DE10235471A1

DE10235471A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestücken von Substraten

Info

Publication number: DE10235471A1
Application number: DE10235471A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Dr. Aigner; Mohammad Mehdianpour
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-08-02
Filing date: 2002-08-02
Publication date: 2004-02-19
Also published as: WO2004017702A1; AU2003250776A1

Abstract

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestücken von Substraten, wobei ein Bestückkopf mit mehreren nebeneinander angeordneten Haltevorrichtungen 132 ausschließlich entlang einer x-Richtung und ein Substrat 110 ausschließlich entlang einer y-Richtung bewegbar ist. Die Haltevorrichtungen 132 sind unabhängig voneinander individuell entlang einer z-Richtung bewegbar, welche mit der x- und der y-Richtung ein dreidimensionales, bevorzugt rechtwinkliges, Koordinatensystem bildet. Ferner ist eine Kamera 140 vorgesehen, welche ebenfalls entlang der x-Richtung bewegbar ist und mittels welcher von den Haltevorrichtungen 132 gehaltene Bauelemente 460 erfassbar sind. Unmittelbar nach dem Aufnehmen eines Bauelements 460 durch eine Haltevorrichtung 132 wird das Bauelement 460 erfasst, wobei die Lage, die Anwesenheit, der Typ und/oder eventuell Beschädigungen des Bauelements 460 erkannt werden. Für die Erfassung der Bauelemente 460 wird bevorzugt ein mit der Kamera 140 starr verbundener Umlenkspiegel 442 verwendet, so dass das Bauelement direkt von unten erfasst werden kann und die Genauigkeit der Erfassung aufgrund eines günstigen Projektionswinkels besonders hoch ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestücken von Leiterplatten bzw. Substraten mit Bauelementen, die mittels eines entlang einer x-Richtung verfahrbaren Bestückkopfes von einer Abholposition zu einer Aufsetzposition transportiert werden. Die Positionierung der zu bestückenden Bauelemente auf dem Substrat entlang einer zu der x-Richtung winklig verlaufenden y-Richtung erfolgt durch ein Verschieben des Substrats entlang der y-Richtung. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Bestücken von Substraten, mittels welcher das oben genannte Verfahren durchführbar ist.

Die automatische Bestückung von Leiterplatten bzw. Substraten mit Bauelementen erfolgt heutzutage üblicherweise mittels sog. Bestückautomaten. Dabei werden Bauelemente von einer Abholposition, welche einer Bauelement-Zuführvorrichtung zugeordnet ist, mittels eines Bestückkopfes zu einer Aufsetzposition auf der zu bestückenden Leiterplatte transportiert. Um die Kosten für eine mit Bauelementen bestückte Leiterplatte möglichst gering zu halten, wird bei modernen Bestückautomaten grundsätzlich eine möglichst hohe Bestückleistung angestrebt. Unter dem Begriff Bestückleistung versteht man in diesem Zusammenhang die Anzahl von Bauelementen, welche innerhalb einer bestimmten Zeit, beispielsweise innerhalb einer Stunde, auf einer oder auf einer Mehrzahl von Leiterplatten aufgesetzt werden kann.

Aufgrund der insbesondere in den letzten Jahren zunehmenden Miniaturisierung von Bauelementen kann ein korrekter Bestückvorgang, bei dem die Anschlüsse des jeweiligen Bauelements mit auf der Leiterplatte vorgesehenen Anschlussflächen in Kontakt gebracht werden, in der Regel nur dann durchgeführt werden, wenn vor der Bestückung eine präzise Lagevermessung des von dem Bestückkopf gehaltenen Bauelements erfolgt. Dabei wird die räumliche Lage des Bauelements relativ zu einer Haltevorrichtung des Bestückkopfes bestimmt und gegebenenfalls eine Abweichung von einer bestimmten Soll-Lage durch eine entsprechende Positionierung des Bestückkopfes und/oder der Leiterplatte während des Aufsetzvorgangs kompensiert. Die Lagevermessung der zu bestückenden Bauelemente erfolgt bei modernen Bestückautomaten üblicherweise mittels einer optischen Sensorvorrichtung, welche zudem durch eine nachgeschaltete Bilderkennung fehlerhafte oder falsch aufgenommene Bauelemente erfasst.

