WO2003028425A1 - Vorrichtung zum aufnehmen und/oder absetzen sowie verfahren zum erfassen von beweglichen bauelementen - Google Patents

Vorrichtung zum aufnehmen und/oder absetzen sowie verfahren zum erfassen von beweglichen bauelementen Download PDF

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WO2003028425A1
WO2003028425A1 PCT/DE2002/002839 DE0202839W WO03028425A1 WO 2003028425 A1 WO2003028425 A1 WO 2003028425A1 DE 0202839 W DE0202839 W DE 0202839W WO 03028425 A1 WO03028425 A1 WO 03028425A1
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WO
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measuring
opening
tubular element
heating
movable component
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PCT/DE2002/002839
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Inventor
Harald Stanzl
Stefan Burger
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0408—Incorporating a pick-up tool
    • H05K13/0409—Sucking devices
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/082—Integration of non-optical monitoring devices, i.e. using non-optical inspection means, e.g. electrical means, mechanical means or X-rays

Definitions

  • the invention relates to a device for receiving and / or depositing movable components, such as those e.g. can be used for automatic placement machines to assemble a substrate with electrical components.
  • a control device of the placement machine then controls the placement head parallel to the plane of the substrate depending on the determined position of the components of the components, so that the placement takes place in the correct position.
  • some of the components of an automatic placement machine are designed to be exchangeable. There are, for example, placement heads that can accommodate several components and then place the picked components one after the other at the predetermined positions on the substrate without first moving back to the feed units have to. This results in a high placement performance, ie a high number of assembled components per unit of time.
  • a critical process when loading a substrate is picking up the movable components in the feed unit and placing the movable components on the substrate.
  • the recording must be performed by a precise guidance of the Be ⁇ piece head, so that damage to the often sensitive components can be prevented.
  • a component must be picked up and removed in a short time so that these processes do not become time-limiting factors in the placement performance.
  • Suction pipettes As a rule, mechanical grippers or suction pipettes arranged on the placement head are used to pick up and set down the movable components.
  • Suction pipettes have the advantage that they can accommodate movable components regardless of their geometric shape, as long as there is a sufficiently large smooth surface on the top of the components on which the suction pipette can generate a vacuum. Furthermore, a comparatively simple miniaturization of suction pipettes makes it possible to accommodate even very small components, such as are becoming increasingly common especially in electronics assembly.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a device for receiving and / or depositing movable components, which can measure the presence of a movable component on this device without the disadvantages described above.
  • a device for receiving and / or depositing movable components which has the following features:
  • a measuring device for measuring the presence of the movable component at the opening, the measuring device having at least one heating element and at least one first temperature measuring element.
  • the device according to the invention serves to accommodate movable components for transport and / or to set them down for provision, for example on a device to be manufactured.
  • the measuring device can in a reliable manner, the applicatio ⁇ ence of the movable component at the opening of the tubular elements ⁇ measure NEN.
  • the measuring device measures the gas flow through the pipe element (gas mass flow sensor) based on a temperature measurement, which in turn can be directly related to the presence or absence of a component at the opening.
  • the device according to the invention has the advantage that the measuring device delivers a large measuring signal that can be evaluated well even with small pipe elements. In addition, very short response times can be achieved with the measuring device and the measuring signal is subject to significantly lower interference levels than was the case with previous pressure measurements. Since the output signal of the measuring device is directly dependent on the gas flow through the pipe element, additional information about the condition of the pipe element, for example about the contamination of the pipe element, can be obtained with the device according to the invention.
  • a reliable measurement of the presence of the movable component at the opening of the tubular element is an important prerequisite for a faultless assembly of devices.
  • the present invention is particularly advantageous when the movable components are so small that devices for receiving and / or depositing movable components, such as e.g. Suction pipettes, with conventional measuring devices, have difficulty measuring the presence of a component.
  • tubular element is to be understood in a broad sense.
  • the tubular element is preferably a hollow body which is largely sealed off for a gas and has at least two openings. One opening serves to receive the movable component by means of negative pressure, the other opening serves to connect to a negative pressure device providing a negative pressure, such as a vacuum pump or a container under a negative pressure (vacuum reservoir).
  • a negative pressure device providing a negative pressure, such as a vacuum pump or a container under a negative pressure (vacuum reservoir).
  • a negative pressure device such as a vacuum pump or a container under a negative pressure (vacuum reservoir).
  • the tubular member part of a Saugpi ⁇ pette or a placement machine.
  • a movable component is any object, in particular an object that represents an element for the construction of a device.
  • the word “movable” refers to the fact that, due to the weight or structure of the component, it is easier to move the component towards the device than vice versa, the component towards the component.
  • component denotes electronic components or mechanical components of approximately the same size of a device with which devices or parts of devices such as electronic circuit boards or substrates can be fitted.
  • the movable component is preferred against the
  • Gravity acting component against the accelerating force acting on the component and / or against a force with which the movable component is held at its storage location or feed unit.
  • the vacuum on the movable component must be greater than the force of gravity and / or holding force from the storage location.
  • the negative pressure is preferably measured relative to the external pressure of the tubular element.
  • the opening of the tubular element for receiving the movable component is preferably attached to one end of the tubular element, so that the opening can be placed in a simple manner on a surface of the movable component.
  • the opening of the tubular element for receiving the movable component is preferably designed in such a way that it can be fitted with an exact fit on an outside of the movable component. In this way, the opening is largely sealed by the movable component, so that the largest possible negative pressure prevails in the tubular element after the movable component has been received. As a result, the force with which the movable component is pressed against the tubular element is as great as possible, which enables safe transport. loading
  • the opening for receiving a movable component with the tubular element preferably forms a planar opening edge, since in this way the tubular element can be fitted onto any movable component with a planar surface area with a precise fit.
  • the measuring device of the device according to the invention is used to measure the presence of the movable component at the opening of the tubular element. This measurement is preferably used to provide feedback that the movable component is pressed onto the opening of the tubular element by means of negative pressure and can thus be transported. Such feedback is important to ensure a reliable automated assembly of a device or e.g. to be able to guarantee an electronic circuit board.
  • the heating element comprises at least one heating resistor.
  • a heating resistor in the form of a layer can be applied to the inside of the tubular element, which is particularly advantageous for heating very small tubular element diameters.
