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Allgemeiner
Stand der Technik
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Gebiet der
Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Montage von elektronischen
Bauteilen, insbesondere eine automatische Einrichtung zur Montage
von elektrischen Bauteilen, die mit einer Saugdüse, welche an einem Montagekopf
befestigt ist, ein elektronisches Bauteil aus einer Bauteilzufuhr
entnimmt, das Bauteil erkennt, um die Position des Bauteils auf Grundlage
eines Bildes einzustellen, das von einer Bauteilerkennungskamera
erfasst wurde, und das Bauteil auf einer Leiterplatte montiert.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Eine
Einrichtung zur Montage von elektronischen Bauteilen des Stands
der Technik misst mit Hilfe eines Liniensensors eine Höhe einer
Unterfläche eines
elektronischen Bauteils, das mit einer Saugdüse aufgenommen wurde, um die
Haltung des von der Düse
gehaltenen Bauteils zu detektieren, vergleicht das Ergebnis mit
Dimensionsdaten des Bauteils, und trifft eine Entscheidung zu einer
unnormalen Ansaugung, bei der das Bauteil in einer falschen Position angesaugt
wird, falls das Ergebnis eine bestimmte Höhe übersteigt.
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Allerdings
ist die Entscheidung der unnormalen Ansaugung bei einem winzigen
Bauteil schwierig, insbesondere, wenn die Differenz zwischen der
Breite und der Höhe
des Bauteils gering ist.
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Wenn
der Liniensensor keine Entscheidung treffen kann, ist eine Bauteilerkennung
notwendig, die erfolgt, indem mit einer Bilderkennungskamera ein
Bild des Bauteils aufgenommen wird. Obwohl die Bilderkennungskamera
eine höhere
Auflösung
und Genauigkeit aufweist als der Liniensensor, und die Entscheidung
der Bauteilerkennungskamera zuverlässig ist, da die Entscheidung
auf Grundlage von zweidimensionalen Informationen getroffen wird,
besteht immer noch die Möglichkeit
eines ähnlichen Problems
wie dem oben beschriebenen.
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Eine
bekannte Montageeinrichtung (JP-A-63/249018) ist dazu konfiguriert,
ein elektronisches Bauteil mit einer Saugdüse aufzunehmen, mit einer Bauteilerkennungsvorrichtung
und einer Entscheidungsvorrichtung eine Positionserkennung des elektronischen
Bauteils durchzuführen,
das von der Saugdüse
gehalten wird, und das Bauteil auf einer Leiterplatte zu montieren.
Zum Durchführen
der Erkennung weist die Einrichtung zur Bauteilerkennung eine Erkennungsvorrichtung
eines Projektionstyps auf, die an eine Entscheidungsvorrichtung
gekoppelt ist. Diese Erkennungsvorrichtung und die Entscheidungsvorrichtung
sind dazu ausgelegt, zu entscheiden, ob ein elektronisches Bauteil,
das montiert werden soll, in einer richtigen Montagerichtung ausgerichtet
ist oder nicht. Wenn es nicht in der richtigen Richtung ausgerichtet
ist, wird das elektronische Bauteil als unnormal betrachtet und
nicht montiert. Die Entscheidungsvorrichtung ist dazu ausgelegt,
mit einem Skalensignal zu arbeiten, das die Fläche des elektronischen Bauteils
darstellt, wie sie von der Erkennungsvorrichtung bestimmt wurde.
Diese bekannte Vorrichtung ist nicht dazu in der Lage, eine Dimension
zu messen, und zwischen Breite und Höhe zu unterscheiden.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Montageeinrichtung bereitzustellen,
die eine Entscheidung zu einer unnormalen Ansaugung des Bauteils
auch dann zulässt,
wenn die Differenz zwischen der Breite und der Höhe des Bauteils gering ist.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Die
Lösung
gemäß der Erfindung
liegt in den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche
und vorzugsweise in denen der abhängigen Ansprüche.
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Ein
erster Aspekt dieser Erfindung ist das Bereitstellen einer Einrichtung
zum Montieren von elektronischen Bauteilen, die mit einer Saugdüse, welche
an einem Montagekopf befestigt ist, ein elektronisches Bauteil aus
einer Bauteilzufuhr entnimmt, ein Bild des Bauteils, das von der
Saugdüse
gehalten wird, mit einer Bauteilerkennungskamera aufnimmt, um das
Bauteil für
eine Erkennungsverarbeitung durch einen Positionserkennungssensor
zu erkennen, die Position des Bauteils auf Grundlage der Erkennungsverarbeitung
einstellt, und das Bauteil auf einer Leiterplatte montiert. Die
Einrichtung weist eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) auf, die
dazu dient, auf Grundlage der Ausgabe von einem Sensor, der auf
dem Weg des Montagekopfes angeordnet ist, die Dicke des elektronischen
Bauteils an der Düse
zu detektieren, eine Bildverarbeitungseinheit, die dazu dient, auf
Grundlage des Bildes, das von der Bauteilerkennungskamera aufgenommen
wurde, die Dimensionen des e lektronischen Bauteils zu messen, und
eine CPU, die dazu dient, auf Grundlage der Dimensionen des Bauteils,
die von der Bildverarbeitungseinheit gemessen wurden, und der Dicke,
die von der CPU zum Detektieren der Dicke detektiert wurde, eine
Entscheidung darüber
zu treffen, ob die Haltung des Bauteils an der Düse normal ist oder nicht.
