DE4114284A1 - Workpiece handling arrangement esp. for PCB, etc. - aligns workpieces in trays before they reach processing station using camera and alignment arrangement - Google Patents

Workpiece handling arrangement esp. for PCB, etc. - aligns workpieces in trays before they reach processing station using camera and alignment arrangement

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Abstract

The method uses one or more trays (12) carrying the workpieces (14), a tray carrying element, a processing head (10) which can be lowered onto the workpiece, a camera (16) for determining the workpiece position and an alignment mechanism (30). The alignment mechanism is mounted on the tray carrying element and acts on positioning arrangements mounted in each tray. The positioning arrangements contain workpiece displacement and/or rotation devices. USE/ADVANTAGE - Esp. for processing/handling printed circuit boards, wafers or hybrid circuits which are positioned accurately using trays, enabling rapid processing without further positioning.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln oder Bearbeiten eines Werkstückes, insbesondere einer gedruckten Schaltkarte, einer Leiterplatte, einem Wafer oder einer Hybridschaltung mit einem oder einer Mehrzahl von die Schaltkarten oder dgl. tragenden Trays, einem die Trays tragenden Element, einem in einer Bearbeitungs-/Behandlungsstation angeordneten, auf die Schaltkarten oder dgl. absenkbaren, im übrigen ortsfe­ sten Kopf zur Behandlung bzw. zur Bearbeitung, einer Ka­ mera zum Erkennen der Lage und/oder Verdrehung der je­ weils in einer Ausrichtestation befindlichen Schaltkarte oder dgl., und Abgleichmitteln für die Schaltkarte oder dgl. relativ zu dem Kopf.The invention relates to a device for treatment or machining a workpiece, especially one printed circuit board, a circuit board, a wafer or a hybrid circuit with one or a plurality of the circuit cards or the like. Carrying trays, one the element carrying the trays, one in one Processing / treatment station arranged on the Switch cards or the like. Lowerable, otherwise local Most head for treatment or processing, a Ka mera to recognize the position and / or rotation of each  circuit card located in an alignment station or the like, and matching means for the circuit board or Like. relative to the head.

Es stellt sich beim ortsgenauen Bearbeiten von Werks­ tücken das Problem, die Ausrichtung der Schaltkarten oder dgl. relativ zu in dem Bearbeitungs-/Behandlungs­ kopf, also z. B. in einem Meßkopf befindlichen Werkzeu­ gen, insbesondere prüfenden Meßkontakten, festzulegen.It arises when editing the work precisely solve the problem, the alignment of the circuit cards or the like relative to in the machining / treatment head, e.g. B. tools located in a measuring head conditions, especially testing measuring contacts.

Diese Genauigkeit ist durch rein mechanische Mittel, die Lage und Ausrichtung einer Schaltkarte oder dergleichen durch "Anlegen" prüfen bzw. festlegen, nicht gegeben, da Grundplatten, die z. B. die Abmessungen von Schaltkarten bestimmen, mit gewissen Toleranzen in ihren Abmessungen hergestellt werden, so daß ein "Anlegen" an eine ihrer Seitenkanten zur genauen Ausrichtung praktisch ausge­ schlossen ist.This accuracy is through purely mechanical means that Location and orientation of a circuit card or the like check or define by "create", not given, because Base plates, the z. B. the dimensions of circuit boards determine with certain tolerances in their dimensions be made so that a "donning" to one of their Practical side edges for precise alignment is closed.

Üblicherweise werden daher die Schaltkarten in eine ge­ eignete ungefähre Position verbracht, um anschließend den Kopf, der verschwenk-, verdreh- und verfahrbar auf­ gehängt ist, unter der Kontrolle einer Bedienperson über die Schaltkarte zu fahren, feinauszurichten, und auf die Schaltkarten aufzusetzen. Die Abgleichmittel bestehen also hauptsächlich aus den Verfahrmitteln für den Meß­ kopf. Eine derartige Steuerung des Kopfes ist jedoch höchst aufwendig, da sie hochpräzise mit einer Genauig­ keit im Sub-Mikrometerbereich erfolgen muß, und ein der­ artiger Meßkopf ein beträchtliches Gewicht besitzt.Usually, the circuit cards are therefore in a ge appropriate approximate position spent to subsequently the head, which can be pivoted, rotated and moved is hung under the control of an operator to drive, fine-tune the circuit card, and to the Put on circuit cards. The means of comparison exist mainly from the traversing means for the measurement head. Such control of the head, however, is highly complex, since it is highly precise with an accuracy speed in the sub-micrometer range, and one of the like measuring head has a considerable weight.

Ein weiteres Problem ergibt sich dadurch, daß eine Posi­ tionierung des sich bewegenden Kopfes mit seiner Viel­ zahl von Verbindungsleitungen nach Möglichkeit schnell erfolgen sollte. Dies ist wegen des meist hohen Gewichts und der dafür relativ großen Beschleunigungen problema­ tisch.Another problem arises from the fact that a Posi tioning the moving head with its many Number of connecting lines quickly if possible should be done. This is because of the mostly high weight  and the relatively large accelerations problema table.

