DE60005837T2

DE60005837T2 - Herstellungsverfahren einer gedruckten schaltung

Info

Publication number: DE60005837T2
Application number: DE60005837T
Authority: DE
Inventors: William Greystones DIGGIN; Kevin Keane; James Mahon; Joseph Lucan O'KEEFFE; John Milroy
Original assignee: MV Research Ltd
Current assignee: MV Research Ltd
Priority date: 1999-07-13
Filing date: 2000-07-13
Publication date: 2004-08-19
Anticipated expiration: 2020-07-14
Also published as: AU5703100A; IES20000567A2; US6580961B2; WO2001004711A1; IE20000566A1; DE60005837D1; JP2003504746A; US20020099466A1; EP1196830A1; EP1196830B1; ATE251771T1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Schaltkreisen, bei denen auf ein Substrat wie zum Beispiel eine Leiterplatte Klebstoffschichten, Lötmittelschichten und elektronische Komponenten abgelegt werden.
STAND DER TECHNIK
Auf dem Gebiet des Siebdrucks, der Komponentenzuführung und der Komponentenpositionierung gibt es bereits zahlreiche Entwicklungen zum Erreichen ausgezeichneter Toleranzen und Leistungsparameter bei Maschinen zur Leiterplattenherstellung. Die Ausbeute wird durch manuelles Einstellen der Maschinenparameter entsprechend Sichtkontrollen und den Qualitätsdaten der Schaltungsprüfmaschine gewährleistet. Diese Vorgehensweise beinhaltet ein beträchtliches Fehlerrisiko und entsprechend fallen die Ausbeuten nicht so hoch aus wie gewünscht.
In WO99/25 169 wird ein Mehrfachkopf-Bestückungssystem mit einem visuellen Prüfsystem beschrieben.
Die Erfindung zielt deshalb auf ein Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten ab, welches verbesserte Ausbeuten aufweist.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, die oben genannten Ziele durch geringfügige Änderungen der vorhandenen Produktionsanlagen zu erreichen.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltung bereitgestellt, bei welchem eine Positioniermaschine Komponenten auf einem Substrat ablegt und eine Messmaschine die Qualität prüft,
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weitere Schritte umfasst, bei denen:
ein Regelkreiscontroller Messdaten von der Messmaschine erfasst;
der Regelkreiscontroller dynamisch Aufschaltungsproduktionsdaten von der Positioniermaschine in Echtzeit empfängt, wobei die Produktionsdaten Teile der Positioniermaschine den abgelegten Komponenten zuordnen;
der Regelkreiscontroller die Messdaten und die Produktionsdaten verwendet, um ein Steuersignal für die Positioniermaschine zu erzeugen; und
die Positioniermaschine das Steuersignal für eine verbesserte Verfahrenssteuerung verwendet.
Bei einer Ausführungsart verwendet der Regelkreiscontroller Konfigurationsregeln, die der Positioniermaschine zugeordnet sind, um das Steuersignal zu erzeugen.
Bei einer Ausführungsart verwendet der Regelkreiscontroller des Weiteren eine Substratkennung, um das Steuersignal zu erzeugen.
Bei einer weiteren Ausführungsart ordnen die Produktionsdaten Teile der Positioniermaschine auf Maschinen-, Träger-, Revolverkopf-, Kopf-, Düsen- und Zufuhrvorrichtungsniveau abgelegten Komponenten zu.
Bei einer Ausführungsart erzeugt der Regelkreiscontroller dynamisch eine Ausgabe, um die Messdaten einem Verfahrenstechniker zu übermitteln.
Bei einer Ausführungsart umfasst die Ausgabe Genauigkeitsdiagramme, welche die Genauigkeit einer abgelegten Komponente grafisch veranschaulichen.
Bei einer Ausführungsart beginnt der Regelkreiscontroller, das Steuersignal rückzuführen, nachdem er die Ausgabe erzeugt und einen Befehl von einem Verfahrenstechniker empfangen hat.
Bei einer Ausführungsart erfassen sowohl die Positioniermaschine als auch die Messmaschine automatisch eine Substratkennung, und die Messmaschine integriert die Kennung in die Messdaten, um die Produktionsdaten mit den Messdaten in Beziehung zu setzen.
Bei einer Ausführungsart ist die Substratkennung ein Strichcode, und die Positioniermaschine und die Messmaschine lesen den Strichcode.
Bei einer Ausführungsart umfasst der Regelkreiscontroller einen Mess-Server und einen Regelkreis-Client, wobei der Mess-Server die Messdaten von der Messmaschine erfasst und der Regelkreis-Client die Produktionsdaten von der Positioniermaschine erfasst, das Steuersignal erzeugt und es zu der Positioniermaschine zurückführt.