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Ein
zweiter Aspekt dieser Erfindung ist das Bereitstellen einer Einrichtung
zum Montieren von elektronischen Bauteilen, die mit einer Saugdüse, welche
an einem Montagekopf befestigt ist, ein elektronisches Bauteil aus
einer Bauteilzufuhr entnimmt, ein Bild des Bauteils, das von der
Saugdüse
gehalten wird, mit einer Bauteilerkennungskamera aufnimmt, um das
Bauteil für
eine Erkennungsverarbeitung durch einen Positionserkennungssensor
zu erkennen, die Position des Bauteils auf Grundlage der Erkennungsverarbeitung
einstellt, und das Bauteil auf einer Leiterplatte montiert. Die
Einrichtung weist Folgendes auf: einen Speicher zum Speichern von
Informationen zu Dimensionen aller Typen elektronischer Bauteile,
eine CPU, die dazu dient, auf Grundlage der Ausgabe eines Sensors,
der auf dem Weg des Montagekopfes angeordnet ist, eine Unterkantenposition
des elektronischen Bauteils an der Düse zu erfassen, eine CPU, die
dazu dient, auf Grundlage der Unterkantenposition, die von der CPU
zum Erfassen der Unterkantenposition und der Informationen zu den
Dimensionen des im Speicher gespeicherten Bauteils zu entscheiden,
ob eine Haltung des elektronischen Bauteils, das von der Saugdüse gehalten wird,
normal ist oder nicht, eine Bildverarbeitungseinheit, die dazu dient,
auf Grundlage des Bildes, das von der Bauteilerkennungskamera aufgenommen wurde,
die Dimensionen des elektronischen Bauteils zu messen, wenn die
CPU entscheidet, dass die Haltung des elektronischen Bauteils nor mal
ist, und eine CPU, die dazu dient, auf Grundlage der Dimensionen des
Bauteils und der Unterkantenposition, die von der CPU zum Erfassen
der Unterkantenposition erfasst wurde, zu entscheiden, ob die Haltung
des elektronischen Bauteils, das von der Saugdüse gehalten wird, normal ist
oder nicht, wenn die Dimensionen des elektronischen Bauteils, die
von der Bildverarbeitungseinheit gemessen wurden, innerhalb des
Toleranzbereichs liegen.
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Durch
Bereitstellen zweier unabhängiger Sensoren,
die Daten zur Dicke und zu den Dimensionen des zu montierenden elektronischen
Bauteils liefern, und durch Kombinieren dieser Daten kann die Entscheidungsvorrichtung
auch unter ungünstigen Umständen eine
zuverlässigere
Entscheidung hinsichtlich einer unnormalen Saughaltung des elektronischen
Bauteils treffen, wenn die Differenz zwischen der Breite und der
Höhe des
elektronischen Bauteils gering ist. Auf diese weise kann die Häufigkeit
von Substratfehlern aufgrund fehlerhaft montierter elektronischer
Bauteile reduziert werden.
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Die
Erfindung stellt also eine Einrichtung zum Montieren von elektronischen
Bauteilen bereit, die für
eine zuverlässigere
Entscheidung zu einer unnormalen Ansaugung des Bauteils verwendbar
ist, auch wenn die Differenz zwischen der Breite und der Höhe des elektronischen
Bauteils gering ist. Wenn die Differenz zwischen der Dicke des elektronischen Bauteils,
die von einem Sensor detektiert wird, und den Daten zu seiner Dicke,
die im RAM gespeichert sind, innerhalb der Toleranzen liegt, entscheidet
ein Entscheidungsmittel, vorzugsweise eine CPU, dass das Bauteil,
das von der Saugdüse
gehalten wird, sich in einer normalen Haltung befindet, und führt eine
normale Verarbeitungssteuerung aus.
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Dann
nimmt eine Erkennungskamera ein Bild des elektronischen Bauteils
auf, und eine Bildverarbeitungseinheit führt eine Erkennungsverarbeitung
durch, um die Geometrie des Bauteils zu messen. Das Entscheidungsmittel,
also die CPU, entscheidet dann, ob die Größe des Bauteils innerhalb des
Toleranzbereichs liegt oder nicht. Wenn sowohl die X-Dimension als auch
die Y-Dimension des Bauteils, das von der Bildverarbeitungseinheit
gemessen wird, innerhalb ihres jeweiligen Toleranzbereichs liegen,
werden die Y-Dimension, die von der Bildverarbeitungseinheit gemessen
wurde, und die Dicke, die von dem Sensor erfasst wurde, verglichen,
und das Bauteil wird als normal befunden, wenn die Y-Dimension größer ist.
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Kurze Beschreibung
der Figuren
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1 ist
ein Blockdiagramm, das die Steuerung einer Einrichtung zum Montieren
von elektronischen Bauteilen einer Ausführungsform dieser Erfindung
zeigt.
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2 ist
eine Draufsicht auf eine automatische Einrichtung zum Montieren
von elektronischen Bauteilen.
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3 ist
eine Seitenansicht mit einer Teilquerschnittansicht der Einrichtung
zum Montieren von elektronischen Bauteilen aus 2.
