WO2004021758A1 - Vorrichtung zum bestücken von substraten mit elektrischen bauelementen - Google Patents

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WO2004021758A1
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Harald Stanzl
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • H05K13/0061—Tools for holding the circuit boards during processing; handling transport of printed circuit boards
    • H—ELECTRICITY
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    • 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
    • H05K13/0452—Mounting machines or lines comprising a plurality of tools for guiding different components to the same mounting place
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    • H05K13/08—Monitoring manufacture of assemblages
    • H05K13/081—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines
    • H05K13/0812—Integration of optical monitoring devices in assembly lines; Processes using optical monitoring devices specially adapted for controlling devices or machines in assembly lines the monitoring devices being integrated in the mounting machine, e.g. for monitoring components, leads, component placement

Definitions

  • the invention relates to a device for equipping substrates with electrical components by means of at least one movable placement head with at least one gripper for the components, the substrates being fixable on two adjacent tables, with feed devices with pick-up locations for the components on the side of the tables are provided and at least one stationary optical sensor device is provided for determining the component position on the placement head.
  • Such a device is e.g. through Figures 58 to 60 and the associated page 15 of EP 1117287 A.
  • the devices then have a plurality of tables which are closely adjacent to one another and on the sides of which the feed devices for the components are arranged.
  • the optical sensor devices are located in a space between the feed devices and the tables.
  • the invention has for its object to reduce the effort for the sensor devices and to increase the placement accuracy.
  • the sensor device so that the number is halved. Since the number of spaces is also halved, the overall length of the placement device is reduced. Likewise, the wiring and control effort is reduced by half. A particular advantage is that all components are measured from both sides using one and the same sensor device. B. temperature-related deviations between two cameras are eliminated. The central arrangement of the sensor device minimizes temperature-related positional shifts in the camera position.
  • An advantageous development of the invention according to claim 2 ensures that the placement head can move in a simple linear guide path, the pick-up locations for the components and the sensor device being located below the gripper track.
  • the placement performance is significantly increased.
  • the arrangement of the guideways on a carrier makes it possible to form them exactly parallel to one another and also to match the two positioning systems exactly to one another.
  • FIG. 1 shows a schematic top view of a device for loading substrates 1 that can be fed in and out in a linear transport path 2.
  • a stationary beam-like carrier 3 extends parallel to the transport path 2 and has on its two longitudinal sides stationary longitudinal guides 4, along which placement heads 5 with grippers 6 can be displaced.
  • stationary transverse guides 7 are arranged in the central region of the device, on which slide-like tables 8 with the fixed xed substrates 1 are displaceable.
  • optical sensor devices 9 designed as cameras are arranged in a stationary manner between the adjacent tables 8 under the gripper tracks.
  • the placement position of the component 8 on the substrate 1 is defined by exact positioning of the placement head in the longitudinal direction and of the table 8 in the transverse direction, onto which the component can be placed by lowering the respective gripper 6.
  • the sensor device 9 measures the relative position of the component on the placement head 5. A deviation of the component is taken into account when it is placed on the substrate 1 by appropriate correction of the coordinates of the table 8 or the placement head 5.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Supply And Installment Of Electrical Components (AREA)

Abstract

Die Vorrichtung weist zwei Tische (8) zum Fixieren von Substraten (1) auf, auf die aus Zuführeinrichtungen (11) abgeholte Bauelemente mittels eines Bestückkopfes (5) aufgesetzt werden können. Zwischen den einander benachbarten Tischen (8) ist eine optische Sensoreinrichtung (9) stationär angeordnet, an der die Bauelemente für beide Substrate (1) beider Tische (8) optisch vermessen werden können. Dadurch verringert sich der Sensoraufwand und erhöht sich die Bestückgenauigkeit.

