DE4121710C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 18 und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method according to the The preamble of claim 18 and a device its implementation according to the preamble of claim 1.
Es gibt zahlreiche elektronische Baugruppen, die von Lötanlagen maschinell gelötet werden können. Diese Baugruppen werden normalerweise jedoch nach Entnahme aus der Lötanlage von angelerntem Personal auf Fehler bspw. Lötfehler wie zuwenig Lot oder Lötbrücken oder bspw. fehlende, versetzte oder beschädigte Bauteile überprüft und ggf. gleichzeitig oder anschließend mit einem Lötgerät beispielsweise einem Handlötkolben nach- bzw. korrekturgelötet.There are numerous electronic assemblies made by soldering systems can be soldered by machine. These assemblies are but usually after removal from the soldering machine from Trained personnel for errors such as soldering errors such as insufficient solder or solder bridges or, for example, missing, offset or damaged Checked components and if necessary simultaneously or subsequently with a soldering device for example a hand soldering iron correction soldered.
Um die Ursachen der Fehler beim maschinellen Löten zu ergründen, wird die Anzahl der Fehler, bezogen auf eine Losgröße, registriert; um beispielsweise einen Vergleichsmaßstab zur Beurteilung verschiedener Parametereinstellungen der Lötanlage zu erhalten. Um einen Aufschluß über die Fehlerursachen zu erhalten, ist es darüberhinaus dienlich zu erfahren, in welchen Bereichen der Baugruppe verstärkt Fehler aufgetreten sind. Die gezielteste Fehlerdiagnose ist dabei möglich, wenn die Stellen, bei welchen Fehler aufgetreten sind, im einzelnen registriert werden, was jedoch einen hohen Arbeitsaufwand bedeutet, da hierzu auf einem Baugruppen-Layoutplan die Fehler im einzelnen angekreuzt werden müssen.To investigate the causes of machine soldering errors, the number of errors, based on a lot size, registered; in order to, for example, a benchmark Assessment of various parameter settings of the soldering system to obtain. To shed light on the causes of errors received, it is also useful to find out in which Areas of the module, errors have increasingly occurred. The The most targeted error diagnosis is possible if the positions, which errors have occurred are registered in detail be, which means a lot of work, because the errors in detail on an assembly layout plan must be checked.
Aus der DE-OS 37 28 818 ist eine Vorrichtung bekannt, die, nachdem Fertigungsfehler einer elektrischen Baugruppe erfaßt bzw. lokalisiert worden sind, über Lichtmarken dem Reparateur den Fehlerort auf der Baugruppe anzeigt. Dabei wird angeregt, die Fehler statistisch auszuwerten.From DE-OS 37 28 818 a device is known which, after manufacturing defects of an electrical assembly are detected or have been localized to the repairer via light marks Indicates the fault location on the module. It is suggested that Statistically evaluate errors.
Bei diesem System müssen die Fehler erst erfaßt bzw. lokalisiert werden, was über elektronische Vorrichtungen wie beispielsweise In-Circuit-Tester oder Leiterplattentester erfolgt. With this system, the errors must first be recorded or localized what about electronic devices such as In-circuit tester or circuit board tester.
Bei den bekannten Verfahrensweisen wird demnach entweder zunächst der Fehler erfaßt und ggf. statistisch ausgewertet und dann korrekturgelötet oder nach seiner Entdeckung sofort korrekturgelötet und anschließend in einer Statistik erfaßt.In the known procedures, either first the error is recorded and, if necessary, statistically evaluated and then soldered for correction or immediately after its discovery soldered for correction and then recorded in statistics.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das es erlaubt, während des Korrekturlötvorgangs Fertigungsfehler weitgehend automatisch mit dem Fehlerort zu erfassen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen.The object of the invention is to provide a method that allows manufacturing defects during the correction soldering process largely automatically with the fault location, as well as a To create device for performing the method.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 18 bzw. 1 gelöst.The object is achieved by the features of Claim 18 and 1 solved.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Fehlerregistrierung wird über eine Sensoreinrichtung die Position des Lötgerätes während des Korrekturlötvorganges erfaßt und ein diese Position repräsentierendes Signal an eine Registriereinrichtung abgegeben.In the method for error registration according to the invention the position of the soldering device via a sensor device of the correction soldering process and this position representing signal to a registration device submitted.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird folgend anhand der Vorrichtung zu seiner Durchführung näher erläutert.The method according to the invention is described below using the Device for its implementation explained in more detail.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verfügt dabei über eine Sensoreinrichtung, die die Position des Lötgerätes während des Korrekturlötvorganges erfaßt und ein diese Position repräsentierendes Signal an eine Registriereinrichtung weitergibt, so daß nach dem Korrekturlöten einer bestimmten Anzahl von Baugruppen, eine Auswertung vorgenommen werden kann, die lokale Häufungen von Fehlern aufzeigt.The device according to the invention has a Sensor device that the position of the soldering device during the Correction soldering process detected and this position representing signal to a registration device passes on, so that after correcting a certain Number of modules, an evaluation can be made which shows local clusters of errors.
