KR20010074937A

KR20010074937A - 전기 어셈블리 및 보정 기판을 제조하기 위한 디바이스에서 홀딩 장치의 이동 경로 및/또는 각도 위치를 보정하기 위한 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20010074937A
Application number: KR1020017002774A
Authority: KR
Inventors: 베르너 뮐러
Original assignee: 추후제출; 지멘스 프로덕션 앤드 로지스틱스 시스템즈 아게
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1999-09-01
Publication date: 2001-08-09
Also published as: WO2000015016A2; CN1318275A; JP3500124B2; WO2000015016A3; EP1110439A2; JP2002524884A; ATE288672T1; US6055049A; DE19839999C1; CN1183820C; EP1110439B1; DE59911558D1

Abstract

본 발명은 보정 기판(1) 상에 어셈블링된 복사판(2)의 위치의 광학적 측정에 의존하는 전기 어셈블리 그룹 제조용 디바이스에서 홀딩 장치의 이동 경로 및/또는 각도 위치를 보정하는데 사용되는 공지된 방법에 관한 것이다. 시뮬레이터(2) 상에서 형성된 마킹(4)과 보정 기판(1) 상에서 형성된 로컬 기준 마크(3)가 상기 용도로 사용된다. 광학 센서로서 사용되는 인쇄회로 카메라는 보정을 어렵게 하는 마킹된 카메라 왜곡을 나타낸다. 센서 수정 계수는 본 발명에 개시된 방법, 디바이스 및 보정 기판(1)에 의해 검출되며, 소정의 공칭 간격(1)으로 그리고 보정 기판(1) 상에서 서로에 대한 소정의 위치에서 형성된 2개의 수정 마크(5,6)의 위치는 인쇄회로 카메라로 측정된다. 측정 결과는 공칭 간격(a)과 비교된다.

Description

전기 에셈블리 그룹 및 보정 기판을 제조하기 위한 디바이스에서 홀딩 장치의 이동 경로 및/또는 각도 위치를 보정하기 위한 방법 및 디바이스 {METHOD AND DEVICE FOR CALIBRATING A DISPLACEMENT PATH AND/OR ANGULAR POSITION OF A HOLDING DEVICE IN A DEVICE FOR PRODUCING ELECTRICAL ASSEMBLY GROUPS AND CALIBRATION SUBSTRATE}

예를 들어, 종래의 인쇄회로기판과 같은 보정 기판의 정의된 배치 지점에는 전기 에셈블리 제조용 디바이스에서 홀딩 장치의 이동 경로 및/또는 각도 위치를 보정하기 위해, 소자의 디스크형 모델이 구비되었다. 이 경우에 상기 모델은 매거진(magazine)에서 홀딩 장치상의 보정 기판으로 운반되며, 이와 유사하게 소자도 공급 유니트에서 인쇄회로기판 상의 배치 지점으로 운반된다. 일반적으로 이 경우에는, 인쇄회로기판과 유사하며 그 코너 영역에 센터링 마크를 가지는 유리판을 보정 기판으로서 가진다. 양면 접착 필름 또는 스프레이 접착제가 제공된 유리판은,예를 들어, 자동 배치 기계 형태의 디바이스에 삽입되며, 다음으로 센터링 마크의 위치가 자동 배치 기계의 위치-해상(resolving) 인쇄회로기판 카메라에 의해 측정된다. 센터링 마크와 관련되어 형성된, 보정 기판의 점에 소자의 모델이 구비된다.

파퓰레이티드(populated) 유리판이 다양한 방법으로 측정될 수 있다. 예를 들어, US 5,537,204 또는 DE 42 27 667로부터 공지된 제 1 방법에서, 광학 측정 기계내에 파퓰레이티드 유리판이 삽입된다. 작은 유리판에는 측정 기계내의 유리판의 센터링 마크와 관련하여 위치가 결정되는 마킹이 형성된다. 원하는 이상적인 위치와의 불일치 값은 좌표 방위 및 회전 위치에 관한 수정(correction)값을 결정하는데 사용되며, 이 수정값은 자동 배치 기계에 수정 파라미터로서 입력되며, 소자가 인쇄회로기판 상에 연속해서 배치될 때, 자동 배치 기계에서는 이러한 불일치가 고려된다.

