WO2003061360A2 - Bestückeinrichtung, bestücksystem und verfahren zum bestücken von substraten mit bauelementen - Google Patents

Bestückeinrichtung, bestücksystem und verfahren zum bestücken von substraten mit bauelementen Download PDF

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WO2003061360A2
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Martin PRÜFER
Harald Stanzl
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Definitions

  • Placement device Placement device, placement system and method for loading substrates with components
  • the invention relates to an equipping device for equipping substrates with components, an equipping system and a method for equipping substrates with components.
  • a large number of devices are known for equipping substrates with electrical and / or electronic components, such as, for example, integrated circuits, resistors, capacitors, relays, plug connectors or the like.
  • electrical and / or electronic components such as, for example, integrated circuits, resistors, capacitors, relays, plug connectors or the like.
  • DE 4301585 AI it is known from DE 4301585 AI to arrange placement fields along a transport path on opposite sides of the transport path for substrates and to arrange supply devices for the placement fields to the side of the placement fields.
  • the substrates are transferred from the transport route to the assembly fields by means of transfer devices.
  • the direction of movement of the placement head runs parallel to the transport route. Feed devices for components are arranged in the direction of the transport route before and after the assembly fields. This increases the number of components that can be placed on the substrate to be assembled.
  • a pick and place device for populating substrates with components is known from US 5,778,524 is known in which along one side of a transport path of the transport path are two "Be Industriesfelder arranged directly in succession in the transport direction of the transport path side. In- the direction of transport before and disposed according to two mutually According to US Pat. No. 5,778,524, placement fields are arranged from which the components to be assembled can be removed. This placement device serves to greatly reduce the time during which the placement heads due to the loading or unloading loading process of the substrates in or from the assembly fields.
  • placement devices While in the past the focus in the development of placement devices was on being able to populate as many components as possible on a substrate in the shortest possible time, the placement devices were designed in such a way that the greatest possible number of feeding devices and several placement heads were drawn to a placement field - are arranged. Furthermore, several substrate holders were provided in an assembly field, so that, for example, two substrates could be assembled simultaneously in one assembly field.
  • the invention is therefore based on the object of specifying an equipping device for equipping substrates and a method for equipping substrates with components in which the area-specific equipping performance is increased.
  • the particular advantage of the invention lies in the fact that the core point of consideration of the placement device according to the invention and the method according to the invention for loading S ubstraten with components not, as used in the past in multiple batches, the assembly field or the substrate as such, but that now the Zugarein ⁇ directions in the center of the circuit for power considerations made stungssteiltation be.
  • the invention starting from one or more feed devices, a plurality of assembly fields are arranged around this feed device.
  • the feed devices are those which make up a significant proportion of the machine footprint.
  • the invention therefore creates optimum conditions in order to be able to remove as many components as possible from the feed device or devices within a predetermined time. These removed components are then placed on substrates in appropriate assembly fields. Time-critical, however, is not the placement / positioning of the components at the predetermined positions on the substrates, but rather the collection of the components from the feed devices.
  • the components are therefore removed from the feed device (s) simultaneously or immediately in succession by means of at least two placement heads.
  • the placement device therefore has at least one feed device for feeding the components to at least one pick-up position.
  • Placement fields are arranged on opposite sides of the feed device.
  • In each assembly field there is at least one assembly head which can be moved at least in one assembly direction and from which the components can be removed at the pick-up position.
  • at least one transport path is provided, along which the substrates can be transported in a transport direction.
  • Each assembly field is assigned at least one substrate holder, from which the substrates can be picked up for assembly, the placement heads being used for the extracted components each position can be transported to a predetermined Be Culture ⁇ and there are deductible on the images taken by the substrate holders ⁇ substrates.
  • the direction of movement mainly described by the placement heads between the pick-up positions and the placement positions represents the placement direction or also the main direction of movement.
  • Centralization of the placement device on the feed device or the feed devices and assignment of several placement fields and several placement heads to the feed devices or the feed device ensures according to the invention that a maximum number of components can be removed from the feed device or the feed devices within a predetermined time , Since the feed device makes up a significant proportion of the placement area of a placement device, the area-specific placement performance of the placement device is greatly increased.
  • the substrate holders can be designed, for example, as parts of the transport path or as separate holding devices for the substrates that can be moved laterally to the transport path.
  • the placement fields can be arranged to the side of the transport path and the placement direction can correspond to the transport direction, ie the direction of movement of the placement heads is then essentially parallel to the transport direction of the substrates along the transport path.
  • the substrate holder is designed to be movable between the transport path and the placement fields.
  • the substrates can therefore be transported from the transport path to the assembly fields by means of the substrate holder.
  • this movement of the substrate holder relative to the assembly fields is also used as a movement in an axis for positioning the substrates during assembly. It is also possible to have more than a transport distance hen vorzuse ⁇ , wherein each one of the transport paths passing through a respective one of Be Divisionfelder.
