DE3532500A1

DE3532500A1 - Verfahren und anordnung zum bestuecken von schaltungsplatinen

Info

Publication number: DE3532500A1
Application number: DE19853532500
Authority: DE
Inventors: Hisashi Fujita; Yoshio Harada; Kenichi Tokio/Tokyo Takahashi; Hiroshi Yagi
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1984-09-17
Filing date: 1985-09-12
Publication date: 1986-03-27
Anticipated expiration: 2005-09-13
Also published as: FR2575630A1; KR860002944A; MY102558A; US4881319A; GB2166372B; DE3532500C2; FR2575630B1; CA1239482A; GB2166372A; KR900000185B1; GB8522870D0

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Bestücken von Schaltungsplatinen mit plattenförmigen Bauelementen, insbesondere in der Form von integrierten Schaltungen, die insbesondere für den Aufbau einer Fertigungsstraße mit hohem Wirkungsgrad gedacht sind.

Bisher wurde das Bestücken von Schaltungsplatinen mit solchen Bauelementen in einer geplanten Fertigungsstraße normalerweise in der Weise ausgeführt, daß ein Bestückungskopf zum Halten mindestens eines Bauelementes mittels Saugwirkung an einer Position fest angeordnet ist, an der das Bauelement auf der Schaltungsplatine eingesetzt werden soll (nachfolgend als "BauelementejBestückungsposition" oder "Bestückungsposition" bezeichnet), oder ein solcher Bestückungskopf wird in den X- und Y-Richtungen durch eine NC-Steuerung o.dgl. positioniert, um die Bauelemente eines nach dem anderen aufzunehmen und an die Bestückungsposition zum Einsetzen zu übertragen.

Dieses bekannte Verfahren, wie es z.B. aus dem U.S.Patent Nr. 4 372 802 hervorgeht, hat den Nachteil, daß eine solche Fertigungsstraße verhältnismäßig lang werden muß und es sehr schwieriq ist, einen Bestückungskopf auszuwechseln. Außerdem hat diese bekannte Vorrichtung den Nachteil, daß die erforderliche Zeit zum Einsetzen eines Bauelementes auf einer Schaltungsplatine verhältnismäßig lang ist und nicht verkürzt werden kann. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Herstellungskosten einer solchen Bestückungsvorrichtung verhältnismäßig hoch sind.

Weiterhin ist ein Bestückungsverfahren für eine Fert igungsstraße bekannt, bei der eine Mehrzahl von Magazinen init plattenförmigen Bauelementen verschiedener Typen versehen ist, die so angeordnet sind, daß sie den entsprechenden Bauelemente-Bestückungspositionen auf der Schaltungsplatine entsprechen, so daß eine Mehrzahl von verschiedenen Bauelementen gleichzeitig durch eine Mehrzahl von Saugnäpfen auf der Schaltungsplatine eingesetzt werden können. Eine solche bekannte Vorrichtung verkürzt die Bestückungszeit erheblich, sie hat jedoch den Nachteil, daß der Austausch von Bauelementen verhältnismäßig schwierig ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß durch Verwendung von Magazinen die Vorrichtung im Aufbau verhältnismäßig kompliziert wird.

Ein weiteres Bestückungsverfahren für Bauelemente ist vorgeschlagen worden, bei dem Bauelemente schrittweise von einer Mehrzahl von Bauelemente-Zuführeinrichtungen in vorbestimmter Bestückungsreihenfolge zugeführt werden und bei dem die Bauelemente einzeln durch einen Bestückungskopf in eine Schaltungsplatine eingesetzt werden, wobei die Schaltungsplatine durch einen X-Y-Schlitten bewegt wird. Unglücklicherweise ist ein solches Verfahren zum Aufbau einer Fertigungsstraße nicht geeignet, da eine solche Bestückungsvorrichtung verhältnismäßig groß aufgebaut ist und einen X-Y-Schlitten aufweisen muß.

Ein Bestückungskopf einer bekannten Bestückungsvorrichtung ist in der Weise aufgebaut, daß eine Vertikalbewegung eines Saugnapfes durch Luftzylinder ausgeführt wird und das Hochsaugen eines plattenförmigen Bauelementes durch das Saugnapf mittels einer Unterdruckleitung ausgeführt wird, die mit dem Saugnapf getrennt von dem

Luftzylinder in Verbindung steht und an die ein Luftfilter und ein Unterdruckventil angeschlossen sind. Das Luftfilter dient dazu, Fremdkörper von dem Unterdruckventil fernzuhalten, um dieses nicht zu beschädigen, während das Unterdruckventil dazu dient, die Unterdruckzufuhr zum Saugnapf zu schließen und zu öffnen, damit das Saugnapf das Bauelement hochsaugen und freigeben kann. Der Bestückungskopf solchen Aufbaus hat jedoch den Nachteil, daß er zu einer verhältnismäßig komplizierten Bestückungsvorrichtung führt, die verhältnismäßig große Ausmaße hat und hohe Kosten mit sich bringt.

Es gibt zwei Bauarten von Bestückungsköpfen für solche bekannten Bestückungsvorrichtungen. Bei der einen ist ein einziges Saugnapf vorgesehen oder ein einziges Saugnapf wird durch einen Luftzylinder in vertikaler Richtung bewegt, während die andere Bauart eine Mehrzahl von Saugnäpfen aufweist, die durch entsprechende Luftzylinder in vertikaler Richtung bewegt werden. Bei jeder dieser beiden Bauarten wird verhältnismäßig viel Zeit benötigt, um den Luftzylinder zur Vertikalbeweaunq Luft zuzuführen, wobei diese Vertikalbewegung gegen die Haftreibung im Zylinder ausgeführt werden muß. Nachdem der Kolben einmal in Bewegung gekommen ist, kann er mit verhältnismäßig hoher Gescbwindiqkeit bewegt werden, da die dynamische Reibung kleiner ist als die Haftreibung, und die Betätigung mit hoher Geschwindigkeit wird bis kurz vor dem Ende des Kolbenweges ausgeführt. Ein solches Verhalten tendiert dazu, den Hochsaugvorgang eines Bauelementes durch das Saugnapf oder das Einsetzen eines hochgesaugten Bauelementes auf einem Substrat oder einer Schaltungsplatine zu stören. Da das Sauanapf insbesondere bei der Vertikal bewegung dos Sauqnapfrs

zum Hochsaugen und Einsetzen des Bauelementes in ein Substrat oder in eine Schaltungsplatine ohne große Beschleunigungen auf das Bauelement durchgeführt werden muß, ist es erwünscht, daß die Bewegung mit verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit beginnt, eine Maximalgeschwindigkeit in einer mittleren Position erhält und vor dem Ende der Bewegung wieder abgebremst wird. In konventionellen Bestückungsköpfen sind die verwendeten Luftzylinder jedoch nicht derart aufgebaut, daß sie auf das Saugnapf eine solche Bewegung ausführen. Aus diesem Grund ist die Betätigungsgeschwindigkeit des Luftzylinders in solchen konventionellen Bestückungsköpfen verhältnismäßig niedrig eingesetzt, um das Hochsaugen und Halten eines plattenförmigen Bauelementes durch das Saugnapf sicher zu bewerkstelligen, was eine verhältnismäßig niedrige Arbeitsgeschwindigkeit zur Folge hat.

Weiter ist eine Detektoranordnung zum Feststellen des Hochsaugens eines plattenförmigen Bauelementes durch ein Saugnapf in jedem der Bestückungsköpfe mit nur einem einzigen Saugnapf bekannt, mit der der Saugdruck des Saugnapfes gemessen wird. Eine solche Detektoranordnung hat jedoch den Nachteil, daß sie im Betrieb verhältnismäßig unzuverlässig arbeitet, da der Vakuumdruck aufgrund von Undichtheiten zwischen dem Saugnapf und dem hochgesaugten Bauelement unstabil ist. Außerdem ist diese bekannte Detektorvorrichtung nicht in der Lage, die Position des hochgesaugten Bauelementes zu bestimmen. Insbesondere kann die bekannte Detektoranordnung nicht zwischen einer korrekten Position eines Bauelementes 58 gegenüber einem Saugnapf 46 (Fig. IA) gegenüber einer inkorrekten Position (Fig. IB - ID) unterscheiden.

Außerdem ist bei einer solchen Detektorvorrichtunq für einen Bestückungskopf mit einem einzigen Saugnapf die feste Anordnung einer Mehrzahl von Fotodetektoren notwendig, um ein effektives Feststellen der Präsenz und Position eines plattenförmigen Bauelementes zu ermöglichen. Bei einer Detektoranordnung solchen Aufbaus sind die Fotodetektoren in einer Ebene an speziellen Positionen an der Seite eines Rahmens und nicht an der Seite eines Bestückungskopfes angeordnet, und zwar in einer Weise, daß sie winkelmäßig gegeneinander verschoben werden, so daß die Differenzen in der Höhe zwischen den von den Fotodetektoren ausgesandten Lichtstrahlen dazu benutzt werden können, die Präsenz und Position des Bauelementes festzustellen. Eine solche konventionelle Detektoranordnung hat jedoch den Nachteil, daß zwei oder mehr Fotodetektoren und ein großer Platzbedarf zur Anordnung der Fotodetektoren erforderlich sind.

