DE112006003019T5 - Elektronikmontagevorrichtung mit eingebauter Lötpastenprüfung - Google Patents

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Swaminathan Wilmington Manickam
John P. Minneapolis Konicek
Steven K. St. Louis Park Case
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Abstract

Bestückungsmaschine, die aufweist:
einen Platzierungskopf, der derart aufgebaut ist, dass er ein Bauteil für die Platzierung lösbar greift;
ein mit dem Platzierungskopf verbundenes Robotersystem zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Platzierungskopf und einem Werkstück;
ein Bilderfassungssystem, das derart aufgebaut ist, dass es zumindest ein Bild einer geplanten Platzierungsstelle des Bauteils erfasst, bevor das Bauteil platziert ist; und
eine Steuereinrichtung, die betriebsfähig mit dem Bilderfassungssystem verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung derart aufgebaut ist, dass sie das zumindest eine Bild verarbeitet, um eine Metrik relativ zu der an der geplanten Platzierungsstelle abgelagerten Lötpaste zu erzeugen.

Description

  • Hintergrund
  • Bestückungsmaschinen werden allgemein verwendet, um elektronische Leiterplatten herzustellen. Eine unbestückte gedruckte Leiterplatte wird normalerweise der Bestückungsmaschine zugeführt, die dann elektronische Bauteile von Bauteilzufuhreinrichtungen aufnimmt und diese Bauteile auf der Leiterplatte platziert. Die Bauteile werden durch Lötpaste oder einen anderen Klebstoff bis zu einem nachfolgenden Schritt, in dem die Lötpaste geschmolzen oder der Klebstoff vollständig ausgehärtet wird, vorübergehend auf der Leiterplatte gehalten.
  • Der Betrieb einer Bestückungsmaschine stellt eine Herausforderung dar. Weil die Maschinengeschwindigkeit dem Durchsatz entspricht, werden die hergestellten Leiterplatten umso kostengünstiger sein, je schneller die Bestückungsmaschine läuft. Außerdem ist die Platzierungs- oder Positionierungsgenauigkeit äußerst wichtig. Viele elektrische Bauteile, z. B. Chipkondensatoren und Chipwiderstände, sind relativ klein und müssen an entsprechend kleinen Platzierungsstellen exakt platziert werden. Andere Bauteile weisen, obwohl sie größer sind, eine große Zahl von Anschlüssen oder Leitern auf, die in einem relativ kleinen Abstand voneinander beabstandet sind. Derartige Bauteile müssen ebenfalls exakt platziert werden, um zu gewährleisten, dass jeder Anschluss an einer geeigneten Anschlussfläche angeordnet ist. Daher muss die Maschine nicht nur äußerst schnell betreibbar sein, sondern sie muss darüber hinaus auch Bauteile sehr präzise platzieren können.
  • Um die Qualität der Leiterplattenherstellung zu verbessern, werden im Allgemeinen ganz oder teilweise be stückte Leiterplatten im Allgemeinen nach dem/den Platzierungsarbeitsschritt/en sowohl vor als auch nach dem Lot-Reflow bzw. Rückfluss geprüft, um Bauteile, die ungenau platziert sind oder fehlen, oder jeden einer Vielfalt an Fehlern, die auftreten können, zu identifizieren. Automatische Systeme, die (einen) derartige/n Arbeitsschritt/e durchführen, sind in der Hinsicht äußerst nützlich, dass sie helfen, Bauteilplatzierungsprobleme vor dem Lot-Reflow zu identifizieren, was eine wesentlich einfachere Nacharbeit ermöglicht, oder fehlerhafte Leiterplatten, die Kandidaten für die Nacharbeit sind, nach dem Reflow zu identifizieren. Ein Beispiel für ein derartiges System wird unter der Handelsbezeichnung Modell KS Flex, erhältlich von CyberOptics Corporation, Golden Valley, Minnesota, vertrieben. Dieses System kann verwendet werden, um derartige Probleme, wie Ausrichtungs- und Drehfehler; fehlende und umgedrehte Bauteile; Billboard-Fehler, bei denen das Teil unpassend auf seinem längeren Seitenrand liegt; Tombstone-Fehler, bei denen das Teil unpassend auf seinem kürzeren Rand liegt; teilweise Billboard- und Tombstone-Fehler, bei denen das Teil zwischen seiner normalen Ausrichtung und einer Billboard- oder Tombstone-Ausrichtung ausgerichtet ist; Bauteilfehler, falsche Polarität; und falsche Bauteile zu identifizieren. Die Identifizierung von Fehlern vor dem Reflow stellt eine Anzahl von Vorteilen bereit. Die Nacharbeit ist einfacher; die Herstellungssteuerung mit geschlossener Regelung wird erleichtert; und es gibt weniger unfertige Erzeugnisse zwischen der Fehlererzeugung und der Abhilfe. Während derartige Systeme eine sehr nützliche Prüfung bereitstellen, verbrauchen sie Grundfläche in der Fertigungsanlage ebenso wie Programmierzeit, Wartungsaufwand und ähnliches.