  • the substrate holders are formed by transport elements of the transport route and the placement direction is essentially perpendicular to the transport direction, ie the direction of movement of the placement heads is essentially perpendicular to the transport direction.
  • the other direction of movement required for positioning the components on the substrates is realized by moving the substrates in the transport direction.
  • the feed device has a plurality of feed modules arranged parallel to one another. This makes it possible to fit a large number of different components onto the substrates using a single placement device.
  • placement heads for example turret placement heads or row placement heads, such as matrix placement heads or row placement heads, are used in particular as placement heads.
  • multiple placement heads it is first possible to accommodate a plurality of components, which can then be placed directly on top of one another or simultaneously on the substrates. The recording can also take place at short intervals in succession or simultaneously. It is also possible to make the placement heads movable in addition to the placement direction substantially perpendicular to the placement direction. This allows corrections to be made to the set-down position or the pick-up position of the components perpendicular to the direction of placement, which enables flexible placement.
  • an assembly system which has a plurality of assembly devices according to the invention arranged along a transport route.
  • the feed devices are each arranged between two placement fields and by means of the placement heads Components that face the feed devices can be removed from the feed devices and positioned on the substrates.
  • the inventive method for mounting components on substrates by means of the inventive pick and place device or by means of the 'gsdorfucksystem erfindun each alternately in the case of a feed device or simultaneously taken out in case of multiple feeding devices from / to the pick-up positions of the feeders and to the predetermined positio - NEN positioned on the substrates.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a placement device according to the prior art
  • FIG. 2 shows a preferred embodiment of the pick and place device according to the invention
  • figure 3 shows another preferred embodiment of the pick and place device OF INVENTION ⁇ to the invention
  • FIG. 1 shows a schematic view of a placement device according to the prior art.
  • two substrates 20-1 and 20-2 to be assembled are each arranged in an assembly field along a transport path 25-1 and 25-2 and can be transported in the transport direction Y.
  • a plurality of feed modules 10-1 and 10-2 are arranged on each side of the transport lines 25-1 and 25-2.
  • Each of the feed modules 10-1 or 10-2 has a pick-up position 15-1 or 15-2.
  • Placement heads 30-1 and 30-2 are each movably arranged in the direction X and in the direction Y above the placement fields and the feeding devices above the feeding modules, the transport routes and the substrates.
  • one placement head 30-1 or 30-2 is moved over the pick-up points 15-1 or 15-2 of the corresponding feed modules 10-1 or 10-2 in order to add the corresponding components there remove and put them on one of the two
  • the placement device according to the invention has a plurality of feed modules 100, which are arranged to a feeding device, around which the remaining components of the placement device are arranged such that the area-specific placement performance of the placement device according to the invention is maximized.
  • placement fields are arranged on opposite sides of the feed device in the direction X, within which substrates 200-1 and 200-2 can be fitted.
  • placement heads 300-1 and 300-2 are used, which each have grippers 350-1 and 350-2.
  • the placement heads 300-1 and 300-2 are arranged to be movable in the direction X above the placement fields with the substrates and above the pick-up points 150 of the plurality of feed modules of the feed device.
  • grippers 350-1 and 350-2 components can be removed from the pick-up points 150 of the feed modules 100 and deposited on the substrates 200-1 and 200-2 at predetermined positions by moving the placement heads 300-1 and 300-2 in the direction X. become.
  • the substrates 200-1 and 200-2 can be moved on respective transport routes 250-1 and 250-2, respectively, which run through the placement fields and extend along those sides of the feed device on which the placement fields are arranged.
  • the transport routes are generally perpendicular to the direction X.
  • FIG. 1 Another preferred embodiment of the placement device according to the invention can be seen from FIG.
  • a first feed device with a plurality of feed modules 100-1 and a corresponding plurality of pick-up points 150-1
  • a second feed device with a plurality of feed modules 100-2 and a corresponding plurality of pick-up points 150-2 on opposite sides of the Feeding devices 210-1, 210-2 and 210-3 each arranged.
  • a substrate 200-1, 200-2 or 200-3 can be located in each assembly field. ches can be transported there by means of a transport route, not shown.
  • Figure 3 shows that the transport paths in each case in the direction X or in the direction Y may be arranged to extend ⁇ .
  • the assembly fields 210-1, 210-2, and 210-3 associated placement heads 300-1, 300- 2, 300-3, 300-4 from the respective components can fetch from ⁇ economic 150-1 and 150-2 removed and be positioned on substrates 200-1, 200-2 and 200-3. It is theoretically possible to reach all pick-up points and all substrates using each placement head. For this purpose, respective distances of the movement axes of the insertion heads' in the Y direction are required.
  • the placement heads 300-1 and 300-4 in particular are exclusively assigned to the placement fields 210-1 and 210-3 arranged on the outside of the placement device, whereas the placement heads 300-2 and 300-4 alternate in the placement field 210-2 between the first feeding device and the second feeding device.