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4 ist
eine Tabelle, die Daten eines Bauteils zeigt, das in der Ausführungsform
benutzt wird.
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5 ist
eine Tabelle die Daten eines anderen Bauteils zeigt, das in der
Ausführungsform
benutzt wird.
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6 ist
eine Tabelle die Daten eines anderen Bauteils zeigt, das in der
Ausführungsform
benutzt wird.
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7 ist
ein Ablaufdiagramm einer Haltungsentscheidung auf Grundlage der
Unterkantendetektion.
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8 ist
eine Seitenansicht, die ein Chipbauteil zeigt, das von einer Saugdüse gehalten
wird.
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9 ist
ein Ablaufdiagramm einer Haltungsentscheidung auf Grundlage der
Unterkantendetektion und der Dimensionsmessung eines aufgenommenen
Bauteilsbildes.
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10 ist
eine Seitenansicht eines integrierten Schaltkreises, der in der
Ausführungsform
benutzt wird.
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11 ist
eine Seitenansicht eines elektrolytischen Kondensators, der in der
Ausführungsform benutzt
wird.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Im
Folgenden soll eine Ausführungsform
der Erfindung beschrieben werden.
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2 und 3 zeigen
einen Y-Tisch 1, der sich, angetrieben von einem Y-Achsenmotor 2,
in Y-Richtung bewegt, einen XY-Tisch 3, der sich, angetrieben
von einem X-Achsenmotor 4 auf
dem Y-Tisch, in X-Richtung bewegt, und sich deshalb sowohl in X- als
auch in Y-Richtung bewegt, und eine Leiterplatte 6, an
der ein elektronisches Chipbauteil 5 (im Folgenden als
Chipbauteil oder Bauteil bezeichnet) angebracht werden soll, das
mit Hilfe eines Befesti gungsmittels an dem XY-Tisch montiert ist,
welches nicht in der Figur gezeigt ist.
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Eine
Vielzahl von Bauteilzuführeinrichtungen 8 zum
Zuführen
des Chipbauteils 5 sind an einer Zuführbühne 7 angeordnet.
Ein Zuführbühnenantriebsmotor 9 dreht
eine Kugelgewindespindel 10, die in eine Mutter 11 eingepasst
ist, die an der Zuführbühne 7 befestigt
ist, und die Zuführbühne 7 dazu
bringt, sich geführt
von einer Linearführung 12 in
X-Richtung zu bewegen.
Montageköpfe 15 als
Trägerköpfe mit sechs
Saugdüsen 14 als
Herausnahmedüsen
sind an einer Außenkante
eines Drehtisches 13 angeordnet, der sich mit regelmäßigen Unterbrechungen dreht,
die einem Unterbrechungsabstand entsprechen.
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Der
Montagekopf 15 hält
an einer Saugstation an, wo die Saugdüse 14 das Bauteil 5 von
der Bauteilzuführeinrichtung 8 aufsaugt.
Eine Erkennungskamera 16 ist an einer Erkennungsstation
angeordnet, und nimmt ein Bild des elektronischen Bauteils 5 an
der Saugdüse 14 auf.
Das von der Erkennungskamera 16 aufgenommene Bild wird
von einer Bildverarbeitungseinheit 18 verarbeitet, um eine
Verschiebung des elektronischen Bauteils 5 zu erkennen.
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Nach
der Erkennungsstation hält
der Montagekopf an einer Winkeleinstellstation an, wo der Montagekopf 15 von
einer Kopfrotationseinrichtung 17 zum Korrigieren einer
Winkelverschiebung des Chipbauteils 5 um einen Winkel in
Richtung θ gedreht wird,
der sich ergibt, indem eine Winkelgröße von einem Erkennungsergebnis
der Bildverarbeitungseinheit 18 mit einer Winkelgröße aus Montagedaten (nicht
in der Figur dargestellt) addiert wird. Eine zweite Halteposition
nach der Winkeleinstellstation ist eine Montagestation, wo das elektronische
Bauteil 5 an der Saugdüse 14 auf
dem Substrat 6 montiert wird.
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Der
Montagekopf 15 ist an einer Unterseite eines Kopf-Auf- und Abwärtsbewegungsschafts 40 angebracht,
der den Drehtisch 13 sowohl innen als auch außen durchdringt
und aufwärts
und abwärts bewegbar
ist, wobei eine Oberseite des Schafts 40 an einer L-förmigen Rollenhalterung 41 befestigt
ist. Ein oberer Nockenmitnehmer 42 und ein unterer Nockenmitnehmer 43 sind
verschwenkbar an und in der Halterung 41 gehalten.
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Eine
Haltebühne 44 ist
unter dem Drehtisch 13 angeordnet und hält sie horizontal verschwenkbar.
Ein Zylindernocken 45 ist um die Haltebühne 44 herum ausgebildet.
Der Montagekopf 15 bewegt sich mit der Drehung des Drehtisches 13,
während
er von dem Zylindernocken 45 gehalten wird, der durch eine Feder
(in der Figur nicht dargestellt) zwischen den oberen Nockenmitnehmer 42 und
den unteren Nockenmitnehmer 43 geklemmt ist.
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An
der Saugstation und der Montagestation wird der Zylindernocken 45 ausgeklinkt.
