. Allerdings ist es im Fall eines Fehlers, welcher z. B. bei der Inspektion durch AOI oder beim In-Circuit-Test auf einem fertig bestückten Substrat festgestellt wird, aufgrund der Vielzahl von Möglichkeiten schwierig eine konkrete Ursache abzuleiten und dann eine entsprechende Korrektur an der Fertigungslinie oder dem Bestückautomaten vorzunehmen.
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Daher werden bei Feststellen von Bestückfehlern oft Prozessparameter z. B. beim Bestückautomaten (z. B. Aufsetzkraft, Pipettenpositionierung, Vakuum-Wert der Pipette, etc.) verändert und dann in der Inspektion kontrolliert, ob der Fehler weiterhin auftritt oder nicht. Eine derartige Vorgehensweise ist allerdings zeitaufwendig. Außerdem wird damit die Ursache für einen Fehler nicht konkret ermittelt, um diesen in der Folge verhindern zu können. Insbesondere wenn Bestückfehler bei bestimmten Bauelementen und/oder bestimmten Bestückpositionen nur sporadisch, aber systematisch wiederkehrend (z. B. bei jedem zweiten, vierten oder nur zehnten, etc. Substrat) auftreten, können diese üblicherweise kaum und nur mit sehr großem zeitlichem Aufwand behoben werden. Manchmal können die Fehler selbst durch Ändern der Prozessparameter nicht gelöst werden, wodurch dauerhaft eine vermehrte und kostenintensive Nacharbeit bei bestückten Substraten vorgenommen werden muss.
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Aus der Schrift
DE 10 2004 036 817 A1 ist ein Verfahren zum automatischen Überprüfen und gegebenenfalls automatischen Korrigieren der Bestückung eines fehlerhaft bestückten Substrats bekannt. Dabei wird direkt beim Bestücken – also noch vor dem Löten – geprüft, ob eine Abweichung zwischen einer Ist-Position und einer Soll-Position eines bestückten Bauelements außerhalb eines definierten Toleranzbereichs gelegen sind bzw. ob an einer Bestückposition eines Substrats ein Bauelement vorhanden ist. Wird dann ein entsprechender Fehler festgestellt, wird das falsch aufgesetzte Bauelement neuerlich automatisch umgesetzt bzw. das fehlende Bauelement nachbestückt. Mit dem in der Schrift
DE 10 2004 036 817 A1 offenbarten Verfahren können zwar bestimmte Bestückfehler (z. B. fehlendes oder verschobenes Bauelement) automatisch noch während des Bestückens korrigiert werden, die Ursachen für einen derartigen Fehler können allerdings nicht analysiert bzw. korrigiert werden, da entsprechende Daten, insbesondere für einzelne, fehlerhaft bestückte Bestückpositionen nicht verfügbar sind.
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Auch die Schrift
US 2005/0205642 A1 offenbart ein Verfahren zur Online-Kontrolle von Substraten beim Bestücken in einem Bestückautomaten, in welchen gegebenenfalls Reparatur- bzw. Korrekturanweisungen zur Verfügung gestellt werden. Dabei werden bestückte Substrate insbesondere optisch auf fehlerhafte bzw. fehlerhaft bestückte Bauelement kontrolliert und dann entsprechend gekennzeichnet (z. B. mittels optischer Markierung). Derart gekennzeichnete Substrate bzw. Substrate, bei welchen mittels optischer Kontrolle ein Fehler festgestellt worden ist, werden dann entsprechend nachbearbeitet. Auch dieses aus der Schrift 2005/0205642 A1 bekannte Verfahren weist damit den Nachteil auf, dass zwar festgestellte Fehler mittels Nachbearbeitung behoben werden, aber die Ursachen nicht bekannt sind und eine langfristige Korrektur der Fehler damit nicht möglich ist.