Ähnliche Probleme stellen sich beim Bestücken, Bearbei­ ten (bspw. Bohren eines feinen Loches) oder Bedrucken eines Werkstückes, nicht nur einer Schaltkarte.Similar problems arise when loading, processing ten (e.g. drilling a fine hole) or printing of a workpiece, not just a circuit card.

Auch ist es jedesmal problematisch, größere Wartungsar­ beiten an einem sich bewegenden Kopf vorzunehmen, da der Kopf anschließend wieder in eine vorher bestimmte Posi­ tion justiert werden muß. Dies ist zeit- und arbeitsauf­ wendig, daher kostenintensiv.It is also problematic every time, larger maintenance work on a moving head because the Then head back to a predetermined position tion must be adjusted. This is time and work agile, therefore expensive.

Der Kopf wird bei vielen Anwendungen gern zum Schutz des Bearbeitungsvorganges in einem Gehäuse vorgesehen, und eine zu prüfende Schaltkarte oder dgl. z. B. mit Hilfe eines Förderbandes automatisch eingebracht. Bei einer derartige Vorgehensweise ist es fast unmöglich, eine ge­ naue Positionierung zu erhalten, so daß die Position der Schaltkarte oder dgl. in bezug zum Meßkopf gewissen Schwankungen unterliegt. Eine Kontrolle der Position der Schaltkarte oder dgl. an der gleichen Stelle, an der sich der Meßkopf befindet, ist wegen der räumlichen Ver­ hältnisse jedoch konstruktiv nur schwierig zu verwirkli­ chen.The head is often used to protect the Machining process provided in a housing, and a circuit card to be checked or the like. B. with help of a conveyor belt automatically inserted. At a such an approach, it is almost impossible to get a ge to obtain accurate positioning so that the position of the Certain circuit card or the like in relation to the measuring head Fluctuations. Checking the position of the Circuit board or the like. In the same place where the measuring head is because of the spatial Ver However, it is difficult to constructively create relationships chen.

Ein Ausrichten der Schaltkarte oder dgl. vor dem Trans­ port gibt zwar genügend Freiraum für Positionskontroll­ mechanismen, anderseits wird durch den Transport der Schaltkarte oder dgl. (z. B. auf einem Förderband) in den "Prüfraum" der Vorrichtung aber wieder eine gewisse Positionsungenauigkeit eintreten, so daß dieses Vorgehen nicht optimal ist.Aligning the circuit board or the like. Before the trans port gives enough space for position control mechanisms, on the other hand, by transporting the Circuit card or the like (e.g. on a conveyor belt) in the "Test room" of the device but again a certain Position inaccuracy occur, so this approach is not optimal.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Position eines Werkstückes für einen nachfolgenden Bearbeitungsschritt unter Verwendung eines Trays genau festlegt, so daß ein Bearbeitungsschritt ohne weitere Positionskontrolle und/oder Ausrichten schnell an dem auf dem Tray liegenden Werkstück ausge­ führt werden kann.The object of the invention is therefore to provide a device create the position of a workpiece for one  subsequent processing step using a Trays precisely, so that a processing step without further position control and / or alignment quickly out on the workpiece lying on the tray can be led.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Abgleichmit­ tel auf dem die Trays tragenden Element angeordnet sind, und diese Abgleichmittel auf in dem Tray angeordnete Positioniermittel wirken, die wiederum Verschiebe- und/ oder Verdrehelemente für die Schaltkarte oder dgl. rela­ tiv zum Tray aufweisen.This problem is solved in that the comparison with on which the element carrying the trays is arranged, and this matching means on arranged in the tray Positioning means act, which in turn shift and / or twisting elements for the circuit card or the like. rela tiv to the tray.

Eine derartiges Vorgehen erlaubt es, mit bilderkennenden Mitteln die Schaltkarte oder dgl. auszurichten, wobei nur einmal zur Justierung der Vorrichtung eine Sollage der Schaltkarte oder dgl. auf einem Tray abgespeichert werden muß, und erlaubt den Verzicht auf reproduzierbare Bewegungen der Verschiebe- und/oder Verdrehelemente. Da­ zu benötigte Trays können mit großer Genauigkeit immer mit exakt den gleichen Abmessungen produziert werden.Such an approach allows using image-recognizing Means to align the circuit board or the like a target position only once for adjusting the device the circuit card or the like. stored on a tray must be, and allows the renouncement of reproducible Movements of the displacement and / or twisting elements. There Trays can always be used with great accuracy with exactly the same dimensions.

Damit ist gleichzeitig auch die Notwendigkeit zur Ju­ stierung eines sich bewegenden Kopfes entfallen, die sehr aufwendig sein kann. Man muß so nur eine neue Soll­ position der Schaltkarte oder dgl. auf einem Tray ab­ speichern.This also means the need for Ju a moving head are eliminated, the can be very expensive. You just have to make a new debit position of the circuit board or the like on a tray to save.

