JP2002524884A - 電気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するための方法及び装置並びに校正基板 - Google Patents

電気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するための方法及び装置並びに校正基板

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JP2002524884A JP2000569621A JP2000569621A JP2002524884A JP 2002524884 A JP2002524884 A JP 2002524884A JP 2000569621 A JP2000569621 A JP 2000569621A JP 2000569621 A JP2000569621 A JP 2000569621A JP 2002524884 A JP2002524884 A JP 2002524884A
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Abstract

(57)【要約】 公知の方法は、電気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は角度位置を、校正基板（１）に装着された電気的な校正素子モデル（２）の位置を光学的に測定することによって校正する。このためには、モデル（２）上のマーキング（４）と、校正基板（１）上の局所的な基準マーク（３）とが役立つ。光学センサとして使用されるプリント配線板カメラは、校正を困難にする顕著なひずみを有している。本発明による方法、装置及び校正基板（１）に基づき、この校正基板（１）において予め規定された定格距離（ａ）で予め規定された位置に付与された２つの修正マーク（５，６）の位置がプリント配線板カメラによって測定され、測定結果が前記定格距離（ａ）と比較されるセンサ修正ファクタが求められる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、請求項１，６又は９の上位概念に記載の、電気的な構成群の製作装
置、特に構成素子をプリント配線板に実装するための装置に設けられた保持装置
の移動距離及び／又は角度位置を校正するための方法及び装置並びに構成基板に
関する。
【０００２】 従来、電気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は
角度位置を校正するためには、例えばプリント配線板の形式の校正基板の規定さ
れた載置箇所に、構成素子の薄板状のモデルが装着される。この場合、これらの
モデルは保持装置において、構成素子の、供給ユニットからプリント配線板の載
置箇所までの搬送と同様に、マガジンから校正基板まで搬送される。この場合、
校正基板としてプリント配線板に類似した、角隅域にセンタリングマークを有す
るガラスプレートを使用するのが一般的である。両面接着シート又は吹付用接着
剤の付与されたガラスプレートは、例えば自動実装機として形成された装置に挿
入され、これに基づいて前記センタリングマークの位置が、自動実装機の局所解
析型のプリント配線板カメラによって検出される。次いで、校正基板の、センタ
リングマークに対して相対的に規定された位置に、構成素子のモデルが装着され
る。
【０００３】 この場合、装着されたガラスプレートは、様々な形式で測定され得る。例えば
米国特許第５５３７２０４号明細書又はドイツ連邦共和国特許第４２２７６６７
号明細書に基づき公知の第１の方法では、装着されたガラスプレートが光学測定
器に挿入される。前記ガラスプレートは、それぞれ規定されたマーキングを有し
ており、これらのマーキングの、ガラスプレートのセンタリングマークに対して
相対的な位置が、前記測定器において検出される。目標とされる理想位置からの
位置偏差に基づき、座標方向で且つ回転位置に関して修正値が求められる。これ
らの修正値は、修正パラメータとして自動実装機に入力され、この自動実装機は
、後で構成素子をプリント配線板に実装する際に前記偏差を考慮する。
【０００４】 比較的古いドイツ連邦共和国特許出願第１９７１１４７６．８号明細書（国際
公開第９８／４２１７１号パンフレットとして公開）では既に別の方法が提案さ
れており、この場合、装着されたガラスプレートが、自動実装機内でプリント配
線板カメラによって測定される。このためには、このプリント配線板カメラはそ
の視野内で、ガラスプレート上の局所的な基準マークを、ガラスプレートの規定
されたマーキングと一緒に撮影し、規定されたマーキングと基準マークとの相対
的な位置に基づいて適当な修正値を求める。これらの修正値は、引き続き構成素
子をプリント配線板に実装する際に考慮される。
【０００５】 但し、前記プリント配線板カメラは、ショートフォーカスレンズにおいて特に
顕著に示される、個体に関連したカメラひずみを有している。この事情から、自
動実装機による測定時及びこの場合の前記の光学センサユニットの多重使用に際
しては、±１５μｍの範囲でシステムエラーが発生する。
【０００６】 本発明の課題は、電気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離
及び／又は角度位置を校正することができ、この場合、前記製作装置に設けられ
た光学センサ装置を使用する、改良された方法及び装置を提供することである。
【０００７】 この課題は、本発明では、請求項１の特徴部に記載の方法及び請求項６の特徴