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Weiters offenbart die Schrift
US 6,999,835 B2 eine relativ aufwendige Methode zur Kontrolle und Überwachung von Bestückprozessen, bei welcher für jede Station einer Fertigungslinie ein eigenes Inspektionssystem vorgesehen ist. Von diesen Inspektionssystemen werden die Ergebnisse jeder Operation einer Station überwacht und an eine Beobachtungseinheit weitergeleitet. Anhand dieser aktuellen Ergebnisse sowie anhand gespeicherter älterer Ergebnisse werden dann aktuelle Zustände der jeweiligen Stationen bzw. auch von Bestückergebnissen (z. B. bestückten Substraten) sowie Veränderungstendenzen der aktuellen Zustände abgeschätzt. Dabei wird überwacht, ob vor einer überwachten Station kein vorgegebener Schwellwertzustand überschritten wird. Wird eine derartige Überschreitung festgestellt, so wird von der Beobachtungseinheit eine mögliche Ursache dafür abgeschätzt und einem Operator mitgeteilt. Auch dieses Verfahren weist damit den Nachteil auf, dass eine Fehlerursache nur abgeschätzt wird. Der Operator muss dann anhand der Mitteilung durch beispielsweise zeitaufwendiges Probieren bzw. Ändern von Parameter an der jeweiligen Station herausfinden, welche Änderung wieder zu einer Verbesserung der Ergebnisse führt.
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Aus der Schrift
US 2007/0276867 A1 ist außerdem ein Verfahren zur in den Bestückprozess eingebetteten Bildinspektion für Bestückautomaten bekannt. Bei diesem Verfahren werden zu einzelne Bestück- bzw. Bauelement-bezogene Operationen Bilder aufgezeichnet und gemeinsam mit einer Nachverfolgungsinformation – sogenannten Trace Keys –, welche einen Bestückautomaten eindeutig identifiziert und der entsprechenden Bestückoperation bzw. Bauelement-bezogenen Operation zugeordnet ist, in einer Datenbank abgespeichert. Diese Datenbank kann dann dafür genutzt werden, um Operationen eines Bestückautomaten anhand von Bildern und zugehöriger Nachverfolgungsinformation zu analysieren und um Fehler festzustellen. Damit kann zwar beispielsweise überwacht und ermittelt werden, bei welchem Bestückautomaten ein bestimmter Fehler auftritt. Es besteht aber keine Möglichkeit anhand der gespeicherten Daten, eine Ursache zu analysieren und konkrete Hinweise für eine Korrektur auszuarbeiten.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei welchem auf einfache und kostensparende Weise Ursachen für während eines gesamten Bestückprozesses auftretende Fehler für einzelne Bestückpositionen ermittelt werden können, und durch welches eine zielgerichtete Korrektur dieser Fehler durchgeführt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Erfindungsgemäß erfolgt daher die Lösung der Aufgabe mit einem Verfahren der eingangs erwähnten Art, bei dem die Prozessparameter und die Bildaufnahmen einschließlich der Messdaten positionsspezifisch zu Prozessdarstellungen verknüpft werden, und dass in der Folge die Prozessdarstellungen für eine Analyse von Fehlern im Bestückprozess aufbereitet und verfügbar gemacht werden.
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Der Hauptaspekt der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Lösung besteht darin, dass durch eine positionsspezifische Verknüpfung der Prozessparameter mit den Bildaufnahmen einschließlich der Messdaten von Bestückpositionen zu Prozessdarstellungen eine effektive Fehlersuche und ein Feststellen von Fehlerursachen auf einfache Weise ermöglicht werden. Dabei werden während des Bestückprozess positionsspezifisch aufgezeichnete Prozessparameter sowie Bildaufnahmen für einen Benutzer zu Prozessdarstellungen aufbereitet und verfügbar gemacht, um auf einfache Weise Ursachen für Fehler (z. B. gebrochene Bauelemente, verschobene oder fehlende Bauelemente, etc.) feststellen zu können.
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Die dabei genutzten Prozessparameter werden beispielsweise von einem Bestückautomaten wie z. B. den so genannten SIPLACE-Bestückautomaten während des Bestückprozesses zu jedem gefertigten Substrat aufgezeichnet und abgespeichert. Die vom Bestückautomaten aufgezeichneten Daten umfassen neben einer Vielzahl von real während dem Bestücken aufgetretenen Prozessparametern auch eine Darstellung der jeweiligen Substrat- bzw. Leiterplattenstruktur. Dadurch können die aufgezeichneten Prozessparameter den jeweiligen Bestückpositionen des jeweiligen bestückten Substrats zugeordnet werden.
