Die Bestückung von Bauelementen auf
Bauelementeträger
erfolgt heutzutage mittels so genannter Bestückautomaten. Dabei werden Bauelemente von
einem Bestückkopf
aus einer Bauelement-Zuführeinrichtung
entnommen, die entnommenen Bauelemente hin zu dem Bauelementeträger transportiert
und an genau vorbestimmten Bestückpositionen auf
den Bauelementeträger
aufgesetzt. Um den Bestückvorgang
möglichst
effektiv durchzuführen,
wurden so genannte Collect & Place
Bestückköpfe entwikkelt,
welche sequentiell eine Mehrzahl von Bauelementen aufnehmen und
nach einem Transport sequentiell auf den Bauelementeträger aufsetzen.
Für eine
effektive, d.h. zügige
Bestückung
von Bauelementeträgern
haben sich beispielsweise so genannte Revolverköpfe bewährt, bei denen eine Mehrzahl
von Haltevorrichtungen für
Bauelemente sternförmig
angeordnet und um eine Drehachse herum drehbar sind.
1 zeigt
in einer schematischen Darstellung den Ablauf eines Bestückvorgangs,
bei dem als Bestückkopf 100 ein
Revolverkopf verwendet wird. Bei dem Bestückkopf 100 sind zwölf Haltevorrichtungen
sternförmig
um eine Drehachse 112 herum drehbar angeordnet. Die Haltevorrichtungen
umfassen jeweils ein Segment 101 sowie eine Saugpipette 104, an
welcher Bau elemente 103 mittels Unterdruck gehalten werden
können,
welcher über
das Segment 101 an einen Saugkanal der Saugpipette 104 angelegt
wird. Der Bestückkopf 100 umfasst
ferner drei so genannte Bearbeitungsstationen 105, 106, 107,
welche nachfolgend kurz erläutert
werden.
Im linken Teil von 1 ist die Aufnahme von Bauelementen skizziert.
Dabei wird zunächst
in einer ersten Bearbeitungsstation 105 die Saugpipette 104 um
ihre Längsachse
in eine für
die nachfolgende Aufnahme eines Bauelements geeignete Winkelstellung gedreht.
Die Haltevorrichtungen werden dann in Form einer getakteten Bewegung
entlang der durch den Pfeil dargestellten Drehrichtung gedreht,
bis die Saugpipette 104 in den Bearbeitungsbereich einer zweiten
Bearbeitungsstation 106 gerät. Dort wird die Haltevorrichtung
auf ein bereitgestelltes Bauelement 103 abgesenkt, so dass
das Bauelement 103 infolge einer durch die Saugpipette 104 vermittelten
Saugkraft gehalten und beim nachfolgenden Anheben der Saugpipette 104 an
dieser haften bleibt. Danach wird das aufgenommene Bauelement 103 durch
eine Drehung um die Drehachse 102 in eine Position gebracht,
in der es von einer Kamera in einer dritten Bearbeitungsstation 107 erfasst
wird. Dabei wird z.B. die genaue Winkellage, die Art oder ggf. Defekte
des Bauelements 103 erkannt. Somit können durch eine entsprechende
getaktete Drehung der an dem Bestückkopf 100 sternförmig angeordneten
Haltevorrichtungen sequentiell insgesamt zwölf Bauelemente 103 aufgenommen
und vermessen werden.
Nach der Aufnahme der Bauelemente 103 wird
der Bestückkopf 100 über einen
nicht dargestellten Bauelementeträger positioniert. Wie aus dem rechten
Teil von 1 ersichtlich,
werden die aufgenommenen Bauelemente 103 durch eine erneute
getaktete Drehung der Haltevorrichtungen und unter Verwendung der
zweiten Bearbeitungsstation 106 und der dritten Bearbeitungsstation 107 auf
den Bauelementeträger
aufgesetzt. In der ersten Bearbeitungsstation 105 wird
die Winkellage des zuvor mittels der dritten Bearbeitungsstation 107 erfassten Winkel lage
des Bauelements 103 derart verändert, dass das Bauelement 103 relativ
zu dem zu bestückenden
Bauelementeträger
in einer definierten Winkellage aufgesetzt werden kann. Das Aufsetzen
der Bauelemente 103 erfolgt wiederum in der zweiten Bearbeitungsstation 106.