  • substrate holders may also be required, by means of which the substrates can be removed from the transport route and fed to the placement fields 210-1 and 210-2 and 210-3.
  • substrates can also be transported past the placement fields 210-1,210-2 and 210-3 along the transport route, while the placement areas are being loaded at the same time. This ensures a high degree of flexibility. In particular, it is ensured that components are removed from the feed devices at the highest possible clock rate, since the feed devices are each arranged between two assembly fields and components are removed from an assembly device with at least two assembly heads.
  • a feeding device is arranged by a plurality of feeder modules 100 with a corresponding plurality of pick-up points 150th In the transport Rich ⁇ Y tung the transport path 250 are laterally of the direction Zufoodein ⁇ Be Glafelder arranged 210-1 and 210-2.
  • Each Be ⁇ piece frame is assigned to a substrate holder 220-1 and 220-2, respectively by means of which substrates 200-1 ,.200-2 from the transport path in the respective Be Glafelder 210-1 or 210-2 can be transported.
  • Placement heads 300-1 and 300-2 are arranged to be movable parallel to the transport path 250. The placement heads are each attached to a portal 320-1 or 320-2.
  • Both placement heads 300-1 and 300-2 can each be moved via the pick-up points 150 of the plurality of feed modules 100 of the feed device and from there remove components which are in predetermined positions on the substrates 200-1 and 200-2 should be positioned.
  • corresponding feed devices with a plurality of feed modules and pick-up points as well as placement fields arranged to the side of the feed devices and placement heads associated therewith can be provided on both sides of the transport route 250. It is also possible to arrange the transport route as parallel to form a continuous multiple transport path, so that a plurality of parallel transport paths are provided between feed devices with placement fields and placement heads assigned to them on both sides of the transport paths.

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Abstract

Erfindungsgemäss werden eine Bestückeinrichtung, ein Bestücksystem und ein Verfahren zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen geschaffen, bei welchen Zuführeinrichtungen mit einer Mehrzahl von Zuführmodulen (100) und einer entsprechenden Mehrzahl von Abholstellen (150) an gegenüberliegenden Seiten der Zuführeinrichtungen jeweils mindestens ein Bestückfeld (210-1, 210-2) aufweisen, wobei den Bestückfeldern Bestückköpfe (300-1, 300-2) zugeordnet sind, mittels welchen von den Abholstellen der Zuführeinrichtungen alternierend und/oder gleichzeitig Bauelemente zum Positionieren auf Substraten (200-1, 200-2) entnommen werden können, welche in den Bestückfeldern (210-1 bzw.210-2) angeordnet sind. Erfindungsgemäss ist die Flächenleistung der Bestückeinrichtung, des Bestücksystems und des Verfahrens zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen stark erhöht.

Description

Beschreibung
Bestückeinrichtung, Bestücksystem und Verfahren zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen
Die Erfindung betrifft eine Bestückeinrichtung zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen, ein Bestücksystem sowie ein- Verfahren zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen.
Für das Bestücken von Substraten mit elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen, wie beispielsweise integrierten Schaltungen, Widerständen, Kondensatoren, Relais, Steckverbindern oder dergleichen, sind eine Vielzahl von Einrichtungen bekannt. Beispielsweise ist aus der DE 4301585 AI be- kannt, entlang einer Transportstrecke an gegenüberliegenden Seiten der Transportstrecke für Substrate Bestückfelder anzuordnen und seitlich der Bestückfelder Zuführeinrichtungen für die Bestückfelder anzuordnen. Die Substrate werden mittels Übergabeeinrichtungen von der Transportstrecke an die Be- stückfelder übergeben. Die Bewegungsrichtung des Bestückkopfs verläuft parallel zur Transportstrecke. In der Richtung der Transportstrecke vor und nach den Bestückfeldern sind Zuführeinrichtungen für Bauelemente angeordnet. Hierdurch wird die Anzahl der Bauelemente, welche auf dem zu bestückenden Sub- strat abgesetzt werden- können, erhöht.
Ferner ist aus der US 5,778,524 eine Bestückeinrichtung zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen bekannt, bei welcher entlang einer Seite einer Transportstrecke seitlich der Transportstrecke zwei "Bestückfelder in der Transportrichtung der Transportstrecke unmittelbar aufeinanderfolgend angeordnet sind. In- der Transportrichtung vor und nach den beiden aneinander angeordneten Bestuckfeldern sind gemäß der US 5,778,524 Zuführeinrichtungen angeordnet, aus welchen die zu bestückenden Bauelemente entnommen werden können. Diese Bestückeinrichtung dient dazu, die Zeit stark zu verringern, während welcher die Bestückköpfe aufgrund des Lade- bzw. Ent- ladevorgangs der Substrate in die bzw. von den Bestückfeldern nicht bestücken können.