  • the temperature of a heating resistor can also be regulated in a simple manner, for example by the voltage applied to the heating resistor is controlled. It is further preferred if the temperature measuring element comprises at least one temperature measuring resistor. In this way, very small, miniaturized measuring devices can be formed.
  • the heating element and the temperature measuring element are integrated in one element.
  • the measurement of the presence of a component can preferably be based on the principle of a thermal anemometer. be true. It is particularly preferred if the heating resistor and the temperature measuring resistor are combined in one resistor. Measured quantities can ⁇ example, the heating power which is necessary to achieve a predetermined temperature, or the temperature which is established with a predetermined heating power, are used. If a component is present at the opening, the gas flow through the tubular element is reduced, which simultaneously reduces the heat loss of the heating element. Accordingly, the presence of the Bauele ⁇ ment can be determined based on the heat loss safely.
  • the presence of a component will be determined on the basis of the heat transfer to the gas. It is particularly preferred if the heating resistor is arranged in the direction of the gas flow before the temperature measuring resistor.
  • the heating element heats the gas and the temperature measuring element registers the heating of the gas, so that the mass flow can be determined.
  • all of the flowing gas can be heated (thermal transfer principle) or, preferably, only a thin boundary layer of the flowing gas (micro-thermal transfer principle). If only a thin boundary layer of the flowing gas is heated, a very sensitive method is obtained which requires only a low heating output.
  • the presence of a component can be determined on the basis of a so-called “thermal flight time measurement ⁇ . It is particularly preferred if a control circuit controls the heating power so that heat pulses are generated. The heating element transmits a heat pulse to the gas, and the temperature measurement element can be used to determine the point in time at which this heat pulse arrives at the temperature measurement element, which in turn allows conclusions to be drawn about the flow of the gas.
  • the measuring apparatus to a control circuit which controls the heating output for the heating element. It is preferred if the regulation ⁇ circuit controls the heating power so that the peraturmeßelement measured over the temperature Tem ⁇ is substantially constant.
  • the measuring device can use the heating power to determine the presence of the movable component at the opening of the tubular element.
  • the control circuit controls the heating power so that the heating power is essentially constant. Accordingly, the measuring device can use the temperature measured via the temperature measuring element to determine the presence of the movable component at the opening of the tubular element.
  • the preferred heating power for detecting the presence of a component depends on the type of measuring principle used, the type of heating element, and the
  • the heating power is preferably set so that the temperature of the heating element is more than 10 ° C., preferably more than 30 ° C. and if possible more than 60 ° C. higher than in the environment when the movable component is picked up. A higher temperature not only results in a more sensitive measurement but also a faster measurement.
  • the heating power is preferably set such that the presence of the component can be measured in less than 1 second, preferably in less than 100 ms and even more preferably in less than 20 ms.
  • the control circuit preferably controls the heating output in such a way that the measured temperature with an accuracy of better than plus / minus 5 ° C, preferably better than plus / minus 2 ° C and if possible preferably better than plus / minus 1 ° C around the constant temperature value.
  • the capitalization of the Temperaturstabili ⁇ required variable heat output can away from the tubular element and are measured at high speed easily.
  • the movable components are preferably picked up and / or deposited in a free atmosphere, so that the gas in the tubular element is preferably air.
  • a second temperature measuring element with, preferably, a further temperature measuring resistor is provided, the additional temperature measuring resistor being arranged upstream of the heating resistor in the direction of the gas flow.
  • This second temperature measuring element serves as a kind of reference element, so that the temperature changes caused by the heating element can be better distinguished from external disturbances.
  • the heating element and the temperature measuring element are arranged in the interior of the tubular element in the vicinity of the opening for receiving the movable component.
  • the influence of the gas entering through the opening from the outside from the atmosphere outside the tubular element on the heated element is greatest at these points. In this way, the greatest sensitivity and the greatest speed for measuring the presence of components can be achieved.
  • the heating element and the temperature measuring element are arranged outside the tubular element between the tubular element and a vacuum device.
  • This embodiment has the advantage that the measuring device can be attached at a location where sufficient space is available, which is particularly advantageous in the case of small diameters of the tubular element.
  • the opening of the tubular element preferably has a diameter of less than 20 mm, preferably less than 5 mm and even more preferably less than 2 mm. The smaller the movable components, the smaller the openings of the tubular element for receiving and depositing the movable components.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an automatic placement machine which has a device according to the invention for receiving and / or depositing movable components
  • FIG. 2 shows a schematic top view of the placement machine from FIG. 1,
  • Fig. 3 is a schematic sectional view of a first
  • Embodiment of the device according to the invention for receiving and / or depositing movable components for receiving and / or depositing movable components
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of a second embodiment of the device according to the invention for receiving and / or depositing movable components
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of a further embodiment of the device according to the invention for receiving and / or depositing movable components
  • FIG. 6 shows a schematic view of a further embodiment of the device according to the invention. device for picking up and / or depositing moving components.
  • FIG. 1 shows a schematic side view of an automatic placement machine 7 and FIG. 2 shows a corresponding schematic top view.
  • substrates 1 are equipped with components 2, in that the components 2 delivered in the feed units 3 are picked up by suction pipettes 4 as part of a device according to the invention for picking up and / or setting down on the placement head 5 and then placed on the substrate 1 in the predetermined position ,
  • the placement head 5 can be moved essentially parallel to the surface of the substrate 1.
  • a first rail 11 is used, on which a first carriage 12 is movably attached.
  • a second rail 13, on which a second slide 14 moves, is fastened to this first slide 12 substantially perpendicular to the first rail 11. This second carriage 14 is connected to the placement head 5.
  • a control device 6 moves the first carriage 12 on the second carriage 14 such that the placement head 5 is moved to the feed units 3 and after receiving a component 2 substantially parallel to the surface of the substrate 2.
  • a transport device 10 is used to transport the substrates 1 into the placement machine 7 up to the placement position and out of the placement machine 7 again.
  • Fig. 3 shows a schematic side view of a first embodiment of the device according to the invention for receiving and / or depositing movable components.
  • the device according to the invention for receiving and / or depositing movable components comprises a tubular element 20 which can accommodate a movable component 2 by means of negative pressure at an opening 21 of the tubular element 20.
  • a tubular element 20 which can accommodate a movable component 2 by means of negative pressure at an opening 21 of the tubular element 20.
  • the tubular element 20 In the in Fig. 3 shown embodiment is the tubular element
  • a 0201 pipette e.g. H .