Aus der EP 449 481 B1 ist eine Vorrichtung zum Bestücken von Leiterplatten bekannt, welche einen Bestückkopf mit einem Gehäuse und einer Haltevorrichtung aufweist, die relativ zu dem Gehäuse entlang einer z-Achse bewegbar ist, so dass ein von der Haltevorrichtung gehaltenes Bauelement auf eine zu bestückende Leiterplatte aufgesetzt werden kann. Eine Lagevermessung der Bauelemente erfolgt mittels einer Kamera, welche über einen ersten Umlenkspiegel und über einen zweiten Umlenkspiegel das zu bestückende Bauelement relativ zu der Haltevorrichtung von unten erfasst. Die Kamera ist an dem Bestückkopf in einer festen räumlichen Lage befestigt. Beim Aufsetzen des Bauelements auf die Leiterplatte wird der zweite Umlenkspiegel mittels einer Verschiebeeinrichtung in eine Position gebracht, in der er den Aufsetzvorgang des Bauelements nicht behindert. Somit kann bei geeigneter zeitversetzter Synchronisation zwischen der Lageerkennung (der zweite Umlenkspiegel befindet sich direkt unterhalb der Haltevorrichtung) und dem Aufsetzvorgang (der zweite Umlenkspiegel befindet sich seitlich versetzt unterhalb der Haltevorrichtung) eine Leiterplatte mit hoher Zuverlässigkeit bestückt werden.

Aus der WO 99/31948 ist eine Vorrichtung zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen bekannt, welche eine Mehrzahl von Bestückköpfen aufweist, die unabhängig voneinander entlang einer Trägerschiene in x-Richtung bewegbar sind. Die Träger schiene ist gemeinsam mit den Bestückköpfen entlang einer y-Richtung, welche senkrecht zu der x-Richtung verläuft, bewegbar. Auf diese Weise können die Bestückköpfe nahezu beliebig in der x-y-Ebene verfahren werden. Jeder Bestückkopf weist eine Haltevorrichtung auf, welche senkrecht zu der x-y-Ebene in z-Richtung bewegt werden kann. Auf diese Weise kann ein Bauelement von einer Abholposition zu einer beliebigen Aufsetzposition auf einer zu bestückenden Leiterplatte transportiert werden. Die Bestückvorrichtung weist ferner eine Kamera auf, welche ebenfalls an der Trägerschiene befestigt und unabhängig von den Bestückköpfen entlang der x-Richtung bewegt werden kann. Mit der Kamera können die von den Haltevorrichtungen gehaltenen Bauelemente optisch erfasst werden, wobei zwei der Kamera zugeordnete Umlenkspiegel verwendet werden, so dass die von den Haltevorrichtungen gehaltenen Bauelemente von unten betrachtet werden. Da sowohl die Kamera als auch die einzelnen Bestückköpfe jeweils einen eigenen Antrieb aufweisen, ist die Trägerschiene einer hohen mechanischen Belastung ausgesetzt. Aus diesem Grund muss die Trägerschiene sehr stabil ausgeführt sein, um eine Verwindung zu vermeiden. Dies kann wiederum nur mit einer relativ massiven Trägerschiene erreicht werden, so dass die zu bewegenden Massen sehr groß und die resultierende Bestückleistung infolge der großen Massenträgheit dementsprechend reduziert wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen zu schaffen, mittels welchen sowohl eine hohe Bestückleistung als auch eine hohe Bestückgenauigkeit erzielbar ist.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Mehrzahl von Bauelementen gleichzeitig von einem Bestückkopf transportiert werden kann, welcher eine Mehrzahl von parallel angeordneten Haltevorrichtungen aufweist. Der Transport der Bauelemente relativ zu dem zu bestückenden Substrat erfolgt durch einander überlagernde Bewegungen, wobei der Bestückkopf ausschließlich entlang der x-Richtung und das Substrat ausschließlich entlang der y-Richtung bewegt wird. Die Haltevorrichtungen sind relativ zu einem Grundelement des Bestückkopfes ausschließlich entlang der z-Richtung bewegbar. Die x-, y- und z-Richtungen definieren bevorzugt ein dreidimensionales rechtwinkliges Koordinatensystem, so dass durch eine unabhängige Überlagerung der drei Bewegungsrichtungen jede Position auf dem zu bestückenden Substrat erreicht werden kann. Gemäß der Erfindung wird die räumlichen Lage des jeweiligen Bauelements relativ zu der jeweiligen Haltevorrichtung unmittelbar nach dem Aufnehmen des Bauelements erfasst. Neben der Bestimmung der räumlichen Lage kann auch eine Anwesenheitskontrolle für ein Bauelement bzw. eine Identifizierung des entsprechenden Bauelementtyps durchgeführt und der Bestückprozess abhängig von dem Ergebnis fortgesetzt oder abgebrochen werden. Die frühzeitige Erkennung von falschen oder fehlerhaften Bauelementen, welche nicht erst auf dem eigentlichen Transportweg des Bestückkopfes hin zu dem Substrat durchgeführt wird, gewährleistet eine hohe Bestückleistung, da nach der Detektion eines falschen oder fehlerhaften Bauelements der für ein erneutes Abholen eines Bauelements erforderliche Verfahrweg des Bestückkopfes minimiert wird.