Während in der Vergangenheit der Schwerpunkt bei der Entwick- lung von Bestückeinrichtungen darauf gerichtet war, auf ein Substrat in möglichst kurzer Zeit möglichst viele Bauelemente bestücken zu können, wurden die Bestückeinrichtungen derart ausgestaltet, dass einem Bestückfeld eine möglichst große Anzahl von Zuführeinrichtungen sowie mehrere Bestückköpfe zuge- ordnet sind. Ferner wurden in einem Bestückfeld mehrere Substrathalterungen vorgesehen, so dass in einem Bestückfeld beispielsweise zwei Substrate gleichzeitig bestückt werden konnten.
Zwischenzeitlich scheint jedoch hinsichtlich der auf ein Substrat in einer vorgegebenen Zeit aufbringbaren Bauelemente die Bestückleistung der Bestückeinrichtungen sich einem Grenzwert zu nähern. Hinsichtlich der maximal erreichbaren Bestückleistung sind die Bemühungen daher auf darauf gerich- tet, auf einer vorgegebenen Stellfläche innerhalb einer vorbestimmten Zeit möglichst viele Bauelemente auf Substrate zu bestücken.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Bestück- einrichtung zum Bestücken von Substraten sowie ein Verfahren zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen anzugeben, bei dem die flächenspezifische Bestückleistung erhöht ist.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Bestückeinrich- tung mit den Merkmalen nach Anspruch 1, ein Bestucksystem mit den Merkmalen nach Anspruch 7 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, dass Kernpunkt der Betrachtung der erfindungsgemäßen Bestückeinrich- tung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen nicht, wie in der Vergangenheit in vielfachen Ansätzen verwendet, das Bestückfeld oder das Substrat als solches ist, sondern dass nunmehr die Zuführein¬ richtungen in den Mittelpunkt der Betrachtungen zur Lei- stungssteigerung gestellt werden.
Daher wird erfindungsgemäß ausgehend von einer bzw. mehreren Zuführeinrichtungen um diese Zuführeinrichtung herum eine Mehrzahl von Bestückfeldern angeordnet. Der Grund dafür ist, dass von allen Komponenten einer Bestückeinrichtung die Zuführeinrichtungen jene sind, welche einen erheblichen Anteil der Maschinenstandfläche ausmachen. Um die flächenspezifische Bestückleistung einer Bestückeinrichtung zu erhöhen, werden daher durch die Erfindung optimale Bedingungen geschaffen, um von der bzw. den Zuführeinrichtungen innerhalb einer vorgegebenen Zeit möglichst viele Bauelemente entnehmen zu können. Diese entnommenen Bauelemente werden dann auf Substrate in entsprechenden Bestückfeldern aufgesetzt. Zeitkritisch ist hierbei jedoch nicht das Aufsetzen/Positionieren der Bauele- mente an den vorbestimmten Positionen auf den Substraten, sondern das Abholen der Bauelemente von den Zuführeinrichtungen. Erfindungsgemäß werden daher die Bauelemente von der/den Zuführeinrichtungen mittels mindestens zwei Bestückköpfen simultan oder unmittelbar aufeinanderfolgend entnommen.
Daher weist die erfindungsgemäße Bestückeinrichtung mindestens eine Zuführeinrichtung zum Zuführen der Bauelemente an mindestens eine Abholposition auf. An gegenüberliegenden Seiten der Zuführeinrichtung sind Bestückfelder angeordnet. In jedem Bestückfeld ist mindestens ein, zumindest in einer Bestückrichtung bewegbarer Bestückkopf vorgesehen, von welchem jeweils die Bauelemente an der Abholposition entnehmbar sind. Ferner ist mindestens eine Transportstrecke vorgesehen, entlang welcher die Substrate in einer Transportrichtung trans- portierbar sind. Jedem Bestückfeld ist jeweils mindestens ein Substrathalter zugeordnet, von welchem die Substrate zum Bestücken aufnehmbar sind, wobei mittels der Bestückköpfe die entnommenen Bauelemente jeweils an eine vorbestimmte Bestück¬ position transportierbar und dort auf den von den Substrat¬ haltern aufgenommenen Substraten absetzbar sind. Die von den Bestückköpfen zwischen den Abholpositionen und den Bestückpo- sitionen hauptsächlich beschriebene Bewegungsrichtung stellt die Bestückrichtung oder auch Hauptbewegungsrichtung dar.
Durch Zentralisierung der Bestückeinrichtung auf die Zuführeinrichtung bzw. die Zuführeinrichtungen und Zuordnung von mehreren Bestückfeldern und mehreren Bestückköpfen zu den Zuführeinrichtungen bzw. der Zuführeinrichtung wird erfindungsgemäß sichergestellt, dass innerhalb einer vorgegebenen Zeit eine maximale Anzahl von Bauelementen aus der Zuführeinrichtung bzw. den Zuführeinrichtungen entnommen werden kann. Da die Zuführeinrichtung einen erheblichen Anteil an der Stellfläche einer Bestückeinrichtung ausmacht, wird hierdurch die flächenspezifische Bestückleistung der Bestückeinrichtung stark erhöht.