  • a pipette that is suitable for components with edge lengths of 0.02 inch x 0.01 inch, which corresponds to approximately 0.5 mm x 0.25 mm.
  • the device according to the invention for receiving and / or depositing movable components comprises a measuring device 22 for measuring the presence of the movable component at the opening, the measuring device 22 having a heating element 23 and a temperature measuring element 25.
  • the heating element 23 is essentially formed by the heating resistor 23a, which is arranged as a metal layer 24 on the inside of the tubular element.
  • the metal layer 24 acts as a temperature measuring resistor 25a, which essentially forms the temperature measuring element 25.
  • heating resistor 23a and temperature measuring resistor 25a are integrated in one resistor, the metal layer 24.
  • Heating element 23 and the temperature measuring element 25 substantially inside the tubular element 20 near the opening
  • Pipe element 20 on the metal layer 24 largest. In this way, the greatest sensitivity and the greatest speed for measuring the presence of components can be achieved, which is particularly advantageous for very small tubular elements with small openings.
  • the measuring device 22 has a control circuit 26 which controls the heating power via a switch 28 as a function of the temperature measured by the temperature measuring element 25.
  • the metal layer 24 is supplied with current via a current / voltage source 27. With the help of the switch 28, the metal layer 24 in one clocked operation are used alternately as heating resistor 23a and temperature measuring resistor 25a.
  • the control circuit 26 controls the heating power so that the measured temperature is essentially constant.
  • the temperature is kept constant at around 100 ° C.
  • a heating power of 650 mW is necessary in order to keep the metal layer 24 at this temperature.
  • a heating power of 900 mW is necessary to keep the metal layer 24 at this temperature. This increased heating power is due to the increased cooling of the metal layer 24 due to the gas flow.
  • the presence of a component at the opening of the pipette can be recognized quickly and reliably on the basis of the clear difference in the heating power.
  • the measuring device 22 thus measures the gas flow through the tube element 20 (gas mass flow sensor) on the basis of a temperature measurement based on the principle of a thermal anemometer, which in turn directly relates to the presence or absence of a component at the opening can be.
  • the device according to the invention has the advantage that the measuring device delivers a large measuring signal that can be evaluated well, even with small pipe elements with small inside diameters. In addition, very short response times can be achieved with the measuring device and the measuring signal is subject to significantly lower interference levels than was the case with previous pressure measurements. Since the output signal of the measuring device is directly dependent on the gas flow through the pipe element, additional information about the condition of the pipe element, for example about the contamination of the pipe element, can be obtained with the device according to the invention.
  • FIG. 4 shows a schematic sectional view of a second embodiment of the device according to the invention for receiving and / or depositing movable components.
  • the heating resistor 23a and the temperature measuring resistor 25a are no longer integrated in a single metal layer 24, but the heating resistor 23a is arranged in the direction of the gas flow in front of the temperature measuring resistor 25a.
  • the presence of a component can be determined on the basis of the heat transfer to the gas.
  • the heating element 23 heats the gas and the temperature measuring element 25 registers the heating of the gas, so that the mass flow can be determined.
  • Essentially all of the flowing gas can be heated (thermal transfer principle) or, preferably, only a thin boundary layer of the flowing gas (micro-thermal transfer principle). If only a thin boundary layer of the flowing gas is heated, a very sensitive method is obtained which requires only a low heating output.
  • a second temperature measuring element 30 with a temperature measuring resistor 30a is provided.
  • the additional temperature measuring resistor 30a is arranged in the direction of the gas flow upstream of the heating resistor 23a.
  • This second temperature measuring element 30 serves as a kind of reference element, so that the temperature changes caused by the heating element 23 can be better distinguished from external disturbances.
  • FIG. 5 shows a schematic sectional view of a further embodiment of the device according to the invention for receiving and / or depositing movable components.
  • the heating resistor 23a and the temperature measuring resistor 25a are again no longer in the embodiment shown in FIG. 5 integrated in a single metal layer 24 but the heating resistor 23a is arranged in the direction of the gas flow in front of the temperature measuring resistor 25a.
  • the presence of a component can be determined on the basis of a so-called “thermal time-of-flight measurement *.
  • the control circuit 26 controls the heating power so that heat pulses are generated.
  • the heating element 23 transmits a heat pulse to the gas and the temperature measuring element 25 can be used to determine the time at which this heat pulse arrives at the temperature measuring element 25, which in turn allows conclusions to be drawn about the flow of the gas.
  • the measuring device is essentially arranged inside the tubular element 20.
  • the heating element and the temperature measuring element are arranged outside the tubular element 20 between the tubular element 20 and a vacuum device 31.
  • This embodiment has the advantage that the measuring device 22 can be attached at a location where sufficient space is available, which is particularly advantageous in the case of small diameters of the tubular element.
  • this embodiment offers the possibility of using pre-fabricated measuring devices, such as those manufactured by the Hahn-Schickard Society (Villingen-Schwenningen).
  • both the heating element and the first or second temperature measuring element are integrated in a single semiconductor component.

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Abstract

Die erfindungsgemässe Vorrichtung dient dazu, bewegliche Bauelemente zum Transport aufnehmen und/oder zur Bereitstellung, z.B. an einem herzustellenden Gerät, absetzen zu können, wobei eine Messvorrichtung auf verlässliche Weise die Anwesenheit des beweglichen Bauelements an einer Öffnung eines Rohrelements messen kann. Die Messvorrichtung misst dabei auf Basis einer Temperaturmessung den Gasdurchfluss durch das Rohrelement, was wiederum direkt mit der Anwesenheit bzw. Nichtanwesenheit eines Bauelements an der Öffnung in Beziehung gesetzt werden kann. Die erfindungsgemässe Vorrichtung besitzt den Vorteil, dass die Messvorrichtung auch bei kleinen Rohrelementen ein gut auszuwertendes, grosses Messsignal liefert.

Description

Beschreibung
Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen sowie Verfahren zum Erfassen von beweglichen Bauelementen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen wie sie z.B. für Bestückautomaten zum Bestücken eines Substrats mit elek- trischen Bauelementen benutzt werden.