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Zusätzlich können während des Bestückprozesses z. B. von einem Bestückautomaten oder einer anderen Station einer Fertigungslinie Bildaufnahmen einschließlich von Messdaten zu verschiedenen Bestückprozessschritten aufgenommen und gespeichert werden. Diese Informationen können z. B. in Dateien abgelegt werden, welche Bildaufnahmen und als Messdaten einen vollständigen Messkontext einer Bauelementevermessung enthalten. Die Bildaufnahmen einschließlich von Messdaten können beispielsweise bei folgenden Bestückprozessschritten aufgezeichnet werden: Vermessen von Bauelementen, Inspizieren von Pipetten, Inspizieren von so genannten Bestückmarken auf Substraten, Abholen eines Bauelements aus dem Bauelementegurts (Bauelement im Gurt) oder fertig bestücktes Bauelement auf dem Substrat.
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Diese beiden Informationen – Prozessparameter und Bildaufnahmen einschließlich Messdaten – werden dann für die Fehleranalyse zu Prozessdarstellungen positionsspezifisch – d. h. für eine Bestückposition – verknüpft. Damit wird eine optische Darstellung für eine Bestückposition erhalten, in welcher auch alle relevanten Prozessparameter dieser Bestückposition enthalten sind. Diese Prozessdarstellungen sind unmittelbar nach dem Bestücken verfügbar und können auch zu jedem späteren Zeitpunkt für weitere Fehleranalysen herangezogen werden.
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Es ist vorteilhaft, wenn für eine Fehleranalyse alle Bestückpositionen auf einem Substrat dargestellt werden, und dass dann nach einer Auswahl einer Bestückposition die Prozessdarstellungen zu der gewählten Bestückposition ausgegeben und angezeigt werden. Dabei können beispielsweise alle Bestückpositionen auf dem Substrat, welche in einem Bestückautomaten der Fertigungslinie bestückt werden, in Form einer symbolischen, grafischen Darstellung angezeigt werden. Für eine einfache Fehleranalyse einer bestimmten Bestückposition an diesem Bestückautomaten – z. B. da dort zumindest sporadisch ein wiederkehrender Fehler aufgetreten ist – kann diese Bestückposition in der symbolischen, grafischen Darstellung auf einfache Weise ausgewählt werden. Zu dieser Bestückposition werden dann die entsprechenden Prozessdarstellungen – d. h. die entsprechenden aufgezeichneten Prozessparameter und gegebenenfalls auch Bildaufnahmen – z. B. in Form von Tabellen angezeigt. Von einem Benutzer können damit auf effektive und übersichtliche Weise Parameter und Einstellungen geprüft werden.
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Es ist günstig, wenn bei einem nach dem Bestückprozess festgestellten Fehler an einer bestimmten Bestückposition nur für diese Bestückposition die Bildaufnahmen einschließlich Messdaten aufgenommen. Damit wird auf einfache Weise verhindert, dass es durch die Bildaufnahmen während des Bestückprozesses zu Leistungseinbußen des jeweiligen Bestückautomaten kommt. Durch die Auswahl einer Bestückposition, an welcher zumindest sporadisch Fehlerbilder z. B. bei der Inspektion festgestellt werden, stehen aber für die Prozessdarstellungen und die darauf basierende Fehleranalyse entsprechende Daten zur Verfügung.