Gemäß Anspruch 2 wird die zuvor erfasste räumliche Lage des jeweiligen Bauelements relativ zu der jeweiligen Haltevorrichtung durch eine entsprechende Positionierung des Bestückkopfes und/oder des Substrates berücksichtigt. Auf diese Weise kann eine Abweichung der Ist-Lage von der Soll-Lage des Bauelements relativ zu der Haltevorrichtung kompensiert werden. Derartige Abweichungen treten insbesondere dann auf, wenn die Abholposition eines Bauelements nicht exakt definiert ist. Dies kommt insbesondere bei kleinen Bauelementen vor, welche mittels eines Bauelementgurts zu der Abholposition befördert werden und sich in einer relativ zu dem Bauelement großen Vertiefung des Bauelementgurts befinden.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 hat den Vorteil, dass eine eventuell erforderliche Winkelkorrektur eines aufgenommenen Bauelements während des Transportes des Bauelements hin zu der Aufsetzposition durchgeführt werden kann, so dass die Zeitdauer für den Bestückvorgang des Bauelements aufgrund der anfallenden Winkelkorrektur nicht vergrößert wird.

Das Verfahren gemäß Anspruch 4, bei dem die Lageerkennung der Bauelemente gegenüber der Aufnahme der Bauelemente stets um einen Takt versetzt durchgeführt wird, ermöglichst das Bestücken von Substraten mit einer besonders hohen Bestückleistung, da für die Lageerkennung keine zusätzlichen, die Bestückung verzögernden Zeitspannen erforderlich sind. Während des eigentlichen Bestückvorgangs, bei dem die Mehrzahl von Bauelementen auf das Substrat aufgesetzt werden, verweilt die Kamera bevorzugt in einer bestimmten Ausgangsposition, welche zwischen der Abholposition und der Bestückposition liegt.

Gemäß Anspruch 5 wird der Bestückkopf während der Aufnahme der Mehrzahl von Bauelementen entlang der x-Richtung bewegt. Damit können auf vorteilhafte Weise die Abstände zwischen den Haltevorrichtungen unabhängig von den Abständen zwischen den Zuführspuren der Zuführvorrichtung gewählt werden, so dass eine kompakte Bauweise eines das Bestückverfahren durchführenden Bestückautomaten möglich ist und neben einer hohen Bestückleistung auch eine hohe Flächenbestückleistung möglich ist. Unter dem Begriff Flächenbestückleistung versteht man in diesem Zusammenhang die auf die Stellfläche normierte Bestückleistung, welche Stellfläche von einem entsprechenden Bestückautomaten beansprucht wird. Diese Weiterbildung hat außerdem den Vorteil, dass durch die Verwendung von zusätzlichen Zuführspuren eine einfachere Belegung der verwendeten Bauelementgurte möglich ist, da unter Umständen für jede Zuführspur nur ein Typ von Bauelement zugeführt werden muss. Dies ist insbesondere bei der Bestückung von Substraten vorteilhaft, bei denen die Anzahl von verschiedenen Bauelement typen, welche für die Bestückung erforderlich sind, größer als die Anzahl der in dem Bestückkopf vorgesehenen Haltevorrichtungen ist.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 6 schafft die Möglichkeit, dass die Lageerkennung von sämtlichen Bauelementen mittels einer einzigen, kompakten Kamera durchgeführt werden kann, welche Kamera unabhängig von dem Bestückkopf bewegbar ist. Die damit verbundene Gewichtsersparnis ermöglicht eine gegenüber herkömmlichen Bestückverfahren erhöhte Bestückleistung.