In einer Detektoranordnung für einen Bestückungskopf mit mehreren Saugnäpfen ist an jedem Saugnapf ein Unterdruckdetektor angeordnet. Eine solche Detektoranordnung weist im Betrieb nicht die notwendige Zuverlässigkeit auf und ist nicht in der Lage, eine falsche Position eines hochgesaugten Bauelementes festzustellen. Um solche Nachteile zu vermeiden, sind Detektorvorrichtungen mit Fotodetektoren vorgeschlagen worden, bei solchen Anordnungen ist es jedoch im wesentlichen unmöglich, den für eine Mehrzahl solcher Fotodetektoren erforderlichen Raum zur Verfugung zu stellen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufaabe zugrunde, die Nachteile der vorstehend beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen zu vermeiden. Es soll also ein Verfah-

ren zum Bestücken von Schaltungsplatinen mit plattenförmigen Bauelementen vorgeschlagen werden, bei dem die zum Einsetzen eines Bauelementes benötigte Zeit deutlich verkürzt wird, so daß eine Fertigungsstraße mit hohem Wirkungsgrad aufgebaut werden kann. Hierbei soll die Notwendigkeit eines X-Y-Schlittens vermieden werden, um auf diese Weise den Aufbau einer Bestückungsvorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens zu vereinfachen. Bei dem erfindungsgemäßen Bestückungsverfahren soll die Bestückungsposition nach einem vorbestimmten Programm auf einfache Weise veränderbar sein, und zwar innerhalb eines Bereiches, in dem ein Saugnapf eine Schaltungsplatine abdeckt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sollen Schaltungsplatinen auf einem vorbestimmten Transferweg schrittweise fortbewegt werden können, so daß eine Fertigungsstraße mit hohem Wirkungsgrad aufgebaut werden kann. Vor allem soll eine Vorrichtung vorgeschlagen werden, bei der der Bestückungsvorgang in einer solchen Weise durchgeführt wird, daß auf das Bauelement auch bei hohen Geschwindigkeiten nur minimale Beschleunigungen ausgeübt werden. Es soll auch möglich sein, die Präsenz und Position eines durch das Saugnapf hochgesaugten Bauelementes sicher festzustellen, insbesondere soll dies durch einen einzigen Fotodetektor für jedes Saugnapf erfolgen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren, das folgende Verfahrensschritte aufweist: Herausnehmen von Bauelementen aus einem Zuführabschnitt mittels Saugangriff durch eine Mehrzahl von Saugnäpfen eines Bestückungskopfes, der auf einem X-Y-Schlittenkopf angeordnet ist; Übertragen der durch die Saugnäpfe gehaltenen Bauelemente von dem Zuführabschnitt an einen Zentrier- und Drehabschnitt, um ein Zentrieren und ggf.

ein Drehen des Bauelementes zu veranlassen; und schrittweises Bestücken der Schaltungsplatinen an einer Mehrzahl von bestimmten Positionen mit Bauelementen.

Die Erfindung betrifft auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens, einen Bestückungskopf für die erfindungsgemäßen Vorrichtungen sowie eine Detektoranordnung für eine solche Vorrichtung. Einzelheiten dieser Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematische Ansichten der verschiedenen Positionen eines plattenförmigen Bauelementes gegenüber einem Saugnapf, und zwar zeigt Fig. 1 die korrekte Position, während Fig. IB - ID verschiedene falsche Positionen darstellen;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3 eine Vorderansicht der Vorrichtung nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 2;

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Fig. 5 eine schematische Darstellung der Reihenfolge der Bewegung in Richtung der Y-Achse und in vertikaler Richtung;

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Beziehungen zwischen einer Bewegungsdistanz 1 eines Bestückungskopfes in Richtung der X-Achse und dem Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Bestückungsköpfen;

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Beziehungen zwischen der Bewegungsdistanz 1 eines Bestückungskopfes in Richtung der X-Achse und der Anzahl von Saugnäpfen, die die entlang der X-Achse einer Schaltungsplatine eingeteilten Zonen überstreichen;

Fig. 8 eine Seitenansicht einer Ausführungsform zum Bestücken von Schaltungsplatinen mit plattenförmigen Bauelementen gemäß der vorliegenden Erfindung, teilweise im Schnitt;

Fig. 9 eine Vorderansicht mit den wichtigsten Teilen der Vorrichtung nach Fig. 8;

Fig. 10 eine Seitenansicht im Schnitt, die eine Zuführeinrichtung für Bauelemente der Vorrichtung nach Fig. 8 zeigt;

Fig. 11 eine Seitenansicht im Schnitt, die einen Zentrier- und Drehmechanismus für Bauelemente der Vorrichtung nach Fig. 8 zeigt;

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Fig. 12 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt,

die eine Abwandlung eines Bestückungskopfes

für die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 13 eine Rückansicht des Bestückungskopfes nach Fig. 12;

Fig. 14 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Bestückungskopfes;

Fig. 15 eine Draufsicht auf eine Anordnung von mehreren Bestückungsköpfen nach Fig. 14 auf einem Trägerrahmen;

Fig. 16 eine Vorderansicht der Anordnung nach Fig. 15;

Fig. 17 eine Seitenansicht eines Nockenantriebsmechanismus¹ des Bestückungskopfes nach Fig. 15;

Fig. 18 eine Vorderansicht der Anordnung nach Fig. 17;

Fig. 19 eine Ansicht einer Detektorvorrichtung von der rechten Seite;

Fig. 20 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt der Detektorvorrichtung nach Fig. 19 von der linken Seite;

Fig. 21 eine Vorderansicht der wesentlichen Teile der Detektorvorrichtung nach Fig. 19;

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Fig. 22 eine Ansicht der Anordnung nach Fig. 21 vcn unten; und

Fig. 23

bis 25 Vorderansichten der räumlichen Position

zwischen einer Hülse und einem Saugnapf entsprechend den einzelnen Arbeitsstufen der Detektoranordnung.

Fig. 2 bis 4 verdeutlichen ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung eines Abschnittes einer Fertigungsstraße zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestücken von Schaltungsplatinen mit plattenförmigen Bauelementen.

Die Vorrichtung nach den Fig. 2 bis 4 enthält ein Gestell 10, auf dessen vorderem Teil ein Transportmittel 12 für Schaltungsplatinen angeordnet ist. Die Transportmittel enthalten ein Paar von Gleitschienen, einen Transportriemen 16 zum Bewegen von Schaltungsplatinen 18 in Richtung eines Pfeiles A auf den Gleitschienen 14, ein Positionierglied 20 zum Positionieren einer Schaltungsplatine 18 an einer vorbestimmten Position während eines Bestückungsvorganges und einen Anschlag 22 zum Anhalten der Schaltungsplatine 18 an der vorbestimmten Stellung.

Die Vorrichtung enthält einen Trägerrahmen 24, der oberhalb der Transportmittel 12 angeordnet ist, um diese abzudecken. In diesem Trägerrahmen 24 ist ein X-Y-Schlittenkopf 26 vorgesehen, der eine Gleitachse 28, eine Schraubenwelle 30 und ein auf der Gleitachse 28 gelagertes Gleitlager 32 für die Y-Richtung aufweist, wobei der Antrieb in Y-Richtung durch einen die Schrau-

benwelle 30 antreibenden Y-Motor 34 erfolgt. Außerdem enthält der X-Y-Schlittenkopf 26 eine Gleitachse 36, eine Schraubenwelle (nicht gezeigt) und ein auf der Gleitachse 36 gelagertes Gleitlager 38 für die X-Richtung, wobei die Schraubenwelle für die X-Richtung durch einen X-Motor 40 angetrieben wird.

Die Vorrichtung enthält darüber hinaus einen Bestückungskopf 44 mit einer Mehrzahl von Saugnäpfen, der an dem unteren Ende des Gleitlagers 38 der X-Richtung fest angeordnet ist. Der Bestückungskopf 44 enthält zehn Saugnäpfe 46, die in gleichmäßigen Abständen in X-Richtung angeordnet sind. Mit jedem dieser Saugnäpfe 46 ist ein Luftzylinder 48 gekoppelt, der zur vertikalen Bewegung der Saugnäpfe 46 dient. Die Vorrichtung enthält weiter auf dem Gestell anqeordnete Zuführmittel 50 zum Zuführen von plattenförmigen Bauelementen an den Bestückungskopf 44 und an Zentrier- und Drehmittel 52, die zwischen den Zuführmitteln 50 und den Transportmitteln 12 angeordnet sind. Die Zentrier- und Drehmittel 52 enthalten den zehn Saugnäpfen 46 zugeordnete Abschnitte, die ein Zentrieren und Drehen unabhängig voneinander durchführen.

Auf dem Gestell 10 ist eine Bandspulenanordnung 56 vorgesehen, die Bänder 54 mit Bauelementen tragen, und von diesen Bandspulen 56 werden den Zuführmitteln 50 Bauelemente .zugeführt. Die Bänder 54 mit Bauelementen sind den zehn Saugnäpfen 46 zugeordnet. Die gezeigte Vorrichtung ist derart aufgebaut, daß die Bauelemente des Bandes 54 von dem Bandpulenmechanismus 56 direkt durch Saugwirkung mittels der Saugnäpfe 46 hochgesaugt werden können, und zwar an einer Bauelementetransfer- oder Verschiobeposition, die am vorderen Ende der Zuführmittel 50 an der Position P^ gebildet wird (Fig. 4).

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Nachfolgend soll der Verfahrensablauf in Verbindung mit den Fig. 2 bis 7 beschrieben werden.

Zuerst wird der Bestückungskopf 44 an die Transferoder Verschiebeposition P^ am vorderen Ende der Zuführmittel 50 bewegt, und dann werden die Luftzylinder 48 betätigt, um die Saugnäpfe 46 nach unten zu bewegen. Hierdurch können die Saugnäpfe 46 Bauelemente von dem Bauelementeband 54 durch Saugwirkung entfernen. Anschließend werden die Saugnäpfe 46 durch die Luftzylinder 48 nach oben bewegt. Danach wird der Bestückungskopf 44, wie in Fig. 4 gezeigt, um eine Entfernung a in horizontaler Richtung zur Positon P2 oberhalb der Zentrier- und Drehmittel 52 bewegt, in der die Luftzylinder betätigt werden, um die Saugnäpfe 46 abzusenken. Zu diesem Zeitpunkt wird die Saugwirkung der Saugnäpfe 46 aufgehoben, so daß die Bauelemente an die Zentrier- und Drehmittel 52 übertragen werden, wo eine Zentrierung und ggf. eine Drehung des Bauelementes z.B. um Winkel von 90° oder 45° durchgeführt wird. Nach diesem Zentrieren und Drehen der Bauelemente werden diese durch die Saugnäpfe 46 mittels Unterdruck wieder angezogen und über eine Entfernung b bewegt. Danach wird der Bestückungskopf 44 in den X- und Y-Richtungen bewegt, damit die Saugnäpfe 46 schrittweise das Bestücken der Schaltungsplatine 18 mit Bauelementen an den zehn Bauelemente-Bestückungspositionen durchführen kann, die gegenüber der Schaltungsplatine 18 innerhalb eines Bereiches P3 (Fig. 4) festgelegt sind. Danach wird der Bestückungskopf 44 wieder in die Transferposition Pj am vorderen Ende der Zuführmittel 50 zurückgeführt.

