Verfahren und Vorrichtung zum Anfahren einer vorbestimmten Position eines sich in einer
Verfahrrichtung bewegenden Trägerbandes
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfahren einer vorbestimmten Position eines sich in einer Verfahrrichtung bewegenden Trägerbandes sowie eine Anfahrvorrichtung.
Zum Bearbeiten von Bauelementen auf einem Trägerband bzw. zum Ablegen von Bauelementen auf das Trägerband wird üblicherweise eine Anfahrvorrichtung verwendet, die mit Hilfe eines Verfahrkopfes bestimmte Positionen auf dem Trägerband anfahren kann. Bislang werden zum Ablegen und/oder Bearbeiten von Bauteilen auf dem Trägerband, allgemein zum Durchführen eines Vorgangs, eine vorbestimmte Position durch den Verfahrkopf ange- fahren und das Trägerband zum Zeitpunkt des Durchführens des Vorgangs an der vorbestimmten Position angehalten, so dass der Verfahrkopf den vorbestimmten Vorgang während des Stillstands des Trägerbandes durchführen kann. Dies hat jedoch den Nachteil, dass das Anhalten und das Wiederanfahren des Trägerbandes sehr zeitaufwändig ist, wodurch der Durchsatz der Gesamtanordnung reduziert ist. Weiterhin wird das Trägerband durch die diskontinuierliche Bewegung auf Zug beansprucht, wodurch das Trägerband unter Umständen z.B. aufgrund von Ermüdung beschädigt werden kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere ein Verfahren zum Anfahren einer vorbestimmten Position auf einem Träger-
band und eine Anfahrvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die einen erhöhten Durchsatz und eine erhöhte Lebensdauer des Gesamtsystems ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch die Anfahrvorrichtung nach Anspruch 10 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Anfahren einer vorbestimmten Position eines sich in Verfahrrichtung kontinuierlich bewegenden Trägerbandes vorgesehen. Dazu wird ein Verfahrkopf an die vorbestimmte Position mit einer Geschwindigkeit in Richtung der Verfahrrichtung bewegt, die im Wesentlichen der Verfahrgeschwindigkeit des Trägerbandes entspricht. Der Verfahrkopf führt einen Vorgang an der vorbestimmten Position auf dem sich bewegenden Trägerband aus während sich sowohl das Trägerband als auch der Verfahrkopf in Verfahrrichtung insbesondere mit der Verfahrgeschwindigkeit bewegen.
Dadurch wird erreicht, dass das Ausführen des Vorgangs durch den Verfahrkopf, insbeson- dere das Ablegen eines Bauelementes auf dem Trägerband bzw. das Bearbeiten eines Bauelementes auf dem Trägerband durchgeführt werden kann, ohne dass zum Zeitpunkt des Durchführens des Vorgangs eine relative Bewegung in Verfahrrichtung zwischen dem Verfahrkopf und dem Trägerband bzw. dem darauf befindlichen Bauelement besteht.
Insbesondere wird das Trägerband so bewegt, dass es kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit in Verfahrrichtung verfahren wird.
Weiterhin kann zum Anfahren der vorbestimmten Position der Verfahrkopf quer zur Verfahrrichtung des Trägerbandes mit einer konstanten oder variablen Quergeschwindigkeit bewegt werden.
Um eine relative Quergeschwindigkeit zwischen dem Verfahrkopf und dem Bauelement beim Ausführen des Vorgangs zu vermeiden, kann vorgesehen sein, dass während des Ausfüh-
rens des Vorgangs die Quergeschwindigkeit des Verfahrkopfes in einer Querrichtung, die quer zur Verfahrrichtung des Trägerbandes verläuft, im Wesentlichen Null beträgt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Verfahrkopf zum Anfahren der vorbestimmten Position geradlinig, bogenförmig oder rotierend bewegt werden.
Als Vorgang kann der Verfahrkopf an der Position ein Bauelement absetzen, wobei vorzugsweise vor dem Anfahren der vorbestimmten Position das Bauelement durch den Verfahrkopf aufgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere Bauelemente aufgenommen und die mehreren Bauelemente nacheinander durch Anfahren an mehrere vorbestimmte Positionen auf dem Trägerband abgesetzt, wobei jedes der Bauelemente zum Absetzen an der entsprechenden vorbestimmten Position mit Geschwindigkeit in Richtung der Verfahr- richtung des Trägerbandes bewegt wird, die der Verfahrgeschwindigkeit des Trägerbandes entspricht.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass als Vorgang an der Position ein Bauelement bearbeitet, insbesondere gebondet wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Anfahrvorrichtung zum Anfahren einer vorbestimmten Position eines sich in einer Verfahrrichtung kontinuierlich bewegenden Trägerbandes vorgesehen. Die Anfahrvorrichtung umfasst das Trägerband, einen Verfahrkopf, um einen Vorgang an der vorbestimmten Position auf dem sich bewegenden Trägerband durchzuführen. Mit Hilfe einer Transportvorrichtung kann der Verfahrkopf in einer Querrichtung, die quer zur Verfahrrichtung verläuft, und in der Verfahrrichtung bewegt werden, wobei mit Hilfe einer Steuereinrichtung die Transportvorrichtung angesteuert wird, so dass der Verfahrkopf an die vorbestimmte Position mit einer Geschwindigkeit in Richtung der Verfahrrichtung bewegt wird, die im Wesentlichen der Verfahrgeschwindigkeit des Träger- bandes entspricht.