종래의 독일 특허 출원 19711476.8(WO 98/42171로서 공개 공보된)에서 추가의 방법이 제공되며, 파퓰레이티드 유리판은 자동 배치 기계의 인쇄회로기판 카메라에 의해 측정된다. 이를 위해, 인쇄회로기판 카메라는 뷰(view) 필드의 로컬 기준 마크를 기록하며, 상기 기준 마크는 작은 유리판 상에 형성된 마킹과 함께 유리판에 제공되어, 대응 수정값을 결정하기 위해 서로에 대해 상대적 위치를 사용하는데, 상기 대응 수정값은 소자가 인쇄회로기판 상에 배치될 때 고려된다.

그러나, 인쇄회로기판 카메라는 각 카메라가 가지는 왜곡을 가지며, 상기 왜곡은 특히 짧은 초점 길이의 대물렌즈로 판단된다. 자동 배치 기계에 대해 측정을수행할 때, 이 광학 센서 유니트는 공정에서 여러 번 사용되며, 이 상황으로 인해 ±15μm의 범위에서의 시스템 에러가 생긴다.

본 발명은 전기 어셈블리 제조용 디바이스에서 홀딩 장치의 이동 경로 및/또는 각도 위치를 보정(calibrate)하기 위한, 특히 청구범위 1, 6 또는 9항의 전제부에서 청구된 바와 같이, 인쇄회로기판 상에 소자를 배치하기 위한 방법, 장치 및 보정 기판에 관한 것이다.

도 1은 상부에 모델이 배치되는 보정 기판의 평면도.

도 2는 제 1 수정 마크와 제 2 수정 마크를 가지는 도 1에 도시된 보정 기판의 확대 상세도.

본 발명의 목적은 디바이스 자체에 제공되는 광학 센서 디바이스를 이용하여, 전기 에셈블리 제조용 디바이스에서 홀딩 장치의 이동 경로 및/또는 각도 위치가 보정될 수 있도록 개선된 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은 청구범위 1항의 특징부의 방법, 청구범위 6항의 특징부의 장치, 및 청구범위 9항의 특징부의 보정 기판에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 방법에 있어서, 바람직하게 광학 센서는 우선 본 발명에 따른 장치 및 본 발명에 따른 보정 기판을 이용하여 제 1 수정 마크와 제 2 수정 마크의 간격을 측정하며, 이 경우에 제 1 및 제 2 수정 마크들은 소정의 공칭 간격으로 보정 기판(유리판)에 적용된다. 소정의 간격은 센서 수정 계수를 결정하기 위해 공징 거리와 비교되는데, 상기 계수는 보정 기판 상의 각 모델의 위치를 측정할 때 이용된다. 이 방법을 통해서 광학 센서는 뷰 필드의 제한된 영역(부분 매핑)에서 정확하게 보정된다.

청구범위 2항의 바람직한 개선점에 있어서, 각각의 광학 구조적 피처(feature)는 서로 동일한 위치(위치 및 간격)에 있으며, 이것은 광학 센서가 정확하게 측정된 영역에서만 사용되도록 한다.

청구범위 3항의 방법은 각각의 광학 구조적 피처가 동일하거나 유사한 형태를 가질 때에도 아주 정확해진다.

청구범위 4항의 방법은 공칭 간격이 광학 센서의 뷰 필드보다 작게 선택될 때 아주 간단하고 빨라서, 제 1 수정 마크와 제 2 수정 마크, 및 로컬 기준 마크와 광학 구조적 피처는 광학 센서에 의해 동시에 기록된다.

정확성에 대한 추가 개선점은 청구범위 5항에서 청구된 바와 같이, 로컬 기준 마크가 제 1 수정 마크로서 광학 센서의 뷰 필드에서의 적어도 거의 동일한 점에 기록될 때 달성된다. 이것은 광학 센서의 동일하며, 이미 보정된 영역이 측정 프로세서를 위해 항상 사용되게 한다.

청구범위 8항의 방법을 수행하기 위한 바람직한 장치에 있어서, 로컬 기준 마크와 구조적 피처 사이의 가상의 연결선이 모델의 에지에 직각으로 이어지며, 측정 프로세서는 모델의 다른 에지 상의 추가의 반사에 의해 더욱 어려워지지는 않는다.

본 발명은 바람직한 실시예와 도면을 참고로 더욱 상세히 설명될 것이다.