Die Verschiebe- und/oder Verdrehelemente für die Schaltkarte oder dgl. können in einer bevorzugten Ausführung wenig­ stens zum Teil durch Höhenverstellelemente, insbesondere Keile, gebildet werden. Dabei sind auch unter der Schaltkarte befindliche, senkrecht ausfahrbare Elemente denkbar. Mit den Höhenverstellelementen können die leicht geneigte Schaltkarte oder dgl. in eine ebene Position gebracht werden. Dieses Problem tritt insbesondere bei Wafern relativ häufig auf. Die Verkippungskorrektur kann dabei leicht durch Auswertung von auf dem Werkstück ref­ lektierten Lichtstrahlen, die wiederum von den beobach­ tenden Kameras aufgenommen werden, geschehen.The sliding and / or rotating elements for the circuit card or the like can do little in a preferred embodiment least in part by height adjustment elements, in particular Wedges to be formed. Are also under the Vertically extendable elements conceivable. With the height adjustment elements they can easily inclined circuit card or the like. in a flat position to be brought. This problem occurs in particular  Wafers on relatively often. The tilt correction can easily by evaluating ref on the workpiece light beams, which in turn are observed by the tendency cameras are recorded.

Insbesondere werden dabei zwei Höhenverstellelemente, die unterhalb der Schaltkarte oder dgl. angeordnet sind, vorgeschlagen.In particular, two height adjustment elements, which are arranged below the circuit board or the like, suggested.

Es wird weiter eine Vorrichtung mit wenigstens zwei hochpräzise angeordneten Fixierbohrungen in den Trays, in die entsprechende, auf dem die Trays tragenden Element angeordnete Stifte zum Festlegen der Ausrichtung dieser Trays eingreifen können, vorgeschlagen, wobei erste Stifte an einem ersten dieser Orte in fester Ortsbezie­ hung zum Meßkopf stehen, und der Meßkopf derart angeord­ net ist, daß er Schaltkarten oder dgl. in dieser Positi­ on des Trays kontaktieren kann, und wobei zweite Stifte an einem weiteren, zweiten Ort in fester Ortsbeziehung zu der wenigstens einen Kamera angeordnet sind, und die Kamera wiederum so vorgesehen ist, daß wenigstens si­ chergestellt ist, daß Teilbereiche der Schaltkarten oder dgl. in dieser Position des Trays erfaßt werden können. Ein Tray wird also als erstes von den sogenannten zwei­ ten Stiften ortsgenau relativ zum Kopf unter der oder den Kameras fixiert, und dann nach einem Transport er­ neut unter dem Kopf.There will also be a device with at least two highly precisely arranged fixing holes in the trays, in the corresponding one, on the element carrying the trays Arranged pins to determine the orientation of these Trays can intervene, suggested first Pens at a first of these locations in a fixed location hung to the measuring head, and the measuring head so arranged net is that he circuit cards or the like. In this positi can contact on the tray, and being second pins at a further, second location in a fixed local relationship are arranged to the at least one camera, and the Camera is in turn provided that at least si It is established that partial areas of the circuit cards or Like. Can be detected in this position of the tray. A tray is the first of the so-called two ten pins exactly relative to the head under the or fixed on the cameras, and then after a transport new under the head.

Die Trennung des Ortes der Positionsausrichtung und des Kontaktierens ergibt mehr Platz für die jeweiligen Ein­ richtungen, macht jedoch die Vorsehung eines Trays nö­ tig, das konstruktiv erlaubt, an jeweils genau zueinan­ der bestimmten Positionen gelagert zu werden. Ansonsten können die Trays sehr einfach konstruiert sein, da die erfindungsgemäßen Abgleichmittel ortsfest angeordnet sind, und etwaige Fehlpositionierungen durch die kamera­ beobachtete Nachführung korrigiert werden.The separation of the location of the position alignment and the Contacting gives more space for the respective one directions, but makes the provision of a tray nope tig, which allows constructive, to each other exactly the specific positions to be stored. Otherwise the trays can be constructed very simply because the Alignment means according to the invention arranged stationary  and any incorrect positioning caused by the camera observed tracking can be corrected.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung ist mit Mitteln zum Errechnen der Lage der Schaltkarte oder dgl. aus wenigstens zwei abgetasteten Teilbereichen der Schaltkarte oder dgl. versehen, insbesondere aus spe­ ziell gekennzeichneten Bereichen der Schaltkarte oder dgl. Diese Teilbereiche können auch direkt aneinander anschließen, also z. B. die Form einer Kreuzmarkierung haben, die die Lage bezüglich x- und y-Richtung anzeigt, wobei durch die Winkelorientierung der Markierung eine zusätzliche Verdrehung ermittelt werden kann.An advantageous embodiment of the device is with Means for calculating the position of the circuit card or the like. from at least two scanned partial areas of the Circuit card or the like. Provided, in particular from spe specifically marked areas of the circuit board or The like. These partial areas can also be directly adjacent to one another connect, e.g. B. the shape of a cross mark which shows the position with respect to the x and y direction, where by the angular orientation of the marking additional twist can be determined.

Vorteilhafterweise wird die Schaltkarte oder dgl. jedoch mit zwei möglichst weit auseinanderliegenden Markierun­ gen versehen, so daß die größtmögliche Genauigkeit bei der Winkelbestimmung durch den großen Abstand zwischen den Markierungen erreicht wird.However, the circuit board or the like is advantageously with two markings as far apart as possible gene provided so that the greatest possible accuracy the angle determination by the large distance between the markings is reached.

