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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegend Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Bauteil,
das elektrische Verbindungsabschnitte aufweist, wie z. B. Lothöcker oder
Elektroden (z. B. Kontaktflecke), beispielsweise ein Lothöckerbauteil
eines BGA-Typs (BGA, Ball Grid Array = Kugelgitteranordnung) eines
Halbleiterbauteilgehäuses
(im Folgenden als BGA-Bauteil bezeichnet), repräsentiert durch ein CSP (Chip
Size Package = Chipgrößengehäuse) oder
ein elektronisches Bauteil, wie z. B. QFB bei der Ausbildung einer
elektronischen Schaltung, und bezieht sich auf das Bestückungsverfahren
und eine Vorrichtung hierzu.
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STAND DER
TECHNIK
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In
den letzten Jahren wurden Personalcomputer, tragbare Telefone, Informationskommunikationsvorrichtungen,
elektronische Multimediaausrüstungen
und dergleichen kompakter und mit verbesserten Funktionen versehen.
Ferner wurden die elektronischen Bauteile und die gedruckten Leiterplatten, die
elektronische Schaltungen bilden, aufgrund höherer Frequenzen mit höheren Dichten
und feineren Konstruktionen ausgeführt, wobei die Bestückung der
Bauteile mit einer Vielzahl von Anschlussstiften hauptsächlich konform
mit hochdichten Schaltungen des QFP (Quad Flat Package = Vierfach-Flachgehäuse) und
dergleichen gehen. Mit zunehmender Dichte wurde jedoch der Leiterabstand
der Verbindungsabschnitte in Stufen reduziert, z. B. von 0,5 mm über 0,3
mm bis zum Maß von
0,2 mm, wofür
das Bestückungsverfahren
und das Fertigungsverfahren selbst schwierig durchzuführen waren.
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Ferner
wird gefordert, dass elektronische Schaltungen der Größenreduktion,
höherwertigen Funktionen
und höheren
Frequenzen gerecht werden, wobei dies zu der großen Anforderung führt, Schaltungsplatinen
mit elektronischen Bauteilen, die Lothöcker aufweisen, wie z. B. BGA
(Kugelgitteranordnung), repräsentiert
durch blanke ICs mit engeren Leiterabständen und CSP (Chipgrößengehäuse) und dergleichen,
effektiv zu bestücken.
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15 ist
eine Vorderansicht, die schematisch die Kontaktfleckmuster eines
QFP-Bauteils und BGA-Bauteile mit Lothöckern auf einer Schaltungsplatine
zeigt. 16A ist eine Schnittansicht
des BGA-Bauteils mit diesen Lothöckern
und der Schaltungsplatine, die mit dem BGA-Bauteil zu bestücken ist,
während 16B eine Bodenansicht des BGA-Bauteils ist. In 15 und
in den 16A und 16B bezeichnet
die Bezugszeichen 1 eine Schaltungsplatine, 2 ein
BGA-Bauteil, das
Kontaktflecke verbindet, 2' ein
QFP das Kontaktflecke verbindet, 3 BGA-Bauteilverwendungs-Platinenerkennungsmarkierungen, 3' QFP-Verwendungs-Platinenerkennungsmarkierungen, 4 BGA-Bauteil-Kontaktfleckmuster, 4' ein QFP-Kontaktfleckmuster, 5 ein BGA-Bauteil,
das als elektronisches Bauteil dient, 6 hökerförmige Lotverbindungsabschnitte
(im Folgenden als BG-Verbindungsabschnitte bezeichnet), die als
Abschnitte dienen, die über
Lothöcker 7 mit
den Schaltungsplatinenelektroden elektrisch verbunden werden sollen,
und 7 die Lothöcker.
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Ferner
ist eine Bauteilbestückungsvorrichtung
bekannt, wie in der teilweise durchsichtigen perspektivischen Ansicht
der 17 bekannt ist, als Hauptimplementierung eines
Bestückungspositionsbestimmungsverfahren
der Bauteilmontagevorrichtung. In 17 bezeichnet
das Bezugszeichen 10 eine Bauteilbestückungsvorrichtung, 11 einen
Operationsabschnitt, 12 einen Steuerabschnitt, 13 einen Bestückungskopf, 14 einen
Bestückungstisch, 15 eine
Förderschiene
und 16 einen Bauteilzuführabschnitt.
Die in 17 gezeigte Bauteilbestückungsvorrichtung 10 wird
mit dem gleitenden Bauteilzuführabschnitt 16 und
dem X-Y-Tisch bestückt, der
als Bestückungstisch 14 zum
Halten und Positionieren einer Schaltungsplatine dient.
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18 ist
eine teilweise durchsichtige perspektivische Ansicht einer weiteren
Bauteilbestückungsvorrichtung.
In 18 bezeichnet das Bezugszeichen 10 eine
Bauteilestückungsvorrichtung, 11 einen
Operationsabschnitt zum Ausführen
der Eingabe und der Ausgabe für
die Ausführung
eines Bestückungsprogramms
für NC-Daten
oder dergleichen, 12 einen Steuerabschnitt zum Steuern
des gesamten Bestückungsvorgangs
mittels Erkennung, Berechnung und verschiedenen Befehlen bei der
Bestückung
von Bauteilen, 13 einen Bestückungskopf zum Halten des zu
bestückenden
Bauteils und zum Bestücken
des Bauteils auf der Platine, 13a einen Bauteiluntersuchungsabschnitt
zum Untersuchen des vom Bestückungskopf
gehaltenen Bauteils, 13b einen Platinenerkennungsabschnitt
zum Erkennen der Position der zum Platinenbestückungstisch beförderten
Platine, 14 ein Bestückungstisch
zum Halten der Platine, die befördert
wird, um dem Bauteil bestückt
zu werden, 15 eine Förderschiene
zum Befördern
der Platine bezüglich
des Bestückungstisches 14, 16 einen
Bauteilzuführabschnitt
zum Zuführen
des zu bestückenden
Bauteils, 16' eine
Teilewanne, die als ein Beispiel des Bauteilzuführabschnitts 16 dient,
in welcher Bauteile in einer Matrixform angeordnet sind, 16a eine
Teilekassette, die als ein Beispiel des Bauteilzuführabschnitts 16 dient,
in der Bandbauteile aufbewahrt sind, 16b eine Schüttgutkassette,
die als ein Beispiel des Bauteilzuführabschnitts 16 dient,
in der Bauteile aufbewahrt sind, und 16c einen Teile-Wannenaufbewahrungsabschnitt zum
Aufbewahren der Teilewanne 16'. Wie in 18 gezeigt
ist, ist eine Bestückungsvorrichtung
mit der obigen Konstruktion bekannt, die so arbeitet, dass sie ein
elektronisches Bauteil aus dem Bauteilzuführabschnitt 16 mittels
des Bestückungskopfes 13 aufnimmt
und das vom Bestückungskopf 13 gehaltene elektronische
Bauteil dem Bestückungstisch 14 zuführt, während die
Lage des elektronischen Bauteils, das vom Bestückungskopf 13 gehalten
wird, und dergleichen erkannt wird, woraufhin das elektronische Bauteil
vom Bestückungskopf 13 zur
Bestückungsposition
der Platine 1, die auf dem Bestückungstisch 14 gehalten
wird, bewegt wird und anschließend
der Bestückungskopf 13 abgesenkt
wird, um die Bestückung
des elektronischen Bauteils an der Bestückungsposition der Platine 18 durchzuführen. Es
ist zu beachten, dass die BGA-Bauteile im Allgemeinen in der Teilewanne 16' oder der Teilekassette 16a aufbewahrt
werden. Die Bauteile können
aus der Bandform-Teilekassette 16a, der Schüttgutkassette 16b für die in
einer losen Form aufbewahrten Komponenten, dem Bauteilzuführabschnitt 16', der gleichzeitig als
Plattenform-Teilewanne dient, und dergleichen, die als entnehmbarer
Bauteilsatz zum kontinuierlichen Zuführen der Bauteile dienen, zugeführt und montiert
werden. Ferner wird die Leiterplatte 1 für die Bestückung der
Bauteile mittels der Förderschienen 15 auf
den Bestückungstisch 14 befördert und
einem spezifischen Bestückungsvorgang
unterworfen, woraufhin die Schaltungsplatine 1 mittels
der Förderschienen 15 herausbefördert wird.
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Ferner
zeigt 19 eine Schnittansicht, die die
Montage eines BGA-Bauteils mittels der in 18 gezeigten
Bauteilbestückungsvorrichtung zeigt.
Eine Lotpaste 7' ist
auf den Verbindungskontaktflecken 2 der in 16A gezeigten Schaltungsplatine 1 vorgesehen,
wobei das vom Bauteilzuführabschnitt 16 zugeführte BGA-Bauteil 5 vom
Bestückungskopf 13 gehalten
wird und zu einer spezifischen Position auf der Schaltungsplatine 1 bewegt wird.
Wie in 19 gezeigt ist, wird anschließend das
vom Bestückungskopf 13 gehaltene
BGA-Bauteil 5 in Richtung des Pfeils D niedergedrückt, um
somit die Lothöcker 7 der
BG-Verbindungsabschnitte 6 mit den
Verbindungskontaktflecken 2 der Schaltungsplatine 1 über die
auf den Kontaktflecken 2 vorgesehene Lotpaste 7' zu verbinden.
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Die
Operation der Elektronikbauteil-Bestückungsvorrichtung des Standes
der Technik wird mit Bezug auf 16 beschrieben.
Diese Bauteilbestückungsvorrichtung 10 dient
zum Bestücken
eines elektronischen Bauteils (BGA-Bauteil 5) auf der Schaltungsplatine 1.
Auf dem Bauteilzuführabschnitt 16 oder 16' ist eine Kassette
oder eine Wanne vorgesehen, die dem Typ des elektronischen Bauteils
entspricht und für
die wirkliche Bestückung
mittels der Bauteilbestückungsvorrichtung 10 erforderlich
ist. Jede Kassette oder Wanne führt
ein Bauteil zu, das in jeweiligen Moment benötigt wird.
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Das
für die
Bestückung
erforderliche Bauteil wird vom Bestückungskopf 13 entnommen,
wobei das elektronische Bauteil einer Bauteilerkennung unterworfen
wird, die vom Bauteiluntersuchungsabschnitt 13a ausgeführt wird,
und einer Qualitätsprüfung (Entscheidung
gut oder schlecht) und einer Lageprüfung des Bauteils unterworfen,
indem das Ergebnis der Erkennung mit der im Voraus im Steuerabschnitt
gespeicherten Form verglichen wird. Auf der Grundlage des Ergebnisses
dieser Prüfung
werden Lagekorrekturdaten des Bauteils im Steuerabschnitt in einem
Korrekturvorgang bei Bedarf gespeichert, woraufhin die Soll-Bestückungskontaktfleckposition
auf der Schaltungsplatine 1 vom Platinenerkennungsabschnitt 13b erkannt
wird. Anschließend
wird das vom Bestückungskopf
gehaltene elektronische Bauteil an der erkannten Bestückungskontaktfleckposition
positioniert, wobei das elektronische Bauteil auf der Platine mit
einer gewissen Genauigkeit montiert wird, nachdem eine Lagekorrektur
auf der Grundlage der Lagekorrekturdaten und der Platinenfehlpositionsdaten,
die im Voraus in der Steuerstation gespeichert worden sind, ausgeführt worden
ist.