Bei einer Ausführungsart ist mit jeder Messmaschine ein Mess-Server verbunden.
Bei einer weiteren Ausführungsart ist mit jeder Positioniermaschine ein Regelkreis-Client verbunden.
Bei einer Ausführungsart verwendet der Mess-Server die Messdaten und die Produktionsdaten, um korrelierende Daten zu erzeugen, und führt die korrelierenden Daten zum Regelkreis-Client zurück.
Bei einer Ausführungsart verwendet der Regelkreis-Client die korrelierenden Daten, um gemäß Konfigurationsregeln, die der zugehörigen Positioniermaschine zugeordnet sind, das Steuersignal zu erzeugen.
Bei einer Ausführungsart erzeugt der Regelkreis-Client dynamisch eine Ausgabe, um die Messdaten einem Verfahrenstechniker zu übermitteln; wobei der Regelkreis-Client die Ausgabe für den Verfahrenstechniker gemäß den korrelierenden Daten erzeugt, die er vom Mess-Server empfangen hat.
Bei einer Ausführungsart umfasst der Mess-Server einen Datenverarbeitungsserver, der Regelkreis-Client umfasst einen Datenverarbeitungsserver und der Client und der Server kommunizieren unter Verwendung der Client-Server-Architektur miteinander.
Bei einer Ausführungsart definieren die Konfigurierungsregeln Bedingungen, um das Senden eines Steuersignals auszulösen.
Bei einer Ausführungsart besteht eine Bedingung darin, dass eine Verschiebung außerhalb einer Toleranz öfter als eine zuvor eingestellte Anzahl von Malen auftritt.
Bei einer Ausführungsart besteht eine Bedingung darin, dass eine Verschiebung außerhalb eines hohen Schwellenwertes einmal auftritt.
Bei einer Ausführungsart stellt der Regelkreiscontroller in das Steuersignal einen Befehl zum Abschalten der Positioniermaschine, wenn ein Alarmzustand vorliegt.
Gemäß einem weiteren Aspekt stellt die Erfindung einen Regelkreiscontroller bereit, der Folgendes umfasst:
Mittel zum automatischen Erfassen von Messdaten von einer Messmaschine zur Prüfung einer Schaltung mit Komponenten, die von einer Positioniermaschine abgelegt wurden;
Mittel zum dynamischen Empfangen von Aufschaltungsproduktionsdaten von der Positioniermaschine in Echtzeit, wobei die Produktionsdaten Teile der Positioniermaschine den abgelegten Komponenten zuordnen; und
Mittel zum Verwenden der Messdaten und der Produktionsdaten, um ein Steuersignal für die Positioniermaschine zu erzeugen und das Steuersignal zur Positioniermaschine zurückzuführen.
Bei einer Ausführungsart umfasst der Regelkreiscontroller Folgendes:
einen Mess-Server, der ein Mittel zum Erfassen der Messdaten und zum Korrelieren der Messdaten mit den Produktionsdaten, welche anzeigen, welche Teile der Positioniermaschine am Ablegen von Komponenten beteiligt waren, und zur Rückführung der korrelierenden Daten umfasst, und
einen Regelkreis-Client, der ein Mittel zum Empfangen der zurückgeführten korrelierenden Daten und zum Verwenden der korrelierenden Daten zum Erzeugen des Steuersignals gemäß den Konfigurationsregeln umfasst.
Bei einer Ausführungsart umfasst der Regelkreiscontroller ein Mittel zum Erzeugen einer Ausgabe für den Verfahrenstechniker, in welcher die Messdaten enthalten sind.
Bei einer Ausführungsart umfasst der Regelkreis-Client ein Mittel zum Erzeugen der Ausgabe unter Verwendung der korrelierenden Daten.
Bei einer Ausführungsart umfasst der Regelkreis-Client ein Mittel zum Einleiten der Rückführung eines Steuersignals bei Empfang eines Befehls von einem Verfahrenstechniker.
Bei einer Ausführungsart umfasst ein Mess-Server einen Datenverarbeitungsserver, umfasst der Regelkreis-Client einen Datenverarbeitungsclient und umfassen der Client und der Server Mittel, um unter Verwendung der Client-Server-Architektur miteinander zu kommunizieren.
Bei einer Ausführungsart weist der Mess-Server eine Klassenstruktur mit einem Verfahren zur Erfassung von Produktionsdaten und einem Verfahren zur Erfassung von Messdaten auf.
Bei einer Ausführungsart weist der Mess-Server ein Verfahren zum Erzeugen eines Defektalarmereignisses auf.