Fig. 5 zeigt die Y-Bewegung und die vertikale Bewegung jedes der Saugnäpfe 46 an den Positionen P^, P2 und P3

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der Fig. 4. Den Pfeilen sind entsprechend der Reihenfolge der Bewegungen Ziffern zugeordnet. In der dargestellten Vorrichtung ist die Anzahl der Bestückungspositionen P3 auf der Schaltungsplatine gleich 10, weil der Bestückungskopf 4 mit zehn Saugnäpfen 46 ausgerüstet ist, so daß der in Fig. 5 durch die Pfeile 6 und 7 dargestellte Vorgang zehnmal wiederholt wird. Im vorliegenden Fall ist der Bestuckungsvorgang an jeder der Positionen Pi und P2 anders als in der Position P3 gemeinsam für die an den entsprechenden Saugnäpfen 46 gehaltenen Bauelemente, so daß die für den Bestückungsvorgang der Schaltungsplatine mit einem Bauelement erforderliche Zeit deutlich verkürzt wird.

In dem gerade beschriebenen Vorgang ist die am meisten effektive Bewegung des Bestückungskopfes AA in der Y-Richtung unter der Bedingung durchgeführt, daß der Bestückungskopf 44 in der Y-Richtung nur einmal hin- und herbewegt wird, daß die Bauelemente auf der Schaltungsplatine 18 entsprechend der Entfernung von den Zentrier- und Drehmitteln 52 durch die Saugnäpfe 46 nach Abschluß des Zentrier- und Drehvorganges eingesetzt werden und daß der Bestückungskopf 44 in die ursprüngliche Position Pj zurückgeführt wird, nachdem das letzte Bauelement auf der Schaltungsplatine 18 an der am weitesten von den Zentrier- und Drehmitteln 52 in Y-Richtung entferntesten Position eingesetzt wurde. Solche Bedingungen lassen es zu, daß die Bewegung des Bestückungskopfes 44 in der Y-Richtung auf ein Minimum reduziert wird. Im vorliegenden Fall der Durchführung eines Bestückungsvorganges in der Weise, daß die Schaltungsplatine, auf der der Bestückungsvorgang abgeschlossen wurde, in die nächste Station bewegt wird und eine nachfolgende Schaltungsplatine innerhalb eines Zeit-

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raums zugeführt wird, injdem der Bestückungskopf wieder in die ursprüngliche Position zurückkehrt, wird die Effektivität der Arbeitsweise weiter verbessert.

Fig. 6 zeigt die Beziehungen zwischen den Entfernungen der Bewegung des Bestückungskopfes in X-Richtung und der Entfernung zwischen nebeneinanderliegenden Bestückungsköpfen. Die Bezeichnungen L und 1 bezeichnen die Länge des Bestückungskopfes bzw. die Bewegung des Bestückungskopfes in der X-Richtung, d. h. , daß L+(Hx>6) die Entfernung zwischen nebeneinanderliegenden Bestückungsköpfen angibt, wobei06 der Breite einer Lücke zwischen zwei nebeneinanderliegenden Bestückungsköpfen entspricht, wenn diese aufeinanderzu bewegt werden. Werden die Längen der Schaltungsplatine in den X- und Y-Richtungen mit I_x und Iy bezeichnet und die Breite der Lücke zwischen den Schaltungsplatinen mit G (Fig. 6), so entspricht die Transportteilung der Schaltungsplatinen dem Wert G+l_x. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, erlaubt eine Verminderung des Weges 1 des Bestückungskopfes in X-Richtung eine Verkleinerung des Abstandes zwischen den Bestückungsköpfen, woraus folgt, daß eine Fertigungsstraße mit einer Mehrzahl von Vorrichtungen entlang der Transportmittel in der Gesamtlänge wesentlich verkürzt wird und der Arbeitsbereich des Saugnapfes über der Schaltungsplatine ebenfalls vermindert wird. Die Verkürzung der Entfernung zwischen den Bestückungsköpfen erlaubt außerdem eine Verminderung der Transportteilung 1^-, wodurch die Zeit des Zuführens von Schaltungsplatinen ebenfalls verkürzt wird.

Fig. 7 zeigt die Beziehungen zwischen der Bewegung des Bestückungskopfes und der Anzahl der Überstreichungszonen der Saugnäpfe auf den Schaltungsplatinen. Die

Teilung zwischen den Saugnäpfen 46 ist durch P bezeichnet/ und die Bewegungsentfernung 1 des Bestückungskopfes 44 in X-Richtung ist gleich 4P. Wird im vorliegenden Fall angenommen, daß die Schaltungsplatine in Bereiche mit der Teilung P zwischen den Saugnäpfen 46 in der X-Richtung eingeteilt ist, so können die einzelnen Saugnäpfe um eine Entfernung entsprechend 2P sowohl nach links als auch nach rechts bewegt werden, was bedeutet, daß sieben Bereichszonen der Schaltungsplatine durch vier Saugnäpfe überstrichen werden können, so daß die Anzahl von Saugnäpfen mit der Entfernung von der Mitte der Schaltungsplatine sich graduell vermindert. Ist 1=2P, 1=6P und 1=8P, so ist die Anzahl der jede Zone der Schaltungsplatine abdeckenden Saugnäpfe in Fig. 7 angezeigt. Es ist zu sehen, daß die mittleren Zonen der Schaltungsplatine durch viele Saugnäpfe erfaßt werden und die Anzahl der die anderen Zonen erfassenden Saugnäpfe mit der Entfernung von der Mitte der Schaltungsplatine graduell abnimmt. Ist die Bewegungsentfernung 1 des Bestückungskopfes größer als die Gesamtlänge der Anordnung der Saugnäpfe, so können alle Zonen der Schaltungsplatine durch jeden der Saugnäpfe erreicht werden. Ist die Bewegungsentfernung 1 größer als die Summe der Länge I_x der Schaltungsplatine in X-Richtung und der Gesamtlänge der Anordnung von Saugnäpfen, so können alle Saugnäpfe die Schaltungsplatine überstreichen. Eine Vergrößerung von 1 vergrößert jedoch den Abstand zwischen den Bestückungsköpfen (wie oben beschrieben), so daß sich die Länge einer Fertigungsstraße damit ebenfalls deutlich verlängert. In der Praxis erfolgt der Aufbau einer Fertigungsstraße mit einer Mehrzahl solcher Vorrichtungen, so daß es möglich ist, die Bauelemente-Bestückungspositionen in einer solchen Weise auszuwählen, daß eine Abnahme der Anzahl

von Saugnäpfen, die die Endzonen der SchaltungspL erreichen, den Wirkungsgrad der Anordnung nicht zu stark verschlechtet. So ist es z.B. zweckmäßiger 1 niedriger als die Summe der Gesamtlänge der Anordnung _: von Saugnäpfen und der Länge der Schaltungsplatine in X-Richtung anzusetzen. Eine solche Auswahl läßt es auch" zu, den Bestückungskopf für eine kurze Zeit gegenüber den zehn Bauelemente-Bestückungspositionen der Schaltungsplatine in X-Richtung zu verschieben, um den Bestückungsvorgang mit hoher Geschwindigkeit ausfzuführen. Es wird noch hinzugefügt, daß es nicht notwendig ist, daß die Bewegungsentfernung 1 des Bestückungskopfes in X-Richtung auf ein Vielfaches der Teilung P zwischen den Bestückungsköpfen gesetzt werden muß.

Die Arten von verschiedenen plattenförmigen Bauelementen, die bestückt werden können, werden im wesentlichen durch die Anzahl der Saugnäpfe bestimmt. Es ist jedoch möglich, die Anzahl von verschiedenen Bauelementen doppelt so groß wie die Anzahl der Saugnäpfe zu wählen, indem die Teilung zwischen den Bauelementen auf die Hälfte reduziert wird und jedes der Bauelemente um eine halbe Teilung verschoben wird. Außerdem kann das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung so ausgebildet sein, daß die Gesamtzuführeinrichtung für Bauelemente automatisch ersetzt wird oder die Arten von Bauelementen durch eine Wechselvorrichtung verändert werden.

Eine Fertigungsstraße kann durch Anordnung einer Mehrzahl solcher Einrichtungen nach den Fig. 2 und 3 aufgebaut werden und darüber hinaus eine Ladevorrichtung zum Zuführen von Schaltungsplatinen an die Vorrichtung am vorderen Ende der Fertigungsstraßen enthalten sowie eine Entladevorrichtung zum automatischen Empfangen von

Schaltungsplatinen, die am rückwertigen Ende der Fertigungsstraße angeordnet ist. Weiterhin können Pufferstationen zum Ausgleich der Kapazitäten der Fertigungsstraße vorgesehen sein sowie Mittel zum Zuführen von Klebstoff an die Schaltungsplatinen, eine Prüfvorrichtung zum Prüfen der Bestückung mit Bauelementen auf den Schaltungsplatinen usw..

Wie aus der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist das Bestückungsverfahren der beschriebenen Ausführungsform in der Lage, die Betriebsweise vom Zuführen von Bauelementen bis zum Bestücken der Schaltungsplatinen mit Bauelementen zu vereinfachen und hierbei die Verschiebefrequenz von Bauelementen durch die Bestückungsköpfe zu vermindern, was die Fehlermöglichkeiten reduziert und somit zu einer höheren Zuverlässigkeit der Bestückung führt. Außerdem ist das Verfahren einfach im Aufbau und erlaubt die Benutzung einer Vorrichtung, die in Einheiten unterteilt ist. Außerdem erlaubt das beschriebene Verfahren, für eine Mehrzahl von Saugnäpfen eine Zuführeinrichtung für Bauelemente und einen Bestückungskopf gemeinsam zu verwenden.