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Bei
der Bestückung
des BGA-Bauteils 5 mit den Lothöckern 7, das ein elektronisches
Bauteil wie in den 16A und 16B ist,
zwischen den Verbindungskontaktflecken 2 auf der Schaltungsplatine 1 und
den BG-Verbindungsabschnitten 6 der Verbindungsoberfläche des
BGA-Bauteils 5, kann im Allgemeinen nicht eine Bestätigung geprüft werden,
dass das Bauteil innerhalb eines geeigneten Bereiches montiert ist,
da dieser im Erscheinungsbild hinter dem BGA-Bauteil 5 versteckt
ist, nachdem das Bauteil montiert ist.
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Gemäß dem Bestückungsverfahren
oder der Bestückungsvorrichtung
des Standes der Technik als Beispiel des elektronischen Bauteilpositionbestimmungsverfahrens
zur Sicherstellung der Bestückungsposition
und der Lötqualität bei der
Bestückung
der BG-Verbindungsabschnitte 6 auf der Platine wird daher
die Bestückung
ausgeführt,
indem die Position des Bauteils auf der Grundlage des Umrisses des
gesamten Bauteils mittels Bilderkennung erfasst wird, wie in der
japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 6-288732 offenbart ist,
oder auf der Grundlage des Zustands der teilweisen oder gesamten
Anordnung der BG-Verbindungsabschnitte 6 und der
Verbindungsoberfläche.
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Gemäß dem Bestückungsverfahren
und der Bestückungsvorrichtung
für das
Bauteil mit den Lothöckern,
das wie oben erwähnt
konstruiert ist, werden jedoch die wirklichen Positionen der BG-Verbindungsabschnitte
im Fall nur des Umrisses unsicher, oder es ist viel Zeit erforderlich,
um die Positionserfassung der BG-Verbindungsabschnitte
einzeln auszuführen.
Folglich beeinflusst die Zeitspanne der Erkennung, die für die Positionserfassung
der BG-Verbindungsabschnitte selbst erforderlich ist, die Zeitspanne
des Bestückungszyklus.
Die Positionserfassung wurde daher teilweise ausgeführt, statt
die Positionserfassung aller BG-Verbindungsabschnitte auszuführen, was
bedeutet, dass die Verarbeitung ohne eine korrekte Positionserfassung
ausgeführt wurde.
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JP-A-4370995
beschreibt ein Verfahren der Montage einer BGA-Typ-Halbleitervorrichtung
auf einer Schaltungsplatine, wobei eine Positionierungsmarke der
BGA-Vorrichtung durch ein Durchgangsloch der Schaltungsplatine optisch
erfasst wird, bevor die BGA-Vorrichtung mit ihren Verbindungsleitern
in Kontakt mit entsprechenden Verbindungsflächen auf der Schaltungsplatine
positioniert wird.
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Bezüglich des
Anordnungsmusters der BG-Verbindungsabschnitte in der Verbindungsoberfläche des
BGA-Bauteils muss eine Vielfalt von Mustern auf der Grundlage des
Matrixmusters, wie in 20A gezeigt
ist, erkannt werden, einschließlich von
Variationen, wie z. B. eines Musters, bei dem die BG-Verbindungsabschnitte
teilweise nicht existieren, wie in den 20B bis 20J gezeigt ist. Da eine solche Vielfalt von Mustern
erkannt werden muss, wird eine teilweise Positionserfassung der
BG-Verbindungsabschnitte allein inkorrekt. Der Zustand der teilweisen
oder gesamten Anordnung der BG- Verbindungsabschnitte
wird einem Erkennungsvorgang unterworfen, so dass der Umriss im
Positionserfassungsvorgang festgelegt wird, da kein definierter
Referenzpunkt für
die Ausführung
der Bildverarbeitung existiert.
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Um
ferner die korrekte Position und das Muster zu erkennen und zu prüfen, sind
eine größere Verarbeitungsspeicherkapazität und ein
komplizierter Algorithmus und dergleichen für die Prüfung erforderlich, so dass
viel Verarbeitungszeit verbraucht wird, wobei die Zeitspanne, die
für die
Verarbeitung notwendig ist, einen großen Einfluss auf die Zeitspanne des
Bestückungszyklus
ausübt.
Insbesondere im Fall der BGA-Komponenten mit unregelmäßigen Mustern,
wie in den 20H bis 20J gezeigt
ist, sind eine komplizierte Verarbeitung und Speicherbetriebsmittel
erforderlich, wobei dies zu dem Problem geführt hat, dass die Positionserfassung
und die Anordnungsmustererkennung in der Praxis schwierig sind.
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Die
vorliegende Erfindung löst
die obenerwähnten
Probleme des Standes der Technik und hat die Aufgabe, ein elektronisches
Bauteil sowie ein Bestückungsverfahren
und eine Bestückungsvorrichtung
für das
Bauteil zu schaffen, die fähig
sind, den Zustand der Anordnung der gesamten elektrischen Verbindungsabschnitte
leicht und korrekt mit hoher Geschwindigkeit bei der Bestückung der
elektronischen Bauteile zu erkennen, wie z. B.: eines BGA-Bauteils,
das z. B. durch CSP mit Lothöckern zur
Ausbildung einer elektronischen Schaltung repräsentiert wird; oder eines QFP-Bauteils
ohne Lothöcker
zum Ausbilden einer elektronischen Schaltung, das eine zuverlässige Bauteilbestückungsqualität für eine hohe
Produktivität
befriedigt.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist wie folgt konstruiert, um die obenerwähnte Aufgabe
zu lösen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches
Bauteil geschaffen, das auf einer Schaltungsplatine zu montieren
ist und umfasst:
eine Vielzahl an elektrischen Verbindungsabschnitten,
die auf einer elektrischen Verbindungsoberfläche des elektronischen Bauteils
und der Schaltungsplatine vorgesehen sind, gekennzeichnet durch
eine Referenzmarkierung, die integral mit den elektrischen Verbindungsabschnitten
mittels einer Maske ausgebildet ist und die als ein Bezugspunkt
von Anordnungspositionen der elektrischen Verbindungsabschnitte
dient.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches
Bauteil gemäß dem ersten
Aspekt geschaffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmarkierung
des elektronischen Bauteils auf der elektrischen Verbindungsoberflächenseite,
welche zu einer Bestückungsposition
auf der Schaltungsplatine weist, vorgesehen ist.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches
Bauteil gemäß dem ersten
Aspekt geschaffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzmarkierung
des elektronischen Bauteils auf der gegenüberliegenden Seite der elektrischen
Verbindungsoberfläche,
die zu der Bestückungsposition
auf der Schaltungsplatine weist, vorgesehen ist.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches
Bauteil gemäß dem zweiten
oder dem dritten Aspekt geschaffen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Referenzmarkierung des elektronischen Bauteils ein für das elektronische Bauteil
typischer Vorsprung oder ein Aufdruck ist.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches Bauteil
gemäß dem zweiten
oder dem dritten Aspekt geschaffen, dadurch gekennzeichnet, dass
die Referenzmarkierung des elektronischen Bauteils wenigstens eine
Referenzmarkierung enthält,
die durch Codierung von Informationen, welche das elektronische
Bauteil betreffen, erhalten wird.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches
Bauteil gemäß dem fünften Aspekt
geschaffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen der Referenzmarkierung
Unterscheidungsinformationen für
das elektronische Bauteil, die durch einen zweidimensionalen Strichcode
(Barcode) wiedergegeben werden, sind.
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Gemäß einem
siebten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches
Bauteil gemäß dem fünften Aspekt
geschaffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Informationen der Referenzmarkierung
Informationen sind, die einen Zustand betreffen, in welchem die
elektrischen Verbindungsabschnitte ausgebildet werden.
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Gemäß einem
achten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches
Bauteil gemäß irgendeinem
der ersten bis siebten Aspekte geschaffen, wobei die Referenzmarkierung
an einem Eckabschnitt des elektronischen Bauteils angeordnet ist.
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Gemäß einem
neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches
Bauteil gemäß irgendeinem
der ersten bis achten Aspekte geschaffen, wobei die elektrischen
Verbindungsabschnitte Lothöcker
sind.
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Gemäß einem
zehnten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein elektronisches
Bauteil gemäß irgendeinem
der ersten bis achten Aspekte geschaffen, wobei die elektrischen
Verbindungsabschnitte Kontaktflecke sind.
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Gemäß einem
elften Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bestückungsverfahren
für elektronische
Bauteile zum Herausnehmen eines elektronischen Bauteils aus einem
Bauteilzuführabschnitt
und Montieren eines elektronischen Bauteils in einer Bestückungsposition
auf einer Schaltungsplatine geschaffen, umfassend:
einen Erkennungsvorgang
zum Erkennen einer Referenzmarkierung, die auf dem zu montierenden elektronischen
Bauteil vorgesehen ist, entsprechend irgendeinem der ersten bis
zehnten Aspekte, und die als eine Referenz für Anordnungspositionen der
elektrischen Verbindungsabschnitte, die auf eine elektrische Verbindungsoberfläche des
elektronischen Bauteils und der Schaltungsplatine vorgesehen sind, dient;
und
eine Qualitätsüberprüfung oder
einen Korrekturvorgang zum Ausführen
einer Qualitätsüberprüfung des elektronischen
Bauteils oder zum Ausführen
einer Positionskorrektur bei einem Montageschritt gemäß einem
Ergebnis der Erkennung,
wobei die Montage des elektronischen
Bauteils, die die Qualitätsüberprüfung oder
den Korrekturvorgang passiert hat, ausgeführt wird.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
des neuartigen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 14
bis 19 definiert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Bestückungsvorrichtung für elektronische
Bauteile geschaffen, wie in Anspruch 20 definiert ist.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der neuartigen Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen 21
bis 25 definiert.
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Der
Erkennungsvorgang zum Erkennen der Referenzmarkierung, die auf dem
elektronischen Bauteil vorgesehen ist, das montiert werden soll,
und der Korrekturvorgang zur Ausführung der Qualitätsüberprüfung des
elektronischen Bauteils oder der Positionskorrektur in der Montagephase
gemäß dem Ergebnis
der Erkennung sind enthalten, um eine zuverlässige Lothöcker-Bauteilmontage ausführen zu können.
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Durch
Ausführen
des ersten Erkennungsvorgangs zum Erkennen der Referenzmarkierung,
die auf dem zu montierenden elektronischen Bauteil vorgesehen ist,
des zweiten Erkennungsvorgangs zum Erkennen der Erkennungsmarkierung
auf der Soll-Bestückungsposition
auf der Schaltungsplatine, und der Qualitätsüberprüfung oder der Positionskorrektur
entsprechend den beiden Ergebnissen der Erkennung des ersten Erkennungsvorgangs
und des zweiten Erkennungsvorgangs kann eine zuverlässigere
Lothöcker-Bauteilmontage
durchgeführt
werden.
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Die
Qualitätsüberprüfung des
elektronischen Bauteils, das montiert werden soll, enthält den Bauteiluntersuchungsvorgang
zum Überprüfen des
elektronischen Bauteils mittels des Zustands der Ausbildung der
Lothöcker,
der auf der Grundlage der relativen Position der Lothöcker bezüglich der
Referenzmarkierung des elektronischen Bauteils erkannt wird, wobei
dieser Vorgang die Bestätigung
der Formzustände
der Versetzung, der Lotablösung,
einer unzureichenden Lotmenge und dergleichen bezüglich der Lothöcker vor
der Montage ermöglicht.