  • Ein relativ neuer Versuch, die Vorteile der Prüfung nach der Platzierung, die in einer Bestückungsmaschine selbst angeordnet ist, bereitzustellen, ist in US-A-6 317 972 , Asai et al., offenbart. Diese Referenz berichtet von einem Verfahren zur Montage elektrischer Bauteile, wobei ein Bild einer Montagestelle vor der Bauteilplatzierung ge wonnen wird und mit einem Bild der Montagestelle nach der Bauteilplatzierung verglichen wird, um den Platzierungsarbeitsschritt auf der Bauteilebene zu prüfen. Während die Offenbarung von Asai et al. einen Versuch markiert, eine Prüfung auf Bauteilebene innerhalb der Maschine zu verwenden, um den Bauteilplatzierungsarbeitsschritt zu prüfen, können Bauteilausrichtungsfehler auch in dem Prozess des Aufnehmens eines Bauteils erzeugt werden. Dieser Prozess bleibt eine Herausforderung und ein Hauptbeitrag zu der Qualität des Gesamtbetriebs der Bestückungsmaschine.
  • Die Nutzung von Lötpaste, um ein Bauteil vorübergehend auf einer Leiterplatte zu halten und das Bauteil später elektrisch und mechanisch mit der Leiterplatte zu verbinden, ist entscheidend für moderne Elektronikmontagearbeitsschritte. Wenn zum Beispiel die Lötpaste einer einzigen Anschlussfläche eines einzigen Bauteils nicht richtig platziert ist, kann es nicht gelingen, den notwendigen elektrischen Kontakt zwischen dem Bauteil und der Leiterplatte herzustellen. Selbst eine korrekt platzierte Anschlussfläche, die einfach mit viel zu viel Lötpaste platziert ist, kann ferner fehlerhafterweise eine elektrische Verbindung zwischen benachbarten Abschnitten der Leiterplatte erzeugen, wodurch ein unerwünschter Kurzschluss erzeugt wird. Noch ferner können wesentliche Eigenschaften der Lötpaste und/oder der Anschlussflächen des Bauteils die Fähigkeit der Lötpaste beeinflussen, das Bauteil vorübergehend auf dem Werkstück zu halten, bis das Lot schließlich geschmolzen ist, um die permanente Verbindung auszubilden.
  • Im Allgemeinen wird Lötpaste für eine ganze gedruckte Leiterplatte in einem Siebdruckarbeitsschritt aufgetragen. Eine Schablone, die ein Negativbild der Lotanschlussflächen der Leiterplatte enthält, wird in unmittelbare Nähe der Leiterplatte gebracht und Lötpaste wird im Wesentlichen durch die Schablone gequetscht, um einzelne Ablagerungen zu erzeugen. Manchmal kann Lot festkleben oder in anderer Weise in einzelnen Öffnungen der Schablone hängen bleiben. Wenn dies passiert, kann die Lötpaste einfach an einem gewissen Abschnitt der Leiterplatte nicht vorhanden sein. Um sicherzustellen, dass Lötpaste korrekt abgelagert wird, werden manchmal Lötpasten-Prüfmaschinen in der Montagelinie verwendet. Ein Beispiel für eine derartige Lötpasten-Prüfmaschine wird unter der Handelsbezeichnung SE 300TM Ultra, erhältlich von der CyberOptics Corporation, Golden Valley, Minnesota, vertrieben. Allerdings erfordern selbst fortgeschrittene Lötpasten-Prüfmaschinen des Stands der Technik immer noch eine relativ erhebliche Kapitalinvestition ebenso wie die Belegung der wertvollen Grundfläche in einer Elektronikmontagefabrik. Die Bereitstellung von Lötpastenprüffunktionen, ohne die Verwendung der dedizierten Lötpasten-Prüfmaschine zu erfordern, würde die Technik der Elektronikmontage erheblich begünstigen.