Dabei wird das gehaltene Bauelement 103 an einer vorgegebenen
Bestückposition
auf den Bauelementeträger
aufgesetzt, die Haltekraft durch ein Abklemmen der Vakuumversorgung von
der Saugpipette 104 reduziert und die Saugpipette 104 ohne
das Bauelement 103 wieder angehoben wird. Somit können durch
eine getaktete Bewegung der sternförmig angeordneten Haltevorrichtung
unter Verwendung der beiden Bearbeitungsstation 105 und 106 die
zuvor aufgenommenen Bauelemente 103 sequentiell auf den
Bauelementeträger
aufgesetzt werden.
2 zeigt
in einer schematischen Darstellung die zirkulare Führung der
Haltevorrichtungen sowie die in der Bearbeitungsstation 106 zum
Absenken und Anheben der Haltevorrichtung verwendeten Komponenten.
Der rechte Teil von 2 zeigt
einen Querschnitt senkrecht zu der Drehachse 102. Der linke
Teil zeigt einen Querschnitt der Bearbeitungsstation 106 parallel
zu der Drehachse 102. Der Bestückkopf 100 weist einen
Stator 240 und einen Rotor 270 auf, welcher um
eine relativ zu dem Stator 240 ortsfest angeordnete Drehachse 202 drehbar
ist. An dem Stator 240 ist konzentrisch um die Drehachse 202 eine
ringförmige
Nut 241 angeordnet. Im Bereich der Bearbeitungsstation 106 weist
die ringförmige
Nut 241 eine Aussparung 245 auf. Die ringförmige Nut 241 dient
zur zirkularen Führung
von Haltevorrichtungen 210, welche jeweils ein Segment 201 und
eine Saugpipette 204 aufweisen. Die Segmente 201 sind über eine
Linearführung 271 derart
mit dem Rotor 270 gekoppelt, dass die Haltevorrichtungen 210 durch
eine Drehung des Rotors 270 zu einer Drehbewegung um die
Drehachse 202 angetrieben werden, wobei die Radialkräfte, die
bei dieser Kreisbewegung auftreten, von der ringförmigen Nut 241 aufgenommen
werden. Die radiale Kopplung der Haltevorrichtungen 210 mit
der ringförmigen
Nut 241 erfolgt jeweils über einen Vorsprung 281,
welcher in die Nut 241 eingreift und welcher an dem der
jeweiligen Haltevorrichtung 210 zugeordneten Segment 201 fixiert ist.
Das Absenken und das Anheben der
Haltevorrichtung 210 in der Bearbeitungsstation 106 erfolgt
dadurch, dass in der Bearbeitungsstation 106 die zirkulare
Führung
des Segments 201 nicht durch die kreisförmige Nut 241, sondern
durch ein Mitnahmeelement 281 erfolgt, welches in der Aussparung 245 mittels
eines Antriebs 282 entlang der z-Richtung 283 verschoben
werden kann. Somit können
durch eine getaktete Bewegung der sternförmig angeordneten Haltevorrichtungen 210 sequentiell
sämtliche Haltevorrichtungen 210,
wenn sie sich in dem Bereich der Bearbeitungsstation 106 befinden,
kurzfristig nach unten abgesenkt werden. Die Verwendung eines derartigen
gemeinsamen Hubantriebs für sämtliche
Haltevorrichtungen der nur in der Bauelementaufnahme- und Bauelementaufsetzstellung wirksam
wird, hat den Nachteil, dass unabhängig von der Höhe des aufzunehmenden
bzw. aufzusetzenden Bauelements immer ein bestimmter maximaler Hub
durchfahren werden muss, um zu gewährleisten, dass die aufgenommenen
Bauelemente bei einem Positionieren des Bestückkopfs nicht mit bereits auf
dem Bauelementeträger
bestückten
Bauelementen kollidieren. Daraus ergibt sich bei dem Aufnahmevorgang
und dem Aufsetzvorgang insbesondere bei flachen Bauelementen jeweils
ein Zeitverlust, der die Bestückleistung,
d.h. die maximale Anzahl an Bauelementen, die pro Zeiteinheit bestückt werden können, reduziert.
Aus der
DE 101 08 778 A1 ist eine
Vorrichtung und ein Verfahren für
das Montieren elektronischer Bauelemente bekannt, die durch die
Eliminierung einer Verlustzeit eine erhöhte Montageeffizienz aufweisen.