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Die
Erkennung der Referenzmarkierung, die durch Codieren der Informationen
erhalten wird, wird erreicht, während
entweder der Vorgang der Erkennung der Referenzmarkierung, der für das zu
montierende elektronische Bauteil vorgese hen ist, oder der Vorgang
der Erkennung der Erkennungsmarkierung der Soll-Montageposition auf der Schaltungsplatine gemeinsam
genutzt werden, so dass eine Struktur, die keinen separaten Detektor
für die
Verwendung in der elektronischen Bauteiluntersuchung und im Montagepositionserkennungsvorgang
erfordert, vorgesehen werden kann.
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Ferner
stellt wenigstens eine der Erkennungsmarkierungen auf der Schaltungsplatine
die Unterscheidungsinformationen des zu montierenden Bauteils dar,
ausgedrückt
durch einen zweidimensionalen Strichcode, der durch Codieren der
Informationen erhalten wird, so dass die Bestätigung des elektronischen Bauteils
für die
Montageposition ausgeführt
werden kann, um eine Eliminierung einer fehlerhaften Montage zu
erlauben.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und andere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
anhand der folgenden Beschreibung in Verbindung mit dem bevorzugten
Ausführungsformen
derselben und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlich,
in welchen:
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1 eine
perspektivische Ansicht ist, die einen Teil des Überblicks über eine Bauteilbestückungsvorrichtung
zeigt, die mit dem Bauteilbestückungsverfahren
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung versehen ist;
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2 ein
Blockdiagramm ist, das den Überblick
eines Steuerabschnitts zum Ausführen
der Bestückungssteuerung
der Bauteilbestückungsvorrichtung
der ersten Ausführungsform
zeigt;
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3A eine
Schnittansicht eines BGA-Bauteils gemäß eines Beispiels des elektronischen
Bauteils ist, das von der Bauteilbestückungsvorrichtung der ersten
Ausführungsform
gehandhabt wird;
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3 eine Bodenansicht des BGA-Bauteils ist;
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4 ein
Flussdiagramm ist, das den Montagevorgang der ersten Ausführungsform
zeigt;
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5A eine
Ansicht ist, die ein Beispiel des Musters der BG-Verbindungsabschnitte eines BGA-Bauteils
gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 eine Ansicht ist, die ein Beispiel von Parameterdaten
der Anordnung der BG-Verbindungsabschnitte zeigt;
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6A eine
Vorderansicht einer Referenzmarkierung ist, die auf der Oberfläche gegenüberliegend
der Oberfläche,
die die BG-Verbindungsabschnitte
aufweist, eines BGA-Bauteils gemäß einer dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
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6B eine
Schnittansicht des Obenerwähnten
ist;
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7A eine
Ansicht ist, die ein Beispiel einer Referenzmarkierungsposition
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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7B eine
Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel derselben zeigt;
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8A eine
Bodenansicht einer Referenzmarkierung ist, die durch einen Vorsprung
implementiert ist, der an einer äußeren Umfangsoberfläche eines
BG-Verbindungsabschnittsmusters der vierten Ausführungsform vorgesehen ist;
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8B eine
Seitenansicht des Obenerwähnten
ist;
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9 eine
Bodenansicht eines BGA-Bauteils ist, dessen eine Referenzmarkierung
mittels eines zweidimensionalen Strichcodes gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung implementiert ist;
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10 eine
vergrößerte Ansicht
ist, die ein Beispiel des zweidimensionalen Strichcodes zeigt, der
durch Codieren von Informationen mit hoher Dichte erhalten wird;
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11A eine Vorderansicht eines zweidimensionalen
Strichcodes ist, der auf der Oberfläche gegenüberliegend der Oberfläche, die
die BG-Verbindungsabschnitte
des BGA-Bauteils aufweist, gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist;
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11B eine Seitenansicht des Obenerwähnten ist;
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12A eine Ansicht ist, die die zweidimensionale
Strichcodeverarbeitung durch einen Bauteiluntersuchungsvorgang im
Steuerabschnitt der sechsten Ausführungsform erläutert;
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12B eine Ansicht zur Erläuterung der zweidimensionalen
Strichcodeverarbeitung durch einen Schaltungsplatinenerkennungsvorgang
ist;
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13A eine erläuternde
Ansicht ist, die ein Verfahren zur gleichzeitigen Ausbildung einer
Referenzmarkierung und von BG-Verbindungsabschnitten
in der obigen Ausführungsform
zeigt;
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13B eine erläuternde
Ansicht ist, die ein weiteres Verfahren zur gleichzeitigen Ausbildung
einer Referenzmarkierung und von BG-Verbindungsabschnitten in der obigen
Ausführungsform
zeigt;
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14A eine erläuternde
Ansicht ist, die ein Verfahren zur Ausbildung eines Bauteils mit
CSP oder dergleichen in der obigen Ausführungsform zeigt;
-
14B eine erläuternde
Ansicht ist, die ein weiteres Verfahren zur gleichzeitigen Ausbildung
einer Referenzmarkierung und von BG-Verbindungsabschnitten auf dem in 14A gebildeten Bauteil zeigt;
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15 eine
Vorderansicht ist, die einen Überblick über die
Kontaktfleckmuster von QFP- und BGA-Bauteilen mit Lothöckern auf
einer herkömmlichen
Schaltungsplatine zeigt;
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16A eine Schnittansicht eines herkömmlichen
BGA-Bauteils mit Lothöckern
und einer Schaltungsplatine ist;
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16B eine Bodenansicht des BGA-Bauteils ist;
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17 eine
teilweise durchsichtige perspektivische Ansicht der Bauteilmontagevorrichtung
eines Beispiels des Standes der Technik ist;
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18 eine
teilweise durchsichtige perspektivische Ansicht einer Bauteilmontagevorrichtung
eines weiteren Beispiels des Standes der Technik ist;
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19 eine
Schnittansicht ist, die die Montage eines BGA-Bauteils mittels der
in 18 gezeigten herkömmlichen Bauteilmontagevorrichtung
zeigt; und
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20A und 20J Ansichten
sind, die das BG-Verbindungsabschnitt-Anordnungsmuster auf der Verbindungsoberfläche des
herkömmlichen BGA-Bauteils
zeigen.
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BESTE AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Vor
der Beschreibung der vorliegenden Erfindung ist zu beachten, dass
in allen beigefügten Zeichnungen ähnliche
Teile mit ähnlichen
Bezugszeichen bezeichnet sind.
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen
genauer beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die ein elektronisches Bauteil und
einen Überblick über eine
Bauteilbestückungsvorrichtung
zeigt, die fähig ist,
ein Elektronikbauteil-Bestückungsverfahren
gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu implementieren. In dieser Figur sind
die Bauteile, die den Bauelementen mit im Wesentlichen äquivalenten
Funktionen wie die in den 14 und 16 gezeigten Bauelementen entsprechen,
welche die obenerwähnten
Beispiele des Standes der Technik zeigen, mit den gleichen Bezugszeichen
bezeichnet, was auch in den später
beschriebenen Figuren gilt. In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 eine Schaltungsplatine, die mit einem
elektronischen Bauteil zu bestücken
ist, 13 einen Bestückungskopf
zum Halten eines elektronischen Bauteils, 13a einen Bauteiluntersuchungsabschnitt
zum Untersuchen der Lage und dergleichen des elektronischen Bauteils,
das vom Bestückungskopf
gehalten wird, 13b einen Platinenerkennungsabschnitt zum
Erkennen einer Positionserkennungsmarkierung und dergleichen der
Platine, 14 einen Bestückungstisch
zum Halten der Platine 1, 15 Förderschienen zum Befördern der
Platine 1 zum Bestückungstisch 14, 16 einen
Bauteilzuführabschnitt
zum Aufbewahren eines elektronischen Bauteils, das montiert werden
soll, und Zuführen
des Bauteils zum Bestückungskopf
in einer Zuführungsposition, 16' eine Teilewanne,
in der die elektronischen Bauteile in einer Matrixform angeordnet
sind, 16a eine Teilekassette, in der Bauteile auf einem Band
aufbewahrt werden, 16b eine Schüttgutkassette, in der Bauteile
aufbewahrt werden, 16c einen Teilewannen-Aufbewahrungsabschnitt
zum Aufbewahren der Teilewanne, und 19 einen Bauteilverschrottungsabschnitt
zum Verschrotten des Bauteils, das in der Bauteilqualitätsprüfungsstufe
als defekt bestimmt worden ist. Es ist zu beachten, dass die Schaltungsplatine 1 mittels
der Förderschienen 15 zum
Bestückungstisch 14 befördert wird,
um das Bauteil zu montieren, bevor ein Montagestartvorgang S1 ausgeführt wird,
wobei die Schaltungsplatine 1, die einem spezifischen Montagevorgang
unterworfen worden ist, mittels der Förderschienen 15 nach
einem Montagebeendungsvorgang 510 herausbefördert wird,
wobei die Schritte später
beschrieben werden. Ferner kann der Bauteilzuführabschnitt 16 der
Elektronikbauteil-Bestückungsvorrichtung
mit der Bandformbauteil-Kassette 16a, der Schüttgutkassette 16b für in geschütteter Form
aufbewahrte Bauteile, der Plattenformbauteil-Wanne 16' und dergleichen,
die als ein entnehmbarer Bauteilsatz zum kontinuierlichen Zuführen der
Bauteile dienen, montiert werden.
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2 ist
ein Blockdiagramm, das einen Überblick über einen
Steuerabschnitt zur Ausführung der
Montagesteuerung der Bauteilbestückungsvorrichtung
zeigt. In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 20 einen
Speicherabschnitt, der mit einem Montageprogrammspeicherabschnitt 20a und
einem Bauteildatenspeicherabschnitt 20b versehen ist, 21 einen
Eingabe/Ausgabe-Steuerabschnitt, 22 einen Bauteilzuführsteuerabschnitt, 23 einen
Erkennungssteuerabschnitt, 24 einen Positioniersteuerabschnitt, 25 einen
Drucksteuerabschnitt, 26 einen Höhensteuerabschnitt, und 300 eine
CPU. Der Montageprogrammspeicherabschnitt 20a speichert:
Montagedaten, wie z. B. eine Bestückungssequenz, Bauteilnamen,
Montagepositionen (X, Y, θ),
und Zuführungspositionen
der Bauteile, die zugeführt
werden sollen; und ein Programm zur Ausführung des Bestückungsvorgangs.
Der Bauteildatenspeicherabschnitt 20b speichert Informationen,
wie z. B. Bauteilna men, Bauteilformen (Erscheinungsbild) (Breiten,
Längen, Höhen), Farben,
Referenzmarkierungspositionen bezüglich der Bauteilkörperabmessungen
(Erscheinungsbild oder äußerste Enden)
oder Referenzmarkierungspositionen bezüglich der Mitten der Bauteile, Muster
(Anordnungspositionen) der Kontaktflecken der BG-Verbindungsabschnitte
bezüglich
der Referenzmarkierungen, Referenzmarkierungsformen (den Schwerpunkt
und die Positionen des Scheitels und der Seiten im Fall einer dreieckigen
Referenzmarkierung; den Schwerpunkt und die Positionen der Ecken
und die Seiten im Fall einer rechteckigen Referenzmarkierung; das
Zentrum oder den Schwerpunkt im Fall eines Kreises oder einer punktförmigen Referenzmarkierung),
die Kugelform (einschließlich Abgrenzung,
Kugeldurchmesser usw.) in jeder Anordnungsposition, Informationen über die
Anwesenheit oder Abwesenheit einer Kugel, und dergleichen. Die CPU 300 gibt
alle Bestückungsbefehle
und Anweisungen an alle Antriebseinheiten und dergleichen aus. Der
Eingabe/Ausgabe-Steuerabschnitt 21 dient zum Ausführen der
Eingabe und der Ausgabe des Bestückungsprogramms
und der Bauteildaten durch manuelle Eingabe oder durch eine FD oder
durch Kommunikation. Es ist ansonsten annehmbar, die Eingabe und
die Ausgabe der Daten der wirklichen X- und Y-Positionen, des Winkels, des Drucks
und dergleichen am Bauteilzuführungssteuerabschnitt 22, dem
Positioniersteuerabschnitt 24, dem Höhensteuerabschnitt 26 und
dem Drucksteuerabschnitt 25 direkt auszuführen, und
nicht mittels des Eingabe/Ausgabe-Steuerabschnitts 21.
