WO2008071280A1 - Bestückautomat zur bestückung von substraten mit bauelementen - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt einen Bestückautomat (100, 200) zur Bestückung von Substraten (141, 142, 241, 242) mit Bauelementen (150, 250), umfassend: einen Bestückbereich zur Lagerung mindestens eines Substrats (141, 142, 241, 242) zum Bestücken mit Bauelementen (150, 250), einen ersten in einer y-Richtung verschiebbaren Portalarm (llla/b, 211a) mit einem daran in einer x-Richtung verschiebbaren ersten Bestückkopf (116a/b, 216a) zum Bestücken von Substraten (141, 142, 241, 242) im Bestückbereich, einen zweiten in der y-Richtung verschiebbaren Portalarm (112a/b, 212a) mit einem daran in der x-Richtung verschiebbaren zweiten Bestückkopf (117a/b, 217a) zum Bestücken von Substraten (141, 142, 241, 242) im Bestückbereich, wobei in einem Parallel-Betriebsmodus des Bestückautomaten (100, 200) ein erster Bestück-Teilbereich (136a/b, 236a) und ein mit diesem nicht überlappender zweiter Bestück-Teilbereich (137a/b, 237a) vorgesehen sind, und in dem Parallel-Betriebsmodus der erste Bestückkopf (116a/b, 216a) nur Bauelemente (150, 250) im ersten Bestück-Teilbereich (136a/b, 236a) und der zweite Bestückkopf (117a/b, 217a) nur Bauelemente (150, 250) im zweiten Bestück-Teilbereich (137a/b, 237a) absetzt, wobei in dem Parallel-Betriebsmodus der erste (116a/b, 216a) und zweite Bestückkopf (117a/b, 217a) unabhängig voneinander arbeiten, insbesondere unabhängig voneinander mehrere Substrate (141, 142, 241, 242) nacheinander bestücken, und wobei der erste (116a/b, 216a) und zweite Bestückkopf (117a/b, 217a) an aneinander zugewandten Seiten des ersten (llla/b, 211a) beziehungsweise zweiten Portalarms (112a/b, 212a) befindlich sind, insbesondere geführt sind.

Description

Bestückautomat zur Bestückung von Substraten mit Bauelementen

Die Herstellung von elektronischen Baugruppen erfolgt üblicherweise in so genannten Bestücklinien, welche neben Bestückautomaten bzw. Bestückvorrichtungen auch einen Ofen zum Verlöten der bestückten Schaltungsträger aufweisen. Infolge des enormen Preisdrucks auf dem Elektronikmark kommt es auf eine hohe Effizienz der Bestückvorrichtungen an, welche in der Produktion typischer 24 Stunden am Tag im Einsatz sind. Die Produktion wird lediglich durch so genannte Rüstzeiten und Testbestückungen beim Wechsel von Bestückungsaufträgen unterbrochen. Insbesondere bei der Bestückung von vergleichsweise geringen Losgrößen, d.h. einer Charge von relativ wenigen zu bestückenden Schaltungsträgern, wird die Effizient einer Bestücklinie durch Rüstzeiten und Testbestückungen deutlich reduziert.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bestückautomaten zur Bestückung von Substraten mit Bauelementen, umfassend

- einen Bestückbereich zur Lagerung mindestens eines Substrats zum Bestücken mit Bauelementen,

- einen ersten in einer Y-Richtung verschiebbaren Portalarm mit einem daran in einer X-Richtung verschiebbaren ersten Bestückkopf zum Bestücken von Substraten im Bestückbereich,

- einen zweiten in der Y-Richtung verschiebbaren Portalarm mit einem daran in der X-Richtung verschiebbaren zweiten Bestückkopf zum Bestücken von Substraten im Bestückbereich, wobei in einem Parallel-Betriebsmodus des Bestückautomaten ein erster Bestück-Teilbereich und ein mit diesem nicht überlappender zweiter Bestück-Teilbereich vorgesehen sind, und in dem Parallel -Betriebsmodus der erste Bestückkopf nur Bauelemente im ersten Bestück-Teilbereich und der zweite Bestückkopf nur Bauelemente im zweiten Bestück-Teilbereich absetzt.

Derartige Bestückautomaten sind aus dem Stand der Technik bekannt. So zeigt zum Beispiel die US-Offenlegungsschrift US 2004/0128827 Al einen Bestückautomaten, welcher zwei parallel verlaufende Transportspuren mit zugehörigen Arbeitsbereichen zur Bestückung von Substraten aufweist. Bei der Vorbereitung bzw. der Rüstung von Bestückvorrichtungen mit zwei separaten Transportspuren werden die Substrate, die in den verschiedenen Arbeitsbereichen bestückt werden, virtuell zu- sammengefasst und in einer Produktionssoftware wie ein Produkt gehandhabt .

Kommt es bei der Bestückvorrichtung zu Störungen und eine Bestückvorrichtung muss beispielsweise wegen eines Problems mit einem Bestückkopf vorübergehend geöffnet werden, so muss die gesamte Bestückvorrichtung bzw. die gesamte Bestücklinie eingehalten werden. Dies kann zu erheblichen Produktionsverzöge- rungen führen. Weiterhin wird die Bestückung der Substrate mit zwei Bestückköpfen vorgenommen, wobei eine Kόllisionsge- fahr der Bestückköpfe in bestimmten Bereichen der zu bestückenden Substrate besteht . Daher muss regelmäßig ein Bestückkopf dem anderen ausweichen oder auf ihn warten, was die Be- stückung der Substrate verzögert.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Produktionsverzögerungen durch den Ausfall eines Bestückkopfs zu reduzieren und die gesamte Bestückung mit Bauelementen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gelöst von einem Bestückautomaten zur Bestückung von Substraten mit Bauelementen, umfassend

- einen Bestückbereich zur Lagerung mindestens eines Sub- strats zum Bestücken mit Bauelementen,

- einen ersten in einer Y-Richtung verschiebbaren Portalarm mit einem daran in einer X-Richtung verschiebbaren ersten Bestückkopf zum Bestücken von Substraten im Bestückbereich,

- einen zweiten in der Y-Richtung verschiebbaren Portalarm mit einem daran in der X-Richtung verschiebbaren zweiten Bestückkopf zum Bestücken von Substraten im Bestückbereich, wobei in einem Parallel -Betriebsmodus des Bestückautomaten ein erster Bestück-Teilbereich und ein mit diesem nicht über- läppender zweiter Bestück-Teilbereich vorgesehen sind, und in dem Parallel -Betriebsmodus der erste Bestückkopf nur Bauelemente im ersten Bestück-Teilbereich und der zweite Bestückkopf nur Bauelemente im zweiten Bestück-Teilbereich absetzt, wobei weiterhin in dem Parallel-Betriebsmodus der erste und zweite Bestückkopf unabhängig voneinander arbeiten, insbesondere unabhängig voneinander mehrere Substrate nacheinander bestücken, und dass der erste und der zweite Bestückkopf an aneinander zuge- wandten Seiten des ersten bzw. zweiten Portalarms befindlich sind, insbesondere geführt sind.

Dadurch, dass in dem Parallel -Betriebsmodus der erste und zweite Bestückkopf unabhängig voneinander arbeiten, ist es möglich den Bestückautomaten so auszugestalten, dass bei einer Störung des einen Bestückkopfs der andere ungehindert weiter arbeiten kann. Damit lassen sich Produktionsverzögerungen reduzieren, da zumindest ein Teil der Maschine weiter arbeiten kann. Weiterhin entfallen dadurch, dass die Bestück- köpfe unabhängig voneinander arbeiten, etwaige Wartezeiten oder Ausweichbewegungen der einzelnen Bestückköpfe .