Gemäß Anspruch 7 kann ein von einer Haltevorrichtung gehaltenes Bauelement von unten erfasst werden, so dass die Genauigkeit der Lageerkennung aufgrund eines günstigen Projektionswinkels besonders groß ist.

Das Verfahren gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine besonders einfache und stabile Halterung des Umlenkspiegels relativ zu der Kamera, so dass eine hohe Genauigkeit der Lageerfassung erzielbar ist.

Gemäß Anspruch 9 wird zur Lageerfassung des jeweiligen Bauelements eine an der Haltevorrichtung angebrachte Referenzmarkierung verwendet, welche eine schnelle und sichere Erfassung der jeweiligen Haltevorrichtung ermöglicht.

Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein einreihiger Zeilenkopf eine besonders effektive Durchführung des oben erläuterten Bestückverfahrens bei einem vergleichsweise kleinen apparativen Aufwand ermöglicht. Besonders vorteilhaft erweist sich eine Anordnung der einzelnen Haltevorrichtungen in dem Bestückkopf, bei der die Haltevorrichtungen einen Abstand voneinander aufweisen, welcher gleich dem Abstand zwischen verschiedenen Zuführspuren der Zuführvorrichtung ist. In die sem Fall muss nämlich der Bestückkopf während der Aufnahme der Mehrzahl von Bauelementen nicht bewegt werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt sich durch die Verwendung von zwei unterschiedlichen Linearführungen, mittels welchen eine Übertragung von eventuell auftretenden Schwingungen von dem Bestückkopf zu der Kamera oder umgekehrt wirksam verhindert werden kann und somit die resultierende Bestückgenauigkeit erhöht wird.

Die Weiterbildung gemäß Anspruch 11 kann durch die Verwendung eines Befestigungselementes realisiert werden, mittels welchem der Umlenkspiegel an der entlang der X-Achse verfahrbaren Kamera befestigt ist.

Die matrixförmige Anordnung der Haltevorrichtungen in dem Bestückkopf gemäß Anspruch 12 hat den Vorteil, dass die Anzahl von Haltevorrichtungen in einem kompakten Bestückkopf erhöht werden kann. Durch die Anordnung der Haltevorrichtungen in zumindest zwei in y-Richtung gegeneinander versetzten Zeilen müssen zur Kompensation dieses y-Versatzes die Abholpositionen entlang der y-Richtung verschiebbar sein. Alternativ kann eine Zuführvorrichtung verwendet werden, welche für jede Zuführspur zumindest zwei Abholpositionen aufweist, welche derart voneinander beabstandet sind, dass eine Haltevorrichtung der ersten Zeile ein Bauelement von der ersten Abholposition und eine Haltevorrichtung der zweiten Zeile ein Bauelement von der zweiten Abholposition entnimmt. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass für eine schnelle und zuverlässige Erfassung der Lage der Bauelemente bei matrixförmig angeordneten Haltevorrichtungen das Gesichtsfeld der Kamera zumindest so groß sein sollte, dass die in einer Spalte angeordneten Haltevorrichtungen erfasst werden können.

Die vorteilhafte Weiterbildung gemäß Anspruch 13 ermöglicht eine automatische Bestückung von Substraten mit einer besonders hohen Prozesssicherheit.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer derzeit bevorzugten Ausführungsform.