  • Zusammenfassung
  • Eine Bestückungsmaschine umfasst einen Platzierungskopf, der derart aufgebaut ist, dass er ein Bauteil für die Platzierung lösbar greift. Ein Robotersystem ist mit dem Platzierungskopf verbunden, um eine Relativbewegung zwischen dem Platzierungskopf und einem Werkstück zu erzeugen. Ein Bilderfassungssystem ist derart aufgebaut, dass es zumindest ein Bild einer geplanten Platzierungsstelle des Bauteils erfasst, bevor das Bauteil platziert ist. Eine Steuerung ist betriebsfähig mit dem Bilderfassungssystem verbunden, wobei die Steuerung derart aufgebaut ist, dass sie zumindest ein Bild vor der Platzierung verarbeitet, um eine Metrik relativ zu dem an der geplanten Platzierungsstelle abgelagerten Lot zu erzeugen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematische Ansicht einer kartesischen Bestückungsmaschine, mit der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung praktiziert werden können.
  • 2 ist eine schematische Draufsicht einer Revolverkopf-Bestückungsmaschine, mit der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung praktiziert werden können.
  • 3 ist eine schematische Ansicht eines Bauteils, das vorübergehend auf der Düse des Platzierungskopfs einer Bestückungsmaschine festgehalten wird.
  • 4 ist ein beispielhaftes schematisches Bild einer bestimmten Bauteilplatzierungsstelle vor der Platzierung.
  • 5 ist eine beispielhafte Ansicht, die nur ein Paar von Lötpastenablagerungen darstellt, die einen Chipwiderstand festhalten werden.
  • 6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben einer Elektronikmontagevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Detailliert Beschreibung erläuternder Ausführungsformen
  • 1 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften kartesischen Bestückungsmaschine 201, auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anwendbar sind. Die Bestückungsmaschine 201 empfängt ein Werkstück, z. B. eine Leiterplatte 203, über ein Transportsystem oder ein Förderband 202. Ein Platzierungskopf 206 erhält dann ein oder mehrere auf der Leiterplatte 203 zu montierende elektrische Bauteile von (nicht dargestellten) Bauteilzufuhreinrichtungen und bewegt sich in die x-, y- und z-Richtung, um das Bauteil mit der geeigneten Ausrichtung an der geeigneten Stelle auf der Leiterplatte 203 zu platzieren. Der Platzierungskopf 206 kann mehrere Düsen 208, 210, 212 umfassen, um mehrere Bauteile aufzunehmen. Einige Bestückungsmaschinen können einen Platzierungskopf verwenden, der sich über eine ortsfeste Kamera bewegt, um das/die Bauteil/e abzubilden, um die Bauteilstelle und Ausrichtung auf jeder Düse zu bestimmen. Der Platzierungskopf 206 kann auch eine nach unten blickende Kamera 209 umfassen, die im Allgemeinen verwendet wird, um Bezugsmarkierungen auf der Leiterplatte 203 ausfindig zu machen, so dass die relative Anordnung des Platzierungskopfes 206 in Bezug auf die Leiterplatte 203 zuverlässig berechnet werden kann.
  • 2 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften Revolverkopf-Bestückungsmaschine 10, auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ebenfalls anwendbar sind. Die Maschine 10 umfasst einige Bestandteile, die ähnlich der Maschine 201 sind, und gleiche Bestandteile sind ähnlich nummeriert. Für die Revolverkopf-Bestückungsmaschine 10 wird die Leiterplatte 203 über eine Transporteinrichtung auf einen (nicht gezeigten) x-y-Tisch geladen. An dem Hauptrevolverkopf 20 sind Düsen 210 montiert, die in regelmäßigen Winkelabständen um den sich drehenden Revolverkopf angeordnet sind. Während jedes Bestückungszyklus bewegt sich der Revolverkopf 20 um einen dem Winkelabstand zwischen benachbarten Platzierungsdüsen 210 entsprechenden Winkelabstand schrittweise weiter. Nachdem der Revolverkopf 20 sich in Position gedreht hat und die Leiterplatte 203 durch den x-y-Tisch positioniert ist, empfängt eine Platzierungsdüse 210 ein Bauteil 304 (in 3 gezeigt) von einer Bauteilzufuhreinrichtung 14 an einem vordefinierten Aufnahmepunkt 16. Während des gleichen Intervalls platziert eine andere Düse 210 ein Bauteil 304 an einer vorprogrammierten Platzierungsstelle 106 auf der Leiterplatte 203. Außerdem erfasst eine nach oben blickende Kamera 30, während der Revolverkopf 20 für den Bestückungsvorgang pausiert, ein Bild eines anderen Bauteils 304, wodurch Ausrichtungsinformation für dieses Bauteil bereitgestellt wird. Diese Ausrichtungsinformation wird von der Bestückungsmaschine 10 verwendet, um die Leiterplatte 203 zu positionieren, wenn die Platzierungsdüse 210 mehrere Schritte später positioniert wird, um das Bauteil 304 zu platzieren. Nach Abschluss des Bestückungszyklus bewegt sich der Revolverkopf 20 zur nächsten Winkelposition, und die Leiterplatte 203 wird in der x-y-Richtung umpositioniert, um die Platzierungsstelle zu einer der Platzierungsstelle 106 entsprechenden Position zu bewegen.