Dass die Bestückköpfe unabhängig voneinander arbeiten, bedeutet, dass einer der beiden arbeiten kann, ohne auf die Posi- tion des anderen zu achten und/oder die Position und Bewegung des anderen Rücksicht nehmen zu müssen bzw. ohne diese überhaupt kennen zu müssen. Dies bedeutet, dass im Parallel- Betriebsmodus der Bestückautomat derart eingerichtet ist, dass bei keiner der im Parallel -Betriebsmodus vorgesehenen Bewegungen und/oder Aufenthaltsorte der jeweiligen Bestückköpfe z.B. eine Kollisionsgefahr zwischen diesen Bestückköpfen besteht bzw. eine Kollision der Bestückköpfe auftreten kann.

Durch die Tatsache, dass der erste und zweite Bestück- Teilbereich nicht überlappend sind, ist eine verbesserte Möglichkeit gegeben, dass die beiden Bestückköpfe unabhängig voneinander agieren können. In diesem Fall gibt es nämlich keinen Bereich, in welchem beide Bestückköpfe möglicherweise Bauelemente absetzen müssten.

Dadurch, dass der erste und der zweite Bestückkopf an anein- ander zugewandten Seiten der jeweiligen Portalarme befindlich sind, ist es möglich, den Bestückautomaten kompakter zu konstruieren und so die Wege, die die Bestückköpfe beim Bestücken der Substrate mit Bauelementen zurücklegen müssen, zu reduzieren. Dies ist unter anderem darin begründet, dass bei- spielsweise aufgrund der Breite der Portalarme bei anderer Anbringung der Bestückköpfe an den Portalarmen größere Abstände zwischen den Bestück-Teilbereichen oder auch zu Bauelemente-Zuführeinheiten gewählt werden müssten, um ein unabhängiges Bestücken innerhalb der beiden Bestück-Teilbereiche sicherzustellen. Dies würde dazu führen, dass die Bestückköpfe regelmäßig größere Wege beim Bestücken von Substraten zurücklegen müssten. Daher lässt sich mit dieser Ausgestaltung die Bestückung von Substraten mit Bauelementen beschleunigen und so verbessern.

Der Erfindung liegt unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass durch eine unabhängige Rüstoptimierung für die Bestückung innerhalb des ersten Bestück-Teilbereichs der erste Be- stück-Teilbereich des Bestückautomaten als eine getrennte und damit autarke erste Bestückeinheit betrachtet werden kann.

Dies ermöglicht eine unabhängige Steuerung dieser ersten Bestückeinheit, so dass selbst bei einem Chargenwechsel der mit einer möglichen zweiten Transportspur zugeführten und in dem zweiten Bestück-Teilbereich bestückten zweiten Schaltungsträ- ger eine Unterbrechung der Bestückung im ersten Bestück- Teilbereich nicht erforderlich ist. Durch eine derartige durch unterschiedliche nicht-überlappende Bestück-Teilbereiche definierte Trennung der Bestückvorrichtung können z.B. zwei unterschiedliche Substrate vollständig unabhängig von- einander mit einer jeweils optimierten Rüstung auf effiziente Weise bestückt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass nicht nur eine für eine Rüstoptimierung verwendete Software, sondern auch Rüstunter- stützungssoftware sowie eine gesamte Produktionseinrichtungs- Software die räumliche Trennung der beiden nicht-überlappen- den Bestück-Teilbereiche berücksichtigen können.

Es wird ferner darauf hingewiesen, dass eine Rüstoptimierung nicht nur eine einzelne Bestückvorrichtung umfassen kann. Bei einer Bestücklinie, welche mehrere ggf. unterschiedliche Be- Stückautomaten umfasst, die entlang von einer oder mehreren parallelen Transportspuren in einer Reihe angeordnet sind, kann eine Rüstoptimierung auch mehrere Bestückautomaten oder auch die gesamte Bestücklinie umfassen. Bei der Rüstoptimierung können ferner insbesondere bei kleinen Chargen auch die Umrüstzeit und ggf. Probebestückungen und Testläufe mit berücksichtigt werden. Bevorzugt werden bei der RüstOptimierung die Zeitwege optimiert, wobei auch die Dynamik von Positioniersystemen berücksichtigt werden kann. Dies bedeutet, dass insbesondere bei kurzen Bewegungen des Bestückkopfes, mit dem die Bauelemente (a) von unterschiedlichen Zuführspuren von

Bauelement-Zuführeinheiten abgeholt, (b) zu dem Arbeits- bzw. Bestückbereich des Bestückautomaten transportiert und (c) auf dem jeweiligen Substrat aufgesetzt werden, Beschleunigungsund Abbremsvorgänge eines Bestückkopfes bei der Rüstoptimie- rung berücksichtigt werden.

Die beschriebene virtuelle Aufteilung einer Bestückvorrichtung in zumindest zwei voneinander unabhängige Bestückeinheiten hat den Vorteil, dass mit einer Bestückvorrichtung quasi die Funktionalität von mehreren Bestückautomaten zur Verfügung gestellt wird. Dabei erfordert Bestückautomat mit zumindest zwei nicht überlappenden Bestück-Teilbereichen gemäß der vorliegenden Beschreibung im Vergleich zu einer entsprechenden Anzahl von autarken Bestückvorrichtungen einen erheblich geringeren Aufstellflächen- und Investitionsbedarf.

Der erste und der zweite Bestückkopf können beispielsweise als ein Einfach-Bestückkopf mit einem einzelnen Greifer für Bauelemente oder auch als Mehrfach-Bestückkopf mit mehreren Greifern für Bauelemente am Bestückkopf ausgebildet sein. Die Greifer können dabei z.B. als mechanische Greifer und/oder Saugpipetten ausgebildet sein.

Ein Mehrfach-Bestückkopf kann beispielsweise als sogenannter Matrixkopf ausgebildet sein. Weiterhin kann der Mehrfach- Bestückkopf auch eine drehbare Einheit umfassen, auf welcher die mehreren Greifer angeordnet sind. Die drehbare Einheit kann um eine Achse senkrecht, schräg oder auch parallel zur Oberfläche des Substrats drehbar gelagert sein.

Der Bestückautomat kann dabei derart ausgelegt sein, dass der erste und zweite Bestückkopf funktional derart ausgebildet und angeordnet sind, dass jeder der beiden Köpfe Bauelemente zumindest prinzipiell im gesamten Bestückbereich absetzen kann.

Substrate können beispielsweise gedruckte Leiterplatten für elektronische Schaltungen oder auch mechanische Träger für

Bauelemente sein. Bauelemente können beispielsweise elektronische, optische, optoelektronische oder mechanische Komponenten sowohl in gehäuster als auch ungehäuster Ausfertigung sein.

Der erste und der zweite Portalarm können jeweils an mindestens einer Führungsschiene geführt werden. Dabei können die Portalarme beispielsweise an einer oder auch an zwei Trägern, also beispielsweise einseitig oder zweiseitig geführt werden. Der erste Portalarm kann weiterhin an mindestens einer Führungsschiene geführt werden und der zweite Portalarm ebenfalls an der mindestens einen Führungsschiene. Dass beide Portalarme an derselben Führungsschiene oder denselben Führungsschienen geführt werden, vereinfacht die Konstruktion des Bestückautomaten und ermöglicht einen raumsparenden Aufbau. Dabei können die jeweiligen Portalarme beispielsweise einseitig geführt sein und an der anderen Seite beispielsweise nur gelagert sein oder frei ragend ausgestaltet sein. Wei- terhin können beide Portalarme jeweils zweiseitig geführt sein.