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Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass eine Eingabe von Bestückpositionen und/oder eine Ausgabe der entsprechenden Prozessdarstellungen, insbesondere als optische und/oder tabellarische Darstellungen, über eine Ein-/Ausgabeeinheit durchgeführt wird. Durch den Einsatz einer beispielsweise zentralen Ein-/Ausgabeeinheit für die Fehleranalyse bei einer Fertigungslinie können effektiv und übersichtlich die relevanten Daten für eine Fehleranalyse – auch für mehrere Stationen der Fertigungslinie – ausgewertet, aufgearbeitet und dargestellt werden. Durch optische und/oder grafische Darstellung der Prozessdarstellungen wird die Fehleranalyse zusätzlich für den Benutzer vereinfacht und erleichtert. Es ergeben sich damit auch verschiedenste Möglichkeiten verschiedene Fehlerbilder wie z. B. gebrochene Bauelemente, fehlende Bauelemente, verschobene Bauelemente, Kurzschlüsse zwischen Bauelementen, etc. zu analysieren. So können beispielsweise zeitsparend und einfach Bestückpositionen, an welchen ein bestimmtes Fehlerbild festgestellt worden ist, an verschiedenen Bestückstationen und/oder bei verschiedenen Bestückprozessschritten (z. B. vor dem Abholen eines Bauelements, nach dem Bestücken, etc.) überprüft werden.
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Idealerweise wird eine Festlegung einer Aufzeichnung von Bildaufnahmen einschließlich von Messdaten für eine Erstellung der Prozessdarstellungen auf Bestückpositionsebene an einer jeweiligen Station einer Fertigungslinie durchgeführt. Damit können Bildaufnahmen, um Leistungseinbußen der Fertigungslinie zu verhindern, genau nach Bedarf eingestellt werden. D. h. sind an bestimmten Bestückpositionen zumindest sporadisch wiederkehrende Fehlerbilder z. B. in der Inspektion festgestellt worden, so können diese Bestückpositionen bei bestimmten Bestückprozessschritten gezielt aufgenommen und damit über die entsprechenden Prozessdarstellungen angewertet werden, um so eventuelle Maßnahmen zur Fehlerkorrektur vornehmen zu können.
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Es ist vorteilhaft, wenn Prozessparameter und Bildaufnahmen einschließlich Messdaten als Dateien in einem Format der so genannten Extensible Markup Language (XML) abgelegt werden. Auf diese Weise sind diese Informationen während und vor allem nach dem Bestückprozess verfügbar. Das XML-Format hat dabei den Vorteil, dass XML einen plattform- und implementationsunabhängigen Austausch von Daten zwischen verschiedenen Systemen ermöglicht. Damit können die Informationen für eine Fehleranalyse vom Bestückautomaten oder einem anderen System einer Fertigungslinie zur Ein-/Ausgabeeinheit oder zu einem speziellen System für die Fehleranalyse weitergeleitet werden und von diesen ohne zusätzlichen Aufwand als Prozessdarstellungen aufbereitet und dargestellt werden.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Die Erfindung wird nachfolgend in beispielhafter Weise anhand der beigefügten Figur erläutert. Es zeigt 1 beispielhaft und schematisch einen Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur positionsspezifischen Fehleranalyse von bestückten Substraten.
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Ausführung der Erfindung
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1 zeigt beispielhaft und in schematischer Weise eine Fertigungslinie F zum Bestücken von Substraten S. Die Fertigungslinie umfasst dabei beispielhaft mehrere Stationen BS1 bis BS5, in welchen jeweils verschiedene Bestückprozessschritte durchgeführt werden. So kann beispielsweise in einer ersten Station BS1 Lotpaste auf das Substrat S aufgetragen werden. In einer zweiten und gegebenenfalls dritten Bestückstation BS2, BS3 können Bauelemente auf das Substrat aufgebracht werden. Diese Bestückstationen BS2, BS3 sind damit so genannte Bestückautomaten. Die vierte Bestückstation BS4 ist beispielsweise ein so genannter Reflow-Ofen, in welchem dann die Bauelemente auf dem Substrat S aufgelötet werden können. In der fünften Station BS5 werden dann z. B. die fertig bestückten Substrate S inspiziert – beispielsweise mittels eines geeigneten Inspektionssystems (z. B. AOI) oder durch einen elektrischen Funktionstest.
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Während des Bestückens des Substrats S werden von den Bestückstationen BS1 bis BS4 auftretende Prozessdaten aufgezeichnet. Diese Prozessdaten können z. B. in Dateien im XML-Format abgelegt werden. Die Prozessdaten werden dann in einem ersten Verfahrensschritt 1 zu einer Verarbeitungseinheit BV weitergeleitet. Dabei umfasst die Datei neben den real auftretenden Prozessdaten auch eine Darstellung der Struktur des zu bestückenden Substrats S.