  • 3 ist eine schematische Ansicht eines Bauteils 304, das vorübergehend auf der Düse 210 des Platzierungskopfs 206 einer Bestückungsmaschine festgehalten wird. Das Bilderfassungssystem 350 ist bevorzugt mit dem Platzierungs kopf 206 verbunden oder in anderer Weise mit diesem integriert und ist derart angeordnet, dass es ein Bild der Platzierungsstelle 352 vor der Platzierung des Bauteils 304 auf der Stelle 352 erfasst. Das System weist eine passende Steuerung 298 auf oder ist mit dieser verbunden, um von dem System 350 gewonnene Bilder zu verarbeiten. Die Steuerung 298 kann die Steuerung für die gesamte Bestückungsmaschine sein, und in diesem Fall ist die Steuerung 298 auch mit dem Platzierungskopf 206 verbunden. Das System 350 kann gemäß jedem der Bilderfassungssysteme sein, die gegenwärtig in eingebauten bauteilprüfungsbasierten Systemen verwendet werden, wie etwa in den US-Anmeldungen mit den folgenden Seriennummern offenbart: 10/291 074, eingereicht am 8. November 2002 mit dem Titel „Pick and Place Machine with Component Placement Inspection"; 10/970 355, eingereicht am 21. Oktober 2004 mit dem Titel „Pick and Place Machine with Improved Component Placement Inspection"; 10/978 687, eingereicht am 21. November 2004 mit dem Titel „Pick and Place Machine with Improved Workpiece Inspection"; 10/979 750, eingereicht am 2. November 2004 mit dem Titel „Pick and Place Machine with Improved Setup Operation Procedure"; 11/131 926, eingereicht am 18. Mai 2005 mit dem Titel „Image Analysis for Pick and Place Machines with in Situ Component Placement Inspection"; und 11/185 920, eingereicht am 20. Juli 2005, mit dem Titel „Pick and Place Machine with Improved Inspection". Wie in 3 schematisch dargestellt, umfasst die Stelle 352 mehrere von Lötpastenablagerungen 354, 356. Diese Lötpastenablagerungen 354, 356 sind für das Bilderfassungssystem 350 in allen Bildern, die an der Stelle 352 vor der Platzierung des Bauteils 304 darauf erfasst werden, klar offensichtlich. Zum Beispiel stellt 4 ein beispielhaftes schematisches Bild einer bestimmten mit R27 bezeichneten Bauteilplatzierungsstelle vor der Platzierung dar. Es ist offensichtlich, dass ein Paar Lötpastenablagerungen einen mit R27 bezeichneten Chipwiderstand aufnehmen sollen. Unter Verwendung jeder passenden Bildanalytik- oder Verarbeitungsverfahren können einzelne interessierende Lötpastenablagerungen für eine erwei terte Analyse isoliert werden. Zum Beispiel ist 5 eine beispielhafte schematische Ansicht, die nur das Paar Lötpastenablagerungen darstellt, die den Chipwiderstand R27 festhalten werden. 5 ist eine beispielhafte Darstellung davon, wie Lötpaste von anderen Merkmalen, die in dem Bild vor der Platzierung vorhanden sind, unter Verwendung einer Vielfalt an Algorithmen, die Abgrenzungsaspekte des Lötpastenaussehens ausnutzen, segmentiert werden kann. Die Lötpastenablagerungen für R27 können ausgewertet werden, und jede zweckmäßige Metrik kann berechnet werden. Zum Beispiel umfassen zweckmäßige Metriken die Größe und Form der Lötpastenablagerungen. Außerdem oder als Alternative kann das Bild eines platzierten Bauteils nach der Platzierung verwendet werden, um einen Unterschied in den bestimmten interessierenden Lötpastenablagerungen zu betonen oder in anderer