Eine insbesondere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich, wenn der erste und zweite Portalarm jeweils nur einseitig geführt sind. Weiterhin können der erste und zweite Portalarm an derselben Führungsschiene geführt sein. Insbesondere bei einer einseitigen Führung beider Portalarme an derselben Führungsschiene und bei frei ragender Ausbildung des entspre- chenden anderen Endes wird eine sehr kompakte Bauweise des Bestückautomaten ermöglicht. Weiterhin ergibt sich dadurch eine vereinfachte Zugänglichkeit von der Seite der frei ragenden Enden der Portalarme her zum Bestückbereich, den Bestückbereichen des Bestückautomaten oder in diesen Bereichen liegende Module und Komponenten.

Der Antrieb der Portalarme und der Bestückköpfe am Portalarm kann beispielsweise über einen Drehspindelantrieb oder einen Linearmotor erfolgen.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Bestückautomat derart ausgestaltet ist, dass der erste und/oder zweite Bestückkopf gegen mindestens einen weiteren Bestückkopf auswechselbar ist. Auf diese Weise kann beispielsweise ein defekter Be- stückkopf rasch ausgewechselt werden, um eine Produktionsverzögerung so gering wie möglich zu halten. Auch kann so ein Bestückkopf mit anderen Eigenschaften (z.B. bezüglich Genauigkeit, Zahl und/oder Anordnung der Greifer, ...) eingesetzt werden .

Um die so entstehenden Wechselzeiten möglichst gering zu halten, kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Speichereinrichtung im Bestückautomaten zur Speicherung von Daten (z.B. Kalibrierdaten, Identifikationsdaten, geometrischen Da- ten) des einzusetzenden oder neu eingesetzten weiteren Bestückkopfs vorhanden ist. Auf diese Weise lassen sich Umrüst- zeiten reduzieren, da zumindest nicht die volle Kalibrierung und/oder Vermessung eines neu eingesetzten Bestückkopfs durchgeführt werden muss .

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die auswechselbaren Be- stückköpfe jeweils eine Speichereinheit umfassen, in welcher die Daten zu den wechselbaren Bestückköpfen abgespeichert sind oder abspeicherbar sind. Solche Daten der wechselbaren Bestückköpfe können beispielsweise Identifikations-Daten eines Kopfs, Kalibrierdaten eines Kopfs oder zumindest Teile der Kalibrierdaten und/oder geometrische Daten des Bestückkopfs, wie beispielsweise Daten zur Anordnung der Greifer, sein (z.B. zur relativen Anordnung der Greifer zum Befestigungsmechanismus des Bestückkopfs) .

Um den ersten und/oder zweiten Bestückkopf leistungsfähig und dennoch kompakt zu gestalten, können der erste und/oder der zweite Bestückkopf als drehbarer Mehrfach-Bestückkopf mit einer Drehachse schräg zur Substratoberfläche ausgebildet sein. Eine solche Schrägstellung ermöglicht es, den räumli- chen Bereich, in welchem sich die Greifer für die Bauelemente bewegen (und damit die Trägheitmomente) , relativ klein zu halten und trotzdem beispielsweise eine optische Inspektion der Bauelemente bzw. deren Kontakte z.B. durch eine Kamera oder ein optisches System, das am Bestückkopf montiert ist, zu ermöglichen.

Unter einem drehbaren Mehrfach-Bestückkopf wird hierbei ein Bestückkopf verstanden, der zumindest eine drehbare Einheit aufweist, auf welcher mehrere Greifer für Bauelemente ange- bracht sind. Dabei kann die Drehachse beispielsweise einen Winkel von 2 bis 88 Grad zur Oberflächennormalen des Substrats aufweisen. Weiterhin kann der Winkelbereich zwischen 5 und 85 Grad oder auch zwischen 5 und 30 Grad zwischen Drehachse und Substrat-Oberflächennormalen betragen. Durch die kompaktere Bauweise ergeben sich geringere Massen und Träg- heitmomente des Mehrfach-Bestückkopfs, was höhere Beschleunigungen und somit kürzere Bestückzeiten bei der Bestückung von Substraten mit Bauelementen durch die Mehrfach-Bestückköpfe ermöglicht .

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der Bestückautomat - eine erste Substrat-Transporteinrichtung zum Transport von Substraten zum ersten Bestück-Bereich und weg davon, sowie - eine zweite Substrat-Transporteinrichtung zum Transport von Substraten zum zweiten Bestück-Teilbereich und weg davon, wobei jede der Substrat-Transporteinrichtungen eine innere und eine äußere Transportschiene umfasst, zwischen welchen die zu bestückenden oder bestückten Substrate jeweils geführt sind oder werden.

Dabei sind die beiden Substrat-Transporteinrichtungen derart angeordnet, dass die jeweils innen liegenden Schienen benachbart sind. Dies bedeutet, dass kein auf der ersten und/oder zweiten Substrat-Transporteinrichtung transportiertes Substrat zwischen den inneren Transportschienen liegt. Allerdings können sich zwischen den inneren Transportschienen an- dere Module des Bestückautomaten, die beispielsweise eine Kamera oder ein Pipettenwechsler oder auch eine weitere, dritte Substrat-Transporteinrichtung befinden.

In einer weiteren Ausgestaltung sind die inneren Transport- schienen direkt benachbart, d.h. es liegen keine weiteren Module, wie beispielsweise Kamera oder Pipettenwechsler oder auch eine oder mehrere weitere Transportschienen zwischen den inneren Transportschienen der ersten und zweiten Substrat- Transporteinrichtung .

Dabei können der Bestückautomat und die beiden inneren Transportschienen derart ausgestaltet und angeordnet sein, dass die beiden inneren Transportschienen ausbaubar oder auswechselbar sind. Auf diese Weise wird die Flexibilität des Be- Stückautomaten weiter erhöht, da gegebenenfalls große Leiterplatten direkt zwischen den äußeren Transportschienen der beiden Substrat-Transporteinrichtungen transportiert und von einem der Bestückköpfe oder auch beiden bestückt werden kön- nen. Dabei können die inneren Transportschienen beispielsweise ausgebaut und zu einem späteren Zeitpunkt wieder eingebaut werden oder auch gegen anders ausgestaltete innere Transport- schienen ausgewechselt werden.

Die innere und/oder die äußere Transportschiene der ersten Substrat-Transporteinrichtung und die innere und/oder die äußere Transportschiene der zweiten Substrat- Transporteinrichtung können lösbar fixierbar und/oder ver- schiebbar ausgestaltet sein. Die Verschiebung kann dabei beispielsweise senkrecht zu einer jeweiligen Transportschienen- Richtung erfolgen. Insbesondere kann der Bestückautomat derart ausgestaltet sein, dass beide inneren Transportschienen und/oder beide äußeren Transportschienen derart verschiebbar sind. Damit ergibt sich eine flexible Anpassungsmöglichkeit des Substrattransports an verschieden ausgestaltete Substrate, was die Flexibilität des Bestückkopfautomaten und damit die Bestückung von unterschiedlichen Substraten verbessert.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung keineswegs auf Bestückautomaten mit lediglich zwei Substrat-Transporteinrichtungen beschränkt ist. Selbstverständlich können auch drei oder mehrere verschiedene Substrate unabhängig voneinander bestückt und/oder durch den Bestückautomaten transpor- tiert werden, sofern Bestückautomaten mit einer entsprechenden Anzahl an Transportspuren verwendet werden.

In einer weiteren Ausgestaltung des Bestückautomaten ist vorgesehen, dass - eine erste Bauelement-Zuführanordnung benachbart zur äußeren Transportschiene der ersten Substrat-Transporteinrichtung, und

- eine zweite Bauelement-Zuführanordnung benachbart zur äußeren Transportschiene der zweiten Substrat-Transporteinrich- tung vorgesehen ist, wobei in dem Parallel -Betriebsmodus der erste Bestückkopf nur auf die erste Bauelement-Zuführanordnung und der zweite Bestückkopf nur auf die zweite Bauelement-Zuführanordnung zu- greift. Auf diese Weise lassen sich wieder die Bestückzeiten und damit die Bestückung durch den Bestückautomaten verbessern, da auf diese Weise die Wege, die die jeweiligen Bestückköpfe zwischen den Abholstellen für die Bauelemente und den Stellen, an welchen sie die Bauelemente auf den Substraten absetzen, reduziert werden.