部に記載の装置並びに請求項９の特徴部に記載の校正基板によって解決される。
【０００８】 本発明による方法では、本発明による装置並びに本発明による校正基板を用い
て、有利な形式で光学センサにより、まず校正基板（ガラスプレート）に規定さ
れた定格距離で付与された第１の修正マークと第２の修正マークとの間の距離を
測定する。検出された距離を定格距離と比較することにより、校正基板上の個々
のモデルの位置決めに際して考慮されるセンサ修正ファクタが求められる。この
方法により、光学センサはその視野の限定された範囲内で正確に校正される（パ
ーシャルマッピング）。
【０００９】 光学的な各構造特徴部が、それぞれ相対的に同じ位置（ポジション及び距離）
を有している請求項２に記載の有利な構成では、光学センサが、この光学センサ
用に正確に測定された範囲内でしか使用されないということが保証されている。
【００１０】 請求項３に記載の方法は、光学的な各構造特徴部が同じ若しくは類似の形状を
有していると、特に正確に作用する。
【００１１】 請求項４に記載の方法は、定格距離が光学センサの視野よりも小さく選択され
、その結果、第１の修正マークと第２の修正マーク並びに局所的な基準マークと
光学的な構造特徴部が同時に光学センサによって撮影されると、特に簡単且つ迅
速になる。
【００１２】 精度の更なる改良は、請求項５に基づき、局所的な基準マークが光学センサの
視野の、第１の修正マークと少なくともほぼ同じ位置で撮影されることによって
得られる。これにより、測定のためには光学センサの、既に校正された常に同じ
範囲が使用されるということが保証されている。
【００１３】 請求項８に記載の方法を実施するための有利な装置では、局所的な基準マーク
と構造特徴部との間の仮想結合ラインがモデルの縁部に対して垂直方向で延びて
おり、これにより、測定は、モデルの別の縁部における付加的な反射によっては
困難にされない。
【００１４】 以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
【００１５】 図１には校正基板１が示されており、この校正基板１は、電気的な構成素子の
ための自動実装機内で、規定された位置に前記のような構成素子の複数のモデル
２が装着された。このためには、これらのモデル２はマガジン（図示せず）から
取り出されて、保持装置（図示せず）において校正基板１まで搬送され、当該モ
デルのために規定された位置で、構成素子の、供給装置からプリント配線板上の
載置位置までの搬送と同様に降ろされる。前記モデル２は小さなガラスプレート
から成っており、これらのガラスプレートは、それぞれ互いに対角線上で向かい
合う２つの角隅部に光学的な構造特徴部としてのマーキング４を十字線の形式で
有している。校正基板１の前記位置には、マーキング４に対して小さな間隔をあ
けて局所的な基準マーク３が設けられており、これらの基準マーク３は高い位置
精度を以て付与されている。
【００１６】 前記マーキング４と基準マーク３とは、構成素子用の実装ヘッドに固定された
局所解析型の光学センサの視野７に適合するように密に隣接している。前記装着
ヘッドは、センサがマーキングされた全ての角隅域にわたって位置決め可能であ
るように移動することができる。
【００１７】 前記の局所解析型のセンサは、各基準マーク３に対するマーキング４の相対的
な位置を、センサが移動される必要無しに検出する評価電子機器に接続されてい
る。実装装置の制御装置（図示せず）は、基準マーク３からのマーキング４の個
々の偏差を機械に関する修正パラメータに処理する評価モジュールを有している
。前記修正パラメータは、自動的に制御装置によって引き継がれる。
【００１８】 光学センサの正確な校正のためには、予めしっかりと規定された定格距離ａで
、第１の修正マーク５及び第２の修正マーク６が校正基板１に付与されている。
この場合、光学センサはまず、第１の修正マーク５と第２の修正マーク６との間
隔を測定し、これに基づき定格距離ａとの比較において、モデル２の位置決めに
際して考慮されるセンサ修正ファクタが検出される。次いで光学センサはマーキ
ング４に対する局所的な基準マーク３の相対位置を測定し、この場合に第１の修
正マーク５及び第２の修正マーク６の測定時と同じ視野７の範囲が使用されると
、センサ修正ファクタを考慮して、マーキング４と局所的な基準マーク３との相
対位置の正確な規定を行うことができる。最高精度は、第１の修正マーク５が測
定された視野７内の位置が、局所的な基準マーク３が測定される視野７内の位置
と合致することによって得られる。この場合、マーキング４はほぼ、視野７内の
、第２の修正マーク６があった位置に位置している。これに基づき、光学センサ
の、前にセンサ修正ファクタを規定する際に使用された視野７の範囲が使用され
るので、自動実装機の測定において所望の精度が得られる。
【００１９】 この場合、マーキング４は局所的な基準マーク３に対して相対的に、これらの
マーキング４と基準マーク３との仮想結合ラインがモデルの縁部に対して垂直方
向で位置するように配置されている。これにより、マーキング相互の相対位置の
測定に対する不都合な反射の影響が最小限にされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 構成素子モデルが載置された校正基板の平面図である。
【図２】 図１に示した校正基板を第１及び第２の修正マークと一緒に示した部分拡大図
である。
【符号の説明】
１ 校正基板、 ２ モデル、 ３ 基準マーク、 ４ マーキング、 ５，
６ 修正マーク、 ７ 視野、 ａ 定格距離