Dabei werden elektronische Bauelemente von einer Zuführeinheit
durch einen Bestückkopf aufgenommen
und auf einem Bauelementeträger aufgesetzt.
Die Höhe
der Bauelemente, die schon auf dem Bauelementeträger, der transportiert wird,
montiert sind, wird durch eine Höhenmesseinheit erfasst. Diese
weist einen CCD-Lichtsensor auf, der eine Lichtausstrahlungseinheit
und eine Lichtempfangseinheit umfasst. Bei dem Bestückverfahren
wird die Transporthöhe
des Bestückkopfes,
wenn sich dieser relativ zu dem Bauelementeträger bewegt, auf der Basis der
Höhenmessung
der Bauelemente auf eine Höhe
eingestellt, die ausreicht, einen Abstand zu den bereits bestückten Bauelementen
einzuhalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Bestückkopf
zum Bestücken
von Bauelementen auf einen Bauelementeträger anzugeben, mit dem gleichzeitig
eine Mehrzahl von Bauelementen transportiert werden können und
mit dem der beim Abholen und beim Aufsetzen der einzelnen Bauelemente erforderliche
Hub an die Höhe
des zu bestückenden Bauelements
bzw. an die Höhe
von bereits auf den Bauelementeträger bestückten Bauelementen angepasst
werden kann.
Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe
zugrunde, eine Bestückvorrichtung
zum Bestücken
von Bauelementen auf einen Bauelementeträger unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bestückkopfes zu
schaffen.
Außerdem liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, zwei Verfahren zum Bestücken von Bauelementen unter
Verwendung der erfindungsgemäßen Bestückvorrichtung
anzugeben.
Die erste vorrichtungsbezogene Aufgabe wird
gelöst
durch einen Bestückkopf
zum Bestücken von
Bauelementen auf einen Bauelementeträger mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
1.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis
zugrunde, dass bei einem Bestückkopf
mit einem Stator, mit einem Rotor, welcher um eine zu dem Stator
ortsfest angeordnete Drehachse herum drehbar ist, und mit einer
Mehrzahl von Haltevorrichtungen, welche um die Drehachse herum angeordnet
sind und welche zumindest in zirkularer Richtung mit dem Rotor koppelbar
sind, die Halte vorrichtungen abhängig
von der Höhe
der aufgenommenen Bauelemente in unterschiedlichen Positionen mit
dem Rotor koppelbar sind. Da jede Haltevorrichtung in mehreren unterschiedlichen
Positionen an den Rotor gekoppelt werden kann, ergibt sich die Möglichkeit,
ein von der Haltevorrichtung aufgenommenes Bauelement auf verschiedenen
Umlaufbahnen um die Drehachse zu bewegen. Auf diese Weise kann ohne
Verwendung eines individuellen Hubantriebs für jede Haltevorrichtung die
Lage der Umlaufbahn eines aufgenommenen Bauelements an die Höhe des Bauelements
sowie an die Höhe
der auf dem Bauelementeträger
befindlichen Störkanten,
welche beispielsweise durch die oberen Kanten von bereits bestückten Bauelementen
gebildet werden, angepasst werden. Daraus ergibt sich, dass für jedes
Bauelement individuell eine optimale Umlaufbahn gewählt und
somit der Abhol- bzw. der Aufsetzweg verkürzt und die resultierende Bestückgeschwindigkeit
erhöht
werden kann.
Es wird darauf hingewiesen, dass
die Erfindung für
verschiedene Arten von Bestückköpfen geeignet
ist. Bei einem sog. Revolverkopf, bei dem die Haltevorrichtungen
in einer Ebene sternförmig
um die Drehachse radial abstehend angeordnet sind, sind die Haltevorrichtungen
in unterschiedlichen radialen Abständen mit dem Rotor koppelbar.