Zunehmender Kostendruck in vielen Bereichen der Massenproduktion haben dazu geführt, daß der Transport von beweglichen Bauelementen vom Lagerort zu seinem Montageort mit auto- matisierten Maschinen ausgeführt wird. Im Gerätebau wird dieser Vorgang von Bestückautomaten durchgeführt. In Bestückautomaten werden Bauelemente mittels eines Bestückkopfes aus einer Zufuhreinheit entnommen und in vorgegebenen Positionen auf Substrate aufgesetzt.
Ein solcher Bestückautomat für den Bau von elektronischen Platinen oder anderen Substraten ist z.B. in der internationalen Patentanmeldung WO 00/67544 beschrieben. Um die Bauelemente lagerichtig auf das Substrat aufzusetzen, wird die Position der Bauelemente am Bestückkopf mit Hilfe von
Sensoren ermittelt. Eine Steuereinrichtung des Bestückautoma- ten steuert dann in Abhängigkeit von der ermittelten Lage der Bauelemente der Bauelemente den Bestückkopf parallel zur Ebene des Substrats so, daß das Aufsetzen in der korrekten Lage erfolgt. Für eine möglichst hohe Flexibilität bei der Bestük- kung von unterschiedlichen Bauelementen auf unterschiedliche Substrate ist ein Teil der Komponenten eines Bestückautomaten auswechselbar ausgebildet. So existieren beispielsweise Bestückköpfe, die mehrere Bauelemente aufnehmen können, und dann die aufgenommenen Bauelemente hintereinander auf die vorgegebenen Positionen auf dem Substrat absetzen, ohne zwischendurch erst wieder zu den Zufuhreinheiten verfahren zu müssen. Dadurch ergibt sich eine hohe Bestückleistung, d.h. eine hohe Anzahl bestückter Bauelemente pro Zeiteinheit.
Ein kritischer Vorgang beim Bestücken eines Substrats ist das Aufnehmen der beweglichen Bauelemente in der Zufuhreinheit und das Absetzen der beweglichen Bauelemente auf dem Substrat. Die Aufnahme muß durch eine präzise Führung des Be¬ stückkopfes ausgeführt werden, damit eine Beschädigung der oft empfindlichen Bauelemente verhindert werden kann. Weiter- hin muß Aufnahme und Absetzen eines Bauelements in kurzer Zeit geschehen, damit diese Vorgänge nicht zeitbegrenzende Faktoren in der Bestückleistung werden.
In der Regel werden für das Aufnehmen und Absetzen der beweglichen Bauelemente am Bestückkopf angeordnete mechanische Greifer oder Saugpipetten verwendet. Saugpipetten haben dabei den Vorteil, daß sie bewegliche Bauelemente unabhängig von deren geometrischen Form aufnehmen können, solange auf der Oberseite der Bauelemente eine ausreichend große glatte Fläche vorhanden ist, an der die Saugpipette einen Unterdruck erzeugen kann. Weiterhin macht eine vergleichsweise einfache Miniaturisierung von Saugpipetten es möglich, auch sehr kleine Bauelemente, wie sie insbesondere in der Elektronik- Montage zunehmend gebräuchlich werden, aufzunehmen.
Für eine fehlerfreie Bestückung muß weiterhin mit absoluter Sicherheit erkannt werden, ob ein Bauelement richtig am Greifer oder an der Saugpipette sitzt. Bei Saugpipetten wird bei derzeitigen Ausführungen von Bestückköpfen die Bauele- mentanwesenheit über einen Drucksensor an der Pipette festgestellt. Wenn ein gewisser Drucklevel unterschritten ist, gilt ein Bauelement als von der Saugpipette aufgenommen und abgeholt.
Dieses Prinzip funktioniert jedoch immer unzuverlässiger, je kleiner die verwendeten Bauelemente und die verwendeten Saugpipetten werden. Ursache dafür ist der immer kleiner werdende Durchfluß durch die Saugpipette. Das auswertbare Drucksignal - mit offener Pipette und mit vom Bauelement geschlossener Pipette - wird immer kleiner und auch zunehmend von Störgrößen beeinflußt. Um die Unsicherheiten des bisheri- gen Systems auszugleichen wurde ein relativ aufwendiger optischer Sensor nachgeschaltet, der die Aufnahme durch Schattenbildung nochmals überprüft.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen bereitzustellen, die die Anwesenheit eines beweglichen Bauelements an dieser Vorrichtung ohne die oben beschriebenen Nachteile messen kann.
Diese Aufgabe wird von der Vorrichtung gemäß des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 22. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen, Ausgestaltungen und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen bereitgestellt, welche die folgenden Merkmale aufweist:
ein Rohrelement, das ein bewegliches Bauelement mittels
Unterdruck an einer Öffnung des Rohrelements aufnehmen kann;
- eine Meßvorrichtung zum Messen der Anwesenheit des beweglichen Bauelements an der Öffnung, wobei die Meßvorrichtung zumindest ein Heizelement und zumindest ein erstes Temperaturmeßelement aufweist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient dazu, bewegliche Bauelemente zum Transport aufnehmen und/oder zur Bereitstellung, z.B. an einem herzustellenden Gerät, absetzen zu kön- nen, wobei die Meßvorrichtung auf verläßliche Weise die Anwe¬ senheit des beweglichen Bauelements an der Öffnung des Rohr¬ elements messen kann. Die Meß orrichtung mißt dabei auf Basis einer Temperaturmessung den Gasdurchfluß durch das Rohrele- rαent (Gas-Massenstrom-Sensor) , was wiederum direkt mit der Anwesenheit bzw. Nichtanwesenheit eines Bauelements an der Öffnung in Beziehung gesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß die Meßvorrichtung auch bei kleinen Rohrelementen ein gut auszuwertendes, großes Meßsignal liefert. Darüber hinaus können mit der Meßvorrichtung sehr kurze Ansprechzeiten realisiert werden und das Meßsignal ist wesentlich geringeren Störpegeln unterworfen als dies bei bisherigen Druckmessungen der Fall war. Da das Ausgangssignal der Meßvorrichtung direkt vom Gasdurchfluß durch das Rohrelement abhängig ist, können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch zusätzliche Informationen über den Zu- stands des Rohrelements, z.B. über die Verschmutzung des Rohrelements, gewonnen werden.
Eine verläßliche Messung der Anwesenheit des beweglichen Bauelements an der Öffnung des Rohrelements ist eine wichtige Voraussetzung für eine fehlerfreie Montage von Geräten. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die beweglichen Bauelemente so klein sind, daß Vorrichtungen zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen, wie z.B. Saugpipetten, mit herkömmlichen Meßvorrichtungen Schwierigkeiten haben, die Anwesenheit eines Bauelements zu messen.