Die Fig. 8 bis 11 zeigen eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Bestücken von Schaltungsplatinen mit plattenförmigen Bauelementen gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Vorrichtung der beschriebenen Ausführungsform ist außerdem angepaßt zur Durchführung des oben beschriebenen BestuckungsVerfahrens.

Die Vorrichtung nach den Fig. 8 bis 11 enthält ein Gestell 10, auf dessen vorderem Ende Transportmittel 12 zum Transport einer Schaltungsplatine oder eines anderen Substrats angeordnet sind. Die Transportmittel 12

sind dazu ausgebildet, Schaltungsplatinen 18, die mit plattenförmigen Bauelementen 58 bestückt werden sollen, beweglich zu tragen und enthalten ein Paar, von Gleitschienen 14 und einen Transportriemen (nicht gezeigt) zum Bewegen der auf den Gleitschienen 14 gleitenden Schaltungsplatinen in einer vorbestimmten Richtung. Außerdem sind Positioniermittel (nicht gezeigt) zum Positionieren einer Schaltungsplatine 18 an einer vorbestimmten Position vorgesehen, während die Schaltungsplatine mit Bauelementen bestückt wird. Weiterhin ist ein Anschlag (nicht gezeigt) zum Anhalten der Schaltungsplatine in dieser vorbestimmten Position vorhanden. Der Transportriemen, die Positioniermittel und der Anschlag können in ähnlicher Weise ausgebildet sein wie bei der Vorrichtung nach den Fig. 2 bis 4.

Die Vorrichtung enthält außerdem einen Trägerrahmen 24, der oberhalb der Transportmittel 12 für die Schaltungsplatinen angeordnet ist, um diese abzudecken. In dem Trägerrahmen 24 ist ein X-Y-Schlittenkopf angeordnet, der eine an dem Trägerrahmen 24 befestigte Gleitachse 36, eine Schraubenwelle 60 und ein auf der Gleitachse 36 gelagertes Gleitlager 38 für die X-Richtung enthält, wobei die Schraubenwelle 60 durch einen X-Motor angetrieben wird. Für die Y-Richtung ist seitlich des Gleitlagers 38 für die X-Richtung eine Gleitachse 28 für die Y-Richtung vorgesehen sowie eine Schraubenwelle 30 und ein auf der Gleitachse 28 gelagertes Gleitlager 32 für die Y-Richtung, wobei die Schraubenwelle 30 in Y-Richtung durch einen Y-Motor 34 angetrieben wird.

Die gezeigte Vorrichtung zeigt weiter einen Bestückungskopf 44 mit mehreren Saugnäpfen, der am unteren Ende

des Gleitlagers 32 für die Y-Richtung befestigt ist. Der Bestückungskopf 44 enthält zehn Saugnäpfe 46, die in gleichmäßigen Abständen in der X-Richtung angeordnet sind. Mit jedem Saugnapf 46 ist ein Luftzylinder 48 verbunden, der dazu dient, das Saugnapf in vertikaler Richtung zu bewegen. Außerdem enthält die Vorrichtung Zuführmechanismen 50 (in der vorhergehenden Ausführungsform Zuführmittel genannt), die auf dem Gestell 10 angeordnet sind, um plattenförmige Bauelemente an den Bestückungskopf und an die Zentrier- und Drehmechanismen 52 zu fördern, die zwischen den Zuführmechanismen 50 und dem Transportmittel 12 vorgesehen sind. Die Zuführmechanismen 50 und die Zentrier- und Drehmechanismen sind in einer Anzahl entsprechend der Anzahl von Saugnäpfen 46 vorgesehen. Die Zuführmechanismen und die Zentrier- und Drehmechanismen 52 sind in X-Richtung in gleichmäßigen Abständen angeordnet, damit die Zwischenräume in X-Richtung den Abständen der Saugnäpfe 46 entsprechen.

Jedem der Zuführmechanismen 50 wird ein Bauelemente 58 tragendes Band 54 zugeleitet (Fig. 10), wobei dieses Band 54 auf einer Bandspule 56 aufgewickelt und am rückwärtigen Teil des Gestells 10 gelagert ist. Wie Fig. zeigt, bestehen die Bänder 54 für die Bauelemente aus einem geprägten Trägerband 62, das Bauelemente 58 darin enthält und durch ein Abdeckband 64 verschlossen ist. Das Band 54 kann jedoch auch aus einem Papierband mit einer Mehrzahl von durchgehenden Öffnungen bestehen, in die die Bauelemente eingesetzt sind, und mit Deckeln zur Abdeckung der durchgehenden Öffnungen. Die Bänder 54 für die Bauelemente sind also zum Halten von plattenförmigen Bauelementen 58 ausgebildet und sind den zehn Saugnäpfen 46 zugeordnet.

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Die Zuführmechanismen 50 sind im Aufbau in Fig. 10 gezeigt. Insbesondere enthält jeder Zuführmechanismus ein Transportrad 66 mit Stiften 68, die in Transportlöcher auf dem Bauelementeband 54 eingreifen, um das Band vorwärts zu transportieren. Das Transportrad 66 ist auf einem Transportrahmen 70 gelagert und über eine Einweg-Kupplung oder einen Ratschenmechanismus mit einer rotierenden Welle 72 gekuppelt. Auf der rotierenden Welle 72 ist ein Arm 74 mit seinem einen Ende drehbar gelagert und trägt an seinem anderen Ende ein Zahnsegment 76. Der Arm 74 ist in der Nähe des anderen Endes mit dem oberen Ende einer Stange 78 verbunden, die durch einen Luftzylinder 80 nach oben gedrückt wird. Der Luftzylinder 80 ist an der Seite des Gestells 10 angeordnet und erstreckt sich durch das Gestell nach oben. Auf diese Weise kann das Transportrad 66 bei einem Hub des Luftzylinders 80 um eine Teilung entsprechend dem Winkelabstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Stiften 68 gedreht werden. Das Zahnsegment am Ende des Armes 74 greift in ein Zahnrad 82 ein, das auf dem Transportrahmen 70 drehbar gelagert ist. Ein erstes Reibrad 84 ist auf dem Transportrahmen 70 gelagert und enthält eine Einweg-Kupplung koaxial zu dem Zahnrad 82. Es greift in ein zweites Reibrad 86 ein, das an einem Ende eines Trägerarms 88 drehbar gelagert ist. Der Trägerarm 88 weist ein auf ihm drehbar gelagertes Rad 90 auf, das koaxial zum zweiten Reibrad angeordnet ist. Das zweite Reibrad 86 ist mit einem Einweg-Lager (nicht gezeigt) versehen, um die Drehung des Reibrades 86 zu regulieren.

In dem Zuführmechanismus 50 wird das Bauelementeband in einen Spalt 92 zwischen einer Transportführungsfläche 94 des Transportrahmens 70 und einem Transport-

führungsglied 96 von der Bandspule 56 zugeführt. Das Bauelementeband 54 wird in einem Schälvorgang in einer Schälnut 98 des Transportführungsgliedes 96 von seinem Abdeckband 64 befreit und dem Transportrad 66 zugeführt, das das vom Abdeckband befreite Bauelementeband 54 schrittweise um jeweils eine Teilung weitertransportiert. Die Bauelemente 58 liegen nun in dem Bauelementeband 54 offen, so daß sie an einer am vorderen Ende des Zuführmechanismus¹ an bestimmter Position liegenden Transport- oder Verschiebeposition Pj durch die Saugnäpfe 46 hochgesaugt werden können.

Das von dem Bauelementeband 54 abgetrennte Abdeckband 64 wird auf dem Rad bzw. der Spule 90 aufgewickelt. Das geprägte Trägerband 62, das an der Übertragungsposition Pj geleert wurde, wird durch eine Bandabführung 100 unter das Gestell 10 geführt, wo es mittels einer Schneidvorrichtung 102 in Abschnitte bestimmter Länge geschnitten wird (Fig. 8).

Die Zentrier- und Drehmechanismen 52 sind entsprechend den zehn Saugnäpfen 46 angeordnet und dazu ausgebildet, den Zentrier- und Drehvorgang unabhängig voneinander auszuführen. Jedem Zentrier- und Drehmechanismus 52 ist ein Schrittmotor 104 zugeordnet (Fig. 8). Fig. 11 zeigt, daß die Ausgangswelle des Schrittmotors 104 über ein Umlenkgetriebe 106 mit einer Drehwelle 108 gekoppelt ist, die sich vertikal durch das Gestell 10 erstreckt. Auf dem oberen Ende der Drehwelle 108 ist ein rotierender Block 110 angeordnet, der ein Paar von ersten Haltearmen 112 aufweist, die auf einer ersten Fläche mittels Stife 114 schwenkbar gelagert sind. Auf ähnliche Weise ist der rotierende Block 110 an einer zur ersten Fläche senkrecht verlaufenden Fläche mit

einem Paar von zweiten Haltearraen versehen, die in Fig. 11 jedoch nicht zu sehen sind. Der Zentrier- und Drehmechanismus enthält also zwei Paare von Haütearmen 112, die senkrecht zueinander angeordnet sind, zum Zentrieren eines plattenförmigen Bauelementes 58. Die Haltearme 112 sind jeweils am unteren Ende mit einer Feder 116 ausgerüstet, die dazu dient, die Haltearme 112 am entfernten Ende in die Öffnungsrichtung vorzuspannen. Außerdem weist die Drehwelle 108 im mittleren Bereich einen Anschlagring 118 auf sowie einen ersten Druckring 120, der gegenüber dem Anschlagring 118 durch eine Feder 122 nach oben gedrückt wird. Der erste Druckring 120 dient dazu, das Paar von ersten Haltearmen 112 zu betätigen. Um die Drehwelle 108 ist weiterhin ein zweiter Druckring 124 angeordnet, der gegenüber dem ersten Druckring 120 durch eine Druckfeder 126 nach oben vorgespannt ist. Die ersten und zweiten Druckringe 120 und 124 dienen dazu, die ersten Haltearme 112 und die zweiten Haltearme (nicht gezeigt) zu betätigen. Zu diesem Zweck stehen die ersten und zweiten Druckringe 120 und 124 an ihren oberen Enden mit den unteren Enden der entsprechenden Haltearme in Berührung. Der Zentrier- und Drehmechanismus 52 enthält weiterhin ein Betätigungsglied 128, das den ersten und zweiten Druckringen 120 und 124 gemeinsam ist. Das Bezugszeichen 130 bezeichnet einen Stift auf dem rotierenden Block 110, auf dem ein plattenförmiges Bauelement 58 abgelegt werden kann.