Weise zu erfassen. Während zum Beispiel alle Lötpastenablagerungen innerhalb des Felds in dem Bild vor der Platzierung sichtbar sein werden, werden diese von dem platzierten Bauteil bedeckten Lötpastenablagerungen in dem später erfassten Bild nach der Platzierung verdeckt sein. Folglich kann das Gegenüberstellen des Bilds vor der Platzierung und des Bilds nach der Platzierung einen interessierenden Bereich erzeugen, der, wenn er auf das Bild vor der Platzierung angewendet wird, die interessierenden Lötpastenablagerungen wirksam segmentiert. Gewiss können andere Verfahren zum Segmentieren oder zum Konzentrieren auf interessierende Lötpastenablagerungen in anderer Weise verwendet werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein einziges Bild der Platzierungsstelle vor der Platzierung erfasst. Dieses einzige Bild vor der Platzierung kann verwendet werden, um eine zweidimensionale Bildanalyse auf der Lötpaste durchzuführen. Eine derartige Analyse kann nützlich dafür sein, zu bestimmen, ob die Lötpaste an der richtigen Position aufgetragen ist, und/oder in dem Umfang, in dem die Menge der Lötpaste die Länge und Breite der Lötpastenablagerung beeinflusst, zu bestimmen, ob die richtige Menge an Lötpaste aufgetragen wurde. Es wird jedoch auch überlegt, dass mehrere Bilder vor der Platzierung, jedes Bild aus einem anderen Blickwinkel, erfasst werden könnten. Folglich könnten mehrere Bilderfassungssysteme 350 verwendet werden, wobei jedes System 350 die Stelle 352 aus einer anderen Perspektive beobachtet. Wenn die mehreren Bilderfassungssysteme ihre jeweiligen Bilder vor der Platzierung erfassen, können die zwei oder mehr Bilder verwendet werden, um gemäß bekannten Stereovisions-Verarbeitungsverfahren Tiefeninformationen bereitzustellen. Beispiele für die Nutzung mehrerer Bilderfassungssysteme zum Bereitstellen von Tiefeninformationen in Bezug auf eine eingebaute Bauteilprüfung in einer Bestückungsmaschine sind in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 10/291 074, eingereicht am 8. November 2002, mit dem Titel „Pick and Place Machine with Component Placement Inspection" zu finden.
  • In der Alternative kann jedes und/oder beide von mehreren Bilderfassungssystemen eine strukturierte Beleuchtungseinrichtung umfassen, die fähig ist, eine strukturierte Beleuchtung auf die Platzierungsstelle 352 bereitzustellen. Die Nutzung der strukturierten Beleuchtung umfasst die Nutzung von Laserlicht und/oder die Nutzung von Licht, dessen Intensität sich entsprechend eines festgelegten Musters ändert, wie etwa ein sinusförmiges Streifenmuster. Das Bereitstellen von strukturiertem Licht auf der Stelle 352 ermöglicht, dass Tiefeninformation unter Verwendung eines einzigen Bilds vor der Platzierung von einem einzigen Bilderfassungssystem ableitbar ist. Folglich sind Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in der Lage, Informationen nicht nur relativ zu der zweidimensionalen Lötpastenlänge und Breite, sondern auch relativ zu der Höhe, abzuleiten. Auf diese Weise kann das Gesamtvolumen der abgelagerten Lötpaste berechnet und mit Vorabinformationen verglichen werden, um sicherzustellen, dass nicht nur ausreichend Lötpaste abgelagert wurde, sondern auch, dass nicht zu viel Lötpaste abgelagert wurde.