Bei einer Ausführungsart weist der Regelkreis-Client eine Klassenstruktur mit einem Verfahren jeweils für die Erfassung von Produktionsdaten, die Erfassung von korrelierenden Daten und das Senden eines Steuersignals auf.
Bei einer Ausführungsart weist der Regelkreis-Client ein Verfahren zum Abschalten der Positioniermaschine auf.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird verständlicher durch die folgende Beschreibung einiger ihrer lediglich als Beispiel dienender Ausführungsarten und unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen:
1 eine Darstellung eines Produktionssystems der Erfindung ist;
2 eine Darstellung der Signalflüsse in diesem System ist;
3 und 4 ein Beispiel der grafischen Ausgabe sind;
5 eine Klassendarstellung eines Clients zur Verfahrenssteuerung ist; und
6 ein Klassendiagramm für einen Mess-Server ist.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSARTEN
Ein SMT-Produktionssystem 1 gemäß 1 umfasst zwei Positioniermaschinen 2 und eine nachfolgende Messmaschine 3, die an einem Leiterplatten-Transportband 4 angeordnet sind. Die Positioniermaschinen 2 können von einem beliebigen gegenwärtig verfügbaren Typ sein, während als Messmaschine 3 ein Typ dient, der von der Firma MV Technology Ltd. unter der Bezeichnung SJ-10TM vertrieben wird. Diese Maschine ermittelt die Qualität, indem sie die abgelegten Komponenten erkennt und deren Positioniergenauigkeit misst.
Das System 1 umfasst auch einen Regelkreiscontroller 6, der einen mit jeder Positioniermaschine 2 verbundenen ACL-Client 10 (automatic closed loop, automatischer Regelkreis) und einen mit der Messmaschine 3 verbundenen Mess-Serverrechner 11 umfasst. Alle Kommunikationsverbindungen laufen unter dem Protokoll TCP/IP.
Die Logikstruktur und die Signalflüsse sind in 2 dargestellt. Die Leitungen 20 und 21 versorgen den Mess-Server 11 mit Aufschaltungsproduktionsdaten, welche den bisherigen Herstellungsverlauf einer durch die Messmaschine geprüften Leiterplatte kennzeichnen. Über eine Leitung 22 werden die Messdaten bereitgestellt, die Messdaten und die Produktionsdaten erfasst und gespeichert, die Messdaten auf Basis der Leiterplattenkennung den Produktionsdaten zugeordnet und auf Anforderung die sich daraus ergebenden korrelierenden Daten über eine Rückkopplungsleitung 23 zum ACL-Client 10 gesendet. Der ACL-Client 10 verwendet Konfigurationsregeln zum Konvertieren der korrelierenden Daten in ein Steuersignal, das ein Protokoll und einen Informationsgehalt aufweist, welche entsprechend den Anforderungen und der Beschaffenheit der Positioniermaschine gewählt werden. Das Steuersignal kann einfach dieselben Daten wie die (lediglich entsprechend dem Protokoll konvertierten) korrelierenden Daten umfassen oder Steuerbefehle einer höheren Programmiersprache für die Positioniermaschine 2 beinhalten. Die Art des Steuersignals hängt von den Anforderungen seitens des Herstellers der Positioniermaschine ab. Das Steuersignal wird über eine Rückkopplungsleitung 24 zur Positioniermaschine 2 gesendet.
Somit stellt der Regelkreiscontroller 6 automatisch eine geregelte Positionierungssteuerung bereit, sodass Fehler sehr schnell korrigiert werden können und die Ausbeute dadurch erhöht werden kann.
Außer dem Erzeugen und Senden des Steuersignals zeigt jeder ACL-Client 10 auch eine Ausgabe für den Verfahrenstechniker an, welche die korrelierenden Daten für die zugehörige Positioniermaschine 2 angibt. Dadurch ist der Verfahrenstechniker eng in die Verfahrenssteuerung einbezogen, da er oder sie die Auswirkungen der Regelung durch den Regelkreis sichtbar erkennen und sicher sein kann, dass alles in Ordnung ist. Obwohl die für die Anzeige verwendeten korrelierenden Daten durch den Mess-Server 11 erzeugt und gespeichert werden, erfolgt deren Anzeige durch den jeweiligen ACL-Client 10, sodass sie der jeweiligen Positioniermaschine 2 unmittelbar benachbart sind.
Die Architektur ist eine Client-Server-Anordnung zwischen dem ACL-Client 10 und dem Mess-Server 11. Üblicherweise gibt es in jeder Fertigungslinie eine Messmaschine 3 und einen Mess-Server, wobei der Mess-Server 11 einen leistungsfähigen Knoten zum Verbinden mit Steuerungssystemen der Gesamtproduktion einer Fabrik darstellt, welche mehrere Fertigungslinien aufweist.