Die verschiedenen Umlaufbahnen weisen unterschiedliche Radien auf
und sind konzentrisch zueinander angeordnet. Bei einem sog. Zylinderkopf,
bei dem die Haltevorrichtungen jeweils parallel zu der Drehachse des
Rotors in einem festen radialen Abstand zu der Drehachse angeordnet
sind, sind die Haltevorrichtungen parallel zu der Drehachse in unterschiedlichen
Höhenlagen
mit dem Rotor koppelbar. Die verschieden Umlaufbahnen haben den
gleichen Radius, sind aber parallel zu der Drehachse zueinander
versetzt. Bei einem sog. Kegelkopf, bei dem sämtliche Haltevorrichtungen
in einer festen Winkellage winklig zu der Drehachse angeordnet sind,
sind die Haltevorrichtungen sowohl radial als auch axial in unterschiedlichen
Positionen mit dem Rotor koppelbar. Die verschieden Umlaufbahnen
weisen somit einen zueinander unterschiedlichen Radius auf und sind zudem parallel
zu der Drehachse zueinander versetzt. In allen Fällen erfolgt die Kopplung der
einzelnen Haltevorrichtungen mit dem Rotor an verschiedenen Positionen,
die parallel zu der Längsachse
der Haltevorrichtungen zueinander verschoben sind, so dass die bei
einer Aufnahme bzw. bei einem Aufsetzen von Bauelementen erforderliche
Hubstrecke durch geeignete Wahl der Ankoppelposition minimiert werden
kann.
Der Bestückkopf nach Anspruch 2 weist
zusätzlich
eine Verschiebevorrichtung auf, mittels welcher eine einzelne Haltevorrichtung,
sofern sie sich in dem Wirkbereich der Verschiebevorrichtung befindet, relativ
zu dem Rotor in eine geänderte
Position und damit in eine andere Umlaufbahn gebracht werden kann.
Da die Haltevorrichtungen bei Revolverköpfen in einer getakteten Bewegung
um die Drehachse gedreht werden, können mit der Verschiebevorrichtung sämtliche
Haltevorrichtungen sequentiell in eine beliebige Umlaufbahn gebracht
werden. Bevorzugt wird als Verschiebvorrichtung eine in herkömmlichen
Bauelementen bereits vorhandene Hubvorrichtung verwendet, welche
zum Abholen und zum Aufsetzen von Bauelementen vorgesehen ist.
Gemäß Anspruch 3 weist die Verschiebevorrichtung
ein Mitnahmeelement auf, welches mit einer in dem Wirkbereich der
Verschiebevorrichtung befindlichen Haltevorrichtung koppelbar ist.
Die Kopplung zwischen dem Mitnahmeelement und der Haltevorrichtung
kann sowohl mechanisch als auch magnetisch erfolgen. Eine mechanische
Kopplung kann beispielsweise durch ein Eingreifen eines an der Haltevorrichtung
ausgebildeten Vorsprungs in das Mitnahmeelement realisiert werden.
Für eine
magnetische Kopplung wird bevorzugt ein schnell aktivierbarer Elektromagnet
verwendet, welcher bei Beaufschlagung mit einem entsprechenden Stromfluss eine
Fixierung der Haltevorrichtung an das bewegbare Mitnahmeelement
bewirkt. Eine magnetische Kopplung wird bevorzugt dadurch realisiert,
dass das Mitnahmeelement einen aktivierbaren Elektromagneten und
jede Haltevorrichtung ein ferromagnetisches Material aufweist.
Bei dem Bestückkopf nach Anspruch 4 werden
die bei einer Rotation der Haltevorrichtungen um die Drehachse auftretenden
Radialkräfte
bzw. Zentrifugalkräfte
von der Führungseinrichtung
aufgenommen.
Die Verwendung einer Führungsnut
als Führungskulisse
gemäß Anspruch
5 hat den Vorteil, dass zur Implementierung der Erfindung in herkömmliche Bestückköpfe, insbesondere
in herkömmliche
Revolverköpfe
ein geringer konstruktiver Aufwand erforderlich ist, da zu einer
bereits vorhandenen Führungsnut
lediglich zumindest eine weitere konzentrisch zu der Drehachse angeordnete
Führungsnut ausgebildet
werden muss.
Gemäß Anspruch 6 werden die Haltevorrichtungen
mittels einer einfach zu realisierenden Gleitführung um die Drehachse geführt.
Die zirkulare Führung einer Haltevorrichtung in
einer Führungsnut
mittels einer drehbar gelagerten Rolle nach Anspruch 7 hat den Vorteil,
dass bei einer Drehung der Haltevorrichtungen um die Drehachse zwischen
den Haltevorrichtungen und der Führungsnut
lediglich ein geringer mechanischer Abrieb entsteht. Für die Rolle
kann auch eine federnde Lagerung verwendet werden, welche die Rolle
in die Führungsnut
oder an eine Fläche
bzw. eine Kante der Führungsnut
drückt,
so dass eine genau definierte Führung
der Haltevorrichtung gewährleistet
ist.