Vorzugsweise steuert die Steuereinrichtung die Transportvorrichtung so an, dass der Verfahrkopf zum Anfahren der vorbestimmten Position in die Querrichtung mit einer konstanten
oder variablen Quergeschwindigkeit bewegt wird, bzw. dass beim Ausführen des Vorgangs die Quergeschwindigkeit in der Querrichtung im Wesentlichen Null beträgt.
Vorzugsweise kann der Verfahrkopf ausgebildet sein, um an einer Position ein Bauelement abzusetzen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Steuereinrichtung die Transportvorrichtung und den Verfahrkopf so ansteuern, dass mehrere Bauelemente aufgenommen werden und die mehreren Bauelemente nacheinander durch Anfahren an mehrere vorbestimmte Positionen auf dem Trägerband abgesetzt werden, und dass jedes der Bauelemente zum Absetzen an der entsprechenden vorbestimmten Position mit einer Geschwindigkeit in der Verfahrrichtung bewegt wird, die der Verfahrgeschwindigkeit des Trägerbandes entspricht.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Anfahrvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 2 ein Trägerband mit vorbestimmten Positionen und möglichen Verfahrwegen des Verfahrkopfes gemäß der Ausführungsform der Figur 1 .
In Figur 1 ist ein Gesamtsystem 1 mit einer Anfahrvorrichtung zum Anfahren einer Position auf einem sich in einer Verfahrrichtung bewegenden Trägerband 2 dargestellt. Die Anfahrvorrichtung weist einen Schlitten 3 auf. An der Längsachse des Schlittens 3 ist ein Verfahr- köpf 4 verfahrbar angeordnet, so dass der Verfahrkopf 4 entlang der Längsachse des Schlittens 3 bewegt werden kann. Der Schlitten 3 selbst kann entlang einer Schiene 5 in einer Richtung quer zur Längsachse des Schlittens 3 verfahren werden, wobei die Richtung der Schiene 5 vorzugsweise der Verfahrrichtung entspricht.
Der Schlitten 3 und die Schiene 5 sind Teile einer Transportvorrichtung, mit der der Verfahrkopf 4 in eine x- und eine y-Richtung in der Ebene des Trägerbandes 2 bewegt werden kann. Die Transportvorrichtung wird durch eine Steuereinheit 6 gesteuert, so dass die Anfahrvorrichtung mit Hilfe des Verfahrkopfes 4 an der vorbestimmten Position des Trägerbandes 2 bestimmte Vorgänge bearbeitet. Das Trägerband wird durch eine Transportbandeinheit be-
wegt, auf der das Trägerband zumindest teilweise abgelegt ist, so dass sich im Anfahrbereich des Verfahrkopfes 4 eine Auflagefläche des Trägerbandes 2 ergibt.
Eine solche Anfahrvorrichtung ist in der Lage, das Trägerband 2 mit Bauelementen, insbe- sondere elektronische Bauelemente wie Kondensatoren, Widerstände, ICs und dergleichen, an vorbestimmten Positionen zu bestücken, z.B. in entsprechende Ausnehmungen des Trägerbandes 2 einzusetzen. Weiterhin kann eine solche Anfahrvorrichtung verwendet werden, um Bauelemente, die an vorbestimmten Positionen auf dem Trägerband 2 angeordnet sind, in bestimmter Weise zu bearbeiten. Dazu könnte der Verfahrkopf 4 mit entsprechenden Be- arbeitungseinheiten (nicht gezeigt), wie beispielsweise mit einer Bondeinheit, die an vorbestimmten Positionen Bonddrähte an Bauelementen anbringt, oder mit einem sonstigen Werkzeug zur Bearbeitung des Bauelements versehen sein.
Im Falle, dass die Anfahrvorrichtung zum Bestücken des Trägerbandes 2 mit Bauelementen vorgesehen ist, befindet sich außerhalb des Bereichs des Trägerbandes 2 eine Aufnahmestelle 7, an der Bauelemente zur Aufnahme durch den Verfahrkopf 4, der z.B. dazu mit einer Aufnahmeeinheit versehen sein kann, bereitgestellt werden. Dabei kann der Verfahrkopf 4 ein oder mehrere der dort bereitgestellten Bauelemente aufnehmen und diese in einem nachfolgenden Verfahrschritt zur entsprechenden vorbestimmten Position auf dem Träger- band transportieren und dort platzieren.