Weiter wird vorgeschlagen, nur wenigstens zwei Teil­ bereiche der Schaltkarte oder dgl. durch wenigstens je­ weils eine Kamera abzutasten. Durch diese selektive Ab­ tastung von Bereichen, die Markierungen aufweisen, oder von sich aus bereits für einen solchen Zweck geeignet sind, wird die Größe des abzutastenden Bereichs wesent­ lich verringert, und der interessierende Bereich, z. B. um die erwartete Lage von Markierungen herum, kann leichter und billiger mit höherer Auflösung abgetastet werden.It is also proposed that only at least two parts areas of the circuit board or the like by at least each because scanning a camera. Through this selective Ab sensing areas that have markings, or already suitable for such a purpose the size of the area to be scanned becomes significant Lich reduced, and the area of interest, e.g. B. around the expected location of markers lighter and cheaper scanned with higher resolution will.

Vorteilhafterweise werden wenigstens zwei Videokameras vorgesehen, die nur eng begrenzte Teilausschnitte der Schaltkarten oder dgl. abtasten. Bei räumlich getrennten Orten von Meßkopf und Ausrichteeinrichtungen können die Videokameras in einfacher Weise räumlich über den ent­ sprechenden Teilbereichen angeordnet werden. Die Vortei­ le, die sich durch Auswertung nur von Teilbereichen er­ geben, sind dabei bereits obig beschrieben worden. Soll jedoch die erfindungsgemäße Vorrichtung das Ausrichten unter dem Meßkopf vornehmen, so ergeben sich durch das Abtasten nur von Teilbereichen der Schaltkarte oder dgl. wiederum konstruktive Vereinfachungen.At least two video cameras are advantageous provided that only narrowly limited sections of the Scan circuit cards or the like. With spatially separated Locations of measuring head and alignment devices can Video cameras in a simple way spatially over the ent  speaking sections. The advantage le, which results from evaluation of only partial areas have already been described above. Should however, aligning the device according to the invention under the measuring head Scanning only of parts of the circuit card or the like. again constructive simplifications.

Es wird vorgeschlagen, daß nach Möglichkeit eine dritte Videokamera, die den gesamten in Frage kommenden Bereich abtastet, zusätzlich zu der wenigstens einen bereits vorhandenen Videokamera vorgesehen wird, um eine Grobab­ tastung der Schaltkarte oder dgl. zur Feststellung von Fehlerursachen, wie z. B. Lage der Markierungen außer­ halb der von den selektiv abtastenden Videokameras er­ faßten Bereiche, vorzunehmen, und um gegebenenfalls eine Grobpositionierung zu kontrollieren.It is suggested that a third if possible Video camera covering the entire area in question scans, in addition to the at least one already existing video camera is provided to a Grobab keying the circuit board or the like to determine Causes of errors, such as B. Location of the markings except half that of the selective scanning video cameras areas to be carried out and, if necessary, a Check rough positioning.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden Trays mit einer Schraubengewindemechanik und auf die Schalt­ karte oder dgl. wirkende Verschiebe- und/oder Verdreh­ elemente vorgeschlagen. Solche Verschiebe- und/oder Ver­ drehelemente können über diese Mechanik von ortsfest montierten Abgleichmitteln betätigt werden, um die Schaltkarte oder dgl. zu positionieren.In a preferred embodiment, trays with a screw thread mechanism and on the switching card or the like. Acting displacement and / or rotation elements suggested. Such shifting and / or ver Rotating elements can be fixed using this mechanism mounted adjustment means are operated to the Position the circuit card or the like.

Insbesondere werden drei Verschiebe- und/oder Verdrehe­ lemente vorgeschlagen, die seitlich an versetzten Posi­ tionen an eine Schaltkarte oder dgl. angreifen, um die Schaltkarte oder dgl. im gegenseitigen Zusammenwirken seitlich auf dem Tray zu verschieben bzw. zu verdrehen. Zusätzliche werden mit ihnen zusammenwirkende Federele­ mente, die in den Trays an Positionen den drei Verschiebe- und/oder Verdrehelementen gegenüberliegend vorgesehen sind, vorgeschlagen, so daß sie den Ver­ schiebe- und/oder Verdrehelementen entgegenwirken. Derar­ tige mechanisch einfache Verschiebe- und/oder Verdrehe­ lemente können die Schaltkarte oder dgl. auch während eines möglicherweise vorzunehmenden Transports fixieren.In particular, three shift and / or twist lemente suggested the laterally offset positions to a circuit card or the like to attack the Circuit board or the like. In mutual interaction to move or twist sideways on the tray. Additional Federele interacting with them elements in the trays at positions the three Sliding and / or rotating elements opposite are provided, proposed so that they Ver counteract sliding and / or twisting elements. Derar  mechanically simple shifting and / or turning The circuit board or the like can also be used during of a possible transport to fix.

Zur sicheren Befestigung der Schaltkarten oder dgl. wäh­ rend eines Transportes werden Klemmelemente, die auf die in den Trays befindlichen Schaltkarten oder dgl. wirken, zusätzlich vorgeschlagen. In einer besonders bevorzugten Ausführung sollen die Klemmelemente automatisch verrie­ geln, sobald die Abgleichmittel inaktiviert werden.For secure attachment of the circuit cards or the like During transport, clamping elements are attached to the circuit cards or the like located in the trays, additionally suggested. In a particularly preferred Execution should automatically verrie the clamping elements apply as soon as the balancing agents are deactivated.