Jede Leiterplatte wird durch einen Strichcode erkannt, der sowohl durch die Positioniermaschinen 2 als auch durch die Messmaschine 3 gelesen wird. Die Messmaschine 3 integriert die Leiterplattenkennung in die Messdaten, welche über die Leitung 22 zum Mess-Server 11 weitergeleitet werden. Die Leiterplattenkennung wird auch in die Produktionsdaten integriert, welche über die Aufschaltungsleitungen 20 und 21 zum Mess-Server 11 weitergeleitet werden. Der Server 11 setzt die Messdaten und die Produktionsdaten mittels der Leiterplattenkennung in Beziehung zueinander.
Die Produktionsdaten können „statisch", d. h. im Mess-Server 11 gespeichert sein und während des Fertigungsprozesses unverändert bleiben, da für jede einzelne positionierte Komponente immer dasselbe Teil der Positioniermaschine verwendet wird. Das kann zum Beispiel dann der Fall sein, wenn die Maschine 2 keine andere Düse für eine Nachpositionierung verwendet, obwohl das Aufnehmen durch die Düse missglückt ist. Bei dieser „statischen" Situation werden die Aufschaltleitungen 20 und 21 nicht benötigt. Ein weiteres Beispiel für eine „statische" Situation liegt vor, wenn es sich bei den aufgebrachten Elementen nicht um Elektronikkomponenten, sondern um Siebdruck-Klebepunkte oder um Lötflächen handelt. In diesen Fällen wird für den kompletten Fertigungsdurchlauf dasselbe Maschinenteil, nämlich eine Siebdruckvorlage verwendet.
Die Produktionsdaten können alternativ auch dynamisch sein. Ein typisches Beispiel hierfür sind die Komponenten-Positioniermaschinen 2. Bei diesen sind die Teile abwärts hierarchisch angeordnet und umfassen:
Zwar ist zur Positionierung jeder Komponente eine bestimmte Gruppe von Teilen dieser Hierarchie vorprogrammiert, jedoch ändert sich dies infolge von Faktoren wie:
missglücktes Aufnehmen einer Komponente und nachfolgendes Aufnehmen und Positionieren durch eine andere Düse, und
Zufuhrvorrichtungen ohne Komponentenvorrat.
Im Folgenden ist zur ausführlicheren Darstellung ein Beispiel eines Satzes von Messdaten angegeben.
Die Messdaten beinhalten wie oben dargestellt:

– eine vom Strichcode abgeleitete Leiterplattenkennung (ID),
– eine Bedienerkennung,
– eine Komponentenkennung „RefDes",
– eine Kennung „Typ" des Lesealgorithmus für die Messmaschine 3,
– einen Zählwert „Pres" für die vorhandene Anzahl der geprüften Komponente, wobei der Zählwert auf einer Skala liegt und einen der jeweiligen Komponente zugeordneten Schwellenwert aufweist.
– einen Sollwert „Winkel" der Komponentenlage und eine tatsächlich gemessene Lageabweichung vom konstruktiven Sollwert „Theta",
– eine Abweichung X (in μm),
– eine Abweichung Y (in μm),
– ein Bitfenster „ErrCode" für den Fehlercode zur Anzeige von Defekten, wobei z. B. „1" eine fehlende Komponente und „2" eine den Toleranzwert übersteigende Abweichung bedeutet. Das Bitfenster kann auch einen den Fehler beschreibenden Text enthalten.

Im Folgenden ist ein Beispiel der Produktionsdaten für die beiden Positioniermaschinen dargestellt.
Aus dem oben Angeführten ergibt sich, dass die Produktionsdaten dynamisch anzeigen, welche Maschine, welcher Kopf und welche Düse zum Positionieren und welche Zufuhrvorrichtung zum Ergreifen jeder Komponente verwendet wurde.
Der Server 11 setzt die Messdaten und die Produktionsdaten in Beziehung zueinander, um auf der Leitung 23 in 2 korrelierende Daten bereitzustellen. Diese werden durch den jeweiligen ACL-Client 10 dazu verwendet, Anzeigen für den Verfahrenstechniker zu erzeugen. 3 zeigt ein „Streudiagramm" (auch als „Kuhaugen-Diagramm" oder als „XY-Abweichungs-Diagramm" bezeichnet), welches die X- und Y-Abweichungen der auf einer Leiterplatte positionierten Komponenten anzeigt. In diesem Bild stellt jeder Punkt (außer dem schwarzen Mittelpunkt, der den Mittelwert der Abweichungen darstellt) für jede einzelne Komponente die X- und Y-Abweichung dar. Streubilder können für alle Maschinenteile erstellt werden, zum Beispiel für die Maschine, den Revolverkopf, den Kopf oder die Düse, und die Punkte entsprechen den durch das Maschinenteil positionierten Komponenten. Die Verteilung der Punkte zeigt die Streuung der Positionierung durch das Maschinenbauteil für eine bestimmte Leiterplatte an.