Der Bauteilzuführungssteuerabschnitt 22 steuert
den Bauteilzuführabschnitt
eines Tabletts oder Trägers,
einer Kassette oder dergleichen, und führt anschließend ein
geeignetes Bauteil zu einer Bauteilzuführungsposition zu. Der Erkennungssteuerabschnitt 23 führt die
Erkennung des Bauteils, der Referenzmarkierungen des Bauteils und
der Platine, der IC-Markierungen,
der Anordnungsmuster und dergleichen aus, führt einen Vergleich mit dem
in den Komponentendaten und im Bestückungsprogramm gespeicherten
Daten durch, und berechnet eine Differenz zwischen diesen. Es ist zu
beachten, dass diese Berechnung von einem weiteren Steuerabschnitt,
einer CPU oder dergleichen ausgeführt werden kann. Der Positionierungssteuerabschnitt 24 steuert
den X-Y-Antrieb und den θ-Rotationsantrieb
des Bestückungskopfes
entsprechend den obigen Erkennungsinformationen, während der Drucksteuerabschnitt 25 den
Druck in der Montagephase und der Bauteilansaugphase steuert. Der
Höhensteuerabschnitt 26 führt eine
Antriebssteuerung des Bestückungskopfes
in Z-Richtung (der Richtung senkrecht zu den X- und Y-Richtungen)
aus. Es ist zu beachten, dass die Platinenbeförderung mittels eines Platinenbeförderungs-Steuerabschnitts 301 ausgeführt wird.
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Ferner
ist 3A eine Schnittansicht eines BGA-Bauteils gemäß einem
Beispiel des elektronischen Bauteils, das von der Bauteilbestückungsvorrichtung
der ersten Ausführungsform
gehandhabt wird, während 3B eine
Bodenansicht des BGA-Bauteils ist. In den 3A und 3B bezeichnen
die Bezugszeichen 5 ein BGA-Bauteil, 6 BG-Verbindungsabschnitte
der Elektroden P11 bis P44 der
Schaltungsplatine, 7 Lothöcker, die für die BG-Verbindungsabschnitte 6 vorgesehen
sind, 30 vier Referenzmarkierungen A, B, C und D, die als
Referenz der Positionen dienen, wo die BG-Verbindungsabschnitte 6 angeordnet
sind, 31 ein Erkennungsfenster für die Verwendung in einem Erkennungsvorgang
mittels einer CCD-Kamera oder dergleichen, 32 einen Markierung-zu-Markierung-Abstand
zwischen A und B der Referenzmarkierung 30, 32a einen
Abstand zwischen A der Referenzmarkierung 30 und der Elektrode
P11 und zwischen B der Referenzmarkierung 30 und
der Elektrode P41, 32b einen Nachbarschaftsabstand
zwischen der Elektrode P11 und der Elektrode
P21, zwischen der Elektrode P21 und
der Elektrode P31, und zwischen der Elektrode
P31 und der Elektrode P41, 33 einen
Markierung-zu-Markierung-Abstand zwischen A und D der Referenzmarkierung 30, 33a einen
Abstand zwischen A der Referenzmarkierung 30 und der Elektrode
P11 und zwischen D der Referenzmarkierung 30 und
der Elektrode P14, und 33B einen
Nachbarschaftsabstand zwischen der Elektrode P11 und
der Elektrode P12, zwischen der Elektrode
P12 und der Elektrode P13 und
zwischen der Elektrode P13 und der Elektrode
P14.
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In
diesem Fall wird mit Bezug auf die 13A und 13B ein Verfahren zur Ausbildung der Referenzmarkierungen 30 gleichzeitig
mit der Ausbildung der BG-Verbindungsabschnitte 6 (Kontaktflecken)
auf dem BGA-Bauteil 5 beschrieben.
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Wie
in 13A gezeigt ist, werden mittels einer Maske 310 die
Kontaktflecken 6 auf der unteren Oberfläche eines Bauteils ausgebildet,
dass das BGA-Bauteil 5 wird, während die Referenzmarkierungen 30 gleichzeitig
durch Drucken, Plattieren oder dergleichen ausgebildet werden. Diese
Maske 310 ist mit BG-Verbindungsabschnittsausbildungs-Durchgangslöchern 310b versehen,
die an den Positionen angeordnet sind, wo die BG-Verbindungsabschnitte 6 ausgebildet
werden, und mit Referenzmarkierungsausbildungs-Durchgangslöchern 310a,
die an den Positionen angeordnet sind, wo die Referenzmarkierungen 30 ausgebildet
werden. Nach Ausbildung der Referenzmarkierungen 30 gleichzeitig
mit dem BG-Verbindungsabschnitten 6 mittels der Maske 310 werden
bei Bedarf die Lot höcker 7 auf dem
BG-Verbindungsabschnitten 6 unter Verwendung der Maske 310 ausgebildet.
Folglich werden die BG-Verbindungsabschnitte 6 und die
Referenzmarkierungen 30 integral und gleichzeitig miteinander ausgebildet.
Selbst wenn daher die BG-Verbindungsabschnitte 6 bezüglich des
BGA-Bauteils 3 versetzt sind, sind auch die Referenzmarkierungen 30 versetzt.
Wenn daher nur die Positionen der Referenzmarkierungen 30 korrekt
erfasst werden können, kann
anschließend
die Versetzung der BG-Verbindungsabschnitte 6, d. h. die
Versetzung der Lothöcker 7,
korrekt erfasst werden. Bei der Ausbildung der Lothöcker 7 kann
die Versetzung der Lothöcker 7 auch
verhindert werden, indem die Referenzmarkierungen 30 genutzt
werden. Es ist zu beachten, dass die Lothöcker 30 im Fall eines
hökerfreien
Bauteils, das keine solchen Lothöcker 7 benötigt, nicht
ausgebildet werden. Das heißt,
in diesem Fall werden die Referenzmarkierungen 30 als Referenz
der Anordnungspositionen der Kontaktflecken verwendet, auf denen
keine Lothöcker
ausgebildet werden, wobei die Kontaktflecken ein Beispiel des elektrischen
Verbindungsabschnitts sind.
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In 13B werden die Kontaktflecken 6 auf der
unteren Oberfläche
eines Bauteils, dass das BGA-Bauteil 5 wird, mittels einer
unteren Maske 321 ausgebildet, während die Referenzmarkierungen 30 gleichzeitig
durch Drucken, Plattieren oder dergleichen auf der oberen Oberfläche des
Bauteils, dass das BGA-Bauteil 5 wird, mittels einer oberen
Maske 322 ausgebildet werden. Diese untere Maske 321 ist mit
BG-Verbindungsabschnitt-Ausbildungsdurchgangslöchern 321b versehen,
die an Positionen angeordnet sind, wo die BG-Verbindungsabschnitte 6 ausgebildet
werden, während
Referenzmarkierungsausbildungs-Durchgangslöcher 322a an
Positionen der oberen Maske 322 angeordnet sind, wo die
Referenzmarkierungen 30 ausgebildet werden. Nach Ausbildung
der Referenzmarkierungen 30 gleichzeitig mit den BG-Verbindungsabschnitten 6 mittels
der unteren Maske 321 und der oberen Maske 322 werden
die Lothöcker 7 auf
den BG-Verbindungsabschnitten 6 unter Verwendung der Maske 321 bei
Bedarf ausgebildet. Folglich werden die BG-Verbindungsabschnitte 6 und
die Referenzmarkierungen 30 integral und gleichzeitig miteinander
ausgebildet. Selbst wenn daher die BG-Verbindungsabschnitte 6 bezüglich des
BGA-Bauteils 5 versetzt sind, sind auch die Referenzmarkierungen 30 versetzt.
Wenn daher nur die Positionen der Referenzmarkierungen 30 korrekt
erfasst werden können,
kann anschließend
auch die Versetzung der BG-Verbindungsabschnitte 6, d.
h. die Versetzung der Lothöcker 7,
korrekt erfasst werden. Es ist zu beachten, dass das Bezugszeichen 320 ein
Maskenunterstützungselement zum
unabhängigen
be weglichen Unterstützen
der unteren Maske 321 und der oberen Maske 322 bezüglich des
BGA-Bauteils 5 bezeichnet. Bei der Ausbildung der Lothöcker 7 kann
die Versetzung der Lothöcker 7 auch
mittels der Referenzmarkierungen 30 verhindert werden.
Es ist zu beachten, dass die Lothöcker 7 im Fall eines
hökerlosen
Bauteils, das keine Lothöcker 7 benötigt, nicht
ausgebildet werden. Das heißt,
in diesem Fall werden die Referenzmarkierungen 30 als Referenz
der Anordnungspositionen der Kontaktflecken verwendet, auf denen
keine Lothöcker
ausgebildet werden, wobei die Kontaktflecken ein Beispiel der elektrischen
Verbindungsabschnitte sind.
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Die
BG-Verbindungsabschnitte 6 und die Lothöcker 7 für den Fall,
dass das BGA-Bauteil 5 ein CSP aufweist, werden mit Bezug
die 14A und 14B beschrieben.
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Auf
der unteren Oberfläche
eines IC-Chips 5b werden im Voraus Goldhöker 5d über Aluminiumelektroden 5c ausgebildet.
Dieser IC-Chip 5b wird mit Druck über Silberpaste 5e auf
oberen Elektroden 5f einer Einzelschicht- oder Mehrschicht-Trägerplatine 5a,
die aus Glasepoxyd oder Keramik gefertigt ist, gebondet und anschließend mit
Kunstharz gekapselt, um zum fertigen BGA-Bauteil 5 ausgebildet
zu werden. Die BG-Verbindungsabschnitte 6, die mittels Verdrahtung 5g mit
den oberen Elektroden 5f elektrisch zu verbinden sind,
welche die Trägerplatine 5a durchdringen,
und die Referenzmarkierungen 30 werden gleichzeitig miteinander
auf dieser Trägerplatine 5a ausgebildet,
wie in 13A gezeigt ist. Anschließend werden
die Lothöcker 7 ausgebildet.
Es ist zu beachten, dass die Lothöcker 7 im Fall eines hökerlosen
Bauteils, das keine Lothöcker 7 benötigt, nicht
ausgebildet werden.
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Die
elektrischen Verbindungsabschnitte von z. B. den Kontaktflecken
und die BG-Verbindungsabschnitt 6 weisen häufig eine
kreisförmige
Form auf, weshalb die Referenzmarkierung 30 vorzugsweise eine
Dreiecksform oder dergleichen hat, die sich von der Kreisform unterscheidet,
um somit die Unterscheidung der Referenzmarkierung von der Form
zu erleichtern. Wenn die Dreiecksform verwendet wird, ist es einfach,
die Richtung des Dreiecks entsprechend den Positionen der Seiten
und den Positionen der Spitzen zu spezifizieren. Wenn z. B. die
Referenzmarkierung 30 aus einer Markierung eines gleichschenkligen
Dreiecks konstruiert ist, das so definiert ist, dass die Richtung
parallel zur Basis verschieden ist von den gleichlangen Seiten,
und eine Y-Richtung ist und die Richtung senkrecht zur Basis eine
X-Richtung ist, können
die X-Y-Koordinaten leicht auf der Grundlage der Referenzmarkierung 30 definiert
werden, wobei die Anordnungspositionen und Muster der Kontaktflecken
und des BG-Verbindungsabschnitts 6 oder
der Lothöcker 7 korrekt
erfasst werden können.