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Neben den Prozessdaten können auch noch zu Bestückprozessschritten in den Bestückstationen BS1 bis BS4 Bildaufnahmen einschließlich von Messdaten aufgenommen werden. Dabei kann an der jeweiligen Station BS1 bis BS4 auf Bestückpositionsebene festgelegt werden, zu welchen Bestückprozessschritte und/oder. Bestückpositionen des Substrats S Bildaufnahmen einschließlich von Messdaten aufgenommen werden. Insbesondere wenn bei der Inspektion BS5 zumindest sporadisch wiederkehrende Fehlerbilder an bestimmten Bestückpositionen festgestellt werden, so können vor allem diese Bestückpositionen aufgenommen werden. Die Bildaufnahmen einschließlich der Messdaten werden beispielsweise ebenfalls in Dateien im XML-Format abgelegt und können auch im ersten Verfahrensschritt 1 an die Verarbeitungseinheit BV übertragen werden.
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Die Dateien mit den Prozessdaten sowie die Dateien mit den Bildaufnahmen einschließlich der Messdaten können auf den jeweiligen Bestückstationen BS1 bis BS4 und/oder auf der Verarbeitungseinheit BV gespeichert werden.
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Aus der fünften Bestückstation bzw. der Inspektion BS5 werden für die Fehleranalyse in einem zweiten Verfahrensschritt 2 festgestellte Fehlerbilder FB sowie die entsprechenden Bestückpositionen zur Verfügung gestellt. Neben einer Inspektion BS5 am Ende des Bestückprozesses können zusätzlich auch bei den anderen Bestückstationen BS1 bis BS4 – z. B. Inspektionssysteme wie AOI-System – vorgesehen sein, von welchen ebenfalls Fehlerbilder FB übermittelt werden können.
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Mögliche Fehlerbilder FB, welche in der Inspektion BS5 festgestellt werden können sind, sind z. B. gebrochene Bauelemente, fehlende Bauelemente, verschobene oder hochkant stehende Bauelemente, Kurzschlüsse zwischen eng zusammenliegenden Bauelement-Anschlüssen, etc.
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Um eventuelle Ursachen für die festgestellten Fehlerbilder FB analysieren und ermitteln zu können, werden in einem dritten Verfahrensschritt 3 Prozessdaten mit den Bildaufnahmen einschließlich der Messdaten positionsspezifisch – d. h. für jede Bestückposition – zu Prozessdarstellungen verknüpft werden. In einem vierten Verfahrensschritt 4 können dann die Prozessdarstellungen über einen Ein-/Ausgabeeinheit AE abgerufen werden und dort für eine Fehleranalyse dargestellt und ausgewertet werden.
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Dabei kann beispielsweise eine symbolische, grafische Darstellung der Bestückpositionen einer Bestückstation BS1 bis BS4 auf dem Substrat S angezeigt werden. Zusätzlich können dann zu jeder Bestückposition z. B. in tabellarischer Form die jeweils zu den einzelnen Bestückpositionen aufgezeichneten Prozessparameter angezeigt werden. Bei Auswahl einer Bestückposition in der grafischen Darstellung über die Ein-/Ausgabeeinheit AE wird dann beispielsweise die entsprechende zugehörige Position in der tabellarischen Darstellung der Prozessparameter markiert.
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Zusätzlich zu den Prozessparametern können zur Beurteilung und Analyse eines Fehlerbildes FB auch die aufgenommenen Bildaufnahmen einschließlich der Messdaten, welche unmittelbar der gewählten Bestückposition zugeordnet sind, herangezogen werden. Sind Bildaufnahmen für die gewählte Bestückposition in der Verarbeitungseinheit BV gespeichert, so können diese ebenfalls über die Ein-/Ausgabeeinheit AE ausgegeben und angezeigt werden. Üblicherweise werden nicht für jede Bestückposition Bildaufnahmen zu Bestückprozessschritten erstellt, damit Leistungseinbußen an der Fertigungslinie F bzw. an der jeweiligen Bestückstation BS1 bis BS4 verhindert werden.