Der Begriff Rohrelement ist in einem weiten Sinne zu verstehen. Bevorzugt ist das Rohrelement ein für ein Gas weitgehend abgeschlossener Hohlkörper mit mindestens zwei Öffnungen. Eine Öffnung dient dabei zur Aufnahme des beweglichen Bauelements mittels Unterdruck, die andere Öffnung dient dem Anschluß an eine einen Unterdruck bereitstellende Unterdruckeinrichtung wie z.B. eine Vakuumpumpe oder ein unter Unterdruck stehender Behälter (Vakuumreservoir) . In einer be- vorzugten Ausführung ist das Rohrelement Teil einer Saugpi¬ pette bzw. eines Bestückautomaten.
Bewegliches Bauelement ist in diesem Zusammenhang jedwe- der Gegenstand insbesondere ein Gegenstand, der ein Element zum Bau eines Gerätes darstellt. Das Wort „beweglich"' bezieht sich dabei darauf, daß es aufgrund von Gewicht oder Struktur des Bauelements einfacher ist, das Bauelement zum Gerät als umgekehrt das Gerät zum Bauelement hin zu bewegen. Bevorzugt bezeichnet Bauelement elektronische Bauelemente oder etwa gleich große mechanische Komponenten eines Geräts, mit denen Geräte oder Teile von Geräten wie elektronische Platinen oder Substrate bestückt werden.
Bevorzugt wird das bewegliche Bauelement gegen die am
Bauelement wirkende Schwerkraft, gegen die auf das Bauelement wirkende Beschleunigungskraft und/oder gegen eine Kraft, mit der das bewegliche Bauelement an seinem Lagerort oder Zufuhreinheit gehalten wird, aufgenommen. Um ein solches Bauelement aufnehmen zu können, muß die durch den Unterdruck auf das bewegliche Bauelement größer sein als die Schwerkraft und/oder Haltekraft vom Lagerort. Der Unterdruck wird dabei bevorzugt relativ zum Außendruck des Rohrelements gemessen.
Bevorzugt ist die Öffnung des Rohrelements zur Aufnahme des beweglichen Bauelements an einem Ende des Rohrelements angebracht, so daß die Öffnung auf einfache Weise auf eine Oberfläche des bewegliches Bauelements aufgesetzt werden kann. Bevorzugt ist die Öffnung des Rohrelements zur Aufnahme des beweglichen Bauelements so ausgestaltet, daß sie paßgenau auf eine Außenseite des beweglichen Bauelements aufgesetzt werden kann. Auf diese Weise wird die Öffnung durch das bewegliche Bauelement weitgehend abgedichtet, so daß nach der Aufnahme des bewegliches Bauelement ein möglichst großer Un- terdruck im Rohrelement herrscht. Dadurch ist die Kraft, mit der das bewegliche Bauelement an das Rohrelement gedrückt ist möglichst groß, was einen sicheren Transport ermöglicht. Be- vorzugt bildet die Öffnung zum Aufnehmen eines beweglichen Bauelements mit dem Rohrelement einen planaren Öffnungsrand, da auf diese Weise das Rohrelement auf jedes bewegliche Bauelement mit einem planaren Oberflächenbereich paßgenau aufge- setzt werden kann.
Die Meßvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung dient der Messung der Anwesenheit des beweglichen Bauelements an der Öffnung des Rohrelements. Diese Messung dient bevor- zugt der Rückmeldung, daß das bewegliche Bauelement an die Öffnung des Rohrelements mittels Unterdruck angedrückt ist und somit transportiert werden kann. Eine solche Rückmeldung ist wichtig, um eine zuverlässige automatisierte Bestückung eines Geräts oder z.B. einer elektronischen Platine gewähr- leisten zu können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt das Heizelement zumindest einen Heizwiderstand. Dies ist ein einfaches Verfahren, eine Hei- zung mit minimalen Platzaufwand herzustellen. Insbesondere kann ein Heizwiderstand in Form einer Schicht auf die Innenseite des Rohrelements aufgebracht werden, was insbesondere für die Heizung sehr kleiner Rohrelementdurchmesser von Vorteil ist. Die Temperatur eines Heizwiderstands kann zudem auch auf einfache Weise geregelt werden, indem z.B. die an dem Heizwiderstand anliegende Spannung gesteuert wird. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Temperaturmeßelement zumindest einen Temperaturmeßwiderstand umfaßt. Auf diese Weise können insbesondere sehr kleine, miniaturisierte Meßvorrich- tungen gebildet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er- findungsgemä en Vorrichtung sind das Heizelement und das Temperaturmeßelement in einem Element integriert.
Die Messung der Anwesenheit eines Bauelements kann bevorzugt nach dem Prinzip eines thermischen Anemometers be- stimmt werden. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn der Heizwiderstand und der Temperaturmeßwiderstand in einem Widerstand zusammengefaßt sind. Als Meßgrößen können beispiels¬ weise die Heizleistung, die notwendig ist, eine vorgegebene Temperatur zu erreichen, oder die Temperatur, die sich mit einer vorgegebenen Heizleistung einstellt, eingesetzt werden. Ist ein Bauelement an der Öffnung anwesend, so verringert sich der Gasfluß durch das Rohrelement wodurch gleichzeitig der Wärmeverlust des Heizelements sinkt. Dementsprechend kann auf Basis des Wärmeverlust sicher die Anwesenheit des Bauele¬ ments bestimmt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Anwesenheit eines Bau- elements auf der Basis des Wärmetransfers auf das Gas bestimmt werden. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn der Heizwiderstand in Richtung des Gasflusses vor dem Temperaturmeßwiderstand angeordnet ist. Das Heizelement heizt das Gas auf und das Temperaturmeßelement registriert die Erwärmung des Gases, so daß der Massenfluß bestimmt werden kann. Dabei kann im wesentlichen das gesamte strömende Gas erhitzt werden (Ther otransferprinzip) oder, bevorzugt, nur eine dünne Grenzschicht des strömenden Gases (Micro- Thermotransferprinzip) . Wird nur eine dünne Grenzschicht des strömenden Gases erwärmt, erhält man eine sehr sensistive Methode, die nur eine geringe Heizleistung benötigt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Anwesenheit eines Bau- elements auf der Basis einer sogenannten „thermischen Flug- zeit-Messungλλ bestimmt werden. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, wenn eine Regelschaltung die Heizleistung so steuert, daß Wärmepulse erzeugt werden. Das Heizelement überträgt einen Wärmeimpuls auf das Gas und über das Temperaturmeßele- ment kann der Zeitpunkt bestimmt werden, wann dieser Wärmeimpuls an dem Temperaturmeßelement ankommt, was wiederum Rückschlüsse auf die Strömung des Gases zuläßt. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er¬ findungsgemäßen Vorrichtung weist die Meßvorrichtung eine Regelungsschaltung auf, welche die Heizleistung für das Heiz- element steuert. Dabei ist es bevorzugt, wenn die Regelungs¬ schaltung die Heizleistung so steuert, daß die über das Tem¬ peraturmeßelement gemessene Temperatur im wesentlichen konstant ist. Dementsprechend kann die Meßvorrichtung anhand der Heizleistung die Anwesenheit des beweglichen Bauelements an der Öffnung des Rohrelements bestimmen. Alternativ ist es bevorzugt, wenn die Regelungsschaltung die Heizleistung so steuert, daß die Heizleistung im wesentlichen konstant ist. Dementsprechend kann die Meßvorrichtung anhand der über das Temperaturmeßelement gemessenen Temperatur die Anwesenheit des beweglichen Bauelements an der Öffnung des Rohrelements bestimmen.