Bauelement-Zuführanordnungen können beispielsweise eine Anordnung von mit einem oder mehreren Bauelementgurt-Zuführ- einheiten oder sogenannten „Wafer-Feedern", beispielsweise auf einem gemeinsamen Träger sein. Weiterhin kann eine Bauelement-Zuführanordnung auch als ein einzeln stehender sogenannter „Wafer-Feeder" oder auch eine Zuführeinrichtung für Bauelement-Tabletts (sogenannte „Waffle-Packs") ausgestaltet sein.

Die Bauelement-Zuführung mittels Bauelementgurt-Zuführeinheiten kann z.B. mittel sogenannter Spulen erfolgen, bei denen die Bauelemente, in Taschen von Transportbändern ver- packt, der Bestückvorrichtung in bekannter Weise an Bauelement-Abholpositionen dem Bestückkopf bereitgestellt werden.

Dass eine Bauelement-Zuführanordnung „benachbart" zu einer äußeren Transportschiene ist, bedeutet, dass zwar keine wei- tere Substrat-Transporteinrichtung, wohl aber unter Umständen etwaige andere Module des Bestückautomaten, z.B. eine Kamera, ein Pipettenwechsler oder ein Bauelement-Abwurfbehälter, zwischen der jeweiligen Bauelement-Zuführanordnung und der entsprechenden äußeren Transportschiene liegen können.

Allerdings können die jeweilige Bauelement-Zuführanordnung und die zugehörige äußere Transportschiene auch direkt benachbart sein. In diesem Fall liegen dann keine anderen Module zwischen den Beiden. Der Abstand der jeweiligen Bauele- ment-Zuführanordnungen zur zugeordneten äußeren Transport- schiene kann dabei durch die üblichen mechanischen Toleranzen oder Sicherheitsabstände gegeben sein. Weiterhin können die jeweilige Bauelement-Zuführanordnung und die zugeordnete äußere Transportschiene auch in direktem Kontakt stehen. Auf diese Weise lassen sich wiederum die Wege, die die jeweiligen Bestückköpfe bei der Bestückung der Substrate zurücklegen müssen, reduzieren, was die Bestückung von Substraten mit Bauelementen durch den Bestückautomaten verbessert und beschleunigt.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die äußeren Transport- schienen der ersten und zweiten Substrat-Transporteinrichtung verschiebbar ausgebildet sind und die erste Bauelement-

Zuführanordnung parallel zur äußeren Transportschiene der ersten Substrat-Transporteinrichtung und die zweite Bauelement-Zuführanordnung parallel zur äußeren Transportschiene der zweiten Substrattransporteinrichtung verschiebbar ausges- taltet ist. Damit lassen sich die Wege, welche die jeweiligen Bestückköpfe beim Bestücken der Substrate mit Bauelementen zurücklegen müssen, weiter verkürzen und so die Bestückung mit dem Bestückautomaten verbessern und beschleunigen. So kann beim Verstellen der Breite z.B. einer der beiden Sub- strat-Transporteinrichtungen die entsprechend zugehörige Bauelement-Zuführanordnung dieser Breitenverstellung entsprechend „nachgeführt" werden. Dadurch können unnötige Verfahrwege zwischen der Bauelement-Zuführanordnung und der entsprechenden Substrat-Transporteinrichtung vermieden werden.

Weiterhin kann der Bestückautomat derart ausgestaltet sein, dass bei einer Verschiebung der äußeren Transportschiene die jeweils zugehörige Bauelement-Zuführanordnung derart verschoben wird, dass der Abstand zur äußeren Transportschiene vor und nach der Verschiebung im Wesentlichen gleich bleibt. Weiterhin kann ein kombinierter Verschiebemechanismus vorgesehen sein, bei welchem die äußere Transportschiene und die zugehörige Bauelement-Zuführanordnung synchron verschoben werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem Parallel -Betriebsmodus die äußere Transportschiene der ersten Substrat-Transporteinrichtung direkt benachbart zur ersten Bauelement-Zuführanordnung und die äußere Transportschiene der zweiten Substrat-Transporteinrichtung direkt benachbart zur zweiten Bauelement-Zuführanordnung, wobei weiterhin in mindestens einem weiteren Betriebszustand des Bestückautomaten zwischen den äußeren Transportschienen der zwei Substrat- Transporteinrichtungen und den entsprechend zugehörigen Bauelement-Zuführanordnungen jeweils mindestens ein Zusatzmodul befindlich ist.

Auf diese Weise lässt sich die Flexibilität des Bestückauto- maten erhöhen. So ist beispielsweise im Parallel-Betriebs- modus der Bestückautomat derart ausgestaltbar, dass eine möglichst hohe Bestückgeschwindigkeit bzw. Bauelement-Bestückrate erzielbar ist, beispielsweise indem die Wege, welche die jeweiligen Bestückköpfe zu gehen haben, möglichst gering gehalten werden. Weiterhin kann der Bestückautomat aber auch in dem mindestens einen weiteren Betriebszustand beispielsweise auf eine anderes Bestückkriterium oder auch einen anderen eingesetzten Bestückkopf hin angepasst werden, welcher beispielsweise das Einführen eines Zusatzmoduls, wie bei- spielsweise einer Kamera, eines Pipettenwechslers oder auch eines Abwurfbehälters notwendig macht. Auf diese Weise kann der Bestückautomat flexibler an zu bestückende Substrate und deren Bestückinhalt angepasst werden und so die Bestückung mit dem Automaten verbessert werden.

Wie vorstehend genannt können derartige Zusatzmodule beispielsweise eine Kamera, zum Beispiel zur Aufnahme eines Bauelements oder von Bauelement-Kontakten, ein Pipettenwechsler und/oder ein Abwurfbehälter sein. „Direkt benachbart" bedeu- tet in diesem Zusammenhang, wie vorstehend bereits ausgeführt, dass keine der oben genannten Zusatzmodule zwischen Transportschiene und Bauelement-Zuführanordnung befindlich sind und auch keine weiteren wesentlichen Systemkomponenten des Bestückautomaten dazwischen liegen.

Der Bestückautomat kann zusätzlich weiterhin auch in einem synchronisierten Parallel-Betriebsmodus betrieben werden, bei dem die Bestückköpfe zumindest teilweise über beide Bestück- Teilbereiche hinweg bewegt werden. Dabei können beispielsweise elektronische Bauelemente mit einem zweiten Bestückkopf, welcher dem zweiten Bestück-Teilbereich zugeordnet ist, in dem ersten Bestück-Teilbereich bestückt werden, welchem eigentlich der erste Bestückkopf zugeordnet ist. Um dabei eine Kollision des zweiten Bestückkopfes mit dem ersten Bestückkopf zuverlässig zu vermeiden, bestückt der zweite Bestückkopf lediglich dann in dem ersten Bestück-Teilbereich, wenn der erste Bestückkopf gerade Bauelemente aus einer ers- ten Bauelement-Zuführanordnung entnimmt, welche dem ersten

Bestück-Teilbereich zugeordnet ist. Gleiches gilt für den umgekehrten Fall, bei dem elektronische Bauelemente mit dem ersten Bestückkopf in dem zweiten Bestück-Teilbereich bestückt werden.