Diese Lokalisierung kann auch bei Verwendung eines herkömmlichen Handlötkolbens vollautomatisch erfolgen. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten; es kann die Wärmestrahlung des Hand lötkolbens genutzt werden, um die Signalabgabe eines IR-Sensors auszulösen, oder es kann über die Aufzeichnung eines Wärmebildes mit einer IR-Kamera die Position des Lötkolbens registriert werden; hierbei kann es vorteilhaft sein, in einem vorbestimmten Takt Einzelbilder aufzunehmen, um so die Korrekturlötung besser ver folgen zu können. This localization can also be done using a conventional one Manual soldering iron done fully automatically. There is various possibilities; it can heat the hand Soldering iron can be used to signal an IR sensor trigger, or it can be done by recording a thermal image an IR camera registers the position of the soldering iron; it can be advantageous here in a predetermined cycle Take individual pictures to better correct the correction soldering to be able to follow.
Zweckmäßigerweise kann hierzu auch die Empfindlichkeit der IR- Kamera so gewählt werden, daß erst eine Mindestzeit, die der minimalen Korrekturlötzeit entspricht, stationär gehaltene Wärmequelle mit einer Strahlungstemperatur < 100°C aufgenommen wird. Dadurch werden Irritationen vermieden, die beim Hinführen des Lötkolbens zur Lötstelle oder durch die Wärmestrahlung der Hand der Bedienperson verursacht werden könnten.For this purpose, the sensitivity of the IR Camera selected so that only a minimum time that the corresponds to the minimum correction soldering time, held stationary Heat source with a radiation temperature <100 ° C added becomes. This avoids irritation when leading of the soldering iron to the soldering point or through the heat radiation of the Hand could be caused by the operator.
Es ist auch möglich, um die Baugruppe herum ein magnetisches Feld aufzubauen, das von einer Sensoreinrichtung, die aus mehreren einzelnen Sensoren bestehen kann, überwacht wird. Ein Einbringen des Lötgerätes bedingt dabei eine Störung des Magnetfeldes, die von den Sensoren aufgenommen wird. Hoch empfindliche Sensoren erlauben dabei sogar eine Unterscheidung in welchem Bereich des von diesen überwachten Feldabschnitts eine Störung auftritt. Für eine solche kapazitive Überwachung eignen sich kapazitive Meßwertaufnehmer, insbesondere kapazitive Annäherungsschalter, die in einem bestimmten Raster unter der Baugruppe angeordnet sind. Über eine geeignete Schaltung kann bei einer Annäherung des Lötgerätes aus den verschiedenen Meldungen der Sensoren die Position des Lötgerätes sehr genau bestimmt werden.It is also possible to have a magnetic around the assembly To build up the field from a sensor device can consist of several individual sensors is monitored. A Introducing the soldering device causes a malfunction of the Magnetic field, which is picked up by the sensors. High sensitive sensors even allow differentiation in which area of the field section monitored by them a malfunction occurs. For such capacitive monitoring capacitive transducers are suitable, especially capacitive Proximity switches that are in a certain grid under the Assembly are arranged. A suitable circuit can when the soldering device approaches from the different Messages from the sensors indicate the position of the soldering device very precisely be determined.