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離
    及び／又は角度位置を校正するための方法であって、前記製作装置を用いて、プ
    リント配線板の形式の校正基板（１）の規定された載置箇所に、薄板状の構成素
    子モデル（２）を装着し、校正基板（１）の局所的な基準マーク（３）に対する
    モデル（２）の相対的な位置を、これらのモデル（２）の位置規定された光学的
    な構造特徴部（例：４）に基づき、局所解析型の光学センサを用いて検出する形
    式のものにおいて、 光学センサが、校正基板（１）上に予め規定された定格距離（ａ）で付与され
    た第１の修正マーク（５）と第２の修正マーク（６）との間の距離を測定し、こ
    の場合、局所的な基準マーク（３）を、光学センサの視野（７）の、第１の修正
    マーク（５）と少なくともほぼ同じ位置で撮影し、測定した距離を前記定格距離
    （ａ）と比較することにより、前記モデル（２）の位置決め時に光学的なひずみ
    を補償するために考慮されるセンサ修正ファクタを求めることを特徴とする、電
    気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は角度位置を
    校正するための方法。
  2. 【請求項２】 光学的な構造特徴部（例：４）に対する局所的な基準マーク
    （３）の距離を、定格距離（ａ）とほぼ等しく選択し、局所的な基準マーク（３
    ）に対する光学的な構造特徴部（４）の相対位置を、第１の修正マーク（５）に
    対する第２の修正マークの相対位置に対応させる、請求項１記載の保持装置の移
    動距離及び／又は角度位置を校正するための方法。
  3. 【請求項３】 局所的な基準マーク（３）及び光学的な構造特徴部（４）の
    形状を、それぞれ第１の修正マーク（５）及び第２の修正マーク（６）の形状に
    対応させる、請求項２記載の保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正する
    ための方法。
  4. 【請求項４】 定格距離（ａ）を、光学センサの視野（７）よりも小さく選
    択し、第１の修正マーク（５）及び第２の修正マーク（６）を同時に光学センサ
    によって撮影する、請求項１から３までのいずれか１項記載の保持装置の移動距
    離及び／又は角度位置を校正するための方法。
  5. 【請求項５】 局所的な基準マーク（３）を、光学センサの視野（７）の、
    第１の修正マーク（５）と少なくともほぼ同じ位置で撮影する、請求項１から４
    までのいずれか１項記載の保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するた
    めの方法。
  6. 【請求項６】 請求項１から５までのいずれか１項記載の、保持装置の移動
    距離及び／又は角度位置を校正するための方法を実施するための装置であって、
    前記製作装置により、プリント配線板の形式の校正基板（１）の規定された載置
    箇所に構成素子モデル（２）が装着されており、校正基板（１）の局所的な基準
    マーク（３）に対するモデル（２）の相対的な位置が、これらのモデル（２）の
    位置規定された光学的な構造特徴部（例：４）に基づき光学センサによって検出
    可能であり、予め規定された理想位置からの、前記構造特徴部（例：４）の位置
    の求められた偏差から、構成群の製作装置の制御装置のための少なくとも１つの
    修正パラメータが算出可能である形式のものにおいて、 第１の修正マーク（５）及び第２の修正マーク（６）の予め規定された定格距
    離（ａ）が、局所的な基準マーク（３）と構造特徴部（例：４）との間の距離に
    少なくともほぼ対応しており、第１の修正マーク（５）及び第２の修正マーク（
    ６）の相対位置が、構造特徴部（例：４）に対する局所的な基準マーク（３）の
    相対位置に対応しているように第１の修正マーク（５）及び第２の修正マーク（
    ６）が校正基板（１）に付与されていることを特徴とする、請求項１から５まで
    のいずれか１項記載の、保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するため
    の方法を実施するための装置。
  7. 【請求項７】 修正マーク（５，６）、局所的な基準マーク（３）及び構造
    特徴部（例：４）が十字として形成されている、請求項６記載の装置。
  8. 【請求項８】 局所的な基準マーク（３）と構造特徴部（４）との間の仮想
    結合ラインが、モデル（２）の縁部に対して少なくともほぼ垂直方向で延びてい
    る請求項６又は７記載の装置。
  9. 【請求項９】 請求項１から８までのいずれか１項記載の、保持装置の移動
    距離及び／又は角度位置を校正するための方法を実施するための校正基板（１）
    であって、局所的な基準マーク（３）と一緒に、これらの基準マークの近くに対
    応配置された電気的な構成素子モデル（２）の光学的な構造特徴部（４）が、校
    正基板（１）の規定された位置に前記モデルが装着された後で見出される形式の
    ものにおいて、 第１の修正マーク（５）及び第２の修正マーク（６）が、予め規定された定格
    距離（ａ）で互いに隔てられて校正基板（１）に付与されており、前記定格距離
    が、局所的な基準マーク（３）と対応配置された光学的な構造特徴部（４）との
    間の間隔と少なくともほぼ等しいことを特徴とする、請求項１から８までのいず
    れか１項記載の、保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するための方法
    を実施するための校正基板（１）。
JP2000569621A 1998-09-02 1999-09-01 電気的な構成群の製作装置に設けられた保持装置の移動距離及び／又は角度位置を校正するための方法及び装置並びに校正基板 Expired - Fee Related JP3500124B2 (ja)

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