In jedem der vorstehend beschriebenen Zentrier- und Drehmechanismen 52 werden die Druckringe 120 und 124 in der gleichen Richtung bewegt, wenn das Betätigungsqlied 128 in Richtung des Pfeiles (Fig. 10) nach unten bewegt wird, um auf diese Weise die beiden Paare von Haltearmen 112 an ihren freien Enden zu öffnen, so daß der

Zentrier- und Drehmechanismus für einen Zentriervorgang vorbereitet ist.

Nachfolgend soll die Funktion der Vorrichtung nach den Fig. 8 bis 11 beschrieben werden.

Zuerst wird der Bestückungskopf 44 zur Übertragungsoder Verschiebeposition P^ bewegt, die an dem vorderen Ende des Zuführmechanisinus' 50 liegt, und anschließend werden die Luftzylinder 48 betätigt, um alle Saugnäpfe 46 zusammen nach unten zu bewegen. Hierdurch entnehmen die Saugnäpfe 46 durch Saugwirkung Bauelemente 58 von den geprägten Trägerbändern 62, die schon vorher von ihrem Abdeckband 64 befreit worden sind. Die Saugnäpfe 46 mit den angesaugten Bauelementen werden dann durch die Luftzylinder 48 nach oben bewegt.

Anschließend wird der Bestückungskopf 44 in eine Position P2 (Fig. 11) oberhalb der Zentrier- und Drehmechanismen 52 bewegt. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Betätigungsglied 128 in seiner unteren Position, wodurch die beiden Paare von Haltearmen 112 an ihren Enden geöffnet sind. Wird jeder der Luftzylinder 48 erneut betätigt, so wird das Betätigungsglied 128 nach oben bewegt, der Saugdruck von den Saugnäpfen 46 entfernt, und die beiden Paare von Haltearmen erfassen das Bauelement, um dessen Zentrierung vorzunehmen und ggf. eine Drehung des Bauelementes (z.B. um Winkel von 90° oder 45°) zu veranlassen, was durch eine Drehung des Schrittmotors 104 erfolgt. Nach diesem Zentrier- und Drehvorgang wird jedem der Saugnäpfe Saugluft zugeführt, damit diese das Bauelement halten; danach wird das Saugnapf 46 angehoben und zu der Schaltungsplatine bewegt. Anschließend werden die Saugnäpfe 46 gegenüber

den zehn Bauelemente-Bestückungspositionen durch Bewegen des Bestückungskopfes in den X- und Y-Richtungen positioniert, und der Bestückungsvorgang wird schrittweise durchgeführt. Danach wird der Bestückungskopf 44 wieder in die übertragungs- oder Verschiebeposition Ρχ zurückgeführt.

Es ist zu sehen, daß die Bestückungsvorrichtung nach den Fig. 8 bis 11, die zum Einsetzen eines Bauelementes in die Schaltungsplatine erforderliche Zeit erheblich reduziert, weil der Vorgang an den Positionen anders als an den Bestuckungspositionen bezüglich der Bauelemente gemeinsam erfolgt.

In der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise wird die am meisten effektive Bewegung des Bestückungskopfes 44 in der Y-Richtung unter der Bedingung durchgeführt, daß der Bestückungskopf in der Y-Richtung nur einmal hin- und herbewegt wird, daß die Bauelemente auf der Schaltungsplatine 18 in einer Entfernung von den Zentrier- und Drehmitteln 52 mittels der Saugnäpfe 46 eingesetzt werden, nachdem der Zentrier- und Drehvorgang abgeschlossen ist und daß der Bestückungskopf 44 in die ursprüngliche Position Pj zurückgeführt wird, nachdem das letzte Bauelement auf der Schaltungsplatine 18 an der Bestückungsposition eingesetzt wurde, die am weitesten von den Zentrier- und Drehmitteln 52 in Y-Richtung entfernt ist. Solche Bedingungen führen dazu, daß die Bewegung des Bestückungskopfes 44 in der Y-Richtung minimiert wird. Im vorliegenden Fall wird die Effektivität der Vorrichtung weiter verbessert, wenn die Schaltungsplatine, auf der die Bestückung vorgenommen wurde, in die nächste Station bewegt und eine nachfolgende Schaltungsplatine innerhalb des Zeitraumes zugeführt wird,

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indem der Bestückungskopf in seine ursprüngliche Position zurückgeführt wird.

Die Anzahl von verschiedenen Bauelementen für die Bestückung wird durch die Anzahl der Saugnäpfe bestimmt. Es ist jedoch auch möglich, eine Anzahl von verschiedenen Bauelementen zu verwenden, die doppelt so hoch ist wie die Anzahl der Saugnäpfe, indem die Teilung zwischen den Bauelementen auf die Hälfte reduziert und jedes der Bauelemente um eine halbe Teilung verschoben wird. Die dargestellte Ausführungsform kann auch derart aufgebaut sein, daß die gesamte Bauelemente-Zuführeinrichtung ersetzt oder die Arten von Bauelementen durch eine Wechselvorrichtung ausgetauscht werden.

Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, ist die beschriebenbe Vorrichtung zum Bestücken mit Baueelementen in der Lage, das Zuführen von Bauelementen zu der Bestückungsposition an den Schaltungsplatinen zu vereinfachen und die notwendige Verschiebefrequenz der Bauelemente durch die Bestückungsköpfe zu minimieren. Hierdurch werden Fehlerquellen vermindert, so daß der Bestückungsvorgang mit höchster Zuverlässigkeit abläuft. Außerdem ist die Vorrichtung einfach im Aufbau und kann in Einheiten unterteilt werden. Außerdem kann für die beschriebene Vorrichtung eine Bauelemente-Zuführeinrichtung und ein Bestückungskopf verwendet werden, die einer Mehrzahl von Saugnäpfen gemeinsam sind.

Die Fig. 12 und 13 zeigen einen Bestückungskopf für Bauelemente zur Verwendung in der Bestückungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, der den Aufbau der Vorrichtung vereinfacht.

In den Fig. 12 und 13 ist ein Gehäuse 140 für einen Luftzylinder vorgesehen. Das Innere des Gehäuses 140 ist durch eine Abteilung 146 in eine Zyli,nderkammer und eine Saugkammer 144 eingeteilt. Ein Kolben des Luftzylinders ist mit einem unteren Stangenabschnitt 150 versehen, der aus der unteren Endfläche des Gehäuses 140 hervorsteht, sowie mit einem oberen Stangenabschnitt 152, der sich durch die Abteilung 146 in die Saugkammer 144 erstreckt und gegenüber der Zylinderkammer 142 gleitbar gelagert ist. Der Kolben 148 weist einen Saugverbindungskanal 154 auf, der sich von der vorderen oder unteren Endfläche des unteren Stangenabschnittes bis zur rückwärtigen oder oberen Endfläche des oberen Stangenabschnittes 152 erstreckt. Mit dem unteren Ende des unteren Stanqenabschnittes 150 des Kolbens 148 ist mindestens ein Saugnapf 46 verbunden, das die Form einer Leitung mit einer durchgehenden Öffnung hat. Der obere Stangenabschnitt 150 des Kolbens 148 ist aus Sicherheitsgründen an der oberen Endfläche mit einem Luftfilter 156 versehen. Das Luftfilter kann z.B. einen mit Bohrungen versehenen Block enthalten. Der Kolben 148 wird durch eine Rückholfeder 158 in Aufwärtsrichtung vorgespannt.

Der Bestückunqskopf enthält weiterhin ein Saugventil 160 und ein Luftventil 162, die auf der Außenseite des Luftzylindergehäuses 140 montiert sind. Das Saugventil 160 kann aus einem Umschaltventil bestehen, das zum Hochsaugen eines Bauelementes mit einer Saugleitung verbindet und zum Loslassen des Bauelementes von dem Saugnapf mit einem Freigabeanschluß verbindet. Das Luftventil 162 kann ebenfalls ein Umschaltventil enthalten, das zwischen einer Druckleitung und einer Entlüftungsleitung umschaltet. Das Saugventil 160 ist über eine

Saugöffnung 164 mit der Saugkammer 144 verbunden, während das Luftventil 162 über eine Luftöffnung 166 in dem Gehäuse 140 mit der Zylinderkammer 14.2 in Verbindung steht. Außerdem weist das Gehäuse 140 (s. Fig. 13) eine Entlüftungsöffnung 168 auf, die mit dem unteren Teil der Zylinderkammer 142 in Verbindung steht. In dem Kolben 148 ist ein Magnet 170 eingebettet, und das Gehäuse 140 ist mit einem Magnetsensor 172 versehen, der auf der Außenseite angeordnet ist und dazu dient, die Position des Magneten 168 festzustellen, wenn sich der Kolben 148 in der abgehobenen Position befindet. Der Kolben weist an seinem oberen Ende außerdem eine Öffnung 174 auf, durch die ein Vakuumsensor mit dem Gehäuse 140 verbunden ist. Ein Federring 176 ist an dem Kolben angeordnet und liegt an der unteren Wand der Zylinderkammer 142 an, um die Abwärtsbewegung des Kolbens 148 auf einen bestimmten Wert zu begrenzen.