Wenn die Referenzmarkierung 30 aus zwei gleichseitigen
Dreiecken konstruiert ist, die so definiert sind, das eine Linie,
die die Schwerpunkte der gleichseitigen Dreiecke verbindet, z. B. eine
Y-Richtung ist, und die Richtung senkrecht zu dieser Richtung eine
X-Richtung ist, dann können
die X-Y-Koordinaten leicht definiert werden und Anordnungspositionen
und Muster der Kontaktflecken und der BG-Verbindungsabschnitte 6 oder
Lothöcker 7 können korrekt
erfasst werden. Wenn in diesem Fall die X-Y-Koordinaten definiert
werden, kann anschließend
der Winkel der Anordnungsneigung des elektrischen Verbindungsabschnitts
bezüglich
des Endabschnitts oder dergleichen, der als Referenz der äußeren Form
des elektronischen Bauteils dient, durch Berechnung leicht erhalten
werden.
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Die
Referenzmarkierung 30 wird vorzugsweise an einem Eckabschnitt
des elektronischen Bauteils ausgebildet, so dass sie nicht mit der
Anordnung der elektrischen Verbindungsabschnitte, wie z. B. der
BG-Verbindungsabschnitte 6 oder der Kontaktflecken, überlappt,
wobei der Neigungswinkel der gesamten elektrischen Verbindungsabschnitte
leicht erfasst werden kann.
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3B zeigt
das BGA-Bauteil 5, auf dem mehrere Lothöcker 7 oder die BG-Verbindungsabschnitte 6 (Elektroden
P11 bis P44), die
auf der unter Oberfläche
des BGA-Bauteils 5 ausgebildet sind, in einem Matrixmuster
mit Nachbarschaftsabständen von 32b und 33b angeordnet
sind. Die Referenzmarkierungen 30, die für das BGA-Bauteil 5 vorgesehen sind,
dienen als Referenzpunkte, die gleichzeitig mit diesen BGA-Verbindungsabschnitten 6 ausgebildet werden.
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Zum
Beispiel sind A und B der Referenzmarkierungen 30 und A
und D der Referenzmarkierungen 30 vertikal in Markierung-zu-Markierung-Abständen 32 und 33 angeordnet,
während
A der Referenzmarkierung 30 und die Elektrode P11 des BG-Verbindungsabschnitts 6 mit
der relativen Positionsbeziehung der Abstände 32a und 33a angeordnet
sind. In ähnlicher
Weise sind die anderen Elektroden P12 bis P44 mit relativen Positionsbeziehungen zu
A der Referenzmarkierung 30 angeordnet. Die relative Beziehung
zwischen B der Referenzmarkierung 30 und der Elektrode
P41 und die relative Beziehung zwischen
D der Referenzmarkierung 30 und der Elektrode P14 werden mit spezifizierter Genauigkeit
bei den Ab ständen 32a und 33a in ähnlicher
Weise sichergestellt, weshalb die Referenzmarkierungen B, C und
D als Hilfszusatz verwendet werden können. Diese Informationsstücke sind
im Bauteildatenspeicherabschnitt 20b gespeichert.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das den Montagevorgang der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Dieses Flussdiagramm, das den
Montagevorgang zeigt, wird mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
Diese Bestückungsvorrichtung
dient zum Montieren eines elektronischen Bauteils auf der Platine 1.
Auf dem Bauteilzuführabschnitt 16 sind
notwendige Mengen und Sortierungen elektronischer Bauelemente für die Bestückungsvorrichtung
vorgesehen, wobei die elektronischen Bauelemente dem Bestückungskopf 13 zugeführt werden,
der das im jeweiligen Moment benötigte elektronische
Bauteil hält
und das Bauteil auf der Schaltungsplatine 1 montiert.
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Zuerst
wird die Bestückungsvorrichtung
aktiviert, um den Montagevorgang zu starten (S1).
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In
einen Steuerbefehllesevorgang wird das Bestückungsprogramm aus den Bestückungsprogrammspeicherabschnitt 20a des
Speicherabschnitts 20 gelesen, wobei verschiedene Steueroperationen einer
spezifizierten Verarbeitung im Bestückungsvorgang der Reihe nach
entsprechend den Befehlen des Programms ausgeführt werden (S2). In diesem
Fall steuert die CPU 300 jeden Steuerabschnitt gemäß einem
NC-Programm des Bestückungsprogramms 20a.
In der Praxis wird die Platine 1 zum Bestückungstisch 14 befördert, wobei
das Bauteil 5, das von einem spezifizierten Bauteilzuführabschnitt 16 zugeführt wird,
vom Bestückungskopf 13 gehalten wird.
Das Bauteil wird vom Bauteiluntersuchungsabschnitt 13a erkannt,
während
die Platine 1 vom Platinenerkennungsabschnitt 13b erkannt
wird. Es wird eine Korrektur ausgeführt, indem die Bauteildaten und
die Daten des NC-Programms verglichen werden, wobei das Bauteil 5 auf
der Platine 1 montiert wird.
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In
einem Bauteilentnahmevorgang wird das elektronische Bauteil, das
für die
Bestückung
notwendig ist und im Bauteilzuführabschnitt 16 zugeführt und
gehalten wird, bezüglich
des Bestückungskopfes 13 positioniert,
entnommen und gehalten (S3).
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Wenn
das Bauteil das in den 3A und 3B gezeigte
BGA-Bauteil 5 ist, wird das Bauteil 5 mittels
des Bestückungskopfes 13 im
Bauteiluntersuchungsabschnitt 13a durch einen Bauteilerkennungsvorgang
positioniert, der mit der Positionserfassung und dem Untersuchungsverfahren
des Bauteils mittels der Referenzmarkierungen 30 vorgesehen
ist. Durch den obigen Vorgang wird eine Bauteilpositionserfassung
des Bauteils 5 mittels der Referenzmarkierungen 30 im
Erkennungsfenster 31 ausgeführt (siehe 3B),
wobei eine Korrektur im Korrekturvorgang ausgeführt wird, der im gleichen Vorgang
enthalten ist, mittels Überprüfung der
Haltelage. Das heißt,
der Bauteilerkennungsabschnitt wird in die im Bauteildatenspeicherabschnitt 20b gespeicherte
Bauteilreferenzposition bewegt, um die Referenzposition des Bauteils
zu suchen und die Referenzmarkierungen 30 aus dem Umriss
oder der Mitte des Bauteils zu suchen. Wenn eine Referenzmarkierung 30 mit
Dreieckform, Rechteckform oder Kreuzform in dieser Phase vorhanden
ist, dann werden die Bauteilposition und die Winkelabweichung mittels
der einen Referenzmarkierung 30 erkannt. Wenn zwei oder
mehr Referenzmarkierungen 30 vorhanden sind, dann werden
die zwei Referenzmarkierungen 30 gesucht und anschließend die
Winkelabweichung des Bauteils mittels einer Linie oder mittels Linien
erkannt, die die zwei Referenzmarkierungen 30 verbinden.
Anschießend
wird das Erkennungsfenster einer CCD-Kamera oder eines 3D-Sensors
schrittweise bewegt, um die Position jedes der BG-Verbindungsabschnitte
und die Zustände
der Höker 7 zu
erkennen. Anschließend
können
auf der Grundlage der Erkennungsdaten die folgenden drei Korrekturarten
in Betracht gezogen werden. Die erste Art ist, im Voraus die Bauteilposition
und die Haltung auf der Grundlage der Abweichungen der X-Y- und θ-Richtungen des erkannten
Bauteils 5 zu korrigieren, und anschließend die BG-Verbindungsabschnitte 6 abzutasten. Die
zweite Art ist, die Abweichungen in einem Speicher 23a zu
speichern, die Abweichungen zusammen mit den Abweichungen der Platine 1 in
der Platinenerkennungsstufe zu berechnen, wie später beschrieben wird, und schließlich einen
Korrekturvorgang auszuführen.
Die dritte Art ist, eine Abtastung auszuführen, während die Bewegungsrichtung
(Abtastrichtung) des Erkennungsfensters mittels eines Abtasters
gemäß den Abweichungen
geändert
wird. Anschließend
wird die Bestückung
durch Korrigieren der Positionen des Bauteils 5 und der
Platine 1 ausgeführt.
Gleichzeitig hierzu werden die Defekte, Versetzungen und Formen
der Lothöcker
erkannt. Ferner wird die Qualitätsüberprüfung des
Bauteils mittels des Bauteiluntersuchungsverfahrens unter Verwendung
der Referenzmarkierungen 30 als Referenzposition ausgeführt. Wenn
irgendein Bauteildefekt oder ein Ablösen, ein Versetzen oder eine unzureichende
Menge des Lots oder dergleichen bei den Lothöckern 7 an den BG-Verbindungsabschnitten 6 erfasst
wird, wird anschließend
eine spezifizierte Anzeige oder Warnung "Bauteil PAAAA Lotkugelablösung" oder dergleichen
z. B. auf einem (nicht gezeigten) Operationsmonitor eines Operationsabschnitts angezeigt,
wobei ein Berechnungsvorgang ausgeführt wird. Das Bauteil wird
im den Bauteilverschrottungsabschnitt 19 entsorgt (S4).
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Wenn
das Bauteil normal ist, wird anschließend der Bestückungskopf 13,
der das Bauteil hält, nahe
an die Bestückungsposition
der Schaltungsplatine 1 auf dem Bestückungstisch 14 in
einem Montagepositionsbestimmungsvorgang bewegt (S5).
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In
einem Platinenmontagepositionserkennungsvorgang wird die Zielmontageposition-Erkennungsmarkierung 3 der
in 15 gezeigten Schaltungsplatine 1 bestätigt und
vom Platinenerkennungsabschnitt 13b bei Bedarf erkannt
(S6).
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In
einem Bestimmungs-(Überprüfungs)-Korrekturvorgang
nach der Montagepositionserfassung wird die Montageposition korrigiert,
indem eine hohe Genauigkeit mittels des Montagepositionsbestimmungs-Korrekturvorgangs
zusammen mit den vorangehenden Bauteiluntersuchungsergebnissen sichergestellt
wird (S7).
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In
einem Bauteilmontagevorgang wird der Bestückungskopf 13 unter
der Steuerung des Höhensteuerabschnitts 26 abgesenkt,
um somit die Montage des Bauteils 5 auf der Platine 1 auszuführen (S8).
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In
dieser Phase werden die Durchmesser der Kugeln gemäß den Untersuchungsergebnissen
der Größen, der
Schwankungen und dergleichen der Lotkugeln 7 an den BG-Verbindungsabschnitten 6 im Fall
der kugelförmigen
Lothöcker
erfasst. Es ist daher erlaubt, die durchschnittliche Höhe des BGA-Bauteils 5 auf
der Grundlage der erfassten Durchmesser zu erhalten, einen Spalt
zwischen dem BGA-Bauteil 5 und der Schaltungsplatine 1 durch
Optimierung zu erhalten und die Berechnung der optimalen Steuerung des
Höhensteuerabschnitts 28 des
Bestückungskopfes 13 oder
die optimale Steuerung des Drucksteuerabschnitts 25 zum
Drücken
des Bauteils bei der Bestückung
zu erhalten, wie in Verbindung mit dem in 19 gezeigten
Beispiel des Standes der Technik beschrieben worden ist.