Eine vorteilhafte Ausbildung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung besitzt dabei Ankoppeleinheiten an den Trays, an denen wenigstens drei an der Seite der Trays vorgese­ hene kraftübertragende Elemente in Sechskantführungen ankoppeln können. Solche Koppelelemente sind bereits vielfach bewährt und eignen sich bei der vorliegenden Vorrichtung gut zum lösbaren Kontakt und zur Übertragung von Drehkräften, da sie einfach und relativ preiswert herzustellen sind, sehr solide und robust und daher zu­ verlässig sind. Es ist jedoch auch denkbar, daß nur den auszuführenden Abgleichbewegungen entsprechende elektri­ sche Ströme und/oder Signale übermittelt werden.An advantageous embodiment of the invention direction has coupling units on the trays, where at least three are located on the side of the trays hene force-transmitting elements in hexagon guides can couple. Such coupling elements are already proven many times and are suitable for the present Device good for releasable contact and transmission of turning forces as they are simple and relatively inexpensive are very solid and robust and therefore too are reliable. However, it is also conceivable that only the to be carried out corresponding electri currents and / or signals are transmitted.

Abschließend wird noch vorgeschlagen, mehrere Ausrichte­ stationen einer Bearbeitungs-/Behandlungsstation zuzu­ ordnen. Damit kann eine eventuell länger dauernde Aus­ richtung der Schaltkarten oder dgl. an mehreren Ausrich­ testationen vorgenommen werden, wobei Trays dieser Mehr­ zahl von Ausrichtestationen zu einer Bearbeitungs-/ Behandlungsstation weitergeleitet werden. Falls die Zeitverhältnisse anders sind, ist natürlich auch eine Ausrichtestation, die für eine Mehrzahl von Bearbeitungs-/Behandlungsstationen arbeitet, denkbar. Finally, several alignments are suggested stations to a processing / treatment station organize. This can result in a possibly longer lasting out Direction of the circuit cards or the like at several alignments testations are made, with trays of this More number of alignment stations for a machining / Treatment station are forwarded. if the Time relationships are different, of course, is also one Alignment station for a plurality of Processing / treatment stations works, conceivable.  

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels und der begleitenden Zeichnung näher er­ läutert. Dabei zeigtIn the following the invention is based on an embodiment Example and the accompanying drawing closer purifies. It shows

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Vorrich­ tung zum Prüfen einer gedruckten Schaltkarte oder dgl., und Fig. 1 is a perspective view of a device for testing a printed circuit board or the like., And

Fig. 2 eine Teilansicht der Abgleichmittel und ein Tray. Fig. 2 is a partial view of the adjustment means and a tray.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum Prüfen, beispielswei­ se einer gedruckten Schaltkarte 14, als ein Anwendungs­ beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung darge­ stellt. Diese Vorrichtung besitzt zwei Stationen 24, 26, an denen Trays 12 mit Hilfe von in dem die Trays 12 auf­ nehmenden Element vorgesehenen Stiften 22, 23, die in entsprechende Fixierbohrungen 42 in den Trays 12 einge­ führt werden, an zwei fest vorgegebenen Orten ortsgenau fixiert werden können.In Fig. 1 is a device for testing, for example se a printed circuit card 14 , as an application example of a device according to the invention Darge. This device has two stations 24 , 26 , at which trays 12 with the aid of pins 22 , 23 provided in the receiving element on the trays 12 , which are inserted into corresponding fixing holes 42 in the trays 12, fixed in two predetermined locations can be.

Über der linken Station, der Bearbeitungs-/Behandlungs­ station 24, ist ein Meßkopf 10 vorgesehen, der nur in Richtung auf die Schaltkarte 14 oder dgl. zu abgesenkt werden kann, um entsprechende Kontaktbereiche auf der Schaltkarte 14 oder dgl. zu kontaktieren. Dies muß nicht notwendigerweise senkrecht erfolgen, ist aber so üblich. Eine seitliche Verfahrmöglichkeit des Meßkopfes 10, um an eine erste Bearbeitungsposition zu kommen, ist hier nicht nötig, weil im Gegensatz zu bisher üblichen Vor­ richtungen die Kontaktbereiche an immer genau denselben Positionen unter dem Meßkopf 10 von Anfang an zu liegen kommen.Above the left station, the processing / treatment station 24 , a measuring head 10 is provided which can only be lowered in the direction of the circuit card 14 or the like in order to contact corresponding contact areas on the circuit card 14 or the like. This does not necessarily have to be vertical, but it is so common. A lateral travel possibility of the measuring head 10 in order to arrive at a first machining position is not necessary here because, in contrast to previously common directions, the contact areas always come to lie in exactly the same positions under the measuring head 10 from the beginning.