In 4 zeigt ein X-Kontrolldiagramm (auch als „Mittelwert und Standardabweichung" oder „Trenddiagramm" bezeichnet) den Mittelwert und die Standardabweichung der Abweichungen der auf einer Leiterplatte positionierten Komponenten. Im Gegensatz zum Streubild (das die Abweichungen für eine Komponentengruppe auf einer Leiterplatte zeigt) zeigt das X-Kontrolldiagramm eine Reihe von Punkten, die einer Reihe von Leiterplatten entsprechen. Die Reihe der Mittelwerte ist oberhalb der Reihe von Standardabweichungen angeordnet, und senkrecht übereinander stehende Punktpaare des Mittelwerts und der Standardabweichung gehören zu derselben Leiterplatte. X-Kontrolldiagramme können für jedes Maschinenteil erstellt werden, zum Beispiel für die Maschine, den Revolverkopf, den Kopf oder die Düse. In den X-Kontrolldiagrammen werden die Trends des Mittelwerts und der Standardabweichung der Positionierungsabweichungen eines Maschinenteils angezeigt.
Diese Anzeigen liefern dem Verfahrenstechniker sehr deutliche und umfassende Informationen, sodass er oder sie die Wirkung der Verwendung des den Positioniermaschinen 2 zugestellten Steuersignals überwachen kann. Die Anzeige befindet sich unmittelbar neben der jeweiligen Positioniermaschine und kann dadurch besonders einfach überwacht werden. Durch die Benutzerschnittstelle des ACL-Clients 10 kann der Verfahrenstechniker in die Übertragung des Steuersignals auf der Leitung 24 manuell eingreifen.
Der Typ des Steuersignals wird wie oben erwähnt durch die Konfigurationsregeln gemäß den Angaben des Lieferanten der Positioniermaschine im ACL-Client 10 festgelegt. Diese Regeln beinhalten Bedingungen, durch die das Senden eines Steuersignals ausgelöst wird. Im Folgenden werden Beispiele von Bedingungen aufgeführt, die zum Auslösen des Steuersignals führen.

– Mittelwert der X-Abweichung beträgt > 50 μm.
– Mittelwert der Y-Abweichung beträgt > 50 μm.
– Mittelwert der X-Abweichung beträgt > 10 (Standardabweichung der X-Abweichung
– Mittelwert der Y-Abweichung beträgt > 10 (Standardabweichung der Y-Abweichung
– 7 aufeinanderfolgende Erhöhungen des Mittelwerts der X-Abweichung von > 5 μm.
– 7 aufeinanderfolgende Verringerungen des Mittelwerts der X-Abweichung von < –5 μm.
– Jeweils nach N Leiterplatten, d. h. Mittelwert über die letzten N Leiterplatten.

Diese Bedingungen gelten für alle Maschinenteile.
Die ACL-Clients 10 können die Größe der Korrekturen begrenzen, die an die Positioniermaschine 2 zurückgesendet werden. Man kann auch eine Alarmfunktion des Mess-Servers 11 dazu verwenden, Alarmmeldungen auszulösen und die Positioniermaschine 2 über den ACL-Client 10 und die Leitungen 23 und 24 abzuschalten. Hierfür können beispielsweise folgende Kriterien herangezogen werden:

– Größe der Korrektur übersteigt einen vorgegebenen Schwellenwert
– Mehr als N Defekte auf der Leiterplatte gefunden
– Mehr als N Defekte in H Stunden gefunden
– Mehr als N aufeinanderfolgende fehlerhafte Leiterplatten

Die ACL-Clients 10 umfassen Mittel zum Anschließen an eine Vielzahl verschiedener Produktionsmaschinen, die unter dem Protokoll TCP/IP laufen. Sie verwenden ferne Prozeduraufrufe (Remote Procedure Call, RPC), um in ihren jeweiligen Positioniermaschinen 2 Prozeduren auszuführen.
Im Folgenden werden die Verfahren des ACL-Clients 10 unter Bezug auf 5 ausführlich beschrieben.