도 1에서는 정의된 점에 전기 소자의 모델(2)이 구비되어 있으며, 전기 소자용 자동 배치 기계 내의 삽입된 보정 기판(1)이 도시된다. 이를 위해, 모델(2)은 매거진(도시되지 않음)으로부터 얻어져, 보정 기판(1)의 홀딩 장치(도시되지 않음)상으로 운반되며, 상기 모델은, 공급 디바이스에서 인쇄회로기판 상의 배치 위치로의 소자 운반과 유사하게, 상기 목적에 따른 위치에 배치된다. 모델(2)은 상호 직각으로 대향하는 2개의 코너에서, 각 코너가 십자형 배선과 같은 광학 구조 피처로서 마킹(4)을 가지는 소형 유리판으로 이루어진다. 보정 기판(1)에는 이러한 점의 마킹(4)으로부터 짧은 간격으로 로컬 기준 마크(3)가 제공되며, 상기 로컬 기준 마크(3)는 높은 위치 정확도로 적용된다.

마킹(4) 및 기준 마크(3)는 소자용 배치 헤드 상에 장착된 위치-해상 광학 센서 상의 뷰 필드(7)에 맞도록 충분히 근접하게 배치된다. 이 배치 헤드는 센서가 마킹된 전체 코너 영역에 배치될 수 있도록 이동될 수 있다.

위치-해상 센서는 프로세스 중에 이동될 필요없이, 각각의 기준 마크(3)에 대해 마킹(4)의 상대적 위치를 결정할 수 있는 평가 전자기기에 연결된다. 배치 디바이스용 제어기(도시되지 않음)는 마킹(4)과 기준 마크(3) 사이의 각각의 불일치 값을 처리하여 기계에 대한 수정 파라미터를 생성하는 평가 모듈을 가진다. 이러한 수정 파라미터는 제어기에 의해 자동적으로 전달된다.

광학 센서의 정확한 보정을 위해서, 제 1 수정 마크(5) 및 제 2 수정 마크(6)는 고정된 소정의 공칭 간격으로 보정 기판(1)에 적용된다. 이 경우에, 광학 센서는 우선 제 1 수정 마크(5)와 제 2 수정 마크(6)의 간격을 측정하고 이 측정 값을 이용하며, 모델(2)의 위치를 결정할 때 이용되는 공칭 간격과 비교하여 센서 수정 계수를 결정한다. 광학 센서에 의해 마킹(4)에 대한 로컬 기준 마크(3)의 위치가 측정되고, 제 1 수정 마크(5)와 제 2 수정 마크(6)를 측정할 때와 동일한영역의 뷰 필드(7)가 프로세스 중에 사용되면, 마킹(4)과 로컬 기준 마크(3) 사이의 상대적 위치는 센서 수정 계수를 이용함으로써 정확하게 결정될 수 있다. 제 1 수정 마크(5)는 측정되는 뷰 필드(7)에서의 점이 로컬 기준 마크(3)가 측정되는 뷰 필드(7)의 점과 동일할 때 정확할 가능성이 가장 높다. 이 때 마킹(4)은 대략 제 2 수정 마크(6)가 위치한 뷰 필드(7)의 점에 위치한다. 이로 인해 센서 수정 계수를 결정할 때 이전에 사용된 광학 센서의 뷰 필드(7)의 영역이 사용되며, 따라서 자동 배치 기계의 측정시 원하는 정확성을 얻게 된다.

마킹(4)은 그 가상의 연결선이 모델의 에지에 직각이 되도록 로컬 기준 마크(3)에 대해 배열된다. 이것은 마킹의 상대적 위치를 상호 측정하는 것에 대한 간섭 반사의 영향을 최소화한다.

Claims

인쇄회로기판 상에 소자들을 배치하는, 전기 어셈블리를 제조하기 위한 디바이스에서 홀딩 장치의 이동 경로 및/또는 각도 위치를 보정하는 방법으로서,

상기 디바이스에 의해, 인쇄회로기판과 같은 보정 기판(1)의 정의된 배치 지점에 상기 소자들의 디스크형 모델(2)이 구비되며;

상기 보정 기판(1) 상의 로컬 기준 마크(3)에 대한 상기 모델(2)의 위치는 상기 모델(2)에 대한 광학 구조적 피처(4)를 기초로 결정되며, 상기 피처(4)의 위치는 위치-해상 광학 센서에 의해 형성되는 상기 보정 방법에 있어서,