  • Da die Lötpastenprüfung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Echtzeit kurz bevor die Bauteile platziert sind, stattfindet, kann die Platzierung einzelner Bauteile ansprechend auf einzelne Lötpastenprüfungsergebnisse verändert werden. Wenn zum Beispiel ein Paar von Lötpastenablagerungen ein wenig falsch platziert, wie etwa in eine Richtung verdreht, ist, kann die Platzierung des Bauteils ähnlich verdreht sein, so dass das Bauteil voll und ganz auf den falsch platzierten Lotablagerungen ruht. Auf diese Weise ist die elektrische und mechanische Verbindung zu den Lötpastenablagerungen selbst weit robuster als wenn das Bauteil in seiner nominellen Position auf den ein wenig falsch platzierten Lötpastenablagerungen platziert würde. Es wird daher angenommen, dass Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung tatsächlich die Robustheit von Elektronikvorrichtungen verbessern können, ohne erheblich mehr Kapitalinvestitionen zu erfordern, oder die Bestückungsmaschinen-Durchsatzzeit über die aktueller Elektronikmontagevorrichtungen des Stands der Technik zu erhöhen.
  • 6 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb einer Elektronikmontagevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Verfahren 500 beginnt bei dem Block 502, wo zumindest ein Bild einer geplanten Platzierungsstelle vor der Platzierung in der Bestückungsmaschine erfasst wird. Dann bei Block 504 wird/werden ein Lötpastenbild/er aus dem/den Bild/ern vor der Platzierung extrahiert. Wie vorstehend dargelegt, kann die Art und Weise, auf welche das/die Lötpastenbild/er aus dem Bild vor der Platzierung extrahiert werden, jede zweckmäßige Form annehmen. Als nächstes wird bei Block 506 eine Metrik relativ zu dem Lötpastenbild berechnet. Beispiele geeigneter Metriken umfassen die Position der Lötpastenablagerung, die Länge der Lötpastenablagerung, die Breite der Lötpastenablagerung, die Höhe der Lötpastenablagerung, das Volumen der Lötpastenablagerung oder jede Kombination daraus. Bei Block 508 wird die in dem Block 506 berechnete Metrik rückgemeldet. Beispiele für derartiges Melden umfassen das Speichern 510 der Metrik für die spätere Analyse und/oder Überprüfung. Ferner kann das Melden der Metrik die Form des Erzeugens eines pas senden Alarms 512 annehmen. Wie bei Block 514 in Strichlinien angezeigt, kann die Bauteilplatzierung basierend auf der in dem Block 506 berechneten Metrik eingestellt werden. Folglich wird die Bauteilplatzierung, wie bei Block 514 angezeigt, wahlweise basierend auf der Metrik eingestellt. Beispiele für eine derartige Einstellung umfassen das Erzeugen einer Abweichung von der anders programmierten Platzierungsstelle basierend auf der berechneten Metrik und/oder das vollkommene Abbrechen des Bauteilplatzierungsarbeitsschritts.
  • Wenngleich die vorliegende Erfindung unter Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute der Technik erkennen, dass Änderungen in der Form und den Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.
  • Zusammenfassung
  • Elektronikmontagevorrichtung mit eingebauter Lötpastenprüfung
  • Eine Bestückungsmaschine (10, 201) umfasst einen Platzierungskopf (206), der aufgebaut ist, um ein Bauteil (304) für die Platzierung lösbar zu greifen. Ein Robotersystem ist mit dem Platzierungskopf (206) verbunden, um eine Relativbewegung zwischen dem Platzierungskopf (206) und einem Werkstück (203) zu erzeugen. Ein Bilderfassungssystem (350) ist derart aufgebaut, um zumindest ein Bild einer geplanten Platzierungsstelle (352) des Bauteils (304) zu erfassen, bevor das Bauteil (304) platziert ist. Eine Steuereinrichtung (298) ist betriebsfähig mit dem Bilderfassungssystem (350) verbunden, die Steuereinrichtung (298) ist derart aufgebaut, dass sie zumindest ein Bild vor der Platzierung verarbeitet, um eine Metrik relativ zu dem Lot (354, 356) zu erzeugen, das an der geplanten Platzierungsstelle (352) abgelagert ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - US 6317972 A [0004]

Claims (20)

  1. Bestückungsmaschine, die aufweist: einen Platzierungskopf, der derart aufgebaut ist, dass er ein Bauteil für die Platzierung lösbar greift; ein mit dem Platzierungskopf verbundenes Robotersystem zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Platzierungskopf und einem Werkstück; ein Bilderfassungssystem, das derart aufgebaut ist, dass es zumindest ein Bild einer geplanten Platzierungsstelle des Bauteils erfasst, bevor das Bauteil platziert ist; und eine Steuereinrichtung, die betriebsfähig mit dem Bilderfassungssystem verbunden ist, wobei die Steuereinrichtung derart aufgebaut ist, dass sie das zumindest eine Bild verarbeitet, um eine Metrik relativ zu der an der geplanten Platzierungsstelle abgelagerten Lötpaste zu erzeugen.