Durch eine derartige synchronisierte Arbeitsweise der Bestückvorrichtung, wobei die beiden Bestückköpfe abwechselnd Bauelemente abholen und bestücken, kann eine hohe Effizienz der Bestückvorrichtung gewährleistet werden. Diese Effizienz bringt jedoch auch Einschränkungen hinsichtlich der Flexibilität des Bestückautomaten mit sich. Diese Einschränkungen können jedoch durch eine vergleichsweise einfach Umkonfigu- rierung der Bestückvorrichtung zwischen dem synchronisierten Parallel-Betriebsmodus und dem Parallel -Betriebsmodus mini- miert werden, bei welcher Umkonfigurierung der Bestückbetrieb für die einzelnen Bestück-Teilbereiche, wie oben beschrieben, vollständig unabhängig voneinander erfolgt. Die Umkonfigurierung kann durch eine einfache Umstellung einer verwendeten Produktionssoftware erfolgen.

Weiterhin kann bei dem Bestückautomaten beispielsweise ein Simultan-Bestückmodus vorgesehen sein, bei welchem der erste und der zweite Bestückkopf Bauelemente auf demselben im Bestückbereich befindlichen Substrat absetzen. Das Absetzen der Bauelemente durch die beiden Bestückköpfe kann dabei gleichzeitig oder auch abwechselnd erfolgen, d.h. dass immer nur einer der Bestückköpfe Bauelemente auf dem Substrat platziert. Weiterhin können beim Bestücken eines Substrats auch beide Vorgehensweisen kombiniert werden, so dass für bestimmte Zeiträume Bauelemente simultan abgesetzt werden und für weitere Zeiträume ein alternierendes Absetzen der Bauelemente auf dem Substrat erfolgt .

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass bei zwei Substrat-Transporteinrichtungen gemäß der vorliegenden Beschreibung im Bestückautomaten die inneren Transportschienen der beiden Substrat-Transporteinrichtungen ausbaubar und/oder auswechselbar ausgestaltet sind, und dass weiterhin im Simultan-Bestück- modus die inneren Transportschienen ausgebaut sind und die zu bestückenden Substrate zwischen den beiden äußeren Transport- schienen der beiden Substrat-Transporteinrichtungen zum und vom Bestückbereich transportiert werden.

Auf diese Weise wird die Flexibilität des Bestückautomaten weiter erhöht, da durch Verwendung des Simultan-Bestückmodus beispielsweise auch in Kombination mit den ausbaubaren inneren Transportschienen auch andere Bestückaspekte, wie bei- spielsweise die Bestückgenauigkeit oder Bestückflexibilität in den Vordergrund gerückt werden können. Das heißt, der Bestückautomat ist beispielsweise in dem Simultan-Bestückmodus auf größere Leiterplatten anpassbar und/oder beispielsweise auch auf eine Bestückung, bei welcher die Genauigkeit eine größere Rolle spielt als die Bestückgeschwindigkeit. Letztgenanntes gilt insbesondere auch für den vorstehend genannten mindestens einen weiteren Bestückmodus.

Die im vorliegenden Text verwendeten Begriffe „ausbaubar", „auswechselbar" oder Ähnliches bedeuten, dass die genannten

Komponenten, wie beispielsweise Bestückköpfe, Kameras, Pipettenwechsler, Transportschienen oder weitere Komponenten mit vergleichsweise geringem Aufwand ausbaubar und wieder einbaubar sind. Insbesondere kann ausbaubar oder auswechselbar in diesem Zusammenhang bedeuten, dass das Ausbauen bzw. Auswechseln beim in einer Produktionslinie integrierten Bestückautomaten mit nur vergleichsweise kurzen Unterbrechungen des Pro- duktionsablaufs erfolgen kann, insbesondere ohne den Bestückautomaten weitergehend zerlegen zu müssen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den Un- teransprüchen.

Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung beispielhaft mit Bezug auf die beiliegenden Figuren erläutert:

Figur 1 eine Bestückvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht und

Figur 2 eine Querschnittsdarstellung der in Figur 1 gezeigten Bestückvorrichtung .

An dieser Stelle bleibt anzumerken, dass sich in der Zeichnung die Bezugszeichen von gleichen oder von einander entsprechenden Komponenten lediglich in ihrer ersten Ziffer und/oder durch einen angehängten Buchstaben unterscheiden.

Figur 1 zeigt eine Bestückvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Draufsicht. Die Bestückvorrichtung 100 weist einen Rahmen 102 auf, an welchem ein feststehendes Führungselement 104 angeformt bzw. angebracht ist. An dem Führungselement 104 sind insgesamt vier Positio- nierarme lila, 111b, 112a und 112b verfahrbar gelagert. An jedem der Positionierarme lila, 111b, 112a bzw. 112b ist wiederum ein Bestückkopf 116a, 116b, 117a bzw. 117b ebenfalls in verschiebbarer Weise angebracht. Mittels nicht dargestellten Antrieben können die Positionierarme lila, 111b, 112a bzw. 112b an dem Führungselement 104 entlang einer y-Richtung bewegt werden. Mittels ebenfalls nicht dargestellten weiteren Antrieben können die Bestückkopfe 116a, 116b, 117a bzw. 117b an den Positionierarmen lila, 111b, 112a bzw. 112b verfahren werden. Somit kann jeder Bestückkopf 116a, 116b, 117a bzw. 117b zwischen einer Bauelement-Zuführvorrichtung 121a, 121b, 122a bzw. 122b und einem zugeordneten Arbeitsbereich 136a, 136b, 137a bzw. 137b bewegt werden. Die Bauelement-Zuführvorrichtungen 121a, 121b, 122a und 122b weisen jeweils eine Mehrzahl von Zuführspuren 123 auf, mit denen jeweils ein Typ von Bauelement 150 dem Bestückprozess bereitgestellt wird. Dabei werden die Bauelemente 150 sequen- tiell an Bauelement-Abholpositionen gefördert, von wo sie dann von den entsprechenden Bestückköpfen 116a, 116b, 117a bzw. 117b aufgenommen und auf elektronische Schaltungsträger 141 bzw. 142 aufgesetzt werden können.

Die Bestückvorrichtung 100 weist ferner ein Schaltungsträger- Transportsystem auf, welches zwei Transportspuren, eine erste Transportspur 131 und eine zweite Transportspur 132 umfasst . Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel werden erste Schaltungsträger 141 auf der ersten Transportspur 131 in die ersten Arbeitsbereiche 136a und 136b transportiert. Während der Bestückung wird die betreffende erste Transportspur 131 angehalten, so dass die Bauelemente 150 auf einen ruhenden ersten Schaltungsträger 141 aufgesetzt werden können. In entsprechender Weise werden zweite Schaltungsträger 142 auf der zweiten Transportspur 132 in die zweiten Arbeitsbereiche 137a und 137b transportiert. Auch die zweite Transportspur 132 wird während der Bestückung angehalten.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfin- düng erfolgt die Bestückung der ersten Schaltungsträger 141 vollständig unabhängig von der Bestückung der zweiten Schaltungsträger 142. Dies bedeutet, dass auch die beiden Transportspuren 131 und 131 unabhängig voneinander angesteuert werden. Das gleiche gilt für die zweidimensionalen Bewegungen der Bestückköpfe 116a und 117a bzw. 116b und 117b. Der gesamte Bestückablauf wird von einer Steuereinheit bzw. einem Prozessor 190 gesteuert. Dabei wird jedem Positionierarm lila, 111b, 112a und 112b ein begrenzter Verfahrbereich zugeordnet, so dass eine Kollision zwischen den Bestückköpfen 116a und 117a sowie zwischen den Bestückköpfen 116b und 117b ausgeschlossen ist . Es wird darauf hingewiesen, dass die Bewegungsbeschränkungen der einzelnen Positionierarme lila, 111b, 112a und 112b auch durch eine übliche mechanische Begrenzung beispielsweise mittels Anschlagselementen realisiert werden kann. Die Bewe- gungsbeschränkung durch eine entsprechende Parametrisierung der den Bestückautomaten 100 steuernden Software hat jedoch den Vorteil, dass der Bestückautomat 100 auf einfache Weise zwischen dem hier dargestellten vollständig asynchronen Betrieb und einem synchronen Betrieb umgestellt werden kann.