Der Montagekopf 15 bewegt sich aufwärts und abwärts, um die Komponente anzusaugen
oder zu montieren, indem sich Aufwärts- und Abwärtsbewegungskörper 46 und 47,
angetrieben von einem nicht dargestellten Nocken, aufwärts und
abwärts
bewegen, während
dieser zwischen den oberen Nockenmitnehmer 42 und den unteren
Nockenmitnehmer 43 geklemmt ist.
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Ein
Auf- und Abwärtsbewegungsstab 20 kippt
einen Kipphebel 21 der Bauteilzuführeinrichtung 8, um
das Chipbauteil 5 in eine Bauteilansaugposition der Saugdüse 14 zu
bringen, in dem ein nicht dargestelltes Bauteillagerband vorgerückt wird,
auf dem die Chipbauteile 5 in vorbestimmten Intervallen mit
Unterbrechung entsprechend den Intervallen gelagert sind. Eine Bandspule 22 spult
das Bauteillagerband, das nicht dargestellt ist. An einer zweiten
Station nach der Saugstation ist ein Liniensensor 27 angeordnet,
um eine Haltung des Chipbauteils 5 zu detektieren, das
an der Saugdüse 14 gehalten
wird, wie in 1 gezeigt. Der Liniensensor 27 ist
aus einem Sender 28, der horizontal einen Lichtstrahl abgibt, und
einem Empfänger 29 zusammengesetzt,
der aus einer Vielzahl von CCD-Elementen besteht, die an einer vertikalen
Fluchtlinie ausgerichtet sind, damit der Lichtstrahl empfangen werden
kann. Der Sender 28 kann Licht von einer LED benutzen und
es mit einem Kondensor auffangen, um einen kollimierten parallelen
Strahl zu übertragen,
oder er kann in gleicher Weise Licht von einem Laser benutzen. Es
sind 1.000 CCD-Elemente vorgesehen, ausgerichtet innerhalb einer
Höhe von
10 mm. Jedes einzelne CCD-Element kann die Menge an empfangenem Licht
detektieren, und als ein EIN/AUS-Sensor benutzt werden, indem ein
Schwellenwert für
die Menge empfangenen Lichts gesetzt wird. Ein Anteil, der durch
das Bauteil 5 oder die Saugdüse 14 abgeschirmt
wird, kann durch die EIN/AUS-Ausgaben als vertikale Positionsdaten
detektiert werden.
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Der
Liniensensor 27 ist fest angeordnet, damit der Lichtstrahl
vom Sender 28 etwa auf die Mitte der Saugdüsen 14 trifft,
wenn die Saugdüse
aufgrund des Anhaltens des Drehtisches 13 anhält.
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Als
nächstes
soll unter Bezugnahme auf 1 ein Steuerungsblock
der automatischen Einrichtung zum Montieren von elektronischen Bauteilen beschrieben
werden.
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Eine
CPU 31 arbeitet als Zentralsteuerung, und steuert auf Grundlage
verschiedener Daten, die in RAM 32 gespeichert sind, und
Information von dem Liniensensor 27 usw. entsprechend einem
in ROM 33 gespeicherten Programm verschiedene Operationen
im Zusammenhang mit dem Montieren der Chipbauteile 5. Der
Liniensensor 27 ist über
eine Schnittstelle 34 mit der CPU 31 verbunden.
Ein Indexinotor 35 des Drehtisches 13, bei dem
es sich um eins der durch die CPU 31 gesteuerten Objekte
handelt, ist über
die Schnittstelle 34 und eine Antriebsschaltung 36 mit
der CPU 31 verbunden.
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Der
Ausgang des Liniensensors 27 erfolgt durch die einzelnen
CCD-Elemente. Die CPU 31 berechnet eine Unterkantenposition
als niedrigsten Kantenspitzenwert, wobei es sich um eine vertikale Position
einer Grenze zwischen einem niedrigsten abgeschirmten Teil und einem
nicht abgeschirmten Teil handelt. Der RAM 32 weist einen
Einlesespeicher 38 als Speichermittel für die Unterkantenposition während der
Bewegung auf, und einen Haltespeicher 39 als Speichermittel
für die
niedrigste Unterkantenposition. Der Einlesespeicher 38 liest
die vertikale Position der Unterkante des Bauteils 5 ein,
die in regelmäßigen Intervallen
anhand der Ausgabe des Liniensensors 27 berechnet wird,
d.h. bei jeder Bewegung der Saugdüse 14 über eine
bestimmte Strecke. Der Haltespeicher 39 speichert den größeren Wert oder
die niedrigere Position, indem er die Daten mit dem Wert im Einlesespeicher 38 vergleicht.
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Der
RAM 32 speichert Daten zu den Dimensionen jedes Bauteils,
wie beispielsweise in 4 bis 6 gezeigt,
z.B. die Dicke eines Bauteils und seinen Toleranzbereich, auf die beim
Vergleich mit der niedrigsten Kantenposition, die im Haltespeicher 39 gespeichert
ist, Bezug zu nehmen ist.
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Im
Folgenden sollen Operationen mit dem oben beschriebenen Aufbau erläutert werden.