In der Zeichnung, in welcher für gleiche Bauteile gleiche Bezugszeichen verwendet werden, zeigen
1 einen Bestückautomaten in Seitenansicht entlang der y-Richtung,
2 eine Draufsicht des in 1 dargestellten Bestückautomaten,
3 eine Seitenansicht entlang der x-Richtung des in 1 und 2 dargestellten Bestückautomaten,
4 eine Vergrößerung des in 3 dargestellten Bereiches B und
5 eine Vergrößerung des in 1 dargestellten Bereiches A.
In den 1, 2 und 3 ist ein Bestückautomat 100 dargestellt, mittels welchem eine Leiterplatte 110 mit verschiedenen Bauelementen bestückt werden kann. Die zu bestückende Leiterplatte 110 befindet sich auf einer Verschiebevorrichtung 111, mittels welcher die Position der Leiterplatte 110 entlang der Y-Richtung verändert werden kann. Die Verschiebevorrichtung 111 ist auf zwei Führungsschienen 112 angeordnet. Auf der Verschiebevorrichtung 111 befindet sich ein Bestückfeld 114, in welchem die zu bestückende Leiterplatte angeordnet ist. Vor der Bestückung wird die Leiterplatte 110 mittels der Verschiebevorrichtung 111 von einer Förderstrecke 115 übernommen und nach einer Bestückung wird die bestückte Leiterplatte 110 zurück an die Förderstrecke 115 übergeben. Die Förderstrecke 115, welche eine Mehrzahl von Förderbändern aufweist, von denen in der Zeichnung nur ein Förderband 113 dargestellt ist, ermöglicht ein quasi kontinuierliches Zuführen von noch zu bestückenden Leiterplatten und ebenso ein quasi kontinuierliches Abführen von bereits bestückten Leiterplatten, so dass der Bestückautomat 100 auf einfache Weise in eine Fertigungslinie für Leiterplatten integriert werden kann.
Der Bestückautomat 100 weist einen Bestückkopf 130 auf, welcher ein Grundelement 131 und insgesamt acht nebeneinander angeordnete Haltevorrichtungen 132 umfasst. Diese sind unabhängig voneinander entlang der z-Richtung bewegbar. Der Bestückkopf 130 ist an einer ersten Linearführung 133 befestigt, und mittels eines Linearmotors entlang dieser ersten Linearführung 133 in x-Richtung verfahrbar. Der Linearmotor umfasst einen Stator 134 und einen nicht dargestellten Spulenteil, welcher in oder an dem Grundelement 131 angeordnet ist.
Der Bestückautomat 100 weist ferner eine Zuführvorrichtung 150 auf, mittels welcher die Bauelemente auf zehn nebeneinander angeordneten Zuführspuren 151 zu jeweils einer Abholposition 252 dem Bestückprozess zugeführt werden. Die Zuführung der Bauelemente erfolgt in einem Bauelementgurt 353, welcher eine Vielzahl von Vertiefungen aufweist, in denen sich jeweils ein Bauelement befindet. Der Bauelementgurt ist auf einer Spule 354 aufgewickelt, welche mittels eines Spulenwagens 355 an den Bestückautomaten 100 herangebracht werden kann. Auf diese Weise kann der Bauelementgurt 353 bequem in eine geeignete Zuführspur 151 eingeführt werden kann.
Der Bestückautomat 100 weist außerdem eine zweite Linearführung 143 auf, an welcher eine Kamera 100 befestigt ist, die mittels eines nicht dargestellten Antriebs entlang der zweiten Linearführung 143 in x-Richtung bewegt werden kann. Die Kamera 140 ist unabhängig von dem Bestückkopf 130 verfahrbar, so dass gemäß der Erfindung eine Lageerkennung eines aufgenommenen Bauelements unmittelbar nach der Aufnahme des Bauelements erfolgen kann.