Bei dem beschriebenen Bestückungskopf 44 arbeitet der Luftzylinder als Einfkunktions-Druckzylinder. Insbesondere wird der Kolben 148 nach unten bewegt, was zu einer Abwärtsbewegung des mit dem unteren Stangenabschnitt 150 des Kolbens 148 verbundenen Saugnapfes 46 führt, wenn das Luftventil 162 geöffnet und Druckluft durch die Luftöffnung 166 zur Zylinderkammer 142 geleitet wird. Die Abwärtsbewegung des Kolbens wird durch den Anschlag zwischen dem Federring 176 und der unteren Wand der Zylinderkammer 142 begrenzt. Die Rückkehr des Saugnapfes 46 in die angehobene Lage erfolgt durch Umschalten des Luftventils 162 in Saugstellung und durch Verbinden der Zylinderkammer 142 mit der Außenatmosphäre. Hierdurch wird der Kolben 148 durch die Wirkung der Rückholfeder 158 in die angehobene Lage zurückgebracht.

Das Hochsaugen eines plattenförmigen Bauelementes durch das Saugnapf 46 wird durch öffnen des Saugventils 160 und Zuführen eines Unterdruckes über die .Säugöffnung 164, die Saugkammer 144, das Luftfilter 156 und den Saugverbindungskanal 154 in dem Kolben 148 bewerkstelligt. Auch wenn über das Saugnapf während des Saugvorganges Verunreinigungen wie Staub o.dgl. in das Unterdrucksystem gelangen, so hält das Luftfilter 156 diese Teilchen sicher zurück, so daß diese nicht das Saugventil 160 erreichen. Hierdurch ist ein sicherer Betrieb des Saugventils gewährleistet.

Der beschriebene Bestückungskopf vermeidet also Verbindungsmittel wie ein Leitungssystem zum Verbinden des Luftfilters und des Saugventils mit dem Luftzylinder, und durch die Anordnung des Luftfilters am Luftzylinder wird der Gesamtaufbau erheblich vereinfacht.

Die Fig. 14 bis 18 zeigen eine andere Ausführungsform eines Bestückungskopfes für die erfindungsgemäße Bestückungsvorrichtung. In dieser Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Bestückungsköpfen 44 mit je einem einzelnen Saugnapf vorgesehen, und zwar sind diese Bestückungsköpfe auf einem Trägerrahmen 24 in gleichen Abständen vertikal angeordnet (s. Fig. 15 und 16). Die Bestückungsköpfe 44 sind alle von der gleichen Konstruktion.

Fig. 14 zeigt einen Schnitt entlang der Linie XVI-XVI der Fig. 16. Der Bestückungskopf 44 enthält ein Trägerglied 140', das an dem Gestell 10 aufwärts gerichtet befestigt ist, eine auf dem Trägerglied 140' angeordnete Stange 148', die gegenüber dem Trägerglied 140' in vertikaler Richtung gleitbar gelagert ist, sowie ein

Saugventil 160 und einen elektromagnetischen Anker 180, die beide an der Außenseite des Trägergliedes 140' befestigt sind. In dem unteren Ende der vertikalen Stange 148 ist ein Saugnapf 46 eingeformt, und zwar z.B. in der Form eines hohlen Zylinders. Außerdem ist ein Saug-Verbindungskanal 154 darin vorgesehen, der am unteren Ende mit dem Saugnapf 46 in Verbindung steht. An der Seite der vertikalen Stange 148" ist ein vertikal verlaufender Schlitz 182 vorgesehen, und das Trägerglied 14O¹ weist eine durchgehende öffnung 166' auf. Das Saugventil 160 steht über die durchgehende Öffnung (Saugkanal) 166' und den Schlitz 182 mit dem Saugverbindungskanal 154 der vertikalen Stange 148· in Verbindung. Außerdem weist die vertikale Stange 148' an ihrer Außenfläche eine Aussparung 184 auf, an der ein Drehanschlag 186 angreift, der auf dem Trägerglied 140' befestigt ist.

Die vertikale Stange 148' ist an ihrer Außenfläche mit einer sich in vertikaler Richtung erstreckenden Nut 188 versehen, in die eine Verriegelungsklinke 190 eingreift, die auf dem Trägerglied 140' schwenkbar gelagert ist. Die Verriegelungsklinke 190 ist an ihrem oberen Ende mit einem Elektromagnetanker 180 versehen und wird mittels einer Zugfeder 192 in die Nut 188 eingeworfen, wenn der Anker 180 nicht betätigt ist, so daß die vertikale Stange 148' in der angehobenen Position verriegelt werden kann. Wird der Elektromagnetanker 180 betätigt, so wird die Verriegelungsklinke 190 aus der Nut 188 zurückgezogen, so daß die vertikale Stange 148' in vertikaler Richtung frei bewegt werden kann. Am oberen "Ende der Trägerglieder 140" ist eine Federhülse 194 vorgesehen, die an ihrem oberen Ende verschlossen ist. In dieser Federhülse 194 ist eine Feder 196 gelagert,

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die auf das obere Ende der vertikalen Stange 148' drückt, so daß diese dauernd in Abwärtsrichtung vorgespannt ist.

An der vertikalen Stange 148' sind horizontale Stifte 198 zu beiden Seiten zwischen der Nut 188 und dem oberen Ende angeordnet, die zum Empfang der Antriebskraft von außen dienen. Jeder der Stifte 198 (s. Fig. 14 und 15) greift mit seiner Unterseite an den unteren Flächen von Folgearmen 20 an, die auf einer Nockenfolgewelle 202 befestigt sind und so als Folgeglied wirken. Die Nockenfolgewelle 202 erstreckt sich im wesentlichen in Längsrichtung und dient als gemeinsame Trägerwelle für eine Mehrzahl von Bestückungsköpfen 44. In den Fig. 17 und 18 ist ein Servomotor 204 zu sehen, der auf dem Gestell 178 angeordnet ist. Auf der Welle des Servomotors 204 ist eine Nockenscheibe 206 befestigt, die gegen eine Rolle 208 drückt, die auf dem entfernten Ende eines Nockenfolgegliedes 210 drehbar gelagert ist, welches Nockenfolgeglied 210 wiederum auf der Nockenfolgewelle 202 befestigt ist. Die Nockenscheibe 206 hat eine derartige Form, daß bei einer Umdrehung ein Zyklus der Hin- und Herbewegung des Folgearms 200 aus der angehobenen Position über die abgesenkte Position zurück in die angehobene Position erfolgt. In der angehobenen und in der abgesenkten Position erfolgt die Bewegung mit niedriger Geschwindigkeit, während die Bewegung zwischen diesen beiden Positionen mit hoher Geschwindigkeit erfolgt. In Fig. 18 ist gezeigt, daß an der Nockenfolgewelle 202 ein Arm befestigt ist, der dem Nockenfolgeglied 210 gegenüberliegt in der Weise, daß der Servomotor dazwischen angeordnet ist. Der Arm 212 wird durch eine Feder (nicht gezeigt) derart vorgespannt, daß die Rolle 208 gegen die Nockenscheibe 206 gedrückt wird.

Anschließend soll die Arbeitsweise des Bestückungskopfes in Verbindung mit den Fig. 14 bis 18 beschrieben werden .

Die Hin- und Herdrehung der Nockenfolgewelle 202 aufgrund der Rotation der Nockenscheibe 206 betätigt den Folgearm 200, der jedem der ausgewählten Bestückungsköpfe 44 zugeordnet ist. In jedem der nicht ausgewählten Bestückungsköpfe wird der Elektromagnetanker 180 nicht betätigt, um die vertikale Stange 148" in der angehobenen Position zu halten, so daß das Saugnapf 46 am unteren Ende der Stange 148' in der angehobenen Position angehalten wird. Bei jedem ausgewählten Bestückungskopf wird der Elektromagnetanker 180 getätigt, um die Verrieqelungsklinke 190 aus der Nut 188 herauszuheben, so daß die vertikale Stange 148' beginnt, sich mit der Abwärtsbewegung des entfernten Endes des Folgearms 200 nach unten zu bewegen. Die Geschwindigkeit der Bewegung der Stange 148' erreicht im mittleren Bereich einen Maximalwert und vermindert sich graduell in Richtung der unteren Position. Sobald die Stange 148' die untere Position erreicht hat, wird das durch das untere Ende des Saugnapfes 46 hochgesaugte Bauelement 58 zum Einsatz gegen die Schaltungsplatine 18 gedrückt. Hierbei werden Stöße auf das Bauelement 58 auf ein Minimum reduziert, da die Stange 148' in diesem Bereich nur eine geringe Geschwindigkeit hat bzw. zum Stillstand kommt. Danach wird die Stange 148' wieder durch die Bewegung des Folgearmes 200 in die angehobene Position zurückgebracht .

Beim Positionieren und Drehen des von dem Saugnapf 46 hochgesaugten Bauelementes wird die Nockenscheibe 206 nach einer halben Umdrehung angehalten und führt dann

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anschließend die verbleibende Halbdrehung aus. Die vertikale Stange 148" wird also einmal angehalten, um das Positionieren und Drehen des Bauelementes durchzuführen, nachdem sie aus der angehobenen Position in die untere Position bewegt worden ist, um dann wieder in die angehobene Position zurückzukehren.

Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, ist der Bestückkungskopf der Fig. 14 bis 18 so aufgebaut, daß er das Saugnapf mittels der vertikalen Stange betätigt, die durch eine Nockenscheibe und nicht durch einen Luftzylinder angetrieben wird. Somit ergibt sich eine ideale Bewegungscharakteristik mit nur minimalen Beschleunigungen auf das Bauelement bei der Vertikalbewegung des Saugnapfes. Insbesondere wird das Bauelement in den oberen und unteren Positionen mit niedriger Geschwindigkeit bewegt, während im Zwischenbereich eine hohe Geschwindigkeit verwendet wird, so daß auf das Bauelement nur geringe Beschleunigungskräfte einwirken und die Gesamtgeschwindigkeit in senkrechter Richtung erhöht wird. Außerdem arbeitet der Nockenmechanismus mit höherer Zuverlässigkeit als ein Luftzylinder, wie er bei den konventionellen Bestückungsköpfen verwendet wurde, so daß die unabhängigen Vorgänge in einanderüberlappender Weise durchgeführt werden können. So ist es z.B. möglich, die Bewegung der vertikalen Stange zu beginnen, bevor ein X-Y-Tisch zum Stillstand gekommen ist. Es wird damit klar, daß der Bestückungskopf nach den Fig. 14 bis 18 den Bestückungsvorgang mit hoher Geschwindigkeit und erheblich verbesserter Zuverlässigkeit ausführen kann.