Description

Be s ehre ibung
Vorrichtung zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen mittels zumindest eines bewegbaren Bestückkopfes mit zumindest einem Greifer für die Bauelemente, wobei die Substrate auf zwei einan- der benachbarten Tischen fixierbar sind, wobei seitlich der Tische Zuführeinrichtungen mit Abholplätzen für die Bauelemente vorgesehen sind und wobei zumindest eine stationäre optische Sensoreinrichtung zur Ermittlung der Bauelementposition am Bestückkopf vorgesehen ist .
Ein derartige Vorrichtung ist z.B. durch die Figuren 58 bis 60 und die zugehörige Seite 15 der EP 1117287 A bekannt geworden. Danach weisen die Vorrichtungen mehrere Tische auf, die einander eng benachbart sind und zu deren Seiten die Zu- führeinrichtungen für die Bauelemente angeordnet sind. Die optischen Sensoreinrichtungen befinden sich in einem Zwischenraum zwischen den Zuführeinrichtungen und den Tischen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufwand für die Sensoreinrichtungen zu verringern und die Bestückgenauigkeit zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst . Durch die Anordnung der Sensoreinrichtung zwischen den Tischen können nun die Bestückköpfe von beiden Seiten her die
Sensoreinrichtung nutzen, so dass sich deren Anzahl halbiert. Da sich die Anzahl der Zwischenräume ebenfalls halbiert, verringert sich die Baulänge der Bestückvorrichtung. Ebenso ver- ringert sich der Verdrahtungs- und Steuerungsaufwand um die Hälfte. Ein besonderer Vorteil besteht darin dass nun alle Bauteile von beiden Seiten her über ein- und dieselbe Sensoreinrichtung vermessen werden, wobei z. B. temperaturbedingte Abweichungen zwischen zwei Kameras entfallen. Durch die zentrale Anordnung der Sensoreinrichtung werden temperaturbedingte Lageverschiebungen der Kameraposition minimiert.
Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung nach An- Spruch 2 wird erreicht, dass der Bestückkopf in einer einfachen linearen Führungsstrecke verfahren kann, wobei sich die Abholplätze für die Bauelemente und die Sensoreinrichtung unterhalb der Greiferbahn befinden.
Durch die Weiterbildung nach Anspruch 3 wird die Bestückleistung erheblich erhöht. Durch die Anordnung der Führungsbahnen an einem Träger ist es möglich, diese zueinander genau parallel auszubilden und auch die beiden Positioniersysteme genau aufeinander abzustimmen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die dargestellte Figur zeigt in einer schematisierten Drauf- sieht eine Vorrichtung zum Bestücken von Substraten 1, die in einer linearen Transportstrecke 2 zu- und abführbar sind. Ein stationärer balkenartiger Träger 3 erstreckt sich parallel zur Transportstrecke 2 und weist an seinen beiden Längsseiten stationäre Längsführungen 4 auf, entlang der Bestückköpfe 5 mit Greifern 6 verschiebbar sind. Senkrecht zur Transportstrecke 2 und zu den Längsführungen 4 sind im mittleren Bereich der Vorrichtung stationäre Querführungen 7 angeordnet, auf denen schlittenartige Tische 8 mit den darauf fi- xierten Substraten 1 verschiebbar sind. Zum Beispiel als Kamera ausgebildete optische Sensoreinrichtungen 9 sind stationär zwischen den einander benachbarten Tischen 8 unter den Greiferbahnen angeordnet. Zu beiden Seiten der Tische 1 erstrecken sich unter den Greiferbahnen Abholplätze 10 von Zuführeinrichtungen 11 für zu bestückende Bauelemente, die von den Greifern 6 erfasst, über die Sensoreinrichtungen 9 verfahren, dort optisch vermessen und anschließend über die Substrate 1 transportiert werden können. Durch genaue Positi- onierung des Bestückkopfes in der Längsrichtung sowie des Tisches 8 in der Querrichtung wird die Aufsetzposition des Bauelements 8 auf dem Substrat 1 definiert, auf das das Bauelement durch Absenken des jeweiligen Greifers 6 aufgesetzt werden kann. Die Sensoreinrichtung 9 vermisst die relative Lage des Bauelements am Bestückkopf 5. Eine Abweichung des Bauelements wird beim Aufsetzen auf das Substrat 1 durch entsprechende Korrektur der Koordinaten des Tisches 8 bzw. des Bestückkopfes 5 berücksichtigt .
Bezugszeichen
1 Substrat
2 Transportstrecke 3 Träger
4 Längsführung
5 Bestückkopf
6 Greifer
7 Querführung 8 Tisch
9 Sensoreinrichtung
10 Abholplatz
11 Zuführeinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Bestücken von Substraten (1) mit elektrischen Bauelementen mittels zumindest eines bewegbaren Be- stückkopfes (5) mit zumindest einem Greifer (6) für die Bauelemente, wobei die Substrate (1) auf zwei einander benachbarten Tischen fixierbar sind, wobei seitlich der Tische Zuführeinrichtungen (11) mit Abhol- platzen (10) für die Bauelemente vorgesehen sind und wobei zumindest eine stationäre optische Sensoreinrichtung (9) zur Ermittlung der Bauelementposition am Bestückkopf (5) vorgesehen ist , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Sen- soreinrichtung (9) zwischen den Tischen (8) angeordnet ist.
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 der Bestückkopf (5) in einer stationären Längsführung (4) linear verschiebbar ist, dass die Tische (8) in zwei zueinander parallelen stationären
Querführungen (7) senkrecht zur Längsführung (4) verschiebbar sind, dass die Zuführeinrichtungen (11) unmittelbar beiderseits ne- ben den Tischen (8) angeordnet sind, dass die Abholplätze (10) der Zuführeinrichtungen (11) unterhalb der linearen Bewegungsbahn des Greifers (6) liegen und dass die Sensoreinrichtung (9) zwischen den Querführungen (7) unter der Greiferbahn angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwei der zueinander parallelen Längsführungen (4) für zumindest je ei- nen der Bestückköpfe (5) mit engem Abstand an einem Träger (3) angeordnet sind, dass die Zuführeinrichtungen (11) entsprechend dem Abstand zwischen den beiden Greiferbahnen in Teilmengen zueinander versetzt angeordnet sind und dass für jeder der Längsführungen (4) eine der Sensoreinrichtungen (9) vorgesehen ist.
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