Bei einem synchronen Betrieb der Bestückvorrichtung 100 werden die Bestückköpfe 116a und 117a bzw. 116b und 117b wechselseitig bewegt. Dies bedeutet, dass der zweite Bestückkopf 117a innerhalb des ersten Arbeitsbereiches 136a und/oder in- nerhalb des zweiten Arbeitsbereiches 137a den ersten Schaltungsträger 141 und/oder den zweiten Schaltungsträger 142 bestücken kann, während der erste Bestückkopf 116a zumindest ein Bauelement 150 von der zweiten Bauelement-Zuführvorrichtung 122a abholt. In entsprechender Weise kann der erste Be- stückkopf 116a innerhalb des ersten Arbeitsbereiches 136a und/oder innerhalb des zweiten Arbeitsbereiches 137a den ersten Schaltungsträger 141 und/oder den zweiten Schaltungsträger 142 bestücken, während der zweite Bestückkopf 117a zumindest ein Bauelement 150 von der ersten Bauelement-Zuführ- Vorrichtung 121a abholt.

Die hier beschriebene vollständige Trennung der Bestückung der ersten Schaltungsträger 141 und der zweiten Schaltungs- träger 142 hat den Vorteil, dass mit einer Bestückvorrichtung 100 quasi die Funktionalität von mehreren Bestückvorrichtungen zur Verfügung gestellt wird. Während auf einer Transport- spur 131 bzw. 132 ein Bestückauftrag abgearbeitet wird, kann auf der anderen Transportspur 132 bzw. 131 ein Prototyp eingefahren oder die der anderen Transportspur 132 bzw. 131 zu- geordneten Zuführvorrichtungen 122a und 122b bzw. 121a und

121b für eine neue Charge bzw. ein neues Los gerüstet werden. Auf diese Weise kann mit der Bestückvorrichtung 100 unabhängig von der Anzahl der Loswechsel und dem Bestücken von Pro- totypen eine durchgehende Produktion von elektronischen Baugruppen gewährleistet werden.

Die beschriebene virtuelle Aufteilung der Bestückvorrichtung 100 in verschiedene unabhängig voneinander arbeitende Bestückeinheiten hat ferner den Vorteil, dass die effektiven Stillstandszeiten bei Störungen reduziert und somit der Gesamtdurchsatz der Bestückvorrichtung 100 bzw. einer gesamten Bestücklinie erhöht werden kann. Die virtuelle Aufteilung der Bestückvorrichtung 100 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn eine große Vielfalt von Schaltungsträgern mit jeweils einer geringen Stückzahl hergestellt wird.

Gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfin- düng erfolgt eine Rüstung der Bestückvorrichtung 100 derart, dass für die beiden Schaltungsträger 141 und 142 separat jeweils eine optimale Zuordnung der Typen von Bauelementen 150 an die unterschiedlichen Zuführspuren 123 ermittelt wird. Dabei werden abhängig von dem jeweiligen Layout des zu bestü- ckenden Schaltungsträgers 141, 142 in dem Prozessor 190 jeweils die kürzesten Zeitwege bestimmt, welche für die Bewegung des entsprechenden Bestückkopfes 116a, 116b, 117a und 117b (a) zum Abholen der Bauelemente 150 von den unterschiedlichen Zuführspuren, (b) zum Transport der Bauelemente 150 in den betreffenden Arbeitsbereich 136a, 136b, 137a, 137b und (c) zum Aufsetzen der Bauelemente 159 auf dem jeweiligen Schaltungsträger 141, 142 benötigt werden. Dabei können auch Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge eines Bestückkopfes 116a, 116b, 117a, 117b berücksichtigt werden.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Rüstoptimierung nicht zwingend auf die einzelne Bestückvorrichtung 100 begrenzt ist. Die RüstOptimierung kann auch eine ganze Bestücklinie umfassen, welche mehrere ggf. unterschiedliche Bestückvor- richtungen 100 umfasst .

Die Ergebnisse der Rüstoptimierung wird mittels einem dem Prozessor 190 nachgeschalteten Monitor 191 angezeigt, an dem eine Bedienperson die Zuordnung der Bauelement-Typen zu den einzelnen Zuführspuren 123 ablesen kann.

Nach einer durchgeführten Rüstung kann von der Bedienperson mittels einer Rüstkontrolle die tatsächliche Zuordnung der Bauelement-Typen zu den jeweiligen Zuführspuren überprüft werden. Die Rüstkontrolle kann in bekannter Weise beispielsweise mittels Barcodes und Barcode-Lesegeräten oder mittels moderner RFID Technik durchgeführt werden.

Dabei sind die Bauelement-Zuführvorrichtungen 121a/a, 122a/b gemäß der vorangegangenen Beschreibung zu Figur 1 Beispiele für Bauelement-Zuführanordnungen gemäß der vorangegangenen Beschreibung. Die Portalarme gemäß der vorangegangenen Be- Schreibung können beispielsweise den verfahrbaren Positionierarmen llla/b, 112a/b der vorangegangenen Beschreibung zu Figur 1 entsprechen. Der erste Arbeitsbereich 136a/b gemäß der Beschreibung von Figur 1 ist ein Beispiel für einen ersten Bestück-Teilbereich gemäß der vorangegangenen Beschrei- bung, und der zweite Arbeitsbereich 137a/b der Beschreibung von Figur 1 ist ein Beispiel für einen zweiten Bestück- Teilbereich gemäß der vorangegangenen Beschreibung. Die erste und zweite Transportspur 131, 132 gemäß der Beschreibung von Figur 1 sind weiterhin Beispiele für die erste und zweite Substrat-Transporteinrichtung gemäß der vorangegangenen Beschreibung .

Figur 2 zeigt eine Querschnittsansicht des in Figur 1 oben dargestellten Teils der Bestückvorrichtung 100, welche nun- mehr mit dem Bezugszeichen 200 gekennzeichnet ist. Zu erkennen ist der Rahmen, an dem die beiden Transportspuren 231 und 232 angebracht sind. Die Transportspuren 231 und 232 sind in ihrer Breite veränderbar, so dass verschieden große bzw. breite Schaltungsträger 241, 242 in den jeweiligen Arbeitsbe- reich 236a, 237a transportiert und dort bestückt werden können. Die Transportspuren 231 und 232 weisen jeweils eine feststehende Transportschiene 233 sowie eine entlang der y- Achse verschiebbare Transportschiene 234 auf. Die Verschieb- barkeit der Transportschienen 234 ist jeweils durch einen Doppelpfeil 235 angedeutet.

Wie aus Figur 2 ersichtlich, ist dem ersten Arbeitsbereich 236a ein erster Bestückkopf 216a zugeordnet, der zumindest eine als Sauggreifer ausgebildete Bauelement-Haltevorrichtung 218 aufweist. Der Bestückkopf 216a ist mittels eines Positioniersystems verfahrbar, von dem in Figur 2 lediglich der verfahrbare Positionierarm 211a dargestellt ist. Mittels des Be- Stückkopfes 216a können elektronische Bauelemente 250 von einer Bauelement-Zuführvorrichtung 221a in den Arbeitsbereich 236a transportiert und auf dem Schaltungsträger 241 aufgesetzt werden.

In analoger Weise ist dem zweiten Arbeitsbereich 237a ein zweiter Bestückkopf 217a zugeordnet, der ebenfalls zumindest eine Saugpipette 218 zur temporären Aufnahme eines Bauelements 250 aufweist. Der zweite Bestückkopf 217a ist mittels eines Positioniersystems verfahrbar, von dem in Figur 2 Ie- diglich der verfahrbare Positionierarm 212a dargestellt ist. Mittels des Bestückkopfes 217a können elektronische Bauelemente 250 von einer Bauelement-Zuführvorrichtung 222a in den Arbeitsbereich 237a transportiert und auf dem Schaltungsträger 242 aufgesetzt werden.