Damit können Wartezeiten an den Meßköpfen wie bisher er­ heblich verringert werden. Die dazu nötige vorherige Ausrichtung findet im rechten Teil der in Fig. 1 darge­ stellten Vorrichtung in der Ausrichtestation 26 statt. Dort wird mit Hilfe wenigstens einer die Lage der Schaltkarten 14 oder dgl. erfassenden Kamera 16 die je­ weilige Schaltkarte 14 oder dgl. auf einem sie tragenden Tray 12 von Verschiebe- und/oder Verdrehelementen 20 so lange verschoben, bis sie in ihrer Sollposition liegt. Etwaige Ungenauigkeiten in der Positioniermechanik fal­ len dabei nicht ins Gewicht, weil die erzielte Lage im­ mer mit der wenigstens einen Kamera 16 auf Übereinstim­ mung mit den gewählten Verschiebungen bzw. der Sollage überprüft wird.Waiting times on the measuring heads can be reduced considerably as before. The previous alignment required for this takes place in the right part of the device shown in FIG. 1 in the alignment station 26 . There, at least one of the position of the circuit board 14 or the like. Sensed camera 16 is shifted eg large circuit board 14 or the like. On a carrying them tray 12 by sliding and / or rotation elements 20 as long as by means until it is in its desired position. Any inaccuracies in the positioning mechanism are not important because the position achieved is always checked with the at least one camera 16 for compliance with the selected displacements or the target position.

Dabei sind die dazu benutzten Abgleichmittel 30 ebenso wie die die Position des Trays 12 bestimmenden Stifte 23 auf dem die Trays tragenden Element angeordnet, wobei die Abgleichmittel 30 auf in dem Tray 12 angeordnete Po­ sitioniermittel 44 wirken, die wiederum Verschiebe- und/oder Verdrehelemente 20 für die Schaltkarte 14 oder dgl. relativ zum Tray 12 aufweisen. Nach erfolgter Posi­ tionierung werden die Trays 12 über ein Förderband 18 auf einem Tisch 32 zur Bearbeitungs-/Behandlungsstation 24 transportiert. Dort werden die Trays 12 wieder mit Stiften 22 fixiert, so daß die Schaltkarten 14 oder dgl. am gewünschten Ort unter dem Meßkopf liegen.The adjustment means 30 used for this purpose, as well as the pins 23 determining the position of the tray 12 , are arranged on the element carrying the trays, wherein the adjustment means 30 act on positioning means 44 arranged in the tray 12 , which in turn shift and / or twist elements 20 for the circuit card 14 or the like. Relative to the tray 12 . After positioning, the trays 12 are transported on a conveyor belt 18 on a table 32 to the processing / treatment station 24 . There the trays 12 are fixed again with pins 22 , so that the circuit cards 14 or the like are located at the desired location under the measuring head.

Da es Vorteile in Geschwindigkeit bzw. dem nötigen Auf­ wand bedeutet, wenn nur zwei, inbesondere zwei markierte Bereiche der Schaltkarte 14 oder dgl. auf ihre Lage zu­ einander und auf ihre absolute Position geprüft werden, ergibt sich daraus, daß es vorteilhaft ist, diese Berei­ che auch durch zwei getrennte Kameras 16, wie es in der Fig. 1 ebenfalls dargestellt ist, abzutasten.Since it means advantages in speed or the necessary effort, if only two, in particular two marked areas of the circuit card 14 or the like are checked for their position relative to one another and for their absolute position, it follows that it is advantageous to do so Regions can also be scanned by two separate cameras 16 , as is also shown in FIG. 1.

Zusätzlich kann eine dritte Videokamera vorgesehen wer­ den, die den gesamten in Frage kommenden Bereich abta­ stet, um eine Grobabtastung der Schaltkarte 14 oder dgl. vorzunehmen, und um gegebenenfalls eine Grobpositionie­ rung vorzunehmen.In addition, a third video camera can be provided who scans the entire area in question in order to carry out a rough scanning of the circuit card 14 or the like and, if necessary, to carry out a rough positioning.

In Fig. 2 sind in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Tray 12 mit einer Schraubengewindemechanik 44 und die auf die Schaltkarte 14 oder dgl. wirkenden Verschiebe- und/oder Verdrehelemente 20 skizzenhaft dar­ gestellt. Die dargestellten Verschiebe- und/oder Verdre­ helemente 20 werden dabei über die Mechanik 44 von den ortsfest montierten Abgleichmitteln 30 kontaktiert, um die Schaltkarte 14 oder dgl. zu positionieren.In FIG. 2, a tray 12 having a screw thread mechanism 44 and the like or on the switching card 14.-Acting displacement and / or torsion members 20 are sketched in a preferred embodiment is provided. The illustrated displacement and / or twisting elements 20 are contacted via the mechanism 44 by the stationary mounting means 30 to position the circuit card 14 or the like.

Insbesondere werden dabei drei Verschiebe- und/oder Ver­ drehelemente 20 vorgeschlagen, die seitlich an versetz­ ten Positionen an die Schaltkarte 20 angreifen, um diese im gegenseitigen Zusammenwirken seitlich gegen den Druck von Federn 40 auf dem Tray 12 hin und her zu verschieben bzw. zu verdrehen. Diese mechanisch einfachen Verschiebe- und/oder Verdrehelemente 20 können die Schaltkarte 14 oder dgl. auch während eines möglicher­ weise vorzunehmenden Transports fixieren.In particular, three shift and / or United be a rotationally elements 20 proposed which engage the sides of staggered th positions on the circuit board 20, to move them in the mutual interaction laterally against the pressure of springs 40 on the tray 12 back and forth or to twist. These mechanically simple displacement and / or twisting elements 20 can also fix the circuit card 14 or the like during a possible transport to be carried out.