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Anschließend wird
die Anwesenheit oder Abwesenheit des nächsten zu montierenden Bauteils geprüft, wobei
der Programmablauf zum Vorgang S1, wenn der Bestückungsvorgang fortzusetzen
ist, oder zum Vorgang S10 vorrückt,
wenn der Bestückungsvorgang
zu beenden ist (S9).
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Durch
den Beendungsvorgang sind die Montagevorgänge auf der Schaltungsplatine 1 abgeschlossen
(S10).
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Im
Fall der herkömmlichen
Positionserfassung wird der Bauteilmittelpunkt (im Allgemeinen) anhand
des Bauteilumrisses als eine willkürliche Regulierungsposition
erhalten, die für
die Montage gemäß dem externen
Umriss des Bauteils oder des Musters der Verbindungsabschnitte mittels
Bildverarbeitung notwendig ist. Gemäß dieser Positionserfassung
weisen die Lothöcker 7 auf
den BG-Verbindungsabschnitten 6 eine
runde Form und eine Variation in der Anordnung auf, wobei dies eine
Differenz von der wahren Mitte der BG-Verbindungsabschnitte 6 hervorruft.
Im Fall des BGA-Bauteils 5 der vorliegenden ersten Ausführungsform
werden die Referenzmarkierungen 30, die gleichzeitig mit
der Musteranordnung der BG-Verbindungsabschnitte 6 ausgebildet
werden, als eine Referenzposition anstelle des Bauteilumrisses verwendet.
Mittels A, B und D der Referenzmarkierungen 30 wird daher
die Position der Mitte, die eine willkürliche Regulierungsposition wird,
die für
die Montage erforderlich ist, leicht erfasst.
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Die
Zentralposition kann daher leicht und korrekter als eine willkürliche Position
des Verbindungsmusters ohne Beeinflussung durch die Variation des
externen Umrisses der Verbindungsabschnitte erhalten werden.
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Wie
ferner in 3B gezeigt ist, kann die Anordnung
der BG-Verbindungsabschnitte 6 der Elektroden
P11, P12, ..., P44 im Verbindungsabschnittsmuster leicht
erhalten werden durch die Abstände 32a und 33a und
die Nachbarschaftsabstände 32b und 33b unter
Verwendung der Referenzmarkierungen 30 als Startpunkt.
Wenn das Erkennungsfenster 31 für die Ausführung der Bildverarbeitung
willkürlich auf
den Elektroden P11, P12,
..., P44 der Ziel-BG-Verbindungsabschnitte 6 angeordnet
wird, um zu bestätigen,
ob die Lothöcker 7 auf
den BG-Verbindungsabschnitten 6 konform zu den Spezifikationen
ausgebildet worden sind, dann können
die Bestätigung
und die Untersuchung durch die Qualitätsüberprüfung der Versetzungen, der
Lotablösungen
und unzureichender Lotmengen für
die Positionserfassung der Lothöcker 7 und
den Lothöckerausbildungszustand
leicht erreicht werden, so dass eine qualitativ hochwertige Zuführung und
Montage der BGA-Bauteile 5 auf der Schaltungsplatine 1 erreicht
werden kann.
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In
den Steuerbefehlen des Bestückungsprogramms
kann die Verarbeitung der verschiedenen Vorgänge, die mit Bezug auf das
Flussdiagramm 4 beschrieben worden sind, durch eine Spezifikation umgeordnet
werden, wobei die Sequenz der Vorgänge willkürlich verändert wird oder diese gleichzeitig entsprechend
den spezifizierten Befehlen ausgeführt werden, die durch den Steuerbefehllesevorgang
decodiert werden (Vorgang S2).
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Zum
Beispiel werden die relativen Positionen der Musteranordnung der
BG-Verbindungsabschnitte 6 und
der Referenzmarkierungen 30 im Bauteilerkennungsvorgang
korrigiert (Vorgang S4). Somit kann das Bauteil 5 nur mittels
der Positionserfassung der Referenzmarkierungen 30 an der
spezifizierten Montageposition montiert werden, wenn weder eine
Platinenmontagemusterversetzung noch eine Anordnungsversetzung vorliegt,
wobei diese einfache Verarbeitung fähig ist, den Montagezykluszeitverlust
zu reduzieren.
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Als
Nächstes
zeigt 5A ein Beispiel eines Musters
der BG-Verbindungsabschnitte
eines BGA-Bauteils gemäß einer
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, während 5B eine Ansicht
ist, die ein Beispiel von Parameterdaten der Anordnung der BG-Verbindungsabschnitte
zeigt. In den 5A und 5B bezeichnen
die Bezugszeichen 5 ein BGA-Bauteil, 6 die BG-Verbindungsabschnitte
(Elektroden P11 bis P44), 30 die
Referenzmarkierungen, 31 ein Erkennungsfenster, 35 die
Anordnungsparameterdaten, und 36 die Datenbits.
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Die
Anordnung der Elektroden P11, P12,
... P44 des Musters der BG-Verbindungsabschnitte,
die in 5A gezeigt sind, wird in ein
Modell, wie in 5B gezeigt, in Form der Anordnungsparameterdaten 35 der
BG-Verbindungsabschnitte 6 übersetzt. Gemäß diesem
Modell, im Fall des Beispiels der BG-Verbindungsabschnitte 6,
die in einer in 5A gezeigten Matrixform angeordnet
sind, wird PLC als Anordnungsparameterdaten 35 betrachtet.
In diesem Fall entspricht PLC den Daten,
die die Anwesenheit oder Abwesenheit der BG-Verbindungsabschnitte 6 aller
Spalten in einer Zeile L ausdrücken.
Zum Beispiel kann P1C in der ersten Zeile
entsprechend P11 bis P14 ausgedrückt wer den
durch 1111, P2C in der zweiten Reihe entsprechend
P21 bis P24 kann
ausgedrückt
werden durch 1001, P13 in der dritten Zeile
entsprechend P31 bis P34 kann
ausgedrückt
werden durch 1001, und P4C in der vierten
Zeile entsprechend P41 bis P44 kann
ausgedrückt
durch 1111. Wie oben beschrieben worden ist, kann die Anordnung
durch die einfachen Datenbits 36 leicht ausgedrückt werden.
In den obigen Daten zeigt die Zahl 1 ein Datenbit, das bedeutet,
dass der BG-Verbindungsabschnitt vorhanden
ist, während
die Zahl 0 ein Datenbit angibt, das bedeutet, dass der BG-Verbindungsabschnitt 6 fehlt.
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Mit
Bezug auf die PLC-Position der Zeile L und
der Spalte C in der zweiten Ausführungsform
gibt die Zahl "1" die "Anwesenheit" des BG-Verbindungsabschnitts
an, während
die Zahl "0" die "Abwesenheit" des BG-Verbindungsabschnitts
angibt. Durch diese Modellierung können die verschiedenen Verbindungsabschnitt-Anordnungsmuster,
wie in den 20A bis 20J gezeigt
ist, durch einfache Daten ausgedrückt werden. Durch Kombinieren
der Abstände 32a und 33a mit
den Nachbarschaftsabständen 32b und 33b mittels
der Referenzmarkierungen 30 können die Musterform der gesamten
Anordnung der BG-Verbindungsabschnitte 6 jedes BGA-Bauteils 5 und
die Anwesenheit oder Abwesenheit und die Positionen der Lothöcker 7 derselben
leicht erfasst werden.
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Andererseits
können
durch Erfassen der Anordnungsparameterdaten 35 und Nutzen
der Daten als Parameter des Untersuchungsziels, wenn keine Notwendigkeit
zur Erfassung der BG-Verbindungsabschnitte 6 mittels des
Erkennungsfensters 31 besteht und die Positionserfassung
und Untersuchung teilweise ausgeführt werden, eine effektive
Positionserfassung und Bauteiluntersuchung erreicht werden, indem
eine Maske zum Setzen des Erkennungsfensters oder Setzen des Erkennungsfensters 31 für die Bildverarbeitung
auf nur einen beliebigen BG-Verbindungsabschnitt 6 (oder
mehrere BG-Verbindungsabschnitte) gelegt wird.
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Durch
Vorheriges Weitergeben der Anordnungsparameterdaten 35 jedes
Bauteils zusätzlich zu
den Daten des zu montierenden Bauteils und dergleichen an den Bauteildatenspeicherabschnitt 20b des
Speicherabschnitts 20, wie in Verbindung mit der in 2 gezeigten
ersten Ausführungsform
beschrieben worden ist, kann ferner die vorliegende Ausführungsform
flexibel eine Vielfalt von Modi eines Bauteiluntersuchungsverfahrens
handhaben, um einen Algorithmus mit höherer Sicherheit und höherer Zuverlässigkeit
auszuwählen
durch die einfache Untersuchung der BG-Verbindungsabschnitte 6,
Bestimmung (Überprüfung) der
Niveauzuweisung des Verschrottungsvorgangs, ein Verfahren zum Anzeigen
der spezifizierten Warnung, und dergleichen.
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Als
Nächstes
zeigt 6A eine Vorderansicht der Referenzmarkierungen,
die auf der Oberfläche
vorgesehen sind, die der Oberfläche
gegenüberliegt,
die die BG-Verbindungsabschnitte
eines BGA-Bauteils gemäß einer
dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung aufweist, während 6B eine
Schnittansicht hiervon ist.
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In
der dritten Ausführungsform
sind die Referenzmarkierungen 30 auf der Oberfläche vorgesehen,
die der Oberfläche
gegenüberliegt,
die die BG-Verbindungsabschnitte 6 aufweist,
im Gegensatz zu der obenerwähnten
ersten Ausführungsform.
Die Referenzmarkierungen 30 sind auf der Oberfläche vorgesehen,
die der Oberfläche
gegenüberliegt,
auf der die BG-Verbindungsabschnitte 30 und die Lothöcker 7 vorgesehen
sind. Die BG-Verbindungsabschnitte 6 und die Referenzmarkierungen 30 werden jedoch
gleichzeitig ausgebildet, weshalb die relative Positionsbeziehung
sichergestellt ist.
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Im
Folgenden wird ein Montageverfahren des BGA-Bauteils 5 beschrieben.
Im Bauteilentnahmevorgang (Vorgang S3) des in 4 gezeigten Flussdiagramms
wird das für
die Bestückung
benötigte
Bauteil dem Bauteilzuführabschnitt 16 zugeführt und
in diesem gehalten, während
der Bestückungskopf 13 die
Positionierung des benötigten
Bauteils im Bauteilzuführabschnitt 16 ausführt. Wenn
das Bauteil entnommen wird, wird die Bauteilpositionserfassung unter
Verwendung der Referenzmarkierungen 30 ausgeführt, die
auf der oberen Oberfläche
des elektronischen Bauteils (BGA-Bauteil 5) vorgesehen sind,
als Referenzposition mittels des Platinenerkennungsabschnitts 13 im
Bauteilerkennungsvorgang (Vorgang S4). Im Korrekturvorgang des gleichen
Vorgangs S4 wird durch Überprüfung der
Haltelage eine Korrektur ausgeführt,
wobei das Bauteil vom Bestückungskopf 13 gehalten
wird. Wenn die Vorgänge
S5 bis S8 anschließend
ausgeführt
werden, kann eine spezifizierte Montagequalität sichergestellt werden und
ferner wird der Bauteiluntersuchungsabschnitt 13a überflüssig, so
dass eine kostengünstige
Bestückungsvorrichtung
erreicht werden kann.