Die Substrathalter können beispielsweise als Teile der Transportstrecke oder als gesonderte, seitlich zu der Transportstrecke bewegbare Haltevorrichtungen für die Substrate ausgebildet sein.
Die Bestückfelder können seitlich der Transportstrecke angeordnet sein und die Bestückrichtung kann der Transportrichtung entsprechen, d. h. die Bewegungsrichtung der Bestückköpfe ist dann im Wesentlichen parallel zu der Transportrichtung der Substrate entlang der Transportstrecke. Bei dieser Lösung sind die Substrathalter zwischen der Transportstrecke und den Bestückfeldern bewegbar ausgebildet. Daher können die Substrate mittels der Substrathalter von der Transportstrecke zu den Bestückfeldern transportiert werden. Beispielsweise wird auch diese Bewegung der Substrathalter relativ zu den Be- stückfeldern als Bewegung in einer Achse zum Positionieren der Substrate beim Bestücken verwendet. Es ist auch möglich, mehr als eine Transportstrecke vorzuse¬ hen, wobei jeweils eine der Transportstrecken durch jeweils eines der Bestückfelder verläuft. Hierbei sind die Substrathalter durch Transportelemente der Transportstrecke gebildet und die Bestückrichtung verläuft im Wesentlichen senkrecht zu der Transportrichtung, d. h. die Bewegungsrichtung der Bestückköpfe ist im Wesentlichen senkrecht zu der Transportrichtung. Die zum Positionieren der Bauelemente auf den Substraten erforderliche andere Bewegungsrichtung wird durch Be- wegen der Substrate in der Transportrichtung realisiert.
Beispielsweise weist die Zuführeinrichtung eine Mehrzahl von zueinander parallel angeordneten Zuführmodulen auf. Hierdurch ist es möglich, eine große Vielzahl von unterschiedlichen Bauelementen mit einer einzigen Bestückeinrichtung auf die Substrate zu- bestücken.
Als Bestückköpfe werden insbesondere Mehrfachbestückköpfe, beispielsweise Revolver-Bestückköpfe oder Reihen- Bestückköpfe, wie Matrix-Bestückköpfe oder Zeilenbestückköp- fe, .verwendet. Mit Mehrfachbestückköpfen ist es möglich, zu- nächst eine Mehrzahl von Bauelementen aufzunehmen, welche dann zeitlich unmittelbar aufeinander oder auch gleichzeitig auf den Substraten abgesetzt werden können. Auch das Aufneh- en kann mit zeitlich kurzen Abständen aufeinanderfolgend oder gleichzeitig erfolgen. Es ist auch möglich, die Bestückköpfe zusätzlich zu der Bestückrichtung im Wesentlichen senkrecht zu der Bestückrichtung bewegbar auszubilden. Hierdurch können Korrekturen der Absetzposition oder der Abholposition der Bauelemente senkrecht zu der Bestückrichtung durchgeführt werden, wodurch ein flexibles Bestücken möglich ist.
Erfindungsgemäß wird auch ein Bestücksystem geschaffen, welches eine- Mehrzahl von entlang einer Transportstrecke ange- ordneten erfindungsgemäßen Bestückeinrichtungen aufweist. Hierbei sind die Zuführeinrichtungen jeweils zwischen zwei Bestückfeldern angeordnet und mittels der Bestückköpfe der jeweils den Zuführeinrichtungen zugewandten Bestückfeldern können Bauelemente aus den Zuführeinrichtungen entnommen und auf die Substrate positioniert werden. Durch das Aneinander¬ reihen einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Bestückeinrich- tungen sind Synergieeffekte dahingehend möglich, dass mittels der Bestückköpfe jeweils eine größere Anzahl von Bestückfeldern und/oder Zuführeinrichtungen, welche im Bewegungsbereich der jeweiligen Bestückköpfe liegen, bedient werden können, so dass bei gegebener Standfläche des Bestücksystems eine höhere Flexibilität und eine höhere Bestückgeschwindigkeit erreicht werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen werden mittels der erfindungsgemäßen Bestückeinrichtung bzw. mittels dem erfindun'gsgemäßen Bestucksystem jeweils alternierend im Falle einer Zuführeinrichtung oder auch gleichzeitig im Falle mehrerer Zuführeinrichtungen Bauelemente von der/den Abholpositionen der Zuführeinrichtungen entnommen und an die vorbestimmten Positio- nen auf den Substraten positioniert. Erfindungsgemäß ist es hierdurch möglich, eine maximale Anzahl von Bauelementen bei vorgegebener Zeit davor aus einer bzw. mehreren Zuführeinrichtungen zu entnehmen und an vorbestimmte Positionen auf den Substraten zu positionieren. Hierdurch ist eine hohe flä- chenspezifische Bestückleistung gewährleistet.