Sowohl der Bestückkopf 130 als auch die Kamera 140 werden ausschließlich in x-Richtung und die Leiterplatte 110 aus schließlich entlang der y-Richtung bewegt. Durch eine Überlagerung dieser Bewegungen kann die Leiterplatte 110 über ihre gesamte Fläche bestückt werden. Da der Bestückkopf 130, die Kamera 140 und die Leiterplatte 110 jeweils nur entlang einer Richtung bewegt werden, ist eine hohe Positioniergenauigkeit gewährleistet. Durch die parallele Anordnung von verschiedenen Haltevorrichtungen 123 ist außerdem eine hohe Bestückleistung gewährleistet. Die Verwendung von zwei verschiedenen Linearführungen, die erste Linearführung 133 für den Bestückkopf 130 und die zweite Linearführung 143 für die Kamera 140, verhindert zuverlässig eine Übertragung von eventuell auftretenden Schwingungen zwischen dem Bestückkopf 130 und der Kamera 140.
Im folgenden wird der Bestückautomat 100 anhand von 4 und 5 erläutert. 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B in 3 ist und 5 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A in 1. Jede der Haltevorrichtungen 132 weist einen hohlen Schaft 435 und eine Saugpipette 436 auf, an welcher ein zu bestückendes Bauelement 460 mittels eines Unterdrucks gehalten wird. Der Unterdruck wird über nicht dargestellte Saugkanäle, welche in der Saugpipette 436 ausgebildet sind, an die Oberseite des Bauelements 460 angelegt. Die Kamera 140 weist ein Objektiv 441 auf, welches über einen Umlenkspiegel 442 das Bauelement 460 von unten erfasst. Der Umlenkspiegel 442 ist mittels eines Befestigungselements 444 starr mit der Kamera 140 verbunden. Da gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Kamera 140 schräg angeordnet ist, ist das runde Objektiv 441 in 5 durch eine Ellipse dargestellt.
Zusammenfassend schafft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestücken von Substraten, wobei ein Bestückkopf mit mehreren nebeneinander angeordneten Haltevorrichtungen 132 ausschließlich entlang einer x-Richtung und ein Substrat 110 ausschließlich entlang einer y-Richtung bewegbar ist. Die Haltevorrichtungen 132 sind unabhängig voneinander individuell entlang einer z-Richtung bewegbar, welche mit der x- und der y-Richtung ein dreidimensionales, bevorzugt rechtwinkliges Koordinatensystem bildet. Ferner ist eine Kamera 140 vorgesehen, welche ebenfalls entlang der x-Richtung bewegbar ist und mittels welcher von den Haltevorrichtungen 132 gehaltene Bauelemente 460 erfassbar sind. Unmittelbar nach dem Aufnehmen eines Bauelement 460 durch eine Haltevorrichtung 132 wird das Bauelement 460 erfasst, wobei die Lage, die Anwesenheit, der Typ und/oder eventuell Beschädigungen des Bauelements 460 erkannt werden. Für die Erfassung der Bauelemente 460 wird bevorzugt ein mit der Kamera 140 starr verbundener Umlenkspiegel 442 verwendet, so dass das Bauelement direkt von unten erfasst werden kann und die Genauigkeit der Erfassung aufgrund eines günstigen Projektionswinkels besonders hoch ist.