Wie oben bereits dargelegt, erfolgt gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung der Bestückbetrieb in den beiden Arbeitsbereichen 236a und 237a vollständig unabhängig voneinander. Um bei einem derartig asynchronen Be- trieb eine Kollision der beiden Bestückköpfe 216a und 217a zu vermeiden, sind die Bewegungsbereiche der beiden Bestückköpfe 216a und 217a entsprechend eingeschränkt. Diese Einschränkung kann mittels mechanischer Anschläge oder bevorzugt mittels einer geeigneten Parametrisierung der Steuerungssoftware der Bestückvorrichtung 200 erfolgen.

Die Steuerung der Bestückvorrichtung 200 erfolgt in einer Steuereinheit bzw. in einem Prozessor 290. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Prozessor 290 auch zur Berechnung einer für den vollständig asynchronen Betrieb optimalen Rüstung der Bestückvorrichtung 200 verwendet. Selbstverständlich kann die Rüstoptimierung auch mittels an- deren Rechnereinheiten erfolgen. Dies gilt insbesondere dann, wenn nicht nur eine optimale Rüstung für den Bestückautomaten 200 alleine, sondern für eine ganze asynchron betriebene Bestücklinie berechnet wird.

Die beiden Arbeitsbereiche 236a und 237a sind mittels eines als Trennwand ausgebildeten Trennelements 270 voneinander abgetrennt. Um eine schnelle Umkonfigurierung der Bestückvorrichtung 200 in einen synchron arbeitenden Bestückautomaten zu ermöglichen, ist die Trennwand 270 lösbar befestig und kann bei Bedarf auf einfache Weise entfernt werden. Der damit mögliche synchrone Bestückbetrieb der Bestückvorrichtung 200 wurde bereits oben erläutert.

Die Trennwand 270 ist derart ausgebildet, dass bei einer ge- öffneten Bestückvorrichtung 200, bei der eine nicht dargestellte Schutzabdeckung entfernt bzw. geöffnet ist, ein versehentliches Hineingreifen einer Bedienperson in die in Betrieb befindliche Bestückeinheit der Bestückvorrichtung 200 verhindert werden kann. Auf diese Weise können Verletzungen vermieden werden, wenn die Bedienperson beispielsweise zum Zwecke der Fehlerbehebung in einer Bestückeinheit die Bestückvorrichtung 200 öffnet.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfin- düng ist die Betriebssicherheit der Bestückvorrichtung ferner dadurch erhöht, dass zwei Sicherheitssysteme, ein dem ersten Arbeitsbereich 236a zugeordnetes erstes Sicherheitssystem 271 und ein dem zweiten Arbeitsbereich 237a zugeordnetes zweites Sicherheitssystem 272 vorgesehen sind. Die beiden Sicher- heitssysteme 271 und 272 können verschiedene Sensoren, insbesondere optische Sensoren wie Lichtschranken und dergleichen aufweisen. Die beiden Sicherheitssysteme 271 und 272 können dabei auch als gemeinsames Sicherheitssystem ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn die beschriebene Bestückvorrichtung 200 u. a. durch Herausnehmen der Trennwand 270 derart umkon- figuriert wird, dass ein synchroner Bestückbetrieb mit überlappenden Bewegungsbereichen der beiden Bestückköpfe 216a und 216b möglich ist.

Für die verfahrbaren Positionierarme 211a, 212a, die Bauele- ment-Zuführvorrichtungen 221a, 222a sowie die erste und zweite Transportspur 231, 232 gelten sinngemäß die gleichen Entsprechungen zur vorangegangenen Beschreibung wie zu Figur 1 angemerkt .

In einer weiteren Ausgestaltung des in Figur 2 dargestellten Bestückautomaten kann auch die innere Transportschiene 234 festgehalten werden, z.B. in der gestrichelt in Figur 2 eingezeichneten Position, und die äußere Transportschiene 233 jeweils verschiebbar in der Pfeilrichtung 235 ausgebildet sein. Weiterhin sind in diesem Ausführungsbeispiel dann auch die entsprechenden Bauelementzuführungen 221a, 222a in Pfeilrichtung 235 beweglich ausgestaltet. Zudem weist der Rahmen 202 in diesem Ausgestaltungsbeispiel nur eine horizontale Platte und nicht die in Figur 2 eingezeichneten vertikalen Flanken auf. In diesem Fall können dann die äußeren Transportschienen 233 der ersten und zweiten Transportspur 231, 232 an die Breite der transportierten Leiterplatten 241, 242 angepasst werden, wobei die zugehörigen Bauelement-Zuführvorrichtungen 221a, 222a so nachgeführt werden, dass ein mög- liehst geringer Abstand zwischen den äußeren Transportschienen 233 und den zugehörigen Bauelement-Zuführvorrichtungen 221a, 222a vorliegt.

Auf diese Weise kann eine sehr kompakte Bestückeinrichtung erreicht werden, bei welcher, insbesondere bei einem Wegfall der Zwischenwand 270, auch eine rasche Kombination von getrennter Bestückung der Transportspuren 241, 242 zu einem Übergreifen eines Bestückkopfs auf die jeweils andere Be- stückspur z.B. für einzelne, beispielsweise nur selten verwendete Bauelemente, möglich ist.

Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die hier beschriebe- nen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. So ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier expliziten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.

Gemäß der vorliegenden Erläuterungen wird ein Verfahren zum Optimieren einer Rüstung einer Bestückvorrichtung 200 be- schrieben, wobei die Bestückvorrichtung 200 zumindest zwei

Transportspuren 231, 232 aufweist, mittels welcher die Schaltungsträger 241, 242 in vorgegebene Arbeitsbereiche 236a, 237a der Bestückvorrichtung 200 transportiert werden. Das Verfahren weist auf das Eingeben eines ersten Layouts für erste Schaltungsträger 241, welche der ersten Transportspur

231 zugeordnet sind, das Eingeben eines zweiten Layouts für zweite Schaltungsträger 242, welche der zweiten Transportspur

232 zugeordnet sind, das Berechnen einer Mehrzahl von ersten Bestückzeiten für unterschiedliche Rüstungen der Bestückvor- richtung 200 basierend auf dem ersten Layout, welche ersten Bestückzeiten jeweils zur Bestückung der ersten Schaltungsträger 241 benötigt werden, und das Auswählen derjenigen ersten Rüstung, welche für den ersten Schaltungsträger 241 die kürzeste Bestückzeit ergibt . Dabei erfolgt das Auswählen un- abhängig von dem zweiten Layout. Durch eine vollständig unabhängige Bestückung der ersten Schaltungsträger 241 und der zweiten Schaltungsträger 242 kann die Bestückvorrichtung 200 als zwei virtuell getrennte Bestückeinheiten aufgefasst werden, welche eine Reduzierung der effektiven Stillstandszeiten der Bestückvorrichtung 200 ermöglicht.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Geschwindigkeitsoptimierung eines Bestückautomaten, in dem die verschiedenen Ausgestaltungen insbesondere möglichst kurze Verfahrwege der Bestückköpfe, beispielsweise durch auf gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Portale angebrachte Bestückköpfe, und/oder das ausschließliche Bestücken eines Bestückkopfs in einem Teilbereich unabhängig vom anderen Bestückkopf, erreicht werden. Dabei bleibt weiterhin die Flexibilität des Bestückautomaten erhalten, so dass bei Bedarf auch andere Bestückkriterien, wie beispielsweise Bestückgenauigkeit oder Flexibilität der Substratgröße, in den Vordergrund treten können, ohne dass zeitraubende größere Umbaumaßnahmen und lange Ausfallszeiten des Bestückautomaten in Kauf genommen werden müssen.