Bei dem Bestückkopf nach Anspruch 8, bei dem
zur zirkularen Führung
der Haltevorrichtungen der Rotor mit den Haltevorrichtungen auch
in radialer Richtung koppelbar ist, werden die bei einer Rotation der
Haltevorrichtungen um die Drehachse auftretenden Zentrifugalkräfte von
dem Rotor aufgenommen.
Gemäß Anspruch 9 ist zusätzlich eine
Entkoppeleinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Kopplung einer
in dem Wirkbe reich der Verschiebevorrichtung befindlichen Haltevorrichtung
an den Rotor aufgehoben werden kann. Somit kann die Haltevorrichtung,
welche beispielsweise an einer an dem Rotor angeordneten Linearführung verschiebbar
gelagert ist, in eine andere Umlaufbahn gebracht werden.
Bei dem Bestückkopf nach Anspruch 10 erfolgt
die Kopplung zwischen Haltevorrichtung und Rotor mittels einer Klemmeinrichtung.
Um die Haltevorrichtung einerseits auf einer definierten Umlaufbahn
um die Drehachse zu führen
und andererseits ein Anheben bzw. Absenken der Haltevorrichtung
in eine andere Umlaufbahn zu ermöglichen,
ist die Klemmeinrichtung derart ausgebildet, dass (a) eine Fixierung
der Haltevorrichtung an den Rotor gewährleistet ist, wenn sich die
Haltevorrichtung außerhalb des
Wirkbereiches der Verschiebevorrichtung befindet und (b) die Fixierung
der Haltevorrichtung an den Rotor beispielsweise mit einem Entkoppelmechanismus
lösbar
ist, wenn sich die Haltevorrichtung innerhalb des Wirkbereiches
der Verschiebevorrichtung befindet.
Gemäß Anspruch 11 erfolgt die Fixierung
der Haltevorrichtung an dem Rotor dadurch, dass eine an der Haltevorrichtung
ausgebildete erste Verzahnung in eine an dem Rotor ausgebildete
zweite Verzahnung eingreift. Dies ermöglicht eine einfache und sichere
Fixierung. Dabei wird bei Verwendung einer so genannten Mikroverzahnung
eine nahezu stufenlose Variation der Rnkoppelposition der Haltevorrichtung an
den Rotor ermöglicht.
Es wird darauf hingewiesen, dass zur Erhöhung der Klemmwirkung gegebenenfalls
eine Druckfeder verwendet werden kann, welche zumindest eine der
beiden Verzahnungen gegen die andere Verzahnung drückt. In
diesem Fall kann die Kopplung zwischen einer in dem Wirkbereich
der Verschiebevorrichtung befindlichen Haltevorrichtung und dem
Rotor beispielsweise dadurch aufgehoben werden, dass die beiden
Verzahnungen mittels eines Stößels räumlich voneinander
getrennt werden.
Bei dem Bestückkopf nach Anspruch 12 ist zumindest
ein federnder Klemmbügel
vorgesehen, welcher bei einer Fixierung der Haltevorrichtung an den
Rotor an der Haltevorrichtung angreift. Dies hat den Vorteil, dass
die Ankoppelpositionen und damit auch die Umlaufbahnen von aufgenommenen
Bauelementen stufenlos verstellbar sind. Der Klemmbügel kann
sowohl selbstfedernd als auch federnd gelagert sein. Der Klemmbügel kann
ferner derart angeordnet und geformt sein, dass die Klemmwirkung
bei einer Drehung des Rotors durch die Zentrifugalkraft verstärkt wird.
Um eine symmetrische Krafteinwirkung auf die Haltevorrichtung zu
gewährleisten,
werden bevorzugt zwei gegenüber
angeordnete Klemmbügel verwendet,
welche derart an der Haltevorrichtung angreifen, dass sich die Druckkräfte der
beiden Klemmbügel
gegenseitig kompensieren. Ferner kann jeder Klemmbügel eine
Klemmbacke aufweisen, welche eine hohe Haftreibung zwischen dem
Klemmbügel und
der Haltevorrichtung gewährleistet.