Der Bestückungskopf der vorliegenden Erfindung ist zweckmäßigerweise mit einer Detektoranordnung versehen,

um ein von einem Saugnapf hochgesaugtes Bauelement festzustellen. Fig. 19 bis 22 zeigen eine solche Detektoranordnung. Die Detektoranordnung ist für .die Benutzung an einem Bestückungskopf mit mehreren Saugnäpfen ausgebildet und für jeden dieser Saugnäpfe vorgesehen. Der Bestückungskopf 44 enthält einen Kopfrahmen 220, eine Mehrzahl von Luftzylindern 48, die in gleichen Abständen auf dem Kopfrahmen 220 befestigt sind, sowie eine Mehrzahl von Saugnäpfen 46, die mit den entsprechenden Luftzylindern 48 verbunden sind, um ein Bauelement hochzusaugen und zu halten. Der Kopfrahmen 220 ist mit einer Tragplatte 222 versehen, an der die einzelnen Saugnäpfe befestigt sind, und an dieser Tragplatte ist wiederum ein feststehendes Tragglied 224 angeordnet, auf dem L-förmige Gleitlager 226 gleitend getragen werden und als bewegliche Tragglieder dienen. Das L-förmige Gleitlager 226 ist für jedes Saugnapf 46 vorgesehen und gegenüber dem feststehenden Tragglied 224 vertikal beweglich. Jedes dieser Gleitlager 226 trägt eine eingeschraubte Schraube 228 und weist einen Anschlagbolzen 230 zum Regulieren der unteren Position des Gleitlagers 226 auf. Die Tragplatte 222 ist außerdem mit einem Federstift 232 versehen, der zur Halterung einer Druckfeder 234 dient. Die Druckfeder 234 übt eine Abwärtskraft auf das Gleitlager 226 aus.

Das L-förmige Gleitlager 226 dient als bewegliches Tragglied (s. Fig. 22 bis 25) und ist mit einem Lichtdetektorbereich eines einzigen Fotodetektors ausgerüstet, der aus einem Lichtsender 236 und einem Lichtempfänger 238 besteht und an der Seite des entfernten Endes des Saugnapfes derart angeordnet ist, daß sich die beiden Teile einander gegenüberstehen. Auf dem Gleitlager 226 ist außerdem eine Hülse 240 befestigt, die das ent-

fernte Ende des Saugnapfes 46 halbkreisförmig umfaßt. Der Lichtsender 236 und der Lichtempfänger 238 des Fotodetektors enthalten je eine Umlenkvorrichtung, mit der das Licht um 90° umgelenkt wird; hierzu kann ein Spiegel oder ein Prisma dienen. Der Lichtsender 236 lenkt das von einer Lichtleitfaser 242 ausgesangte Licht um 90° um und wirft einen Lichtstrahl quer über das Saugnapf 46, während der Lichtempfänger 238 den Lichtstrahl empfängt, um 90° ablenkt und das Licht auf eine weitere Lichtleitfaser 244 wirft. In der gezeigten Detektoranordnung ist die Hülse 246 mit Schlitzen 246 versehen, um einen ausreichend schmalen Lichtstrahl zu erzeugen, wobei das Aussenden und Empfanqen des Lichtstrahles B (Fig. 23) durch die Schlitze 246 erfolgt. Die Lichtleitfasern 242 und 244 sind jeweils mit einem fotoelektrischen Verstärker 248 verbunden, der an der Seite jedes Saugnapfes 46 des Bestückungskopfes angebracht ist und in dem ein vom Lichtempfänger 238 zugeführtes Lichtsignal in ein elektrisches Signal umgewandelt und danach verstärkt wird. Es wird darauf hingewiesen, daß Lichtumlenkvorrichtungen nicht erforderlich sind, wenn um den Saugnapf 46 genügend Raum vorhanden ist, um die Lichtleitfasern 242 und 244 so zu biegen, daß die entfernten Oberflächen dieser Lichtleitfasern einander gegenüberstehen.

An dem Kopfrahmen 220 ist eine Traverse 250 mit rechteckigem Querschnitt um eine Drehachse 252 gelagert, auf der Betätigungsarme 254 befestigt sind. Diese Betätigungsarme 254 greifen an den L-förmigen Gleitlagern 226 an, insbesondere drücken sie gegen die unteren Enden der Schrauben 228. An der Traverse 250 ist außerdem ein Hebel 256 befestigt (Fig. 20), der an einer Stange eines Luftzylinders 258 anliegt, welcher

Luftzylinder an der Seite des Kopfrahmens 220 befestigt ist. Der Hebel 256 wird durch eine Zugfeder 260 gegen die Stange des Luftzylinders 258 gedruckt. Die Traverse 250 und die Betätigungsarme 254 bewegen sich bei jeder Bewegung der Stange des Luftzylinders 258 hin und her. Auf dem Kopfrahmen 220 ist außerdem ein Magnetventil 262 angeordnet, mit dem der Betrieb des Luftzylinder 258 gesteuert wird.

Die Arbeitsweise der Detektoranordnung wird nun in Verbindung mit den Fig. 19 bis 25 beschrieben.

Wird die Stange des Luftzylinders 258 zum Zurückziehen betätigt, so befindet sich der Hebel 256 in einem Zustand, der durch ausgezogene Linien in Fig. 19 dargestellt ist. Die Schraube 228 jedes der L-förmigen Gleitlager 226 wird durch den Betätigungsarm 254 nach oben gedrückt und sowohl das Gleitlager 226 als auch die Hülse 240 befinden sich in der angehobenen Position, da die Kraft der Zugfeder 260 stärker ist als die Summe der Kräfte der entsprechenden Druckfedern 234. Fig. 23 zeigt die Position der Hülse 240 in der angehobenen Stellung gegenüber dem Saugnapf 46 in der angehobenen Stellung, wenn die Stange des Luftzylinders 48 zurückgezogen ist. In diesem Fall wird die Höhe des Lichtstrahls, der vom Lichtsender 236 durch den Schlitz 246 quer über das Saugnapf 46 verläuft, auf einen Wert eingestellt, bei dem ein von dem Saugnapf 46 hochgesaugtes Bauelement 58 in der korrekten Position den Lichtstrahl abfängt. Die entsprechende Einstellung wird durch die Schraube 228 vorgenommen. Auf diese Weise wird die Anwesenheit oder Abwesenheit eines von dem Saugnapf hochgesaugten Bauelementes durch den Lichtstrahl B festgestellt, der von der Hülse 240 in der angehobenen Posi-

tion ausgesendet wird. Dies bedeutet, wenn der von dem Lichtsender 236 ausgesandte Lichtstrahl B durch ein Bauelement 58 abgefangen wird (s. Fig. 22), .so wird an dem Lichtempfänger 238 kein Lichtsignal erzeugt, so daß das Hochsaugen eines Bauelementes durch das Saugnapf festgestellt werden kann. Stellt der von der Hülse in der angehobenen Position ausgesandte Lichtstrahl B jedoch kein Bauelement fest, so wird folgendes ausgeführt:

Der Luftzylinder 258 wird betätigt, um die Stange auszufahren und somit den Hebel 256 im Uhrzeigersinn (Fig. 20) zu verdrehen. Dies bewirkt, daß die Traverse 250 und der Betätigungsarm 254 im Uhrzeigersinn verdreht werden, um das entfernte Ende des Betätigungsarms 254 nach unten zu bewegen. Dies hat zur Folge, daß sowohl das L-förmige Gleitlager 226 als auch die darauf befestigte Hülse 240 in die untere Position bewegt werden. Die Fig. 24 und 25 zeigen die Positionsbeziehungen zwischen der Hülse 240 in der abgesenkten Position und des Saugnapfes 46 in der angehobenen Position, wenn die Stange des Luftzylinders 258 zurückgezogen ist. In diesem Fall wird die Höhe des Lichtstrahles B, der von dem Lichtsender 236 durch den Schlitz 246 in Querrichtung des Saugnapfes 46 verläuft, auf einen Wert eingestellt, der es zuläßt, daß ein von dem Saugnapf 46 in die korrekte Position (Fig. 24) hochgesaugtes Bauelement 58 den Lichtstrahl B nicht abfängt, ein jedoch in die falsche Position hochgesaugtes Bauelement (Fig. 25) den Lichtstrahl abfängt. Eine solche Einstellung wird mittels des Anschlagbolzens vorgenommen. Auf diese Weise kann die Position eines Bauelementes an dem Saugnapf also mittels des Lichtstrahles B festgestellt werden, wenn sich die Hülse 240 in der abgesenkten Position befindet. Solbald der von dem Lichtsender 236

ausgesandte Lichtstrahl B den Lichtempfänger 238 (Fig. 24) erreicht, so wird ein entsprechendes Lichtsignal im Lichtempfänger erzeugt, das das Hochsaugen des Bauelementes in einer korrekten Position anzeigt. Wird der Lichtstrahl jedoch abgefangen und kein entsprechendes Signal erzeugt, so zeigt dies an, daß das Bauelement in einer falschen Position hochgesaugt worden ist.

Die beschriebene Detektoranordnung kann also feststellen, ob das durch das Saugnapf hochgesaugte Bauelement vorhanden ist und ob es sich in der richtigen Position befindet. Die Detektoranordnung kann vorteilhafterweise bei einem Bestückungskopf eingesetzt werden, bei dem eine Vielzahl von Saugnäpfen in geringen Abständen zueinander angeordnet ist. Die Detektoranordnung hat den Vorteil, daß sie einfach im Aufbau ist, obwohl sie ihre Funktion in bezug auf jedes Saugnapf durchführen kann. Die Detektorposition kann auf einfache Weise in ihrer Funktion verändert werden, indem die Schraube 228 und der Anschlagbolzen eingestellt werden, auch wenn die hochzusaugenden Bauelemente verschiedene Formen, Maße und sonstige Abweichungen voneinander haben. Zusätzlich kann die Detektorvorrichtung raumsparend eingesetzt werden, da sie mit einem einzigen Fotodetektor arbeitet. Die Detektoranordnung ist so ausgebildet, daß der Fotodetektor an dem Bestückungskopf angebracht ist, so daß die Positionsbeziehungen zwischen dem Fotodetektor und dem Saugnapf ohne Ablenkungen leicht eingestellt und stabil gehalten werden können. Außerdem erlaubt es der Aufbau, daß der Detektor unabhängig von der Position des Bestückungskopfes und auch während der Bewegung des Kopfes einwandfrei arbeitet.