Es ist auch möglich, im Falle des erfindungsgemäßen Bestücksystems mittels jener Bestückköpfe, welche zwei benachbarten Zuführeinrichtungen zugeordnet sind, Bauelemente alternierend an die vorbestimmten Positionen eines zwischen den beiden Zuführeinrichtungen befindlichen Substrats zu positionieren. Hierdurch ist zusätzlich zu dem alternierenden Entnehmen von Bauelementen aus den Zuführeinrichtungen auch ein alternierendes Bestücken innerhalb der zwischen benachbarten Zuführ- einrichtungen angeordneten Bestückfelder möglich. Dadurch kann eine noch höhere Flexibilität und Flächenleistung ^ Bestückleistung Λ erreicht werden,
Fläche J
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht einer Bestückeinrichtung nach dem Stand der Technik,
Figur 2 eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bestückeinrichtung, Figur 3 eine andere bevorzugte Ausführungsform der erfin¬ dungsgemäßen Bestückeinrichtung und,
Figur 4 eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfin¬ dungsgemäßen Bestückeinrichtung.
Aus Figur 1 ist eine schematische Ansicht einer Bestückeinrichtung nach dem Stand der Technik ersichtlich. Hierbei sind zwei zu bestückende Substrate 20-1 und 20-2 jeweils in einem Bestückfeld entlang einer Transportstrecke 25-1 bzw. 25-2 angeordnet und in der Transportrichtung Y transportierbar. Seitlich der Transportstrecken 25-1 und 25-2 ist jeweils eine Mehrzahl von Zuführmodulen 10-1 bzw. 10-2 angeordnet. Jedes der Zuführmodule 10-1 bzw. 10-2 weist eine Abholposition 15-1 bzw. 15-2 auf. Über den Zuführmodulen, den Transportstrecken und den Substraten sind Bestückköpfe 30-1 und 30-2 jeweils in der Richtung X und in der Richtung Y über den Bestückfeldern und den Zuführeinrichtungen bewegbar angeordnet. Es wird nach dem Stand der Technik jeweils ein Bestückkopf 30-1 bzw. 30-2 über die Abholstellen 15-1 bzw. 15-2 der entsprechenden Zuführmodule 10-1 bzw. 10-2 verfahren, um dort die entsprechen- den Bauelemente zu entnehmen und sie auf einem der beiden
Substrate 20-1 oder 20-2 abzusetzen. Die Pfeile B kennzeichnen dabei den mindest erforderlichen Verfahrweg der Bestückköpfe. Hierbei besteht jedoch der Nachteil, dass der Flächenbedarf der vorgenannten Bestückeinrichtung sehr hoch ist. Da- her ist die auf einer vorgegebenen Fläche innerhalb einer bestimmten Zeit erreichbare Bestückleistung begrenzt. Aus Figur 2 ist eine sche atische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bestückeinrichtung er¬ sichtlich. Die erfindungsgemäße Bestückeinrichtung weist eine Mehrzahl von Zuführmodulen 100 auf, welche zu einer Zuführ- einrichtung angeordnet sind, um welche herum die restlichen Komponenten der Bestückeinrichtung derart angeordnet sind, dass die flächenspezifische Bestückleistung der erfindungsgemäßen Bestückeinrichtung maximiert ist. Hierzu sind an in der Richtung X einander gegenüberliegenden Seiten der Zuführein- richtung jeweils Bestückfeider angeordnet, innerhalb der Substrate 200-1 und 200-2 bestückt werden können. Dazu werden zusätzlich Bestückköpfe 300-1 und 300-2 verwendet, welche jeweils Greifer 350-1 bzw. 350-2 aufweisen. Die Bestückköpfe 300-1 und 300-2 sind in der Richtung X über den Bestückfel- dern mit den Substraten sowie über den Abholstellen 150 der Mehrzahl von Zuführmodulen der Zuführeinrichtung bewegbar angeordnet. Mittels der Greifer 350-1 und 350-2 können Bauelemente an den Abholstellen 150 der Zuführmodule 100 entnommen und durch Bewegen der Bestückköpfe 300-1 und 300-2 in der Richtung X an vorbestimmten Positionen auf die Substrate 200- 1 und 200-2 abgesetzt werden. Hierbei sind die Substrate 200- 1 und 200-2 auf jeweiligen Transportstrecken 250-1 bzw. 250-2 bewegbar, welche durch die Bestückfelder hindurch verlaufen und sich entlang jener Seiten der Zuführeinrichtung erstrek- ken, an welchen die Bestückfelder angeordnet sind. Die Transportstrecken verlaufen i.w. senkrecht zu der Richtung X.