Ebenso kann die Baugruppe auch von einem optischen System überwacht werden, das eine Annäherung des Lötgerätes wahrnimmt. Hierzu kann die zulötende Oberfläche der Baugruppe mit einem Laserscanner überwacht werden, der bei Einbringen des Lötgerätes in den Überwachungsbereich an verschiedenen Positionen unter schiedlich reagiert.The assembly can also be made from an optical system be monitored, which senses an approach of the soldering device. To do this, the soldering surface of the module can be cleaned with a Laser scanners are monitored when inserting the soldering device in the surveillance area at different positions reacted differently.
Diese Lokalisierungsvorrichtungen basieren auf der Verwendung herkömmlicher Lötgeräte. Es ist jedoch auch möglich die Lötgeräte mit einem Signalgeber auszustatten, der aktiv ein Signal an die Lokalisierungsvorrichtung abgibt, was den Aufbau der Vorrichtung vereinfacht oder auch die Auswertgenauigkeit erhöhen kann.These localization devices are based on use conventional soldering equipment. However, it is also possible Equip soldering devices with a signal generator that is active Signal to the localization device gives what the construction the device or simplifies the evaluation accuracy can increase.
Der Signalgeber kann ein Dauersignal abgeben, was der Lokalisierungsvorrichtung die Ortung des Lötgerätes erleichtert; er kann aber auch erst bei Ausführung der Korrekturlötung ein Signal abgeben, was den Vorteil hat, daß ein versehentliches Einbringen des Lötgerätes in den Überwachungsbereich nicht zur Abgabe eines Fehler-Signals führt.The signal generator can emit a continuous signal, which the Localization device facilitates the location of the soldering device; but it can also only be done when the correction soldering is carried out Give signal, which has the advantage that an accidental Do not bring the soldering device into the monitoring area Submission of an error signal leads.
Die gezielte Signalabgabe kann manuell von der Bedienperson ausgelöst werden oder auch automatisch bspw. beim Aufsetzen der Lötspitze auf der Lötstelle erfolgen. Zur Auslösung der Signalabgabe kann hierbei der in diesem Moment auftretende Wärmefluß durch die Lötkolbenspitze oder bspw. der kurzzeitige Temperaturabfall beim Berühren der Lötstelle genutzt werden oder eine geringe Spannung, die an die gesamte Baugruppe und das Lötgerät angelegt wird, so daß der Stromfluß beim Kontaktieren der Lötstelle die Signalabgabe auslöst.Targeted signaling can be done manually by the operator are triggered or automatically, for example, when the Soldering tip on the solder joint. To trigger the The signal output can occur at that moment Heat flow through the soldering iron tip or, for example, the short-term Temperature drop when touching the solder joint can be used or a low voltage attached to the entire assembly and that Soldering device is applied so that the current flow when contacting the soldering point triggers the signal.
Auch ein System, das bei Annäherung des Lötgerätes unter einen bestimmten Mindestabstand die Signalabgabe auslöst, ist möglich. Dies kann über ein Lichtschrankensystem verwirklicht werden, das die zu lötende Seite der Baugruppe überwacht, oder auch über einen Reflextaster, der am Lötgerät angebracht ist. Diese Reflextaster bestehen aus einem Lichtsender, üblicherweise wird als Sender ein beleuchteter Glasfaserstrang verwendet, und einer Photodiode, die das reflektierte Licht empfängt. Solche Reflex taster lassen sich äußerst exakt justieren, so daß bspw. durch die vom spiegelnden Lot reflektierte Lichtmenge bei Unter schreiten eines 3 mm Abstandes ein Signal ausgelöst wird.Also a system that when the soldering device approaches one It is possible to trigger the signal at a certain minimum distance. This can be achieved using a light barrier system that monitors the side of the module to be soldered, or via a reflex button attached to the soldering device. These Reflex sensors consist of a light transmitter, usually is an illuminated fiber optic strand is used as the transmitter, and one Photodiode that receives the reflected light. Such reflex buttons can be adjusted extremely precisely so that, for example the amount of light reflected by the reflecting solder at Unter a signal is triggered at a distance of 3 mm.