Die Detektorvorrichtung ist in der Lage, das Hochsaugen eines Bauelementes von einer Bauelemente-Zuführeinrichtung mittels eines Saugnapfes, die Positipn eines Bauelementes bei der Bewegung an den Zentriermechanismus, die Anwesenheit und Position eines Bauelementes nach dem Zentriervorgang und das Bauelement kurz vor dem Einsetzen in eine Schaltungsplatine zu messen.

Die Detektoranordnung nach den Fig. 19 bis 25 ist so aufgebaut, daß das bewegliche Trägerglied mit dem Lichtmeßbereich des Fotodetektors vertikal beweglich ist gegenüber dem Bestückungskopf mit einer Mehrzahl von vertikal beweglichen Saugnäpfen, um das Hochsaugen eines Bauelementes in der angehobenen Position des beweglichen Trägergliedes zu messen, während die falsche Position des Bauelementes in der abgesenkten Position des beweglichen Trägergliedes gemessen wird. Auf diese Weise kann das Messen eines plattenförmigen Bauelementes durch einen einzigen Fotodetektor für jedes Saugnapf durchgeführt werden, was zu einem sehr einfachen Aufbau der Detektoranordnung führt.

Claims

D«. 11. sept^ber 1985 TDK Corporation, 13-1, Nihonbashi 1-chome, Chuo-ku, Tokyo-to, Japan Verfahren und Anordnung zum Bestücken von Schaltungsplatinen Ansprüche

1. Verfahren zum Bestücken von Schaltungsplatinen mit plattenförmigen Bauelementen, insbesondere in der Form von integrierten Schaltungen,

gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: Herausnehmen von Bauelementen (58) aus einem Zuführabschnitt (50) mittels Saugangriff durch eine Mehrzahl von Saugnäpfen (46) eines Bestückungskopfes (44), der auf einem X-Y-Schlittenkopf (26) angeordnet ist; Übertragen der durch die Saugnäpfe (46) gehaltenen Bauelemente (58) von dem Zuführabschnitt (50) an einen Zentrier- und Drehabschnitt (52), um ein Zentrieren und ggf. ein Drehen des Bauelementes (58) zu veranlassen; und schrittweises Bestücken der Schaltungsplatinen (18) an einer Mehrzahl von bestimmten Positionen mit Bauelementen (58).

JB/sg

Martinistraße 24 Telefon Telecopierer Telex Datex-P

D-2800 Bremen 1 0421-328037 0421-32 68 34 244020 fepatd 44421040 311

2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Bestückungskopf (44) zur Ausführung mehrerer Hin- und Herbewegungen in X-Richtung während einer Hin- und Herbewegung in Y-Richtung eingerichtet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Saugnäpfen (46) in X-Richtung vorgesehen ist und daß die Bewegung des Bestückungskopfes (44) in der X-Richtung über einen kleineren Weg erfolgt als die Summe der Gesamtlänge der Anordnung von Saugnäpfen (4 6) und der Länge der Schaltungsplatine (18) in X-Richtung.

4. Vorrichtung zum Bestücken von Schaltungsplatinen mit Bauelementen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch

einen auf einem X-Y-Schlittenkopf (26) angeordneten Bestückungskopf (44);

eine Mehrzahl von Saugnäpfen (46), die gegenüber dem Bestückungskopf (44) in senkrechter Richtung bewegbar sind;

einen Zuführmechanismus (50) zum Bereithalten der von Bändern (54) getragenen Bauelemente (58) an einer BauelementeverSchiebeposition;

einen Haltemechanismus (14) für die Schaltungsplatinen (18), die mit Bauelementen (58) bestückt werden sollen;

eine Mehrzahl von Zentrier- und Drehmechanismen (52), die den Saugnäpfen (46) zugeordnet und zwischen dem Zuführmechanismus (50) und den Zentrier- und Drehmechanismen (52) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Zuführmechanismus (50) in einer Anzahl vorgesehen ist, die der Anzahl von Saugnäpfen (46) entspricht, und daß die Saugnäpfe (46) die Bauelemente (58) von den Zuführmechanismen (50) durch Saugwirkung abnehmen.

6. Vorrichtung zum Bestücken von Schaltungsplatinen mit Bauelementen zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,

gekennzeichnet durch

mindestens einen auf einem X-Y-Schlittenkopf (26) angeordneten Bestückungskopf (44) mit einem einzelnen Saugnapf (46), das gegenüber dem Bestückungskopf (44) in senkrechter Richtung bewegbar ist;

einen Zuführmechanismus (50) zum Bereithalten der von mindestens einem Band (54) getragenen Bauelemente (58) an einer Bauelementeverschiebeposition;

einen Halteniechanismus (14) für die Schaltungsplatinen (18), die mit Bauelementen (58) bestückt werden sollen;

einen Zentrier- und Drehmechanismus (52), der dem Saugnapf (46) zugeordnet und zwischen dem Zuführmechanismus (50) und dem Zentrier- und Drehmechanismus (52) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß der Bestückungskopf (44) folgende Einheiten enthält:

ein Luftzylindergehäuse (140), das durch eine Abteilung (146) in eine Zylinderkammer (142) und eine Saugkammer (144) abgeteilt ist;

einen gegenüber der Zylinderkammer (142) verschiebbaren Kolben (148), der einen aus dem unteren Ende des Gehäuses (140) herausstehenden, unteren Stangenabschnitt (150) und einen sich durch die Abteilung (146) in die Saugkammer (144) erstreckenden, oberen Stangenabschnitt (152) aufweist;

einen Saugverbindungskanal (154) in dem Kolben (148), der von dem unteren Ende des unteren Stangenabschnittes (150), an dem das Saugnapf (46) angeordnet ist, zu dem oberen Ende des oberen Stangenabschnittes (152) führt; und

ein am oberen Ende des oberen Stangenabschnittes (152) angeordnetes Luftfilter (156), das das obere Ende des Saugverbindungskanals (154) abschließt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6,

eine in vertikaler Richtung bewegliche, vertikal angeordnete Stange (148');

einen durch die vertikale Stange (148*) verlaufenden, mit dem Saugnapf (46) in Verbindung stehenden Saugverbindung skanal (154) ;

eine Gleitlagerung (14O¹) für die vertikale Stange (148')

ein mit der vertikalen Stange (148') in Verbindung stehendes Folgeglied (198,200), das durch einen Nockenmechanismus (206) betätigt wird; und

eine die vertikale Stange (148¹) nach unten vorspannende Feder (196) .

9. Vorrichtung nach Anspruch 6,

gekennzeichnet durch eine Detektoranordnung (224,236,238, 242,244,248) zum Feststellen eines durch das Saugnapf (46) hochgesaugten Bauelementes (58).

10. Vorrichtung nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoranordnung ein gegenüber dem Bestückungskopf (44) zusammen mit dem vertikal beweglichen Saugnapf (46) vertikal bewegliches Trägerglied (224) und eine an dem Trägerglied (224)

angeordnete Photodetektoranordnung (236,238) enthält, und daß das Hochsaugen eines Bauelementes (58) durch das Saugnapf (46) in der angehobenen Position und eine falsche Lage des hochgesaugten Bauelementes (58) in der abgesenkten Position des beweglichen Trägergliedes (224) festgestellt wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoranordnung einen Lichtsender (236) und einen Lichtempfänger (238) aufweist, die an der Seite des Saugnapfendes (46) einander gegenüber angeordnet sind.

12. Bestückungskopf für eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11, gekennzeichnet durch ein Saugnapf (46) zum Hochsaugen eines Bauelementes (58);

einen gegenüber der Zylinderkammer (142) verschiebbaren Kolben (148), der einen aus dem unteren Ende des Gehäuses (140) herausstehenden, unteren Stangenabschnitt (150) und einen sich durch die Abteilung (146" in die Saugkammer (144) erstreckenden, oberen Stangenab^-v-hnitt (152) aufweist;

einen Saugverbindungskanal (154) in dem Kolben (148),

-T-

der von dem unteren Ende des unteren Stangenabschnittes (150)/ an dem das Saugnapf (46) angeordnet ist, zu dem oberen Ende des oberen Stangenabschnittes (152) führt; und

13. Bestückungskopf für eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 11,

gekennzeichnet durch

ein Saugnapf (46) zum Hochsaugen eines Bauelementes (58);

eine in vertikaler Richtung bewegliche, vertikal angeordnete Stange (148');

einen durch die vertikale Stange (148') verlaufenden, mit dem Saugnapf (46) in Verbindung stehenden Saugverbindungskanal (154);

eine Gleitlagerung (14O¹) für die vertikale Stange (148¹);

ein mit der vertikalen Stange (148¹) in Verbindung stehendes Folgeglied (198,200), das durch einen Nockenmechanismus (196) betätigt wird; und

eine die vertikale Stange (148') nach unten vorspannende Feder (196).

14. Detektoranordnung für eine Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein gegenüber dem Bestückungs-

kopf(44) zusammen mit dem vertikal beweglichen Saugnapf (46) vertikal bewegliches Trägerglied (224) und eine an dem Trägerglied (224) angeordnete Photodetektoranordnung (236,238) vorgesehen sind, und daß das Hochsaugen eines Bauelementes (58) durch das Saugnapf (46) in der angehobenen Position und eine falsche Lage des hochgesaugten Bauelementes (58) in der abgesenkten Position des beweglichen Trägergliedes (224) festgestellt wird.

15. Detektoranordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Photodetektoranordnung einen Lichtsender (236) und einen Lichtempfänger (238) aufweist, die an der Seite des Saugnapfendes (46) einander gegenüber angeordnet sind.