Die Ankopplung geschieht dabei über drei Ankoppeleinhei­ ten 34 an den Trays, an denen wenigstens drei kraftüber­ tragende Elemente 36 z. B. in Sechskantführungen 38 an­ koppeln können.The coupling is done via three Ankoppeleinhei th 34 on the trays, on which at least three force-transmitting elements 36 z. B. in hexagonal guides 38 to couple.

In der obigen Beschreibung wird immer nur jeweils eine Schaltkarte 14 oder dgl. auf einem Tray 12 ausgerichtet. Es wird jedoch auch eine Ausrichtung mehrerer Schaltkar­ ten 14 oder dgl. gleichzeitig unter Umständen für denk­ bar gehalten. Auch ist die Anwendung der Vorrichtung nicht auf Schaltkarten begrenzt, sondern umfaßt beliebi­ ge Werkstücke.In the above description, only one circuit card 14 or the like is aligned on a tray 12 at a time. However, it is also an orientation of several Schaltkar th 14 or the like. Also, the application of the device is not limited to circuit cards, but includes any workpiece.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Behandeln oder Bearbeiten eines Werkstückes, insbesondere einer gedruckten Schaltkarte (14), einer Leiterplatte, einem Wafer oder einer Hy­ bridschaltung mit
  • - einem oder einer Mehrzahl von die Schaltkarten (14) oder dgl. tragenden Trays (12),
  • - einem die Trays (12) tragenden Element,
  • - einem in einer Bearbeitungs-/Behandlungsstation (24) angeordneten, auf die Schaltkarten (14) oder dgl. absenkbaren, im übrigen ortsfesten Kopf (10) zur Behandlung bzw. zur Bearbeitung,
  • - einer Kamera (16) zum Erkennen der Lage und/oder Verdrehung der jeweils in einer Ausrichtestation (26) befindlichen Schaltkarte (14) oder dgl., und
  • - Abgleichmitteln (30) für die Schaltkarte (14) oder dgl. relativ zu dem Kopf (10),
1. Device for treating or processing a workpiece, in particular a printed circuit board ( 14 ), a circuit board, a wafer or a hybrid circuit with
  • one or a plurality of trays ( 12 ) carrying the circuit cards ( 14 ) or the like,
  • an element carrying the trays ( 12 ),
  • a head ( 10 ) arranged in a processing / treatment station ( 24 ), which can be lowered onto the circuit cards ( 14 ) or the like and is otherwise stationary for treatment or processing,
  • - A camera ( 16 ) for detecting the position and / or rotation of the circuit card ( 14 ) or the like located in each case in an alignment station ( 26 ), and
  • - Adjustment means ( 30 ) for the circuit board ( 14 ) or the like. Relative to the head ( 10 ),
dadurch gekennzeichnet, daß
  • - die Abgleichmittel (30) auf dem die Trays (12) tra­ genden Element angeordnet sind, und
  • - die Abgleichmittel (30) auf in dem Tray (12) an­ geordnete Positioniermittel (44) wirken, die wie­ derum Verschiebe- und/oder Verdrehelemente (20) für die Schaltkarte (14) oder dgl. relativ zum Tray (12) aufweisen.
 characterized in that
  • - The adjustment means ( 30 ) on which the trays ( 12 ) are arranged carrying element, and
  • - The adjustment means ( 30 ) act on in the tray ( 12 ) to arranged positioning means ( 44 ), which in turn have displacement and / or twisting elements ( 20 ) for the circuit board ( 14 ) or the like. Relative to the tray ( 12 ).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verschiebe- und/oder Verdrehelemente für die Schaltkarte (14) oder dgl., wenigstens zum Teil durch Höhenverstellelemente, insbesondere Keile, gebil­ det werden.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the displacement and / or rotation elements for the circuit card ( 14 ) or the like., At least partially by height adjustment elements, in particular wedges, are gebil det. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwei Höhenverstellelemente unterhalb der Schaltkarte oder dgl. angeordnet sind.3. Device according to claim 2, characterized records that two height adjustment elements below the Circuit board or the like. Are arranged. 4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens zwei hochpräzise an­ geordnete Fixierbohrungen (42) in den Trays (12), in die entsprechende, auf dem die Trays (12) tragenden Element, angeordnete Stifte (22, 23) zum genauen Fest­ legen der Position dieser Trays (12) eingreifen können, wobei erste Stifte (22) an einem ersten Ort in fester Ortsbeziehung zum Kopf (10) stehen, und der Kopf (10) derart angeordnet ist, daß er Schaltkarten (14) oder dgl. in dieser Position des Trays (12) kontaktieren kann, und wobei zweite Stifte (23) an einem weiteren, zweiten Ort in fester Ortsbeziehung zu der wenigstens einen Kamera (16) angeordnet sind, und die Kamera (16) wiederum so vorgesehen ist, daß sichergestellt ist, daß wenigstens Teilbereiche der Schaltkarte (14) oder dgl. in dieser zweiten Position des Trays (12) erfaßt werden können.4. Device according to one of the preceding claims, characterized by at least two highly precise to arranged fixing holes ( 42 ) in the trays ( 12 ), in the corresponding, on the trays ( 12 ) carrying element, arranged pins ( 22 , 23 ) for the exact Fix the position of these trays ( 12 ) can intervene, wherein first pins ( 22 ) are in a fixed location in a first location in relation to the head ( 10 ), and the head ( 10 ) is arranged such that it has circuit cards ( 14 ) or the like can contact in this position of the tray ( 12 ), and wherein second pins ( 23 ) are arranged at a further, second location in a fixed location relationship to the at least one camera ( 16 ), and the camera ( 16 ) is in turn provided in such a way, it is ensured that at least partial areas of the circuit card ( 14 ) or the like can be detected in this second position of the tray ( 12 ). 