ACL: Gewinnung der Produktionsdaten von der Positioniermaschine
Nach dem Einlegen einer Leiterplatte erzeugt die Positioniermaschine ein Ereignis „Neue Positionierung" für die Produktionsdaten über die Leitung 20. Der ACL-Client 10 versteht dieses Datenformat. Ein allgemeineres Format unter Verwendung des XML-Protokolls für die Produktionsdaten als das in der obigen Tabelle angegebene lautet wie folgt:
Durch Verwendung des XML-Protokolls kann die Liste der Maschinenattribute für die Positionierung der RefDes einfach erweitert werden. Das Protokoll für das Erzeugen des Ereignisses „Neue Positionierung" und zum Bereitstellen dynamischer Positionierungsdaten für den ACL-Client 10 wird zwischen den Herstellern der Positioniermaschine und den Lieferanten des Regelkreiscontrollers 6 vereinbart. Das XML-Protokoll ist für die Übertragung der Daten von hierarchischen Maschinenteilen besonders geeignet.
ACL: Genauigkeit der Produktionsdaten für den Mess-Server
Der ACL-Client 10 analysiert die Produktionsdaten und formt sie so um, dass der Mess-Server sie in eine Datenbank eintragen kann. Dann werden die Daten über die Leitung 21 zum Mess-Server weitergeleitet.
ACL: Gewinnung der korrelierenden Daten vom Mess-Server
Der ACL-Client sammelt über die Leitung 23 die dynamischen korrelierenden Daten vom Mess-Server, wenn bestimmte Kriterien wie beispielsweise die oben angegebenen Bedingungen erfüllt sind.
ACL: Steuerung der Positioniermaschine
Nach der Gewinnung der dynamischen korrelierenden Daten passt der ACL-Client 10 die Daten an, um alle Unterschiede zwischen den Koordinatensystem der Positioniermaschine 2 und der Messmaschine 3 auszugleichen. Dann erzeugt der ACL-Client 10 ein Ereignis „Neue Steuerungsmessung" mit einem Steuersignal auf der Leitung 24, das durch die Positioniermaschine 2 erfasst wird. Die Positioniermaschine 2 versteht das Format des Steuersignals. Im Folgenden wird ein Beispiel für einen XML-Code gezeigt:
Das Protokoll zum Erzeugen eines neuen Ereignisses „Neue Steuerung" und zum Liefern der Messdaten an die Positioniermaschine ist voreingestellt.
ACL: Abschalten der Positioniermaschine
Der ACL-Client 10 empfängt vom Mess-Server 11 ein Alarmsignal, wenn ein Kriterium wie beispielsweise die oben beschriebenen Bedingungen für das Abschalten erfüllt ist. Dieses Alarmsignal wird zur Positioniermaschine 2 gesendet, damit diese abgeschaltet wird.
Im Folgenden werden unter Bezug auf 6 die Verfahren des Mess-Servers ausführlich beschrieben.
MS: Gewinnung der Messdaten von der Messmaschine
Der Mess-Server 11 sammelt die von der Messmaschine 3 kommenden statischen Messdaten. Die Messdaten werden in eine Datenbank eingetragen und darin gespeichert.
MS: Gewinnung der Messdaten von der Messmaschine
Der Mess-Server 11 sammelt Produktionsdaten von den ACL-Clients 10. Dann setzt der Mess-Server die Produktionsdaten mit den Messdaten in Beziehung zueinander. Die Datenbank wird durch die korrelierenden Daten aktualisiert.
MS: Lieferung der korrelierenden Daten an die ACL-Clients
Der Mess-Server 11 stellt den ACL-Clients 10 die korrelierenden Daten zur Verfügung, wenn bestimmte Kriterien erfüllt sind. Nach der Korrelation der Daten muss der Mess-Server 11 daher anhand dieser Kriterien Prüfungen durchführen. Nehmen wir beispielsweise an, dass ein ACL-Client 10 korrelierende Daten anfordert, wenn die mittlere X-Abweichung der Maschine mehr als 50 μm beträgt. Der Mess-Server 11 fragt nach dem Aktualisieren der Datenbank mit den korrelierenden Daten diese Datenbank nach Werten der X-Abweichung der Maschine von mehr als 50 μm ab. Wenn dieses Kriterium erfüllt ist, erzeugt der Mess-Server 11 anhand der X-Abweichung der Maschine, die durch die ACL-Clients 10 erfasst wird, ein Ereignis „Kriterium erfüllt".
MSS: Defektalarmsignal
Der Mess-Server 11 erzeugt ein Ereignis „Defektalarm", das bei Erfüllung bestimmter Defektkriterien durch die ACL-Clients 10 erfasst wird. Angenommen, ein ACL-Client 10 fordert beispielsweise beim Vorliegen von Defekten auf einer Leiterplatte ein Defektalarmsignal an, dann fragt der Mess-Server 11 seine Datenbank ab, nachdem diese mit den Messdaten aktualisiert worden ist. Wenn ein Defekt gefunden wird, erzeugt der Mess-Server ein Ereignis „Defektalarm".