Um eine in dem Wirkbereich der Verschiebevorrichtung befindliche
Haltevorrichtung zum Aufnehmen bzw. zum Aufsetzen von Bauelementen
zu verschieben bzw. um die Haltevorrichtung in eine andere Umlaufbahn
zu bringen, ist eine Entkoppeleinrichtung vorgesehen, mittels welcher
der oder die Klemmbügel
von der Haltevorrichtung entfernt werden können. Die Entkoppeleinrichtung
ist beispielsweise ein mittels eines Antriebs verschiebbarer Stift,
welcher zum Entkoppeln der Haltevorrichtung von dem Rotor an dem
Klemmbügel
angreift und diesen von der Haltevorrichtung entfernt.
Die zweite vorrichtungsbezogene Aufgabe der
Erfindung wird gelöst
durch eine Bestückvorrichtung
mit den Merkmalen des unabhängigen
Anspruchs 13.
Die erste verfahrensbezogene Aufgabe
der Erfindung wird gelöst
durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 14.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die Erkenntnis
zugrunde, dass durch die Verwendung eines Bestückkopfes nach An spruch 1 bis
12 der zum Aufnehmen bzw. zum Aufsetzen von Bauelementen erforderliche
Hub einer Haltevorrichtung dadurch minimiert werden kann, dass die
Haltevorrichtung abhängig
von der Höhe
des aufgenommenen Bauelements und/oder von der Höhe von bereits auf den Bauelementeträger bestückten Bauelementen
in eine geeignete Umlaufbahn gebracht wird. Durch die Reduzierung
der Hübe
der Haltevorrichtungen beim Abholen bzw. beim Aufsetzen von Bauelementen wird
die Bestückgeschwindigkeit
des Bestückkopfes und
damit die Bestückleistung
eines Bestückautomaten
erhöht.
Die zweite vorrichtungsbezogene Aufgabe wird
gelöst
durch ein Verfahren zum Bestücken
von Bauelementen auf einen Bauelementeträger mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
15.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis
zugrunde, dass von einem Revolverkopf oder von einem Kegelkopf aufgenommene
Bauelemente abhängig
von ihrer Höhe
in eine derart von der Drehachse beabstandete Umlaufbahn gebracht
werden können,
dass sich bei einer Erfassung des Bauelements mittels einer relativ
zu dem Stator ortsfest angeordneten Kamera die Unterseite des Bauelements
zumindest annähernd
in dem Fokusbereich der Kamera befindet, wenn das Bauelement nach
der Aufnahme aus einer Bauelement-Zuführeinrichtung durch eine entsprechende
Drehung des Rotors vor der Kamera positioniert wird. Eine Variation
des radialen Abstands der Haltevorrichtungen ist bei unterschiedlich
hohen Bauelementen deshalb erforderlich, weil die Bauelemente üblicherweise
mittels der Zuführvorrichtung derart
dem Bestückprozess
zugeführt
werden, dass die Oberseiten der Bauelemente unabhängig von
deren Höhe
in einer Ebene liegen. Da die Haltevorrichtungen, welche ein um
die Drehachse drehbar gelagertes Segment und eine an dem Segment
aufsteckbare Saugpipette aufweisen, an der Oberseite der zu bestükkenden
Bauelemente angreifen, befinden sich bei Haltevorrichtungen, die
in einem festen radialen Abstand um die Drehachse drehbar sind,
die Unterseiten der Bauelemente abhängig von deren Höhe in unterschiedlichen
radialen Abständen.
Für eine
präzise
Erfassung der aufgenommenen Bauelemente ist es jedoch erforderlich,
dass diese mit ihrer Unterseite in den Fokusbereich gebracht werden
müssen,
welcher in der Regel kleiner als ungefähr 1 mm ist. Die variable Kopplung
der Haltevorrichtungen in relativ zu dem Rotor unterschiedlichen
Positionen erlaubt somit eine präzise
Erfassung der Bauelemente insbesondere hinsichtlich ihrer Art, ihrer
Winkellage und eventuell vorhandenen mechanischen Beschädigungen.