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Von den Bildaufnahmen einschließlich der Messdaten werden dann zusätzliche Informationen zur Beurteilung der Fehlerbilder FB geliefert – wie z. B. Aufnahmen eines zu bestückenden Bauelements vor dem Abholen aus einem Bauelementgurt, beim Vermessen des Bauelements und/oder nach dem Bestücken des Bauelements auf dem Substrat S. In Kombination mit den über die Prozessdarstellungen verknüpften Prozessparametern können dann auf einfache Weise die Ursachen für die jeweils festgestellten Fehlerbilder FB an einer Bestückposition analysiert und gegebenenfalls Maßnahmen für eine Korrektur ermittelt werden.
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So kann beispielsweise bei einem gebrochenen Bauelement über die Prozessdarstellung festgestellt werden, ob das Bauelement z. B. vor dem Abholen bereits beschädigt war oder das Bauelement erst beim Bestücken z. B. durch zu hohe Aufsetzkraft beschädigt wurde. Wird in der Inspektion BS5 z. B. ein fehlendes Bauelement festgestellt, so kann durch die Prozessdarstellung gezeigt werden, ob das Bauelement beim Bestücken beispielsweise an der Pipette haften geblieben ist oder erst nach dem Bestücken z. B. durch Fremdeinwirkung am Bestückautomaten BS2, BS3 verloren gegangen ist. Auch bei verschobenen Bauelementen können beispielsweise Fehlerursachen analysiert werden. Durch die Prozessdarstellung kann dabei ermittelt werden, ob das Bauelement z. B. korrekt vom Bestückautomaten BS2, BS3 gesetzt worden ist oder ob z. B. Vakuumwerte an der Pipette zu niedrig waren, wodurch das Bauelement beim Bestücken verrutscht ist.
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Ein weiteres, beispielhaftes Fehlerbild FB, welches mittels der Prozessdarstellungen analysiert werden kann, ist ein hochkant stehendes Bauelement. Durch die Bildaufnahmen bzw. die entsprechenden Messwerte der Bauelementevermessung kann beispielsweise ein Offset der Bauelementmitte zur Pipettenmitte beurteilt werden. Weist der Offset einen sehr hohen Wert auf, so wird die Bestückkraft nicht mittig in das Bauelement eingeleitet und es kommt zu einem ungleichen Kontakt der Anschlussflächen des Bauelements mit der Lotpaste. Andere Gründe für das Fehlerbild „hochkant stehendes Bauelement” können beispielsweise signifikante Größenunterschiede zwischen den Anschlussflächen oder eine abweichender Lotpastendruck sein. Beides kann ebenfalls aus der Prozessdarstellung ermittelt werden – z. B. durch die Bauelementvermessung bzw. wenn festgestellt wird, dass das Bauelement beim Bestücken korrekt auf das Substrat aufgesetzt worden ist.
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Auch die Ursachen für Kurzschlüsse zwischen eng liegenden Bauelementen können anhand der Prozessdarstellung analysiert und ermittelt werden. In der Prozessdarstellung sind beispielsweise eine erwartete Endlage und eine tatsächlich erreichte Endlage eine Z-Achse im Bestückautomaten BS2, BS3 beim Bestücken wie beim Abholen des Bauelements mitdokumentiert. Daraus kann dann z. B. Wert für eine Abweichung der beiden Positionen ermittelt werden. Ist dieser Wert beispielsweise kleiner als 0, so ergibt das, dass von der Z-Achse bzw. dem Bauelement bereits vor der erwarteten Position das Substrat S berührt werden und daher die Krafteinwirkung auf das Bauelement eventuell erhöht ist.
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Die oben genannte Beispiele stellen nur einige mögliche Fehlerbilder FB und Analysemöglichkeiten dar, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt, aufgearbeitet und ausgewertet werden können, um damit auf effektive Weise Ansätze für eine Behebung dieser Fehlerbilder FB zu ermitteln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004036817 A1 [0007, 0007]
- US 2005/0205642 A1 [0008]
- US 6999835 B2 [0009]
- US 2007/0276867 A1 [0010]