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Wenn
die automatische Operation der automatischen Einrichtung zum Montieren
elektronischer Bauteile von einer Operation an einer nicht dargestellten
Operationseinheit ausgelöst
wird, bewegt sich die Zuführbühne 7,
und die Bauteilzuführeinrichtung 8 hält an einer
Ansaugposition der Saugdüse 14 an
der Saugstation an, und das Chipbauteil 5 wird durch eine
Abwärtsbewegung
der Düse 14 aufgenommen,
Montagedaten zu dem Bauteil 5 entsprechend, die in der
Montagereihenfolge im nicht dargestellten RAM 32 gespeichert
sind.
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Als
nächstes
dreht sich der Drehtisch 13, der über einen Indexmechanismus
von einem Indexmotor 35 angetrieben wird, mit Unterbrechungen,
der Kopf 15 bewegt sich zu der nächsten Station und hält dort
an und bewegt sich mit der nächsten
Drehung weiter zu einer Station, an der der Liniensensor 27 angeordnet
ist. Die CPU 31 detektiert einen Zeitpunkt zum Beginnen
der Detektion kurz vor Anhalten des Drehtisches 13 und
führt die
in einem Ablaufdiagramm aus 7 gezeigten
Operationen aus. Der Zeitpunkt ist der, an dem die CPU detektiert,
dass ein nicht dargestellter Sensor eingeschaltet wird, indem sie
eine vorbestimmte Drehung einer Nockenwelle detektiert, die eine
Umdrehung um 360 Grad vollzieht, während der Drehtisch 13 eine
unterbrochene Drehung vollzieht. Eine Position des Kopfes 15 zu diesem
Zeitpunkt wird als eine feste Position festgelegt, derart, dass
die Erfassung beginnt, bevor eine Vorderkante des Chipbauteils 5 an
der Saugdüse 14 einen
Detektionspunkt erreicht, d.h. eine Lichtstrahlposition unter Berücksichtigung
einer Verschiebung in eine Richtung größtmöglicher Bewegung des Chipbauteils 5.
Der Sender 28 des Liniensensors 27 gibt den Lichtstrahl
ohne Unterbrechung ab, und der Empfänger 29 ist stets
bereit, den Lichtstrahl zu empfangen und eine Ausgabe bereitzustellen.
Stattdessen ist es auch möglich,
dass der Sender mit der Abgabe des Lichtstrahls und der Liniensensor 27 mit
der Ausgabe zum Zeitpunkt des Detektionsbeginns beginnen. Oder der
Zeitpunkt für
den Detektionsbeginn und der Zeitpunkt für das Detektionsende können in einem
Bereich eingestellt werden, der die Detektion eines Bauteils 5 einer
bestimmten Größe zulässt.
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Zum
Zeitpunkt des Detektionsbeginns werden zunächst der Einlesespeicher 38 und
der Haltespeicher 39 gelöscht, und die CPU 31 berechnet
anhand der Ausgabe des Liniensensors 27 die niedrigste
Position von abgeschirmt bis nicht abgeschirmt als niedrigsten Kantenspitzenwert,
und speichert diesen im Einlesespeicher 38. Der Ursprung
dieses Wertes wird oberhalb der Höhe der Unterkante der Saugdüse 14 gesetzt,
und der Wert wird als nach unten hin zunehmend eingestellt.
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Die
CPU vergleicht den Wert mit einem Wert, der im Haltespeicher 38 gespeichert
ist, und speichert den größeren Wert
im Haltespeicher 39. Anfangs ist er null, da kein Bauteil
vorhanden ist. Die Düse 14 bewegt
sich während
der Operation, und die CPU wiederholt die Operation, da der Zeitpunkt
zum Beenden der Detektion noch nicht gekommen ist. Die CPU 31 liest
die Ausgabe des Liniensensors 27, wenn ein Abschnitt des
Bauteils 5, z.B. ein Abschnitt, der in 8 mit
der zweiten durchbrochenen Linie von links dargestellt ist, in eine
Position des Lichtstrahls von Sen der 28 des Liniensensors 27 gelangt. Eine
Unterkantenposition, die in 8 durch
einen runden schwarzen Punkt angezeigt ist, wird berechnet. Ein
Wert für
die Position wird im Einlesespeicher 38 gespeichert, mit
dem Wert im Haltespeicher 39 verglichen und im Haltespeicher 38 gespeichert,
da der Wert im Einlesespeicher 38 größer ist als der Wert im Haltespeicher 39.
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In
der Zwischenzeit bewegt sich die Saugdüse 14 weiter, und
zum nächsten
Lesezeitpunkt der CPU 31 wird die Ausgabe des Liniensensors 27 für die dritte
durchbrochene Linie von links aus 8 gelesen.
Dieser Wert ist größer als
der Wert im Haltespeicher 39, weshalb der Wert im Haltespeicher 39 ersetzt
wird.
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Bei
der nächsten
Einleseposition ist die Unterkantenposition höher, und der Wert wird kleiner. Deshalb
bleibt der Wert im Haltespeicher 39 unberührt. Die
Ausgabe des Liniensensors 27 wird an jeder Position abgelesen,
die durch die jeweilige durchbrochene Linie in 8 angezeigt
wird. Wenn von einem nicht dargestellten Sensor, der an der Nockenwelle
angebracht ist und dem zuvor beschriebenen ähnlich ist, der Zeitpunkt zum
Beenden der Detektion erfasst wird beendet die CPU 31 das
Einlesen. Wenn es sich bei dem Bauteil um das in 4 beschriebene
Bauteil handelt, wird der Wert im Haltespeicher 39, also
z.B. 5,8 mm, mit einer Summe von 5,6 mm der Dicke von 0,6 mm und
einer Düsenhöhe von 5,0 mm
verglichen, also mit der Unterkantenposition der Saugdüse 14,
die im RAM 32 gespeichert ist. Da die Differenz von 0,2
mm den Toleranzbereich (± 0,1 mm)
der Dicke übersteigt,
wird dies als unnormal beurteilt (unnormale Haltung), und es folgt
deshalb eine Steuerung für
unnormale Verarbeitung.