Aus Figur 3 ist eine andere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bestückeinrichtung ersichtlich. Hierbei sind seitlich einer ersten Zuführeinrichtung mit einer Mehrzahl von Zuführmodulen 100-1 und einer entsprechenden Mehrzahl von Abholstellen 150-1 sowie einer zweiten Zuführeinrichtung mit einer Mehrzahl von Zuführmodulen 100-2 und einer entsprechenden Mehrzahl von Abholstellen 150-2 an gegenüber- liegenden Seiten der Zuführeinrichtungen jeweils Bestückfelder 210-1, 210-2 und 210-3 angeordnet. In jedem Bestückfeld kann sich ein Substrat 200-1, 200-2 bzw. 200-3 befinden, wel- ches dorthin mittels einer nicht gezeigten Transportstrecke transportiert werden kann.
Weiterhin zeigt die Figur 3, daß die Transportstrecken je- weils in der Richtung X oder in der Richtung Y verlaufend an¬ geordnet sein können. Mittels der jeweils den Bestückfeldern 210-1, 210-2 und 210-3 zugeordneten Bestückköpfe 300-1, 300- 2, 300-3, 300-4 können Bauelemente von den entsprechenden Ab¬ holstellen 150-1 und 150-2 entnommen und auf die Substrate 200-1, 200-2 und 200-3 positioniert werden. Hierbei ist es theoretisch möglich, mittels jedem Bestückkopf alle Abholstellen und alle Substrate zu erreichen. Hierzu sind entsprechende Abstände der Bewegungsachsen der Bestückköpfe 'in der Richtung Y erforderlich. Um diese gering zu halten, sind ins- besondere die Bestückköpfe 300-1 und 300-4 ausschließlich den an der Bestückeinrichtung außen angeordneten Bestückfeldern 210-1 bzw. 210-3 zugeordnet, wohingegen mit den Bestückköpfen 300-2 und 300-4 alternierend in dem Bestückfeld 210-2 zwischen der ersten Zuführeinrichtung und der zweiten Zuführein- richtung bestückt werden kann.
Im Falle von Transportstrecken, welche in der Richtung X angeordnet sind, können zusätzlich Substrathalter erforderlich sein, mittels welchen die Substrate von der Transportstrecke entnommen und den Bestückfeldern 210-1 und 210-2 sowie 210-3 zugeführt werden können. Hierbei können Substrate entlang der Transportstrecke auch an den Bestückfeldern 210-1,210-2 und 210-3 vorbeitransportiert werden, während in diesen Bestückfeldern gleichzeitig bestückt wird. Hierdurch ist eine hohe Flexibilität gewährleistet. Insbesondere ist sichergestellt, dass mit möglichst hoher Taktrate Bauelemente von den Zuführeinrichtungen entnommen werden, da die Zuführeinrichtungen jeweils zwischen zwei Bestückfeldern angeordnet sind und jeweils mit mindestens zwei Bestückköpfen Bauelemente von einer Bestückeinrichtung entnommen werden. Aus Figur 4 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bestückeinrichtung ersichtlich. Entlang ei¬ ner Transportstrecke 250 ist eine Zuführeinrichtung aus einer Mehrzahl von Zuführmodulen 100 mit einer entsprechenden Mehr- zahl von Abholstellen 150 angeordnet. In der Transportrich¬ tung Y der Transportstrecke 250 sind seitlich der Zuführein¬ richtung Bestückfelder 210-1 und 210-2 angeordnet. Jedem Be¬ stückfeld ist ein Substrathalter 220-1 bzw. 220-2 zugeordnet, mittels welchem jeweils Substrate 200-1 bzw.200-2 von der Transportstrecke in die jeweiligen Bestückfelder 210-1 bzw. 210-2 transportiert werden können. Parallel zu der Transportstrecke 250 bewegbar sind Bestückköpfe 300-1 und 300-2 angeordnet. Die Bestückköpfe sind jeweils an einem Portal 320-1 bzw. 320-2 befestigt. Entlang des Portals können sie in der Richtung X bewegt werden, wobei die Portale 320-1 und 320-2 in der Richtung Y mitsamt der Bestückköpfe 300-1 und 300-2 bewegbar sind. Die Richtung X ist insbesondere senkrecht zu der Richtung Y. Beide Bestückköpfe 300-1 und 300-2 können jeweils über die Abholstellen 150 der Mehrzahl von Zu- führmodulen 100 der Zuführeinrichtung bewegt werden und von dort Bauelemente entnehmen, welche an vorbestimmte Positionen auf den Substraten 200-1 und 200-2 positioniert werden sollen.
Es ist möglich, durch Aneinanderreihen einer Mehrzahl von erfindungsgemäßen Bestückeinrichtungen nach der weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie aus Figur 4 ersichtlich, eine Bestückeinrichtung nach der anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 3 zu schaffen.