Es ist auch möglich durch die Signalabgabe des Lötgerätes erst die Sensoreinrichtung zu aktivieren, bspw. ein IR-Bild aufzu nehmen. Dadurch können Fehlmeldungen vermieden werden, die eventuell durch ein unbeabsichtigtes Einbringen des Lötgerätes in den von der Sensoreinrichtung überwachten Raum entstehen könnten.It is also possible only by signaling the soldering device to activate the sensor device, for example to take an IR image to take. In this way, false reports can be avoided possibly by unintentional insertion of the soldering device arise in the space monitored by the sensor device could.
Die Signale der Sensoreinrichtung werden an eine Registrier einrichtung übermittelt, wodurch nach einer gewissen Anzahl korrekturgelöteter Baugruppen eine statistische Auswertung nach Bereichen erhöhter Fehleranfälligkeit möglich wird. Es ist klar, daß es bei einer entsprechend hohen Auflösung bei der Fehler lokalisierung möglich ist, die einzelnen fehlerhaften Lötstellen zu ermitteln. Auch diese Ermittlung kann automatisch erfolgen. Hierzu wird das Layout der Baugruppe in eine Zuordnungs einrichtung eingegeben, die die Signale der Sensoreinrichtung den entsprechenden Lötstellen zuordnet.The signals from the sensor device are sent to a registrar facility transmitted, whereby after a certain number corrective soldered assemblies a statistical evaluation Areas of increased susceptibility to errors. It's clear, that there is a correspondingly high resolution in the error localization is possible, the individual faulty solder joints to determine. This determination can also be carried out automatically. To do this, the layout of the assembly is in an assignment device entered, the signals of the sensor device assigns the corresponding solder joints.
Ebenso kann der Bestückungsplan der Baugruppe einer Zuord nungseinrichtung eingegeben werden, die dann die Signale der Sensoreinrichtung den entsprechenden Bauteilen zuordnet.The assembly plan of the assembly can also be assigned Input device are entered, which then the signals of the Assigns sensor device to the corresponding components.
Diese Zuordnung ist von außerordentlichem Interesse, da bspw. die Lötfehler sowohl von der zu lötenden Platine als auch von den zu lötenden Bauteilen verursacht werden können.This assignment is of extraordinary interest because, for example. the soldering errors of both the board to be soldered and the components to be soldered can be caused.
Die Signale der Sensoreinrichtung können ebenso wie ggf. die Signale, die erst die Sensoreinrichtung aktivieren, dazu verwendet werden, Informationen über die Anzahl der korrektur gelöteten Lötstellen zu erhalten. Hierzu werden die Signale vor oder parallel zu ihrer Weiterverarbeitung einer Additionsstelle zugeführt, die die Anzahl der Signale registriert. Es kann hierbei zu jeder Baugruppe die Anzahl der Signale gesondert festgehalten werden, so daß die Summe der Signale bzw. korrek turgelöteten Lötstellen wieder der entsprechenden Baugruppe zu geordnet werden kann.The signals of the sensor device can, as well as, if applicable, the Signals that activate the sensor device first Information about the number of corrections used to get soldered solder joints. To do this, the signals are given or parallel to their further processing an addition point fed, which registers the number of signals. It can the number of signals for each module are held so that the sum of the signals or correct door soldered solder joints back to the corresponding assembly can be ordered.
Wird die Lokalisierungsvorrichtung in Verbindung mit einem System zur Fehlererkennung betrieben, stehen weitgehend automatisch Informationen über Art und Ort sowie Häufigkeit der auftretenden Fehler zur Verfügung, die der statistischen Auswertung zugeführt werden können, die aber auch sofort wieder in die Fertigung zurückfließen können, um bspw. die Einstellung der Lötanlage zu korrigieren. Hierzu können die Angaben zu den Fehlern automatisch einem Expertensystem, zur Einstellung der Lötanlage übergeben werden, das selbständig die Einstellung der Lötanlage vornimmt.If the localization device is used in conjunction with a System operated for error detection are largely available automatically information about type and location as well as frequency of occurring errors are available that the statistical Evaluation can be supplied, but again immediately can flow back into production, for example the setting to correct the soldering system. For this, the information on the Errors automatically an expert system to set the Soldering system to be handed over, which independently adjusting the Makes soldering system.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung kurz verdeutlicht werden.The invention is intended to be brief using an exemplary embodiment be made clear.