Dies hat den Vorteil, dass für
unterschiedlich hohe Bauelemente nicht mehr unterschiedlich lange Saugpipetten
verwendet werden müssen,
um die Bauelementunterseite präzise
zu erfassen. Somit sind die Saugpipetten hinsichtlich ihrer Länge nicht mehr
an die zu bestückenden
Bauelemente anzupassen, so dass die Anzahl an verschiedenen Arten von
Saugpipetten erheblich reduziert wird, welche Anzahl für die Bestückung eines
Bauelementeträgers mit
unterschiedlichen Bauelementen erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens
besteht darin, dass im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich
kürzere
Saugpipetten verwendet werden können,
so dass eine hohe Positioniergenauigkeit, welche üblicherweise
mit zunehmender Pipettenlänge
durch eine Deformation der Pipette abnimmt, gewährleistet ist.
Die 3a und 3b zeigen die zirkulare Führung einer
Haltevorrichtung 310 außerhalb des Wirkbereiches einer
Verschiebevorrichtung, welche zum Absenken und Anheben der Haltevorrichtung 310 vorgesehen
ist und welche aus Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt ist. Die Haltevorrichtung 310 umfasst
ein Segment 301 und eine Saugpipette 304. Das
Segment 301 ist über
eine Rolle 314 (siehe 3a)
oder zwei Vorsprünge 312 und 313 (siehe 3b) in einer kreisförmigen Führungseinrichtung geführt, welche
drei ringförmige
Nuten, eine erste ringförmige
Nut 342, eine zweite ringförmige Nut 343 und
eine dritte ringförmige
Nut 344 aufweist. Die ringförmigen Nuten sind in unterschiedlichen
Abständen konzentrisch
zu einer Drehachse (nicht dargestellt) in einem Stator 340 ausgebildet.
Das Segment 301 wird durch eine Drehung eines Rotors 370,
welcher in der nicht dargestellten Drehachse relativ zu dem Stator 340 drehbar
ist, in tangentialer bzw. zirkularer Richtung angetrieben. Um ein
Verschieben des Segments 301 in radialer Richtung zu ermöglichen,
weisen die ringförmigen
Nuten 342, 343 und 344 im Bereich der
Bearbeitungsstation, in welcher die Haltevorrichtung 310 radial
bewegt werden kann, eine Aussparung auf (nicht dargestellt). Beim
Bewegen der Haltevorrichtung 310 in radialer Richtung mittels eines
ebenfalls nicht dargestellten Mitnahmeelements wird das Segment 301,
welches an dem Rotor 310 mittels einer Linearführung 371 verschiebbar
gelagert ist, radial verschoben. Damit kann die Rolle bzw. können die
Vorsprünge 312, 313 in
unterschiedliche Nuten 342, 343, 344 eingeführt werden,
so dass bei einer Drehung des Rotors 370 die Haltevorrichtung 310 in
unterschiedlichen radialen Abständen
um die Drehachse geführt
werden.
Zusammenfassend schafft die Erfindung
einen Bestückkopf
zum Bestücken
von Bauelementen auf einen Bauelementeträger. Der Bestückkopf umfasst
mehrere Haltevorrichtungen 310, 410, 510.
Die Haltevorrichtungen 310, 410, 510 sind
mittels eines Rotors 370, 470, 570 um
eine Drehachse 202 drehbar und in unterschiedlichen Positionen
mit dem Rotor 370, 470, 570 koppelbar,
so dass abhängig
von der Höhe
eines Bauelements die Höhe
der Umlaufbahn des Bauelements relativ zu einem zu bestückenden
Bauelementeträger
frei wählbar
ist. Bei einer getakteten Drehung des Rotors 370, 470, 570 werden
sämtliche
Haltevorrichtungen 310, 410, 510 sequentiell
in den Wirkbereich einer Verschiebevorrichtung bewegt, mittels welcher
die Haltevorrichtungen 310, 410, 510 sequentiell
sowohl zum Aufnehmen und Aufsetzen von Bauelementen relativ zu dem Rotor
verschoben als auch in eine andere Umlaufbahn gebracht werden können. Die
beim Drehen der Haltevorrichtungen 310 auftretenden Radialkräfte können von
einer Führungseinrichtung
mit zumindest zwei kreisförmigen,
um die Drehachse konzentrisch angeordneten Führungskulissen 342, 343, 344 aufgenommen
werden. Alternativ können
diese Radialkräfte
auch durch eine Klemmung der Haltevorrichtungen 410, 510 an
den Rotor 470, 570 von diesem aufgenommen werden.
Die Klemmung ist in einer bestimmten Winkelposition der Haltevorrichtung 410, 510 lösbar.