  2. Bestückungsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Metrik die Breite einer Lötpastenablagerung ist.
  3. Bestückungsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Metrik die Länge einer Lötpastenablagerung ist.
  4. Bestückungsmaschine nach Anspruch 1, wobei die Metrik die Position einer Lötpastenablagerung auf dem Werkstück ist.
  5. Bestückungsmaschine nach Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung ferner derart aufgebaut ist, dass sie die Bauteilplatzierung basierend auf der Position der Lötpastenablagerung einstellt.
  6. Bestückungsmaschine nach Anspruch 5, wobei das Einstellen der Bauteilplatzierung das Erzeugen einer Abweichung von einer anders vorprogrammierten Platzierungsstelle aufweist.
  7. Bestückungsmaschine nach Anspruch 5, wobei das Einstellen der Bauteilplatzierung das Abbrechen eines Platzierungsarbeitsschritts aufweist.
  8. Bestückungsmaschine nach Anspruch 1, wobei das Bilderfassungssystem eine strukturierte Beleuchtungseinrichtung umfasst und wobei die Metrik die Höhe einer Lötpastenablagerung ist.
  9. Bestückungsmaschine nach Anspruch 8, wobei die Steuereinrichtung derart aufgebaut ist, dass sie das Volumen einer Lötpastenablagerung basierend auf der Höhe berechnet.
  10. Bestückungsmaschine nach Anspruch 9, wobei das berechnete Volumen mit einer Vorabinformation verglichen wird, um zu bestimmen, ob die Ablagerung annehmbar ist.
  11. Bestückungsmaschine nach Anspruch 8, wobei die strukturierte Beleuchtungseinrichtung eine Laserbeleuchtung erzeugt.
  12. Bestückungsmaschine nach Anspruch 8, wobei die strukturierte Beleuchtungseinrichtung eine Beleuchtung mit einer gemusterten Intensitätsänderung erzeugt.
  13. Bestückungsmaschine nach Anspruch 12, wobei die Beleuchtung ein sinusförmiges Streifenmuster ist.
  14. Bestückungsmaschine nach Anspruch 1, wobei das Bilderfassungssystem an dem Platzierungskopf montiert ist.
  15. Verfahren zum Prüfen einer Lötpastenablagerung, die unter Verwendung einer Bestückungsmaschine auf einer gedruckten Leiterplatte abgelagert wird, wobei das Verfahren aufweist: Gewinnen zumindest eines Bilds einer geplanten Platzierungsstelle auf der gedruckten Leiterplatte vor der Platzierung; Extrahieren eines Abschnitts des Bild vor der Platzierung in Bezug auf eine Lötpastenablagerung; und Berechnen zumindest einer Metrik in Bezug auf die Lötpastenablagerung.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Metrik die Breite der Lötpastenablagerung ist.
  17. Bestückungsmaschine nach Anspruch 15, wobei die Metrik die Länge der Lötpastenablagerung ist.
  18. Bestückungsmaschine nach Anspruch 15, wobei die Metrik die Position der Lötpastenablagerung auf dem Werkstück ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 15, das ferner vor dem Platzieren des Bauteils das Einstellen der Platzierung eines Bauteils basierend auf der zumindest einen Metrik aufweist.
  20. Bestückungsmaschine die aufweist: einen Platzierungskopf, der derart aufgebaut ist, dass er ein Bauteil für die Platzierung lösbar greift; ein mit dem Platzierungskopf verbundenes Robotersystem zum Erzeugen einer Relativbewegung zwischen dem Platzierungskopf und einem Werkstück; und eine Einrichtung zum optischen Prüfen einer Lötpastenablagerung auf dem Werkstück.
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Legal Events

Date Code Title Description
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: RUDD, ERIC P., HOPKINS, MINN., US

Inventor name: DUQUETTE, DAVID W., MINNEAPOLIS, MINN., US

Inventor name: MANICKAM, SWAMINATHAN, BELLINGHAM, MASS., US

Inventor name: KONICEK, JOHN P., MINNEAPOLIS, MINN., US

Inventor name: CASE, STEVEN K., ST. LOUIS PARK, MINN., US

8139 Disposal/non-payment of the annual fee