Fig. 1 zeigt den schematischen Aufbau der Fehlerlokalisierungsvorrichtung. Fig. 1 shows the schematic configuration of the fault location device.
Fig. 2 zeigt die Informationsverarbeitung in der Fehlerlokalisierungsvorrichtung. Fig. 2 shows the information processing in the fault locating device.
Die Baugruppe 1 liegt mit der korrekturzulötenden Seite nach oben auf einer nicht dargestellten Vorrichtung. Die Baugruppe 1 ist beidseitig mit oberflächenmontierten und durchgesteckten Bauteilen 4 bestückt, daher befinden sich auf beiden Seiten der Baugruppe 1 Lötstellen 2, die unter Umständen nachgelötet werden müssen.The assembly 1 lies with the side to be corrected soldered up on a device, not shown. The assembly 1 is equipped on both sides with surface-mounted and inserted components 4 , so there are solder joints 2 on both sides of the assembly 1 , which may have to be re-soldered.
Leiterbahnen 3 verbinden je nach Schaltung die Lötstellen 2 der Bauteile 4. Mit einem Handlötkolben 9 wird gerade eine fehlerhafte Lötstelle 2, ein SMD-Landeplatz, korrekturgelötet.Depending on the circuit, conductor tracks 3 connect the solder joints 2 of the components 4 . A defective solder joint 2 , an SMD landing pad, is being soldered with a manual soldering iron 9 .
Über dem Baugruppenaufbau ist eine IR-Kamera 6 angebracht, die die gesamte Baugruppenseite abtastet. Der Lötkolben 9 ist in seinem vorderen Bereich mit einem Reflextaster 8 ausgestattet, der bei Annäherung des Lötkolbens 9 an die Lötstelle 2 ein Signal abgibt, das die IR-Kamera 6 zur Aufnahme veranlaßt, dabei kann der Aufnahmezeitraum durch eine Schaltung vorgegeben sein oder durch ein zweites Signal des Reflextasters 8 beim Abheben des Lötkolbens 9 von der Lötstelle 2 beschränkt werden.An IR camera 6 is attached above the assembly structure and scans the entire assembly side. The soldering iron 9 is equipped in its front area with a reflex sensor 8 which, when the soldering iron 9 approaches the soldering point 2, emits a signal which causes the IR camera 6 to take the picture; the recording period can be predetermined by a circuit or by a second signal of the reflex button 8 when lifting the soldering iron 9 from the solder joint 2 are limited.
Die etwa 200°C-300°C heiße Lötspitze 7 hinterläßt auf der IR-Aufnahme ein unverwechselhaftes Bild, das bei entsprechend hoher Auflösung ohne weiteres eine eindeutige Identifizierung des SMD-Landeplatzes zuläßt.The soldering tip 7 , which is about 200 ° C. to 300 ° C., leaves an unmistakable image on the IR image, which, with a correspondingly high resolution, readily permits clear identification of the SMD landing site.
Die Weiterverarbeitung der von der IR-Kamera abgegebenen Signale wird aus Fig. 2 deutlich.The further processing of the signals emitted by the IR camera is clear from FIG. 2.
Die Signale der IR-Kamera 6 werden einer Registrier einrichtung 10 zugeführt, die diese an einen Computer 11 weiter gibt, der diese Signale klassifiziert. Die so aufbereiteten Daten werden an Zuordnungseinrichtungen 12 und 13 weitergegeben, die diese dem Baugruppenlayout bzw. dem Bestückungsplan zuordnen. Die hierdurch gewonnenen Informationen über die betroffenen Bauteile, Lötstellen sowie Häufigkeit der Fehler können über eine Ausgabeeinheit 14 abgefragt werden oder einem Expertensystem zur verbesserten Einstellung der Lötanlage über geben werden.The signals from the IR camera 6 are fed to a registration device 10 which passes them on to a computer 11 , which classifies these signals. The data prepared in this way are forwarded to assignment devices 12 and 13 , which assign them to the assembly layout or the assembly plan. The information obtained in this way about the components involved, soldering points and the frequency of the errors can be queried via an output unit 14 or passed on to an expert system for improved setting of the soldering system.
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