5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel zum Errechnen der Lage der Schaltkarte (14) oder dgl. aus Informationen, die aus wenigstens zwei abgetasteten Teilbereichen der Schalt­ karte (14) oder dgl., insbesondere aus speziell gekenn­ zeichneten Teilbereichen der Schaltkarte (14) oder dgl., stammen.5. Device according to one of the preceding claims, characterized by means for calculating the position of the circuit card ( 14 ) or the like. From information that from at least two scanned sub-areas of the switching card ( 14 ) or the like., In particular from specially marked sub-areas of Circuit card ( 14 ) or the like. 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Kameras (16) zum Abtasten wenigstens zweier Teilbereiche der Schaltkarte (14) oder dgl. durch wenigstens jeweils eine Kamera (16).6. Device according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of cameras ( 16 ) for scanning at least two partial areas of the circuit card ( 14 ) or the like. By at least one camera ( 16 ). 7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Videokameras (16), die je­ weils einen engbegrenzten Teilbereich der Schaltkarte (14) oder dgl. abtasten.7. Device according to one of the preceding claims, characterized by two video cameras ( 16 ), each of which scans a narrowly limited area of the circuit card ( 14 ) or the like. 8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche 1-6, gekennzeichnet durch drei Videokameras (16), wo­ bei zwei Videokameras (16), eng begrenzte Teilbereiche der Schaltkarte (14) oder dgl. abtasten, und die dritte Videokamera den gesamten Bereich der Schaltkarte (14) oder dgl. abtastet. 8. Device according to one of the preceding claims 1-6, characterized by three video cameras ( 16 ), where with two video cameras ( 16 ), narrowly limited areas of the circuit card ( 14 ) or the like. Scan, and the third video camera the entire area of the circuit card ( 14 ) or the like. 9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Trays (12) mit einer Schrauben­ gewindemechanik (44) und auf die Schaltkarte (14) oder dgl. wirkende Verschiebe- und/oder Verdrehelemente (20).9. Device according to one of the preceding claims, characterized by trays ( 12 ) with a screw thread mechanism ( 44 ) and on the circuit card ( 14 ) or the like. Moving and / or rotating elements ( 20 ). 10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch drei Verschiebe- und/oder Verdre­ helemente (20), die seitlich an versetzten Positionen an eine Schaltkarte (14) oder dgl. angreifen, um diese im gegenseitigen Zusammenwirken seitlich auf dem Tray (12) zu verschieben bzw. zu verdrehen.10. Device according to one of the preceding claims, characterized by three displacement and / or twisting helements ( 20 ) which engage laterally in offset positions on a circuit card ( 14 ) or the like. In order to do this in mutual interaction laterally on the tray ( 12 ) to shift or twist. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch Federelemente (40), die in den Trays (12) an Positionen den Verschiebe- und/oder Verdrehelementen (20) gegen­ überliegend vorgesehen sind, so daß sie diesen entge­ genwirken.11. The device according to claim 10, characterized by spring elements ( 40 ) which are provided in the trays ( 12 ) at positions of the displacement and / or twisting elements ( 20 ) opposite, so that they counteract this. 12. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Klemmelemente, die auf die in den Trays (12) befindlichen Schaltkarten (14) oder dgl. wirken.12. Device according to one of the preceding claims, characterized by clamping elements which act on the circuit cards ( 14 ) or the like located in the trays ( 12 ). 13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Klemmelemente automatisch verriegeln, so­ bald die Abgleichmittel (30) inaktiviert werden.13. The apparatus according to claim 12, characterized in that the clamping elements lock automatically as soon as the balancing means ( 30 ) are deactivated. 14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens drei Ankoppeleinheiten (34; 36, 38) an den Trays (12), an denen wenigstens drei seitlich neben den Trays vorgesehene kraftübertra­ gende Elemente (36) in Sechskantführungen ankoppeln können.14. Device according to one of the preceding claims, characterized by at least three coupling units ( 34 ; 36 , 38 ) on the trays ( 12 ), to which at least three force-transmitting elements ( 36 ) provided laterally next to the trays can couple in hexagon guides. 15. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Ausrichtestatio­ nen (26) zum Ausrichten der Schaltkarten (14) oder dgl., die einer Bearbeitungs-/Behandlungsstation (24) zugeordnet sind.15. Device according to one of the preceding claims, characterized by a plurality of alignment stations ( 26 ) for aligning the circuit cards ( 14 ) or the like, which are assigned to a processing / treatment station ( 24 ).
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