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Wenn
ferner die Montagequalität
verbessert wird, werden die Operationen der Bewegung des Bauteils
zum Bauteiluntersuchungsabschnitt 13a im Bauteiler kennungsvorgang
ausgeführt
(Vorgang S4), die Mustererfassung der BG-Verbindungsabschnitte 6, die
relative Positionsbeziehungen zu den Referenzmarkierungen 30 aufweisen,
die sich auf der oberen Oberfläche
befinden, ausgeführt,
und die Qualitätsüberprüfung des
Bauteils mittels des Bauteiluntersuchungsverfahrens unter Verwendung
der Referenzmarkierungen 30 als Referenzpunkte ausgeführt. Wenn
Bauteildefekte des Ablösens,
des Versetzens, der unzureichenden Lotmenge oder dergleichen bezüglich der
Lothöcker 7 der
BG-Verbindungsabschnitte 6 erfasst
werden, werden die spezifizierten Anzeige-, Warn- und Berechnungsvorgänge ausgeführt, wobei
das Bauteil im Bauteilverschrottungsabschnitt 19 entsorgt
wird. Es ist zu beachten, dass dieser Bauteilqualitätsüberprüfungsvorgang
auch auf die Bauteiluntersuchung in der Bauteilherstellungsphase
angewendet werden kann.
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Als
Nächstes
zeigt 7A ein Beispiel der Referenzmarkierungsposition
gemäß einer
vierter Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, während 7B eine
Ansicht ist, die ein weiteres Beispiel zeigt. 7A zeigt
eine Anordnung, in der ein Paar der Referenzmarkierungen 30 symmetrisch
um den Mittelpunkt des inneren Umfangsabschnitts der Musters der
BG-Verbindungsabschnitte 6 eines achteckigen BGA-Bauteils 5,
das in 20G gezeigt ist, angeordnet
ist. 7B zeigt eine Anordnung, in der eine Referenzmarkierung 30 an
einer Mittelposition des Musters der BG-Verbindungsabschnitte 6 angeordnet
ist, die unregelmäßig angeordnet
sind, wie in 20H gezeigt ist, oder in einem
Zentralabschnitt des BGA-Bauteils 5. Wenn wie oben beschrieben
die Positionserfassung mittels der Referenzmarkierungen 30 selbst
ausgeführt
wird, ohne Beteiligung des komplizierten Musters der BG-Verbindungsabschnitte 6,
können
die Bestätigung
und die Erfassung der gewünschten
Bauteilposition erreicht werden. Es ist zu beachten, dass es dann,
wenn die Anwesenheit oder die Abwesenheit der BG-Verbindungsabschnitte 6 in
Form von Daten gemanagt wird, wie in 5A in der
vorliegenden vierten Ausführungsform
gezeigt ist, günstig
ist, die Daten unter der Annahme zu managen, dass die Elektrode
P11 bezüglich
des Datenmanagements abwesend ist.
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Wie
oben beschrieben worden ist, kann die Form der Referenzmarkierung 30 nach
Belieben ein Kreis, ein Rechteck, ein Dreieck, eine Kreuzform oder
dergleichen sein. Mit Bezug auf die Positionen und Zahlen der Markierungen
kann eine willkürliche Positionserfassung
zuverlässig
und leicht erreicht werden, wenn wenigstens eine Referenzmarkierung vorhanden
ist. Diese Referenzmarkierung 30 ist vorzugsweise an einem
Eckabschnitt des Bauteils ausgebildet, um die Erfassung der Bauteilwinkelabweichung
zu erleichtern.
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8A ist
eine Bodenansicht der Referenzmarkierungen, die mittels eines Vorsprungs
(z. B. eines Lothöckerhöhenposition-Regulierungsverwendungs-Abstandhalters) implementiert
ist, der an einer äußeren Umfangsposition
des BG-Verbindungsabschnittsmusters der vierten Ausführungsform
vorgesehen ist, während 8B eine
Seitenansicht hiervon ist. In den 8A und 8B bezeichnet
das Bezugszeichen 30A den Vorsprung, der als Referenzmarkierung
dient.
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Obwohl
die Referenzmarkierungen 30 als Referenzpunkte beschrieben
worden sind, die gleichzeitig mit der Musteranordnung der BG-Verbindungsabschnitte 6 in
der ersten Ausführungsform
ausgebildet werden, kann die Referenzmarkierung eine solche sein,
die die relative Positionsbeziehung mit einer spezifizierten Genauigkeit
sicherstellt und mittels eines Vorsprungs oder einer Druckmarkierung
vorgesehen ist, wie z. B. eines auf dem BGA-Bauteil 5 angebrachten
Seidendrucks.
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Bezüglich der
anderen Faktoren wurde die erste Ausführungsform auf der Grundlage
des Untersuchungsverfahrens zum Erhalten der Anordnung der Lothöcker 7 gemäß den Abständen 32a und 33a und
den Nachbarschaftsabständen 32b und 33b beschrieben.
Mit dem Setzen auf der Grundlage der Referenzmarkierungen 30 kann
jedoch das Setzen auch leicht auf die Musteranpassung für den Vergleich
des im Voraus vorbereiteten Musteranordnungsbildes der BG-Verbindungsabschnitte 6 mit den
BG-Verbindungsabschnitten 6 des BGA-Bauteils 5 oder auf andere
Fälle angewendet
werden.
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Obwohl
die obige Beschreibung selbstverständlich auf der Grundlage der
kugelförmigen
Lothöcker 7 auf
den BG-Verbindungsabschnitten 6 gemacht worden ist, können die
gleiche Funktion und die gleiche Wirkung wie oben beschrieben unabhängig von
der Form erreicht werden. Außerdem
können das
Verfahren und die Vorrichtung auch auf die Bestückung blanker Chips mit Lothöckern angewendet werden.
Die vorgesehenen Referenzmarkierungen können auch für leiterbestückte Bauteile
genutzt werden, wie z. B. stiftförmige
BGA (Stiftgittermatrix), J-leiterbestückte Bauteile (SOJ: J-leiterbestücktes Gehäuse mit
kleinem Umriss) und QFP.
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Als
Nächstes
zeigt 9 eine Bodenansicht eines BGA-Bauteils, bei dem
eine der Referenzmarkierungen mittels eines zweidimensionalen Strichcodes
gemäß einer
fünften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung implementiert ist. In 9 bezeichnet
das Bezugszeichen 40 einen zweidimensionalen Strichcode. 10 ist
eine vergrößerte Ansicht,
die ein Beispiel des zweidimensionalen Strichcodes zeigt, der durch
Codieren von Informationen mit hoher Dichte erhalten wird. In 10 bezeichnen die
Bezugszeichen 40 den zweidimensionalen Strichcode, 41 einen
Ursprungspunkt, 42 die Erfassungsmarkierungen, 43 einen
Datenabschnitt, 44 Zeitsteuermarkierungen und 45 einen
Rand.
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Die
fünfte
Ausführungsform
verwendet gleichzeitig den zweidimensionalen Strichcode 40 als eine
von mehreren Referenzmarkierungen 30, die für das BGA-Bauteil 5 vorgesehen
sind. Andernfalls, wenn ein Rand des Raumes auf dem BGA-Bauteil 5 vorhanden
ist, kann der zweidimensionale Strichcode 40 eine große Größe für einen
vergrößerten,
Informationen tragenden Bereich aufweisen, der eine breite Vielfalt
von Informationen aufweisen kann.
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Durch
Codieren des Kontaktfleckabstands und der Positionsinformationen
der BG-Verbindungsabschnitte 6 einer Vielfalt von Komponenten
und der Informationen für
die Montage der Bauteile als Informationen, die durch den Datenabschnitt 43 des
zweidimensionalen Strichcodes 40 ausgedrückt werden, können außerdem die
Bestückungssteuerung
der Bestückungskopfhöhe, die
Bestückungsgeschwindigkeit,
die Bestückungsdrucksteuerung
und dergleichen in der Bestückungsphase
für jedes
Bauteil auf der Grundlage der Informationen ausgeführt werden. Wenn
ferner die Bauteilnamen und dergleichen als Informationen codiert
sind, kann der Bauteiltyp jedes einzelnen Bauteils bestätigt werden,
indem überprüft wird,
ob das Bauteil das geeignete Zielbauteil ist, das montiert werden
soll. Diese Anordnung ermöglicht das
Verhindern eines fehlerhaften Setzens eines Bauteils, und kann ferner
für die
Qualitätsverbesserung
genutzt werden, indem eine fehlerhafte Bestückung verhindert wird und eine
Zeitspanne reduziert wird, wenn das fehlerhaft montierte Bauteil
ersetzt wird und eine Umordnung beim Nachfüllen des zu montierenden Bauteils
durchgeführt
wird.
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11A ist eine Vorderansicht eines zweidimensionalen
Strichcodes, der auf der Oberfläche
gegenüberliegend
derjenigen Oberfläche
vorgesehen ist, die die BG-Verbindungsabschnitte
eines BGA-Bauteils gemäß einer
sechsten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist, während 11B eine
Seitenansicht hiervon ist. Der Strichcode ist auf der Oberfläche gegenüberliegend
der Verbindungsoberfläche
vorgesehen, die in Verbindung mit der fünften Ausführungsform beschrieben worden
ist. Wenn der zweidimensionale Strichcode 40 auf der oberen
Oberfläche
des BGA-Bauteils 5 aufgebracht wird und eine Vielzahl von
Informationen für
die Montage der Komponenten, wie z. B. der Kontaktfleckabstand und
die Positionsinformationen der BG-Verbindungsabschnitte der verschiedenen
Komponenten, als angezeigte Informationen codiert sind, dann können die
Bestückungssteuerung
der Bestückungskopfhöhe, der
Bestückungsgeschwindigkeit, der
Bestückungsdrucksteuerung
und dergleichen in der Bestückungsphase
für jedes
Bauteil auf der Grundlage der Informationen als Überprüfungs- und Korrekturvorgänge in dem
in 4 gezeigten Bauteilerkennungsvorgang (Vorgang
S4) ausgeführt
werden. Ferner kann ein zweidimensionaler Strichcode 40 mit
einer größeren Abmessung
verwendet werden, indem der Strichcode auf der Oberfläche gegenüberliegend
der Verbindungsoberfläche
vorgesehen wird, wobei die Informationen tragende Fläche vergrößert ist,
um eine breitere Vielfalt an Informationen vorsehen zu können. Dies
funktioniert bei der Steuerung der Bestückung vorteilhaft. Wenn die
Maße der Abweichung
vom zulässigen
Bereich und die Ablösungen
der Lothöcker
als Informationen gespeichert werden, die im zweidimensionalen Strichcode 40 oder
einem weiteren Speichermedium zu speichern sind, können die
Informationen als Informationen verwendet werden, um zu bestimmen,
ob das Bauteil verschrottet oder mit umgeformten Lothöcker wiederverwendet
werden soll, wenn das BGA-Bauteil 5 als defekt bestimmt
wird.