Es ist klar, dass die Erfindung eine automatische Korrektur bereitstellt. Die Einzelteile des Regelkreiscontrollers 6 arbeiten ständig synchron mit den zugehörigen Produktions- und Messmaschinen, und das Steuersignal wird bei Bedarf in Echtzeit aktiviert. Dies wird auf sichere und kontrollierte Art erreicht. Dies ist unter Anderem darauf zurückzuführen, dass der Mess-Server 11 sowohl über die Messdaten als auch über die Produktionsdaten verfügt und so korrelierende Daten erzeugen kann. Eine weitere Ursache hierfür besteht darin, dass der Verfahrenstechniker die Qualität visuell überwachen und die Auswirkungen der erfolgten Korrekturen beobachten und je nach Notwendigkeit das Steuersignal aktivieren oder deaktivieren kann. Wegen der modularen Client-Server-Architektur und der Beziehungen innerhalb der Datenverarbeitung kann das System einfach installiert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsarten beschränkt, sondern kann bezüglich ihrer Konstruktion sowie in einzelnen Details verändert werden. Zum Beispiel kann für die Produktionsmaschine ein anderer Typ wie etwa ein Klebstoffdosierer oder eine Lötmittel-Siebdruckanlage verwendet werden, die die Bestandteile auf das Substrat aufbringen. Durch die Benutzerschnittstelle des ACL-Clients ist es möglich, den Regelkreiscontroller für einzelne Produktionsabläufe oder zur automatischen Kalibrierung durch mehrfachen Durchlauf einer „Masterplatte" einzusetzen.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Schaltkreises, bei dem eine Positioniermaschine (2) Komponenten auf einem Substrat ablegt und eine Messmaschine (3) die Qualität prüft, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende weitere Schritte umfasst, bei denen: ein Regelkreiskontroller die Messdaten von der Messmaschine erfasst; der Regelkreiskontroller Aufschaltungsproduktionsdaten (20, 21) von der Positioniermaschine in Echtzeit dynamisch empfängt, wobei die Produktionsdaten Teile der Positioniermaschine den abgelegten Komponenten zuordnen, der Regelkreiskontroller (6) die Messdaten und die Produktionsdaten verwendet, um ein Steuersignal für die Positioniermaschine (2) zu erzeugen; und die Positioniermaschine (2) das Steuersignal für eine verbesserte Verfahrenssteuerung verwendet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Regelkreiskontroller (6) Konfigurationsregeln verwendet, die der Positioniermaschine (2) zugeordnet sind, um das Steuersignal zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Regelkreiskontroller ebenfalls ein Substratidentifizierungsmittel verwendet, um das Steuersignal zu erzeugen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Produktionsdaten Teile der Positioniermaschine auf Maschinen-, Träger-, Revolverkopf-, Kopf-, Düsen- und Zufuhrvorrichtungsniveau abgelegten Komponenten zuordnen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Regelkreiskontroller (6) eine Ausgabe dynamisch erzeugt, um die Messdaten einem Verfahrenstechniker zu übermitteln.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Ausgabe Genauigkeitsdiagramme umfasst, die die Genauigkeit einer abgelegten Komponente veranschaulichen.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Regelkreiskontroller (6) beginnt, das Steuersignal rückzuführen, nachdem er die Ausgabe erzeugt und einen Befehl von einem Verfahrenstechniker empfangen hat.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sowohl die Positioniermaschine (2) als auch die Messmaschine (3) automatisch ein Substratidentifizierungsmittel erfasst und die Messmaschine das Identifizierungsmittel in die Messdaten integriert, um die Produktionsdaten mit den Messdaten in Beziehung zu bringen.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Substratidentifizierungsmittel ein Strichcode ist und die Positioniermaschine (2) und die Messmaschine (3) den Strichcode lesen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Regelkreiskontroller (6) einen Mess-Server (11) und einen Regelkreis-Client (10) umfasst, wobei der Mess-Server (11) die Messdaten von der Messmaschine (3) erfasst und der Regelkreis-Client (10) die Produktionsdaten von der Positioniermaschine erfasst, das Steuersignal erzeugt und es zu der Positioniermaschine (2) zurückführt.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei mit jeder Messmaschine (3) ein Mess-Server (11) verbunden ist.