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Die
unnormale Verarbeitung bedeutet, dass es zu keiner Operation im
Zusammenhang mit der Bauteilmontage kommt, und wenn die Saugdüse an der
nächsten
Station anhält,
wird das Chipbauteil also nicht an der Montagestation montiert,
sondern an einer zugewiesenen Auswurfstation ausgeworfen.
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Wenn
als nächstes
das Chipbauteil in einer normalen Haltung angesaugt und zu der Station
getragen wird, wo der Liniensensor 27 angeordnet ist, wird
jedes Mal, wenn die CPU die Ausgabe des Liniensensors 27 einliest,
eine vertikale Höhe
der Unterkante des Bauteils 5 berechnet und in den Einlesespeicher 38 eingelesen,
und die niedrigste Kantenposition wird im Haltespeicher 39 gespeichert,
ebenso wie zuvor beschrieben. Der im Haltespeicher 39 gespeicherte
Wert, also z.B. 5,55 mm, wird mit der Summe von 5,6 mm der Dicke
von 0,6 mm und einer Düsenhöhe von 5,0
mm verglichen, also mit einer Unterkantenposition der Saugdüse 14,
die im RAM 32 gespeichert ist. Da die Differenz von 0,05
mm innerhalb des Dicketoleranzbereichs (± 0,1 mm) liegt, wird entschieden,
dass es sich um eine normale Ansaugung (normale Haltung) handelt,
und es folgt eine Steuerung für
normale Verarbeitung.
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Anschließend nimmt
die Erkennungskamera 16 an der Erkennungsstation ein Bild
von dem elektronischen Bauteil 5 an der Saugdüse 14 auf,
und die Bildverarbeitungseinheit 18 führt eine Erkennungsverarbeitung
aus. Das heißt,
das Bild wird von der Bildverarbeitungseinheit 18 aufgenommen
(Bildaufnahme), die Geometrie des Bauteils wird gemessen, und die
gemessene Größe des Bauteils
(in horizontaler Richtung) wird dahingehend beurteilt, ob sie innerhalb
der Toleranz liegt oder nicht.
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Wenn
die Größe des Bauteils,
die von der Bildverarbeitungseinheit 18 gemessen wurde,
für die X-Dimension
1,7 mm und für
die Y-Dimension 0,65 mm beträgt,
gelten beide als innerhalb der Toleranz liegend, wie in 4 gezeigt,
d.h., die X-Dimension liegt innerhalb von 1,6 mm ± 0,1 mm,
und die Y-Dimension liegt innerhalb von 0,75 mm ± 0,1 mm. Dann werden die
Y-Dimension von 0,65 mm, die von der Bildverarbeitungseinheit 18 gemessen
wurde, und die Dicke von 0,55 mm, die das Ergebnis der Messung mit
Hilfe des Liniensensors 27 ist, verglichen, und das Bauteil
wird als normal bewertet und erfährt eine
normale Verarbeitung, da die Y-Dimension größer ist als die Dicke. Der
Montagekopf 15 wird also auf Grundlage eines Erkennungsergebnisses
der Bildverarbeitungseinheit 18 durch eine Kopfrotationseinrichtung 17 gedreht,
um den Winkel des Chipbauteils 5 einzustellen, und das
Chipbauteil 5 wird auf der Leiterplatte 6 montiert,
die durch Bewegung des XY-Tisches 3 an der Montagestation
angeordnet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird, da die Unterkantenposition,
d.h. die vertikale Position der Unterkante des Bauteils 5,
bekannt ist, ein Abwärtshub
der Saugdüse
entsprechend der Unterkantenposition eingestellt, um das Bauteil 5 mit
angemessenem Druck auf der Leiterplatte 6 zu montieren.
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Wenn
jedoch die Dicke als Ergebnis der Messung mit Hilfe des Liniensensors 27 0,7
mm beträgt
und die Y-Dimension 0,65 mm beträgt,
wird das Bauteil als unnormal beurteilt und wird einer unnormalen
Verarbeitung unterzogen, da die Y-Dimension geringer als die Dicke
ist. Das Chipbauteil 5 wird deshalb nicht auf der Leiterplatte
montiert, sondern an der zugewiesenen Auswurfstation ausgeworfen.
Bei diesem Fall handelt es sich um eine so genannte Ansaugung in
ste hender Haltung, und sie entspricht einem Fall, in dem das Chipbauteil 5 an
einer Seitenfläche
anstelle seiner Oberfläche
angesaugt wird.