Es sind auch weitere Kombinationen der erfindungsgemäßen Bestückeinrichtung möglich. Insbesondere können zu beiden Seiten der Transportstrecke 250 entsprechende Zuführeinrichtungen mit einer Mehrzahl von Zuführmodulen und Abholstellen so- wie seitlich der Zuführeinrichtungen angeordneten Bestückfeldern und diesen zugeordneten Bestückköpfen vorgesehen sein. Es ist auch möglich, die Transportstrecke als parallel ver- laufende Mehrfachtransportstrecke auszubilden, so dass jeweils mehrere parallele Transportstrecken zwischen Zuführeinrichtungen mit diesen zugeordneten Bestückfeldern und Bestückköpfen beiderseits der Transportstrecken vorgesehen sind.

Claims

Patentansprüche
1. Bestückeinrichtung zum Bestücken von Substraten mit Bau¬ elementen, mit • mindestens einer Zuführeinrichtung (100) zum Zuführen der Bauelemente an mindestens eine Abholposition (150),
• an gegenüberliegenden Seiten der Zuführeinrichtung angeordneten Bestückfeldern (210-1, 210-2),
• in jedem Bestückfeld (210-1, 210-2), mindestens einem, zu- mindest in einer Hauptbewegungsrichtung bewegbaren Bestückkopf (300-1, 300-2), von welchem jeweils die Bauelemente an der Abholposition (150) entnehmbar sind,
• mindestens einer Transportstrecke (250) , entlang welcher die Substrate (200-1, 200-2) in einer Transportrichtung transportierbar sind, und
• jedem Bestückfeld (210-1, 210-2) zugeordnet jeweils mindestens einem Substrathalter (220-1, 220-2), von welchem die Substrate (200-1, 200-2) zum Bestücken aufnehmbar sind,
• , wobei mittels der Bestückköpfe (300-1, 300-2) die entnom- menen Bauelemente jeweils an eine vorbestimmte Bestückposition transportierbar und dort auf den von den Substrathaltern (220-1, 220-2) aufgenommenen Substraten (200-1, 200-2) absetzbar sind.
2. Bestückeinrichtung nach Anspruch 1, wobei
• die Bestückfelder (210-2, 220-2) seitlich der Trans- portstrecke (250) angeordnet sind, und
• die Hauptbewegungsrichtung der Transportrichtung entspricht, und • die Substrate (200-1, 200-2) mittels der Substrathalter (220-1, 220-2) von der Transportstrecke (250) zu den Bestückfeldern (210-1, 210-2) transportierbar sind.
3. Bestückeinrichtung nach Anspruch 1, wobei • zwei Transportstrecken (250-1, 250-2) vorgesehen sind,
• jeweils eine der Transportstrecken (250-1, 250-2) durch jeweils eines der Bestückfelder (210-1, 210-2) verläuft, • die Substrathalter (210-1, 220-2) durch Transportelemente der Transportstrecke (250-1, 250-2) gebildet sind, und
• die Hauptbewegungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zu der Transportrichtung verläuft.
4. Bestückeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Zuführeinrichtung eine Mehrzahl von zueinander parallel angeordneten Zuführmodulen (100) aufweist, deren Abholposi¬ tionen (150) im Wesentlichen entlang einer Strecke angeordnet sind.
5. Bestückeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Bestückköpfe (300-1, 300-2) Mehrfach-Bestückköpfe, insbesondere Revolver-Bestückköpfe, Matrix-Bestückköpfe und/oder Zeilen-Bestückköpfe, sind.
6. Bestückeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Bestückköpfe (300-1,300-2) zusätzlich zu der Hautpbewe- gungsrichtung im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptbewe- gungsrichtung bewegbar sind.
7. Bestücksystem mit einer Mehrzahl von entlang einer Transportstrecke (250) angeordneten Bestückeinrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Zuführeinrichtungen je- weils zwischen zwei Bestückfeldern (210-1,210-2) angeordnet sind und mittels der Bestückköpfe (300-1, 300-2) der jeweils den Zuführeinrichtungen zugewandten Bestückfelder (210-1, 210-2) Bauelemente aus den Zuführeinrichtungen entnehmbar und auf den Substraten (200-1, 200-2) positionierbar sind.
8. Verfahren zum Bestücken von Substraten mit Bauelementen mittels einer Bestückeinrichtung bzw. einem Bestücksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem Verfahren
• jeweils mittels der einer Zuführeinrichtung zugeordneten Bestückköpfe (300-1, 300-2) alternierend Bauelemente von der Abholposition (150) der Zuführeinrichtung entnommen und an die vorbestimmten Positionen auf den Substraten (200-1, 200-2) positioniert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei zusätzlich mittels jeweils zweier, benachbarter Zuführeinrichtungen zugeordneter Bestückköpfe (300-1, 300-2) Bauelemente alternierend an die vorbestimmten Positionen eines zwischen den beiden Zuführeinrichtungen befindlichen Substrats (200-1, 200-2) positioniert werden.
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