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei mit jeder Positioniermaschine (2) ein Regelkreis-Client (10) verbunden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Mess-Server (11) die Messdaten und die Produktionsdaten verwendet, um korrelierende Daten zu erzeugen, und die korrelierenden Daten dem Regelkreis-Client (10) zuführt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Regelkreis-Client (10) die korrelierenden Daten verwendet, um gemäß Konfigurationsregeln, die der zugehörigen Positioniermaschine (2) zugeordnet sind, das Steuersignal zu erzeugen.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Regelkreiskontroller eine Ausgabe dynamisch erzeugt, um die Messdaten einem Verfahrenstechniker zu übermitteln; und wobei der Regelkreis-Client (10) die Ausgabe für den Verfahrenstechniker gemäß korrelierenden Daten erzeugt, die er von dem Mess-Server (11) empfangen hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei der Mess-Server (11) einen Datenverarbeitungsserver umfasst, der Regelkreis-Client (10) einen Datenverarbeitungsclient umfasst und der Client (10) und der Server (11) unter Verwendung der Client-Server-Architektur miteinander kommunizieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 16, wobei die Konfigurationsregeln Bedingungen definieren, um das Senden eines Steuersignals auszulösen.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei eine Bedingung darin besteht, dass eine Verschiebung außerhalb einer Toleranz öfter als eine zuvor eingestellte Anzahl von Malen auftritt.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei eine Bedingung darin besteht, dass eine Verschiebung außerhalb eines hohen Schwellenwertes einmal auftritt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei der Regelkreiskontroller (6) einen Befehl zum Abschalten der Positioniermaschine in dem Steuersignal enthält, wenn ein Alarmzustand vorliegt.
Regelkreiskontroller (6), der Folgendes umfasst: Mittel (11) zum automatischen Erfassen von Messdaten von einer Messmaschine (3) zur Prüfung eines Schaltkreises mit Komponenten, die von einer Positioniermaschine abgelegt werden; Mittel zum dynamischen Empfang von Aufschaltungsproduktionsdaten (20, 21) von der Positioniermaschine in Echtzeit, wobei die Produktionsdaten Teile der Positioniermaschine den abgelegten Komponenten zuordnen; und Mittel (10) zur Verwendung der Messdaten und der Produktionsdaten, um ein Steuersignal für die Positioniermaschine (2) zu erzeugen und das Steuersignal zu der Positioniermaschine (2) zurückzuführen.
Kontroller nach Anspruch 21, wobei der Regelkreiskontroller Folgendes umfasst: einen Mess-Server (11), der Mittel zum Erfassen der Messdaten und zum Korrelieren der Messdaten mit den Produktionsdaten umfasst, die anzeigen, welche Teile der Positioniermaschine an der Ablegung von Komponenten beteiligt waren, und zur Rückführung (23) der korrelierenden Daten, und einen Regelkreis-Client (10), der Mittel zum Empfang der zurückgeführten korrelierenden Daten und zur Verwendung der korrelierenden Daten zur Erzeugung des Steuersignals gemäß den Konfigurationsregeln umfasst.
Kontroller nach Anspruch 22, wobei der Regelkreiskontroller Mittel zum Erzeugen einer Ausgabe für den Verfahrenstechniker umfasst, die die Messdaten enthalten.
Kontroller nach Anspruch 23, wobei der Regelkreis-Client (10) Mittel zum Erzeugen der Ausgabe unter Verwendung der korrelierenden Daten umfasst.
Kontroller nach Anspruch 24, wobei der Regelkreis-Client (10) Mittel zum Einleiten der Rückführung eines Steuersignals bei Empfang eines Befehls von einem Verfahrenstechniker umfasst.
Kontroller nach einem der Ansprüche 21 bis 25, wobei der Mess-Server (11) einen Datenverarbeitungsserver umfasst, der Regelkreis-Client (10) einen Datenverarbeitungsclient umfasst und der Client und der Server Mittel umfassen, um unter Verwendung der Client-Server-Architektur miteinander zu kommunizieren.
Kontroller nach einem der Ansprüche 22 bis 26, wobei der Mess-Server eine Klassenstruktur mit einem Verfahren zur Erfassung von Produktionsdaten und einem Verfahren zur Erfassung von Messdaten aufweist.
Kontroller nach Anspruch 27, wobei der Mess-Server (11) ein Verfahren zum Erzeugen eines Fehleralarmereignisses aufweist.
Kontroller nach einem der Ansprüche 22 bis 28, wobei der Regelkreis-Client eine Klassenstruktur mit einem Verfahren jeweils für die Erfassung von Produktionsdaten, die Erfassung von korrelierenden Daten und das Senden eines Steuersignals aufweist.
Kontroller nach Anspruch 29, wobei der Regelkreis-Client (10) ein Verfahren zum Abschalten der Positioniermaschine aufweist.