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Der
nächste
Fall gilt einem Bauteil einer integrierten Schaltung (siehe 10)
mit Bauteildaten, die in 5 gezeigt sind. Die niedrigste
Kantenposition, beispielsweise 7,2 mm, die auf Grundlage der Ausgabe
des Liniensensors im Haltespeicher 39 gespeichert wird,
wird mit der Summe 7,0 mm der Dicke von 2,0 mm und der Düsenhöhe von 5,0
mm verglichen, also der Unterkantenposition der Saugdüse 14, die
im RAM 32 gespeichert ist. Da die Differenz von 0,2 mm
innerhalb des Dicketoleranzbereichs (± 0,2 mm) liegt, wird entschieden,
dass es sich um eine normale Ansaugung (normale Haltung) handelt,
und die CPU 31 führt
eine normale Verarbeitungssteuerung durch, gezeigt in 9.
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Die
Erkennungskamera 16 nimmt also ein Bild des elektronischen
Bauteils 5 auf, und die Bildverarbeitungseinheit 18 führt die
Erkennungsverarbeitung durch, um die Geometrie des Bauteils zu messen,
und die gemessene Größe des Bauteils
wird dahingehend beurteilt, ob sie innerhalb des Toleranzbereichs
liegt oder nicht. In 10 zeigt die durchbrochene Linie
die Geometrie von Leitern, die der Spezifikation entsprechen, während durchgezogene Linien
die Geometrie von Leitern zeigen, die im Folgenden erläutert werden
sollen. Wenn die X-Dimension der Bauteilgröße, die von der Bildverarbeitungseinheit 18 gemessen
wird, 12,5 mm beträgt,
und die Y-Dimension 5,6 mm mit Abwärtsneigung ist, befindet sich
die Y-Dimension außerhalb
des Toleranzbereichs, d.h. die Y-Dimension liegt außerhalb
von 6,0 mm ± 0,3
mm, wie in 5 gezeigt. Wenn die Dicke als
Ergebnis der Messung mit Hilfe des Liniensensors 27 2,2 mm beträgt, wird
das Bauteil aufgrund der falschen Leiterform als unnormal beurteilt
und einer unnormalen Verarbeitung unterzogen, obwohl es innerhalb
des Dicketoleranzbereichs (± 0,2
m) liegt und damit normal ist.
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Wenn
die Y-Dimension des integrierten Schaltungsbauteils, die durch die
Erkennungsverarbeitung der Bildverarbeitungseinheit 18 an
dem Bild des elektronischen Bauteils 5 gemessen wird, das von
der Erkennungskamera 16 aufgenommen wurde, 5,6 mm beträgt, wird
das Bauteil als normal beurteilt und wird einer normalen Verarbeitung
unterzogen, wenn die Dicke als Ergebnis der Messung mit Hilfe des
Liniensensors 27 2,0 mm (ohne Fehler) beträgt, obwohl die Y-Dimension außerhalb
des Toleranzbereichs liegt, da das Bauteil innerhalb des Toleranzbereichs
der Leiterkante liegt.
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Das
heißt,
die CPU 31 beurteilt ein Bauteil, das aufgrund der Erkennung
der Leitergeometrie eine große
Variation im Ergebnis der Messung der Y-Dimension aufweist, wie
z.B. ein Bauteil einer integrierten Schaltung, das eine dünne Leiterkante
aufweist, als normal (da die Leiterkante dünn ist), wenn das Messergebnis
der Bauteildicke genau mit den Bauteildaten übereinstimmt, auch wenn die
Differenz in der Y-Dimension groß ist und ein Messfehler für die Leiterkante
vorliegt. Umgekehrt beurteilt die CPU 31 das Bauteil als
unnormal, wenn die Differenz des Messergebnisses sowohl der Dicke
des Bauteils als auch der Y-Dimension groß ist.
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Der
nächste
Fall betrifft einen elektrolytischen Kondensator (siehe 11)
mit Bauteildaten, die in 6 gezeigt sind. Die niedrigste
Kantenposition, beispielsweise 9,9 mm, wird aufgrund der Ausgabe
des Liniensensors im Haltespeicher 39 gespeichert und mit
der Summe 9,5 mm der Dicke von 4,5 mm und der Düsenhöhe von 5,0 mm verglichen, wobei
es sich um eine Unterkantenposition der Saugdüse 14 handelt, die
im RAM 32 gespeichert ist. Da die Differenz von 0,4 mm
innerhalb des Dicketoleranzbereichs (± 0,4 mm) liegt, wird in einem
in 7 gezeigten Hilfsprogramm entschieden, dass die
Ansaugung normal ist (normale Haltung), und die CPU 31 nimmt eine
normale Verarbeitungssteuerung vor, gezeigt in 9.