Die bevorzugte Heizleistung für das Nachweisen der Anwesenheit eines Bauelements richtet sich nach der Art des ver- wendeten Meßprinzips, der Art des Heizelements, nach dem
Durchmesser der Rohrelementöffnung, nach Art des Rohrelements und/oder nach Art des beweglichen Bauelements. Bevorzugt ist die Heizleistung so eingestellt, daß die Temperatur des Heizelements bei aufgenommenem beweglichen Bauelement um mehr als 10°C, bevorzugt mehr als 30°C und wenn möglich mehr als 60°C höher ist als in der Umgebung. Eine höhere Temperatur bewirkt nicht nur eine empfindlichere Messung sondern auch eine schnellere Messung. Bevorzugt wird die Heizleistung so eingestellt, daß die Anwesenheit des Bauelements in weniger als 1 Sekunde, bevorzugt in weniger als 100 ms und noch mehr bevorzugt in weniger als 20 ms gemessen werden kann.
Basiert die Messung auf einer konstant eingestellten Temperatur bei variabler Heizleistung, so steuert die Rege- lungsschaltung die Heizleistung bevorzugt so, daß die gemessene Temperatur mit einer Genauigkeit von besser als plus/minus 5°C, bevorzugt besser als plus/minus 2°C und wenn möglich bevorzugt besser als plus/minus 1°C um den konstanten Temperaturwert geregelt ist. Die für die Temperaturstabili¬ sierung erforderliche veränderliche Heizleistung kann fernab des Rohrelements und mit großer Geschwindigkeit auf einfache Weise gemessen werden. Bevorzugt findet die Aufnahme und/oder das Absetzen der beweglichen Bauelemente in freier Atmosphäre statt, so daß das Gas im Rohrelement bevorzugt Luft ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er- findungsgemäßen Vorrichtung ist ein zweites Temperaturmeßelement mit, bevorzugt, einem weiteren Temperaturmeßwiderstand vorgesehen, wobei der zusätzliche Temperaturmeßwiderstand in Richtung des Gasflusses vor dem Heizwiderstand angeordnet ist. Dieses zweite Temperaturmeßelement dient als eine Art Referenzelement, so daß die durch das Heizelement verursachten Temperaturänderungen besser von äußeren Störungen unterschieden werden können.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der er- findungsgemäßen Vorrichtung ist das Heizelement und das Temperaturmeßelement im Inneren des Rohrelements in der Nähe der Öffnung zur Aufnahme des beweglichen Bauelements angeordnet. An diesen Stellen ist der Einfluß des durch die Öffnung von außen eintretenden Gases aus der Atmosphäre außerhalb des Rohrelements auf das beheizte Element am größten. Auf diese Weise kann die größte Empfindlichkeit und die größte Schnelligkeit für die Messung der Bauelementanwesenheit erreicht werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Heizelement und das Temperaturmeßelement außerhalb des Rohrelements zwischen dem Rohrelement und einer Unterdruckeinrichtung angeordnet. Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, daß die Meßvorrichtung an einer Stelle angebracht werden kann, an der ausreichend Platz zur Verfügung steht, was insbesondere bei kleinen Durchmessern des Rohrelements vorteilhaft ist. Bevorzugt weist die Öffnung des Rohrelements einen Durchmesser kleiner als 20 mm, bevorzugt kleiner als 5 mm und noch mehr bevorzugt kleiner als 2 mm auf. Je kleiner die be- weglichen Bauelemente desto kleiner müssen auch die Öffnungen des Rohrelements zum Aufnehmen und Absetzen der bewegliche Bauelemente sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren der Zeichnung näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Bestückautomaten, der eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen aufweist,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf den Bestückautomaten aus Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht einer ersten
Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen,
Fig. 4 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen vpn beweglichen Bauelementen,
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen, und
Fig. 6 eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich- tung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen.
In Figur 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Bestückautomaten 7 und in Figur 2 eine entsprechende schematische Draufsicht dargestellt. Im Bestückautomaten 7 werden Substrate 1 mit Bauelementen 2 bestückt, indem die in Zuführeinheiten 3 angelieferten Bauelemente 2 durch Saugpipetten 4 als Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen am Bestückkopf 5 aufgenommen werden und anschließend in der vorgegebenen Position auf das Substrat 1 abgesetzt werden.
Der Bestückkopf 5 ist dabei im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Substrats 1 beweglich. Dafür dient eine erste Schiene 11, an der ein erster Schlitten 12 beweglich befestigt ist. An diesem ersten Schlitten 12 ist im wesentlichen senkrecht zur ersten Schiene 11 eine zweite Schiene 13 befe- stigt, an der sich ein zweiter Schlitten 14 bewegt. Dieser zweite Schlitten 14 ist mit dem Bestückkopf 5 verbunden.