상기 광학 센서는 소정의 공칭 간격(a)을 가지며 보정 기판(1)에 적용되는 제 1 수정 마크(5) 및 제 2 수정 마크(6)의 간격을 측정하고, 상기 로컬 마크(3)는 상기 제 1 수정 마크(5)와 적어도 거의 동일한 상기 광학 센서의 뷰 필드(7) 내의 점에 기록되며,

센서 수정 계수는 측정된 간격을 공칭 간격(a)과 비교함으로써 결정되며 광학적 왜곡을 보상하기 위해 상기 모델(2)의 위치를 결정할 때 이용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1항에 있어서,

상기 로컬 기준 마크(3)와 상기 광학 구조적 피처(4)의 간격은 상기 공칭 간격(a)과 거의 동일하도록 선택되며,

상기 로컬 기준 마크(3)에 대한 상기 광학 구조적 피처(4)의 위치는 상기 제 1 수정 마크(5)에 대한 상기 제 2 수정 마크(6)의 상대적 위치와 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 2항에 있어서,

상기 로컬 기준 마크(3)와 상기 광학 구조적 피처(4)의 형태는 상기 제 1 수정 마크(5)의 형태 및 상기 제 2 수정 마크(6)의 형태와 대응하는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 공칭 간격(a)은 상기 광학 센서의 뷰 필드보다 작도록 선택되며,

상기 제 1 수정 마크(5) 및 제 2 수정 마크(6)는 상기 광학 센서에 의해 동시에 기록되는 것을 특징으로 하는 방법.
제 1 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 로컬 기준 마크(3)는 상기 제 1 수정 마크(5)와 적어도 거의 동일한 상기 광학 센서의 뷰 필드(7)의 점에 기록되는 것을 특징으로 하는 방법.
디바이스에 의해, 인쇄회로기판과 같은 보정 기판(1)의 정의된 배치 지점에 상기 소자의 모델(2)이 구비되며,

상기 보정 기판(1) 상의 로컬 기준 마크(3)에 대한 상기 모델(2)의 위치는 상기 모델(2)에 대한 광학 구조적 피처(4)를 기초로 결정되며, 상기 피처(4)의 위치는 광학 센서에 의해 정해지며, 그리고

상기 어셈블리를 제조하기 위한 디바이스용 제어기에 대한 적어도 하나의 수정 파라미터는 상기 구조적 피처(4)의 위치 및 상기 피처의 소정의 이상적인 위치에서 결정된 불일치 값으로부터 결정될 수 있는 홀딩 장치의 이동 경로 및/또는 각도 위치를 보정하는 방법을 수행하기 위한 제 1 내지 5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 장치에 있어서,

제 1 수정 마크(5) 및 제 2 수정 마크(6)는 상기 마크들의 소정의 공칭 간격(a)이 상기 로컬 기준 마크(3)와 상기 구조적 피처(4)의 간격과 적어도 거의 동일하게 대응하도록 상기 보정 기판(1)에 적용되며, 상호 위치는 상기 구조적 특징(4)에 대해 상기 로컬 기준 마크(3)의 상대적 위치에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 6항에 있어서,

상기 수정 마크들(5, 6), 상기 로컬 기준 마크(3) 및 상기 구조적 피처(4)는 십자 형태인 것을 특징으로 하는 장치.
제 6 또는 7항에 있어서,

상기 로컬 기준 마크(3)와 상기 구조적 피처(4) 사이의 가상의 연결선은 상기 모델(2)의 에지에 적어도 거의 직각으로 이어지는 것을 특징으로 하는 장치.
보정 기판은 모델이 보정 기판(1)에 대한 점에서 구비되면, 전기 소자 모델(2)의 근접한 광학 구조적 피처(4)가 발견될 수 있는 로컬 기준 마크(3)를 포함하는 홀딩 장치의 이동 경로 및/또는 각도 위치를 보정하는 방법을 수행하기 위한 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 상기 보정 기판(1)에 있어서,

상기 로컬 기준 마크(3)와 상기 광학 구조적 피처(4)의 간격과 적어도 거의 동일한 소정의 공칭 간격(a)으로 상기 보정 기판(1)에 적용되는 제 1 수정 마크(5) 및 제 2 수정 마크(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보정 기판.