Claims

Verfahren zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen, bei dem – eine Mehrzahl von Bauelementen (460) durch einen ein Grundelement (131) und eine Mehrzahl von Haltevorrichtungen (132) aufweisenden Bestückkopf (130) aus einer Zuführvorrichtung (150) entnommen wird, wobei jedes Bauelement (460) von jeweils einer Haltevorrichtung (132) gegriffen wird, welche Haltevorrichtung (132) relativ zu dem Grundelement (131) parallel zu einer gemeinsamen z-Richtung individuell bewegbar ist, – unmittelbar nach der Entnahme eines Bauelements (460) die räumliche Lage des jeweiligen Bauelements (460) relativ zu der jeweiligen Haltevorrichtung (132) von einer Kamera (140) erfasst wird, und – die Bauelemente (460) jeweils an einer vorbestimmten Stelle auf das Substrat (110) aufgesetzt werden, wobei zu einer Positionierung der entsprechenden Haltevorrichtung (132) relativ zu dem zu bestückenden Substrat (110) – der Bestückkopf (130) ausschließlich entlang einer x-Richtung bewegt wird, welche im wesentlich senkrecht zu der z-Richtung verläuft, und – das zu bestückende Substrat (110) ausschließlich entlang einer y-Richtung bewegt wird, welche zu der z-Richtung im wesentlich senkrecht und zu der x-Richtung winklig verläuft.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem bei der Positionierung die zuvor erfasste räumliche Lage des jeweiligen Bauelements (460) relativ zu der jeweiligen Haltevorrichtung (132) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem abhängig von der räumlichen Lage des jeweiligen Bauelements (460) relativ zu der jeweiligen Haltevorrichtung (132) die jeweili ge Haltevorrichtung (132) um eine entlang der z-Richtung verlaufenden Achse gedreht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Bauelemente (460) nacheinander aus der Zuführvorrichtung (150) entnommen werden und die Lagen der einzelnen Bauelemente (460) mit Ausnahme des zuletzt aufgenommenen Bauelements (460) jeweils dann erfasst werden, wenn das jeweils nächste Bauelement (460) entnommen wird, und die Lage des zuletzt aufgenommenen Bauelements (460) während der nachfolgenden Positionierung erfasst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem während der Aufnahme der Bauelemente (460) der Bestückkopf (130) entlang der x-Richtung bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Kamera (140) entlang der x-Richtung bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Lage des jeweiligen Bauelements (460) relativ zu der jeweiligen Haltevorrichtung (132) über. einen Umlenkspiegel (442) von der Kamera (140) erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem ein an der Kamera (140) stationär befestigter Umlenkspiegel (442) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem eine an der Haltevorrichtung (132) eingebrachte Referenzmarkierung verwendet wird, um die Lage des jeweiligen Bauelements (460) relativ zu der jeweiligen Haltevorrichtung (132) zu erfassen.
Vorrichtung zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen zur Durchführung des Verfahren: nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit – einer Zuführvorrichtung (150), mittels welcher eine Mehrzahl von Bauelementen (460) jeweils an eine Abholposition (252) zuführbar sind, – einem Bestückkopf (130), welcher ein Grundelement (131) und eine Mehrzahl von zeilenförmig angeordneten Haltevorrichtungen (132) aufweist, welche jeweils relativ zu dem Grundelement (131) entlang einer z-Richtung individuell bewegbar sind und mittels welchen die Mehrzahl von Bauelementen (460) von der Mehrzahl von Abholpositionen (252) entnehmbar sind, – einer ersten Linearführung (133), mittels welcher der Bestückkopf (130) ausschließlich entlang einer x-Richtung bewegbar ist, welche im wesentlichen senkrecht zu der z-Richtung verläuft, – einer Verschiebevorrichtung (111), mittels welcher ein zu bestückendes Substrat (110) ausschließlich entlang einer y-Richtung bewegbar ist, welche zu der z-Richtung im wesentlich senkrecht und zu der x-Richtung winklig verläuft, und – einer Kamera (140), – welche mittels einer zweiten Linearführung (143) entlang der x-Richtung bewegbar ist und – welche derart ausgerichtet ist, dass die Lage der Bauelemente (460) relativ zu der jeweiligen Haltevorrichtung (132) unmittelbar nach der Entnahme erfassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1.0, zusätzlich mit einem Umlenkspiegel (442), welcher relativ zu der Kamera (140) in einer festen räumlichen Lage angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 11, bei der – die Mehrzahl von Haltevorrichtungen (132) entlang von zumindest zwei in y-Richtung gegeneinander versetzten Zeilen angeordnet ist und – die Zuführvorrichtung (150) derart ausgebildet ist, dass – die Mehrzahl von Abholpositionen (252) relativ zu dem Bestückkopf (130) entlang der y-Richtung verschiebbar ist und/oder – jedes Bauelement (460) zumindest von zwei entlang der y-Richtung gegeneinander versetzten Abholpositionen (252) entnehmbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der die beiden Linearführungen (133, 143) und/oder eine Halterung der Kamera (140) und/oder eine Halterung des Bestückkopfes (130) derart angeordnet und derart ausgebildet sind, dass bei einem aneinander Vorbeifahren von Kamera (140) und Bestückkopf (130) eine Kollision sowohl zwischen Kamera (140) und einer Haltevorrichtung (132) als auch zwischen Kamera (140) und einem von der Haltevorrichtung (132) gehaltenen Bauelement (460) zumindest dann ausgeschlossen ist, wenn sich die Haltevorrichtung (132) relativ zu dem Grundelement (131) in einer oberen Position befindet.