Eine Steuereinrichtung 6 bewegt den ersten Schlitten 12 an dem zweiten Schlitten 14 so, daß der Bestückkopf 5 zu den Zuführeinheiten 3 und nach dem Aufnehmen eines Bauelements 2 im wesentlichen parallel zur Oberfläche des Substrats 2 bewegt wird. Eine Transporteinrichtung 10 dient zum Transport der Substrate 1 in den Bestückautomaten 7 hinein bis zur Bestückposition und aus dem Bestückautomaten 7 wieder heraus.
Fig . 3 zeigt eine schematische Seitenansicht einer ersten Aus führungs form der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen . Dabei umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen ein Rohrelement 20 , das ein bewegliches Bauelement 2 mittels Unterdruck an einer Öffnung 21 des Rohrelements 20 aufnehmen kann . In der in Fig . 3 gezeigten Aus führungs form ist das Rohrelement
20 beispielsweise eine 0201-Pipette, d . h . eine Pipette, die für Bauelemente mit Kantenlängen von 0, 02 inch x 0, 01 inch geeignet sind, das entspricht etwa 0 , 5 mm x 0 , 25 mm.
Weiterhin umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen eine Meßvorrichtung 22 zum Messen der Anwesenheit des beweglichen Bauelements an der Öffnung, wobei die Meßvorrichtung 22 ein Heizelement 23 sowie ein Temperaturmeßelement 25 aufweist.
Dabei wird das Heizelement 23 im wesentlichen durch den Heizwiderstand 23a gebildet, der als Metallschicht 24 an der Innenseite des Rohrelements angeordnet ist. Gleichzeitig wirkt die Metallschicht 24 als ein Temperaturmeßwiderstand 25a, der im wesentlichen das Temperaturmeßelement 25 bildet. Somit sind bei dieser Ausführungsform Heizwiderstand 23a und Temperaturmeßwiderstand 25a in einem Widerstand, der Metallschicht 24, integriert.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind das
Heizelement 23 und das Temperaturmeßelement 25 im wesentlichen im Inneren des Rohrelements 20 in der Nähe der Öffnung
21 zur Aufnahme des beweglichen Bauelements 2 angeordnet. An diesen Stellen ist der Einfluß des durch die Öffnung 21 von außen eintretenden Gases aus der Atmosphäre außerhalb des
Rohrelements 20 auf die Metallschicht 24 am größten. Auf diese Weise kann die größte Empfindlichkeit und die größte Schnelligkeit für die Messung der Bauelementanwesenheit erreicht werden, was insbesondere für sehr kleine Rohrelemente mit kleinen Öffnungen von Vorteil ist.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich weist die Meßvorrichtung 22 eine Regelungsschaltung 26 auf, welche über einen Schalter 28 die Heizleistung in Abhängigkeit der vom Temperaturmeßelement 25 gemessenen Temperatur steuert. Die Metallschicht 24 wird dabei über eine Strom/Spannungsquelle 27 mit Strom versorgt. Mit Hilfe des Schalters 28 kann die Metallschicht 24 in einem getakteten Betrieb abwechselnd als Heizwiderstand 23a und Temperaturmeßwiderstand 25a eingesetzt werden.
Die Regelungsschaltung 26 steuert dabei die Heizleistung so, daß die gemessene Temperatur im wesentlichen konstant ist. Im vorliegenden Beispiel wird die Temperatur bei etwa 100°C konstant gehalten. Damit ist bei geschlossener Pipette, d.h. bei Anwesenheit eines Bauelements, eine Heizleistung von 650 mW notwendig, um die Metallschicht 24 auf dieser Tempera- tur zu halten. Ist die Pipette offen, d.h. bei Abwesenheit eines Bauelements, so ist eine Heizleistung von 900 mW notwendig, um die Metallschicht 24 auf dieser Temperatur zu halten. Diese erhöhte Heizleistung ist auf die durch den Gasfluß erhöhte Kühlung der Metallschicht 24 zurückzuführen. Anhand des deutlichen Unterschieds in der Heizleistung kann die Anwesenheit eines Bauelements an der Öffnung der Pipette schnell und sicher erkannt werden.
Die Meßvorrichtung 22 mißt somit auf Basis einer Tempe- raturmessung nach dem Prinzip eines thermischen Anemometers den Gasdurchfluß durch das Rohrelement 20 (Gas-Massenstrom- Sensor) , was wiederum direkt mit der Anwesenheit bzw. Nicht- anwesenheit eines Bauelements an der Öffnung in Beziehung gesetzt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt den Vorteil, daß die Meßvorrichtung auch bei kleinen Rohrelementen mit geringen Innendurchmessern ein gut auszuwertendes, großes Meßsignal liefert. Darüber hinaus können mit der Meßvorrichtung sehr kurze Ansprechzeiten realisiert werden und das Meßsignal ist wesentlich geringeren Störpegeln unterwor- fen als dies bei bisherigen Druckmessungen der Fall war. Da das Ausgangssignal der Meßvorrichtung direkt vom Gasdurchfluß durch das Rohrelement abhängig ist, können bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung noch zusätzliche Informationen über den Zustands des Rohrelements, z.B. über die Verschmutzung des Rohrelements, gewonnen werden. Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen. Im Gegensatz zu der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform der Heizwiderstand 23a und der Temperaturmeßwiderstand 25a nicht mehr in einer einzigen Metallschicht 24 integriert sondern der Heizwiderstand 23a ist in Richtung des Gasflusses vor dem Temperaturmeßwiderstand 25a angeordnet.
Bei dieser in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform kann die Anwesenheit eines Bauelements auf der Basis des Wärmetransfers auf das Gas bestimmt werden. Das Heizelement 23 heizt das Gas auf und das Temperaturmeßelement 25 registriert die Erwärmung des Gases, so daß der Massenfluß bestimmt werden kann. Dabei kann im wesentlichen das gesamte strömende Gas erhitzt werden (Therrαotransferprinzip) oder, bevorzugt, nur eine dünne Grenzschicht des strömenden Gases (Micro- Thermotransferprinzip) . Wird nur eine dünne Grenzschicht des strömenden Gases erwärmt, erhält man eine sehr sensistive Methode, die nur eine geringe Heizleistung benötigt.
Zusätzlich ist bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ein zweites Temperaturmeßelement 30 mit einem Tempera- turmeßwiderstand 30a vorgesehen. Dabei ist der zusätzliche Temperaturmeßwiderstand 30a in Richtung des Gasflusses vor dem Heizwiderstand 23a angeordnet. Dieses zweite Temperaturmeßelement 30 dient als eine Art Referenzelement, so daß die durch das Heizelement 23 verursachten Temperaturänderungen besser von äußeren Störungen unterschieden werden können.