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Die
Erkennungskamera 16 nimmt also ein Bild des elektronischen
Bauteils 5 auf, die Bildverarbeitungseinheit 18 führt die
Erkennungsverarbeitung durch, um die Geometrie des Bauteils zu messen, und
die gemessene Größe des Bauteils
wird dahingehend beurteilt, ob sie innerhalb des Toleranzbereichs
liegt oder nicht. Wenn die X-Dimension und die Y-Dimension der durch die Bildverarbeitungseinheit 18 gemessenen
Bauteilgröße innerhalb
des Toleranzbereichs liegen, aber die Leiterlänge, die von der Bildverarbeitungseinheit
gemessen wird, außerhalb des
Toleranzbereichs liegt, d.h. wenn die Leiterlänge unter Abwärtsneigung
von einem Leiter des Leiterpaars 1,7 mm beträgt, wie in 11 gezeigt,
wird entschieden, dass das Bauteil eine unnormale Größe aufweist,
da die gemessene Leiterlänge
außerhalb eines
Bereichs von 2,0 mm ± 0,2
mm liegt. Obwohl also die Dicke von 4,9 mm als Ergebnis der Messung mit
Hilfe des Liniensensors 27 innerhalb des Dicketoleranzbereichs
liegt, wird das Bauteil dann, wenn eine Parallelität eines
Leiterpaares + 9 Grad beträgt, aufgrund
eines Leiterverdrehungsfehlers als unnormal beurteilt, da die Parallelität ± 8 Grad übersteigt, obwohl
gemäß dem in
ROM 33 gespeicherten Programm keine Parallelität in den
Bauteildaten vorliegt, und das Bauteil wird einer unnormalen Verarbeitung unterzogen.
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Wenn
die X-Dimension und die Y-Dimension des elektrolytischen Kondensators,
die anhand der Erkennungsverarbeitung von Bildverarbeitungseinheit 18 an
dem von Erkennungskamera 16 aufgenommenen Bild von dem
elektronischen Bauteil 5 gemessen wurden, innerhalb des
Toleranzbereichs liegen und die Länge des Leiters außerhalb
des Toleranzbereichs liegt, wird entschieden, dass das Bauteil eine
unnormale Größe aufweist.
Wenn die Dicke als Ergebnis der Messung mit Hilfe des Liniensensors
27 4,5 mm (ohne Fehler) beträgt,
wird das Bauteil als normal beurteilt, auch wenn die Parallelität eines
Leiterpaars + 9 Grad (über ± 8 Grad)
beträgt,
da die Dicke des Bauteils der Spezifikation entspricht und die Parallelität innerhalb
der Verarbeitungstoleranz des Leiters liegt, weshalb das Bauteil
einer normalen Verarbeitung unterzogen wird.
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Wie
oben beschrieben, wird die Haltung des Bauteils 5 jedes
Mal dann beurteilt, wenn das Bauteil 5 sich zu einer Haltestation
bewegt, und es werden bei Bedarf nicht nur eine Positionserkennung,
sondern auch eine Haltungsbeurteilung durchgeführt und angemessene Maßnahmen
ergriffen. Die CPU 31 liest die Ausgabe des Liniensensors 27 unmittelbar
nach der Verarbeitung ein, z.B. nach dem Berechnen der Unterkante
und dem Vergleichen des Einlesespeichers 38 und des Haltespeichers 39 der Ausführungsform.
Allerdings ist es möglich,
die Einleseintervalle zu verlängern,
um während
der frei werdenden Zeit andere Verarbeitungen auszuführen. Es ist
auch möglich,
eine andere Verarbeitungseinheit anzuordnen, die aus dem Einlesespeicher
und dem Haltespeicher besteht, die über die Schnittstelle mit der
CPU der automatischen Einrichtung zur Montage von elektronischen
Bauteilen verbunden sind und auf der anderen Seite mit dem Liniensensor
verbunden sind, derart, dass die CPU der Montageein richtung, nachdem
sie nach Abschluss der Detektion den Inhalt des Haltespeichers eingelesen
hat, Signale zum Beginnen und Einstellen der Detektion ausgibt,
und entscheidet, ob das Bauteil normal oder unnormal ist, wie zuvor
beschrieben.
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Der
Liniensensor 27 ist an der Station angeordnet, wo der Drehtisch 13 anhält, und
detektiert in der Ausführungsform
vor und nach dem Anhalten die Unterkante des Bauteils 5.
Der Liniensensor 27 kann zwischen den Stationen angeordnet
sein, und die Detektion kann erfolgen, während sich das Bauteil 5 bewegt.
Oder der Liniensensor kann sich horizontal bewegen, während das
Bauteil 5 an einer Station anhält. Anstelle eines Drehtisches
kann der Montagekopf an dem XY-Tisch
angeordnet sein, der sich zu dem Bauteil hinbewegt und es von der
Zuführbühne holt,
und das Bauteil in der vorbestimmten Position auf der Leiterplatte
anordnet, und der Liniensensor kann am Weg des Montagekopfes angeordnet
sein.
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Die
Unterkantenposition wird in der Ausführungsform berechnet, indem
die Daten für
die Dicke des Bauteils und den Rauschpegel, die in RAM 32 gespeichert
sind, summiert werden. Stattdessen können die Daten für die Unterkantenposition
im RAM 32 gespeichert sein.
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Wie
oben beschrieben, ermöglicht
diese Erfindung die Entscheidung über eine unnormale Ansaugung
eines Bauteils, auch wenn die Differenz zwischen der Breite und
der Höhe
des Bauteils gering ist.
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Wie
oben beschrieben, ermöglicht
diese Erfindung eine zuverlässige
Entscheidung über
eine unnormale Ansaughaltung eines elektronischen Bauteils, auch
wenn die Differenz zwischen der Breite und der Höhe des Bauteils gering ist,
und kann das Auftreten von Substratfehlern verringern.
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Die
oben stehenden Erörterungen
sind eine detaillierte Beschreibung einer bestimmten Ausführungsform,
die keine Begrenzung des in den begleitenden Ansprüchen definierten
Umfangs der Erfindung darstellen soll.