Das Trägerband 2 wird durch eine Antriebsvorrichtung 8 mit kontinuierlicher Verfahrgeschwindigkeit in x-Richtung bewegt. Zum Durchführen des Vorgangs an der vorbestimmten Position des Trägerbandes 2, insbesondere zum Absetzen eines aufgenommenen Bauele- mentes bzw. zum Bearbeiten eines dort befindlichen Bauelementes, ist es notwendig, dass die relative Geschwindigkeit zwischen dem Trägerband 2 und dem Verfahrkopf 4 möglichst gering bzw. gleich Null ist, so dass ein positionsgenaues Absetzen des Bauelementes bzw. ein exaktes Bearbeiten des Bauelementes an der vorbestimmten Position möglich ist. Aus diesem Grunde wird zumindest zum Zeitpunkt des Durchführens des Vorgangs der Schlitten 3 über die Schiene 5 mit der Verfahrgeschwindigkeit des Trägerbandes 2 in x-Richtung bewegt, so dass die relative Geschwindigkeit zwischen dem Verfahrkopf 4 und dem Trägerband 2 gleich Null wird. Vorzugsweise ist zum Zeitpunkt des Durchführens des bestimmten Vorgangs auch die Quergeschwindigkeit, die in eine Querrichtung, die quer zur x-Richtung,
d.h. in der y-Richtung, verläuft gleich Null, um jegliche relative Bewegung zwischen dem Verfahrkopf 4 und dem Trägerband 2 auszuschließen.
Sollen nacheinander mehrere Positionen auf dem Trägerband 2 angefahren werden, so kann dies beispielsweise dadurch erreicht werden, indem der Verfahrkopf 4 entlang des Schlittens 3 mit einer konstanten Quergeschwindigkeit in y-Richtung bewegt wird oder in y-Richtung zum Anfahren jeder der entsprechenden vorbestimmten Positionen die Quergeschwindigkeit auf Null reduziert wird und nach dem Durchführen des vorbestimmten Vorgangs die Querbewegung des Verfahrkopfes 4 wieder aufgenommen wird, um die nächste entsprechende Position anzufahren. Der Verfahrkopf kann dabei in vielfältiger Weise angesteuert werden und die Gesamtbewegung des Verfahrkopfs 4 kann bogenförmig, geradlinig bzw. rotierend erfolgen.
In Figur 2 sind mögliche Verfahrwege des Verfahrkopfes zum Anfahren von mehreren vorbe- stimmten (durch Kästchen angegebene) Positionen P auf dem Trägerband 2 dargestellt. Die Geschwindigkeit v des Trägerbandes 2 ist im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel konstant, es kann jedoch auch eine variable Geschwindigkeit vorgesehen werden, wobei jedoch ein vollständiges Anhalten des Trägerbandes 2 zum Durchführen des Vorgangs vermieden werden soll, um besondere Zugbelastungen auf das Trägerband 2 bzw. eine Durchsatzredu- zierung aufgrund des Abstoppens und Wiederanfahrens des Trägerbandes 2 zu vermeiden. Jedoch kann das Trägerband während des Durchführens des Vorgangs durch den Verfahrkopf mit einer niedrigeren Geschwindigkeit transportiert werden als die Verfahrgeschwindigkeit v zwischen den Vorgängen, wobei die Geschwindigkeit des Verfahrkopfes 4 in x- Richtung - gesteuert durch die Steuereinrichtung 6 - entsprechend an die Geschwindig- keitsänderung des Trägerbandes 2 angepasst wird.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine zusätzliche Transportzeit des Verfahrkopfes in x- Richtung entfällt, da diese Bewegung gleichzeitig mit der Zuführbewegung des Verfahrkopfes stattfindet, d. h. dass der Verfahrkopf 4 der Bewegung in x-Richtung des Trägerbandes 2 folgt. Weiterhin bleibt das Arbeitsfeld des Verfahrkopfes in x-Richtung auch bei unterschiedlichen Abständen zwischen den vorbestimmten Positionen konstant, da der Weg in x- Richtung über die Bahngeschwindigkeit bestimmt werden kann. Daraus ergibt sich, dass die Größe des Arbeitsfeldes in x-Richtung bzw. der Weg in x-Richtung des Verfahrkopfes durch die Bahngeschwindigkeit beeinflusst und gesteuert werden kann. Anstelle des bisherigen
Taktantriebes des Trägerbandes 2 kann nun ein Reibradantrieb für das Trägerband 2 verwendet werden, und es ergibt sich eine leichtere Führung des Trägerbandes 2 bzw. dessen Ausrichtung durch die kontinuierliche Bewegung. Darüber hinaus können die vorbestimmten Positionen auf dem Trägerband 2 beliebig angeordnet sein, was zuvor beim Taktbetrieb auf- grund der reduzierten Anzahl der Haltepositionen des Trägerbandes aufgrund der Maximie- rung des Durchsatzes nicht der Fall war.
Der Abstand z gibt die Distanz zwischen Die und Die an. Mit n wird die Anzahl der Reihen angegeben. S entspricht dem Weg des Tapes während eines Taktes.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste
1 Gesamtsystem
2 Trägerband
3 Schlitten
4 Verfahrkopf
5 Schiene
6 Steuereinrichtung
7 Aufnahmestelle
8 Antriebsvorrichtung