Fig. 5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen. Im Gegensatz zu der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform wiederum der Heizwiderstand 23a und der Temperaturmeßwiderstand 25a nicht mehr in einer einzigen Metallschicht 24 integriert sondern der Heizwiderstand 23a ist in Richtung des Gasflusses vor dem Temperaturmeßwiderstand 25a angeordnet.
Bei dieser in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform kann die Anwesenheit eines Bauelements auf der Basis einer sogenannten „thermischen Flugzeit-Mesung* bestimmt werden. Dabei steuert die Regelschaltung 26 die Heizleistung so, daß Wärmepulse erzeugt werden. Das Heizelement 23 überträgt einen Wärmeimpuls auf das Gas und über das Temperaturmeßelement 25 kann der Zeitpunkt bestimmt werden, wann dieser Wärmeimpuls an dem Temperaturmeßelement 25 ankommt, was wiederum Rückschlüsse auf die Strömung des Gases zuläßt.
Bei den bisher gezeigten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von beweglichen Bauelementen ist die Meßvorrichtung jeweils im wesentlichen innerhalb des Rohrelements 20 angeordnet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsge- mäßen Vorrichtung, welche schematisch in Fig. 6 gezeigt ist, ist das Heizelement und das Temperaturmeßelement außerhalb des Rohrelements 20 zwischen dem Rohrelement 20 und einer Unterdruckeinrichtung 31 angeordnet. Diese Ausführungsform besitzt den Vorteil, daß die Meßvorrichtung 22 an einer Stelle angebracht werden kann, an der ausreichend Platz zur Verfügung steht, was insbesondere bei kleinen Durchmessern des Rohrelements vorteilhaft ist.
Weiterhin bietet diese Ausführungsform die Möglichkeit, bereits vorgefertigte Meßvorrichtungen einzusetzen, wie sie beispielsweise von der Hahn-Schickard-Gesellschaft (Villin- gen-Schwenningen) hergestellt werden. Bei dieser Ausführungsform sind sowohl das Heizelement als auch das erste bzw. zweite Temperaturmeßelement in einem einzigen Halbleiterbau- element integriert.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Aufnehmen und/oder Absetzen von bewegli- chen Bauelementen mit:
- einem Rohrelement (20), das ein bewegliches Bauelement (2) mittels Unterdruck an einer Öffnung (21) des Rohrelements (20) aufnehmen kann;
einer Meßvorrichtung (22) zum Messen der Anwesenheit des beweglichen Bauelements (2) an der Öffnung (21), wobei die Meßvorrichtung (22) zumindest ein Heizelement (23) und zumindest ein erstes Temperaturmeßelement (25) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Heizelement (23) einen Heizwiderstand (23a) umfaßt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Temperaturmeßelement (25) einen Temperaturmeßwiderstand (25a) umfaßt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Heizelement (23) und das Temperaturmeßelement (25) in einem Element, insbesondere einem Halbleiterelement, in- tegriert sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c-h n e t, daß die Meßvorrichtung (22) zum Messen der Anwesenheit des beweglichen Bauelements (2) an der Öffnung (21) nach dem
Prinzip eines thermischen Anemometers arbeitet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Meßvorrichtung (22) zum Messen der Anwesenheit des beweglichen Bauelements (2) an der Öffnung (21) nach dem Prinzip des Wärmetransfers arbeitet.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die MeßVorrichtung (22) zum Messen der Anwesenheit des beweglichen Bauelements (2) an der Öffnung (21) nach dem Prinzip einer Flugzeit-Messung arbeitet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß ein zweites Temperaturmeßelement (30) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Meßvorrichtung (22) eine Regelungsschaltung (26) auf- weist, welche die Heizleistung für das Heizelement (23) steuert.
10.Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Regelungsschaltung (26) die Heizleistung so steuert, daß die über das Temperaturmeßelement (25) gemessene Temperatur im wesentlichen konstant ist.
11.Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Meßvorrichtung (22) anhand der Heizleistung die Anwesenheit des beweglichen Bauelements (2) an der Öffnung (21) des Rohrelements (20) mißt.
12.Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Regelungsschaltung (26) die Heizleistung so steuert, daß die Heizleistung im wesentlichen konstant ist.
13.Vorrichtung nach Anspruch 12,- d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Meßvorrichtung (22) anhand der über das Temperaturmeßelement (25) gemessenen Temperatur die Anwesenheit des beweglichen Bauelements (2) an der Öffnung (21) des Rohrelements (20) mißt.
14.Vorrichtung nach Anspruch 9, , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Regelschaltung (26) die Heizleistung so steuert, daß
Wärmepulse erzeugt werden.
15.Vorrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Meßvorrichtung (22) anhand der Flugzeit des Wärmepulses die Anwesenheit des beweglichen Bauelements (2) an der Öffnung (21) des Rohrelements (20) mißt.
16.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Heizelement (23) und das Temperaturmeßelement (25) im Inneren des Rohrelements (20) in der Nähe der Öffnung
(21) zur Aufnahme des beweglichen Bauelements (2) angeordnet ist.
17.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rohrelement (20) mit einer Unterdruckeinrichtung verbunden ist.
18.Vorrichtung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Heizelement (24) und das Temperaturmeßelement (25) außerhalb des Rohrelements (20) zwischen dem Rohrelement und der Unterdruckeinrichtung angeordnet ist.
19.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Öffnung (21) des Rohrelements (20) einen Durchmesser kleiner als 20 mm, bevorzugt kleiner als 5 mm und noch mehr bevorzugt kleiner als 2 mm aufweist.
20.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rohrelement (20) Teil einer Saugpipette ist.
21.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Rohrelement (20) Teil eines Bestückautomaten (7) ist.
22. erfahren zum Erfassen von beweglichen Bauelementen an ei- ner Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, wobei
• von der Vorrichtung ein bewegliches Bauelement (2) mittels Unterdruck aufgenommen wird,
• mittels der Meßvorrichtung (22) der Gasdurchfluß durch das Rohrelement (20) bestimmt wird und • durch Vergleichen des gemessenen Durchflusses mit einem
Referenz-Durchfluß erfaßt wird, ob an dem Rohrelement (20) ein bewegliches Bauelement (2) angesaugt ist.
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