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12A zeigt die Verarbeitung des zweidimensionalen
Strichcodes durch einen Bauteiluntersuchungsvorgang eines Steuerabschnitts,
während 12B eine Ansicht zur Erläuterung der Verarbeitung des
zweidimensionalen Strichcodes durch einen Platinenerkennungsvorgang
ist. Der in 12A gezeigte Bauteiluntersuchungsvorgang
erhält
die Informationen des Bauteils mittels Erfassung des zweidimensionalen
Strichcodes durch den Bauteiluntersuchungsvorgang des Erkennungssteuerabschnitts 23 aus
einem Signal, das vom Bauteiluntersuchungsabschnitt 13a gelesen
wird, und führt
den Bauteilerkennungsvorgang aus. Ferner werden in dem in 12B gezeigten Platinenerkennungsvorgang die Bauteilinformationen
erhalten, indem der zweidimensionale Strichcode anhand eines Signals
von Platinenerkennungsabschnitt 13b über den Platinenerkennungsvorgang
im Erkennungssteuerabschnitt 23 erfasst wird. Durch gemeinsames
Nutzen des Erfassungsvorgangs für
den zweidimensionalen Strichcode des Platinenerkennungsabschnitts 13b und
ferner gemeinsames Nutzen eines optischen Detektors z. B. einer
Kamera oder eines Laserscanners als Bauteilerkennungsabschnitt 13b für die Erkennung der
Referenzmarke 30, um somit den zweidimensionalen Strichcode 40 zu
lesen, wird die Erfassung des Bauteiluntersuchungsabschnitts 13a unnötig.
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Wenn
der Bauteilname als Information codiert ist, kann der Steuerabschnitt
im Bauteilentnahmevorgang (Vorgang S3) und im Bauteilerkennungsvorgang
(Vorgang S4) des in 4 gezeigten Flussdiagramms mittels
des Bestückungsprogramms 20a oder
durch einen Bauteilüberprüfungsvorgang
auf der Grundlage der Bauteildaten 20b bestätigen, ob das
Bauteil das zu montierende normale Zielbauteil ist, wodurch ermöglicht wird,
den Bauteiltyp jedes einzelnen Bauteils zu bestätigen. Mit dieser Anordnung
kann der Steuerabschnitt ferner als Automatisierungsvorrichtung
verwendet werden, um ein fehlerhaftes Setzen des Bauteils zu verhindern.
Ferner wird eine Verbesserung der Qualität bewirkt, indem die fehlerhafte
Bestückung
verhindert wird, wobei die Zeitspanne zum Ersetzen des fehlerhaft
montierten Bauteils und zum Durchführen einer Umordnung beim Auffüllen des
zu montierenden Bauteils reduziert wird.
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Gemäß einer
siebten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist als Nächstes der zweidimensionale
Strichcode 40, der gleichzeitig als Erkennungsmarkierungen 3, 3' dient, als
eine von mehreren Erkennungsmarkierungen 3, 3' vorgesehen,
die zu den Bestückungskontaktfleckmustern 4, 4' auf der Schaltungsplatine 1 gehören, wie
in 15 gezeigt ist. Mit dieser Anordnung gemäß dem Bestückungsvorgang
des in 4 gezeigten Flussdiagramms wird der Bauteilmontagevorgang
(Vorgang S8) ausgeführt,
wobei der Programmablauf im Vorgang S9 zur nächsten Bestückungsposition vorrückt, um
die Erkennungsmarkierungen 3 und den zweidimensionalen
Strichcode 40 auf der Schaltungsplatine 1 mittels
des Platinenerkennungsabschnitts 13b im Platinenmontageposition-Erkennungsvorgang
(Vorgang S6) zu erkennen. In dieser Phase ist der zweidimensionale
Strichcode 40 mit Bauteilinformationen versehen (z. B.
Bauteil PAAAA, Bestückungskopfgeschwindigkeit 1;
...), die für
die Montage erforderlich sind. Nach der Bestimmung des notwendigen
Bauteils mittels der obenerwähnten
Bauteilinformationen im nächsten
Bestimmungs-(Überprüfungs)-Korrekturvorgang
(Vorgang S7), wird das Bauteil (z. B. PAAAA), das z. B. durch den
zweidimensionalen Strichcode 40 angegeben ist, vom Bauteilzuführabschnitt 16 im
Bauteilentnahmevorgang (Vorgang S3) geholt. Anschließend kann
durch Wiederholen der Bauteilmontage mittels der gleichen Vorgänge die fehlerhafte
Bauteilmontage eliminiert werden.
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Die
obenerwähnten
Ausführungsformen wurden
auf der Grundlage des Beispiels der Bestückungsvorrichtung beschrieben,
die mit dem Bestückungskopf 13 ausgestattet
ist, der das elektronische Bauteil vom Bauteilzuführabschnitt
entnimmt, das Bauteil zum Bestückungstisch 14 bewegt
und die Montagepositionsbestimmungsansteuerung ausführt. Durch
Anwenden des Lothöcker-Bauteilmontageverfahrens
der vorliegenden Erfindung können
jedoch eine einfache und zuverlässige
Montage eines weiten Bereiches von Anwendungen und die Qualität im Vergleich
zu den herkömmlichen
Fällen
sichergestellt werden. Wie in 15 gezeigt,
kann eine weitere Bestückungsvorrichtung
vorgesehen sein, die mit einem Gleitbauteilzuführungsabschnitt und einem X-Y-Tisch
zum Halten der Schaltungsplatine und zum Ausführen der Positionierung auf
dem Bestückungstisch
ausgestattet ist. Die vorliegende Erfindung kann ferner auf eine
Bestückungsvorrichtung
mit einem Roboter oder einem Montagevorgang mit Komponentenzuführung mit
einer ähnlichen
Konfiguration angewendet werden, und kann mit der gleichen Wirkung
implementiert werden.
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Wie
oben beschrieben worden ist, ermöglicht die
vorliegende Erfindung die Anordnung des komplizierten Verbindungsabschnittmusters,
die Positionserfassung und eine Qualitätsüberprüfung (Entscheidung gut/schlecht),
die bisher nicht untersucht oder erfasst werden konnten, mittels
der Referenzmarkierungen des Lothöckerbauteils, das montiert
werden soll, und erlaubt die Verbesserung der Qualität bei der
Bestückung
der Schaltungsplatine mit elektronischen Bauteilen durch die Sicherstellung
der Bauteilqualität
unmittelbar vor der Bestückung.
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Ferner
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung der Zustand der Anordnung der gesamten BG-Verbindungsabschnitte
in Stellung erfasst werden und einfach und genau mit hoher Geschwindigkeit
mittels der Referenzmarkierungen, die auf der Verbindungsoberflächenseite
des Lothöckerbauteils vorgesehen
sind, überprüft werden,
so dass eine zuverlässige
Bauteilmontagequalität
zur Verfügung
gestellt werden kann.
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Ferner
weist (weisen) gemäß der vorliegenden
Erfindung die Referenzmarkierung(en), die auf der Oberfläche gegenüberliegend
der Verbindungsoberflächenseite
vorgesehen ist (sind), eine zuverlässige relative Positionsbeziehung
zu den Verbindungsabschnitten auf, weshalb die Positionserfassung
in der Bauteilmontagephase im Erscheinungsbild mittels der Referenzmarkierung(en)
vor oder nach der Montage bestätigt
werden kann.
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Ferner
ermöglicht
die vorliegende Erfindung die Anordnung, die Positionserfassung
und die Qualitätsüberprüfung des
komplizierten Verbindungsabschnittmusters mittels der Referenzmarkierung(en), die
aus einem für
das elektronische Bauteil besonderen Vorsprung oder einem Aufdruck
konstruiert ist (sind), und erlaubt die Verbesserung der Qualität bei der
Bestückung
der Schaltungsplatine mit elektronischen Bauteilen.
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Ferner
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung wenigstens eine der Referenzmarkierungen eine Referenzmarkierung,
die durch Codieren von Informationen erhalten wird, wobei die genauen
Montageinformationen für
jedes Bauteil entsprechend den codierten Informationen erhalten
werden können.
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Ferner
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung der Bauteiltyp jedes einzelnen Bauteils durch die Unterscheidungsinformationen
bestätigt
werden, die durch den zweidimensionalen Strichcode ausgedrückt sind,
wobei die Informationen für
die Automatisierung verwendet werden können, um das fehlerhafte Setzen
eines Bauteils zu verhindern. Dies bewirkt eine Qualitätsverbesserung
durch das Verhindern einer fehlerhaften Bestückung, und bewirkt eine Reduzierung
der Zeitspanne, wenn das Bauteil ersetzt wird und eine Umordnung
beim Auffüllen
des zu montierenden Bauteils durchgeführt wird.
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Ferner
dient die vorliegende Erfindung zum Montieren des Lothöcker-Bauteils
mit einer oder mehreren Referenzmarkierungen. Das elektronische Bauteil,
das montiert werden soll, wird der Positionserfassung und der Qualitätsüberprüfung durch
Erkennen der Referenzmarkierung(en) im Erkennungsvorgang unterworfen,
so dass die Positionskorrektur in der Montagephase ausgeführt wird.
Dies kann die Bestückungszykluszeit
reduzieren und die Produktivität
im Vergleich zur herkömmlichen
Bauteilpositionserfassung verbessern, so dass die Bauteilmontage
schneller und zuverlässiger
erreicht werden kann, um eine Verbesserung der Qualität zu ermöglichen.
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Ferner
kann die vorliegende Erfindung die Bauteilmontage schneller und
zuverlässiger
erreichen durch Bestätigen
der Erkennungsmarkierung(en) auf der Schaltungsplatine im Erkennungsvorgang.
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Ferner
können
gemäß der vorliegenden
Erfindung der Zustand der Anordnung der gesamten BG-Verbindungsabschnitte,
die Form jedes Lothöckers,
das Ablösen
des Lothöckers,
das eine Montage eines defekten Bauteils hervorruft, und dergleichen
leicht und genau mit hoher Geschwindigkeit mittels der Referenzmarkierung(en)
erfasst und überprüft werden,
so dass eine zuverlässige
Bauteilbestückungsqualität bereitgestellt
werden kann.
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Ferner
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung die Information der codierten Referenzmarkierung(en) eine
kostengünstige
und einfache Struktur sicherstellen, ohne ein separate spezielle
Vorrichtung für
die Ausführung
der Erfassung bereitzustellen, mittels der Erfassung, die erreicht
wird und auch für
den Erkennungsvorgang verwendet wird.
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Ferner
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung der Bauteiltyp in der Elektronikbauteil-Montageposition
bestätigt
werden, um die fehlerhafte Montage mittels der Tatsache zu verhindern,
dass wenigstens eine der Erkennungsmarkierungen auf der Schaltungsplatine
die Unterscheidungsinformationen darstellt, die durch den durch
Codieren von Informationen erhaltenen zweidimensionalen Strichcode ausgedrückt sind.
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Ferner
kann die Bauteilbestückungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung die Bestückungsqualität sicherstellen
und erlaubt bei der Montage elektronischer Bauteile mittels des
obenerwähnten Bauteilbestückungsverfahrens
die Implementierung und das Bereitstellen einer kontinuierlichen
und effektiven Schaltungsplatinenbestückung.
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Ferner
kann die vorliegende Erfindung Bauteile kontinuierlich und effektiv
montieren und erlaubt, die Automatisierung und Produktivität durch
kontinuierliches Zuführen
der elektronischen Bauteile mittels des Bauteilzuführabschnitts
zu verbessern.
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Wie
oben beschrieben worden ist, wird eine Verbesserung der Qualität und der
Ausbeuteproduktivität
bei der Montage elektronischer Bauteile, wie z. B. der Lothöckerbauteile
und dergleichen, bewirkt und das Erreichen einer kostengünstigen
und effektiven elektronischen Geräteproduktion ermöglicht.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung vollständig
in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen derselben und
mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen für
Fachleute innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung, der
durch die beigefügten
Ansprüche
definiert ist, offensichtlich sind.