Eine unerwartete und überraschend hohe Bestückgeschwindigkeit bzw. Bestück-Rate ergibt sich, wenn zwei drehbaren Mehrfach- Bestückköpfen eingesetzt werden, die in einem Bestückbereich in zwei Teilbereichen unabhängig voneinander bestücken und sich an gegenüberliegenden, zueinander gewandten Seiten der Portale befindlich bzw. geführt sind, mit welchen sie bewegt werden, wobei die Zuführeinrichtungen zur Zuführung der Bauelemente zum Bestücken unmittelbar an die Transporteinrichtung bzw. Transporteinrichtungen für die zu bestückenden Leiterplatten grenzt. Eine weitere Leistungssteigerung kann durch die Verwendung von drehbaren Mehrfachbestückköpfen mit schräger Drehachse wegen deren vergleichsweise reduzierter

Masse erreicht werden. Kombiniert man die vorstehend genannten Merkmale mit der Verwendung von an einem gemeinsamen Träger geführten Portalen, die am anderen Ende freitragend ausgestaltet sind, so ergibt sich ein Bestückautomat mit sehr hoher Bestückleistung und gleichzeitig einfacher Bedienbarkeit und Zugänglichkeit. Bezugszeichenliste

100 Bestückvorrichtung / Bestückautomat 102 Rahmen 104 feststehendes Führungselement llla/b verfahrbarer Positionierarm 112a/b verfahrbarer Positionierarm 116a/b Bestückkopf 117a/b Bestückkopf 121a/b Bauelement-Zuführvorrichtung / Feeder 122a/b Bauelement-Zuführvorrichtung / Feeder 123 Zuführspur

131 erste Transportspur

132 zweite Transportspur 136a/b erster Arbeitsbereich

137a/b zweiter Arbeitsbereich

141 erster Schaltungsträger / erste Leiterplatte

142 zweiter Schaltungsträger / zweite Leiterplatte 150 elektronische Bauelemente 190 Prozessor / Steuereinheit 191 Monitor

200 Bestückvorrichtung / Bestückautomat

202 Rahmen 211a verfahrbarer Positionierarm

212a verfahrbarer Positionierarm

216a erster Bestückkopf

217a zweiter Bestückkopf

218 Haltevorrichtung / Sauggreifer / Saugpipette 221a Bauelement-Zuführvorrichtung / Feeder

222a Bauelement-Zuführvorrichtung / Feeder

231 erste Transportspur

232 zweite Transportspur

233 feste Transportschiene 234 verschiebbare Transportschiene

235 Verschieberichtung

236a erster Arbeitsbereich

237a zweiter Arbeitsbereich 241 erster Schaltungsträger / erste Leiterplatte

242 zweiter Schaltungsträger / zweite Leiterplatte 250 elektronische Bauelemente

270 Trennelement (abnehmbar)

271 erstes Sicherheitssystem

272 zweites Sicherheitssystem 290 Prozessor / Steuereinheit

Claims

Patentansprüche

1. Bestückautomat (100, 200) zur Bestückung von Substraten (141, 142, 241, 242) mit Bauelementen (150, 250), umfas- send

- einen Bestückbereich zur Lagerung mindestens eines Substrats (141, 142, 241, 242) zum Bestücken mit Bauelementen (150, 250),

- einen ersten in einer y-Richtung verschiebbaren Portalarm (llla/b, 211a) mit einem daran in einer x-

Richtung verschiebbaren ersten Bestückkopf (116a/b, 216a) zum Bestücken von Substraten (141, 142, 241, 242) im Bestückbereich,

- einen zweiten in der y-Richtung verschiebbaren Portalarm (112a/b, 212a) mit einem daran in der x-Richtung verschiebbaren zweiten Bestückkopf (117a/b, 217a) zum Bestücken von Substraten (141, 142, 241, 242 im Bestückbereich, wobei in einem Parallel -Betriebsmodus des Bestückautomaten

(100, 200) ein erster Bestück-Teilbereich (136a/b, 236a) und ein mit diesem nicht überlappender zweiter Bestück- Teilbereich (137a/b, 237a) vorgesehen sind, und in dem Parallel-Betriebsmodus der erste Bestückkopf (116a/b, 216a) nur Bauelemente (150, 250) im ersten Bestück-Teilbereich

(136a/b, 236a) und der zweite Bestückkopf (117a/b, 217a) nur Bauelemente (150, 250) im zweiten Bestück-Teilbereich

(137a/b, 237a) absetzt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Parallel-Betriebsmodus der erste (116a/b, 216a) und zweite Bestückkopf (117a/b, 217a) unabhängig voneinander arbeiten, insbesondere unabhängig voneinander mehrere Substrate (141, 142, 241, 242) nacheinander bestücken, und dass der erste (116a/b, 216a) und zweite Bestückkopf

(117a/b, 217a) an aneinander zugewandten Seiten des ersten (llla/b, 211a) beziehungsweise zweiten Portalarms (112a/b, 212a) befindlich sind, insbesondere geführt sind.

2. Bestückautomat nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Portalarm (llla/b, 211a) an mindestens einer Führungsschiene geführt wird und der zweite Portalarm (112a/b, 212a) ebenfalls an der mindestens einen Führungsschiene geführt wird.

3. Bestückautomat nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der erste (llla/b, 211a) und zweite Portalarm (112a/b, 212a) jeweils nur einseitig geführt sind, insbe- sondere, dass der erste (llla/b, 211a) und der zweite

Portalarm (112a/b, 212a) an derselben Führungsschiene geführt sind.

4. Bestückautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Bestückautomat (100, 200) derart ausgestaltet ist, dass der erste (116a/b, 216a) und/oder zweite Bestückkopf (117a/b, 217a) gegen mindestens einen weiteren Bestückkopf auswechselbar ist.

5. Bestückautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der erste (116a/b, 216a) und/oder der zweite Bestückkopf (117a/b, 217a) als drehbarer Mehrfach-Bestückkopf mit einer Drehachse schräg zur Substratoberfläche ausgebildet ist.

6. Bestückautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass er eine erste Substrat-Transporteinrichtung (131, 231) zum Transport von Substraten (141, 241) zum ersten Bestück-Teilbereich (136a/b, 236a) und weg davon, sowie eine zweite Substrat-Transporteinrichtung (132, 232) zum Transport von Substraten (142, 242) zum zweiten Bestück- Teilbereich (137a/b, 237a) und weg davon umfasst, wobei jede der Substrat-Transporteinrichtungen (131, 231 132, 232) eine innere (234) und äußere Transportschiene (233) umfasst, zwischen welchen die Substrate (141, 142, 241, 242) jeweils geführt sind.

7. Bestückautomat nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der Bestückautomat (100, 200) und die beiden inneren Transportschienen (234) derart ausgestaltet und angeordnet sind, dass die beiden inneren Transportschienen (234) ausbaubar oder auswechselbar sind.

8. Bestückautomat nach Anspruch 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass die innere (234) und/oder die äußere Transportschiene (233) der ersten Substrat-Transporteinrichtung (131, 231) und die innere (234) und/oder die äußere Transportschiene (233) der zweiten Substrat-Transporteinrichtung (132, 232) lösbar fixierbar und/oder verschiebbar, insbesondere senkrecht zu einer jeweiligen Transportschienen-Richtung verschiebbar, ausgestaltet sind.

9. Bestückautomat nach einem der Ansprüche 6 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Bauelement-Zuführanordung (121a/b, 221a) benachbart zur äußeren Transportschiene (233) der ersten Substrat-Transporteinrichtung (131, 231) , und eine zweite Bauelement-Zuführanordnung (122a/b, 222a) benachbart zur äußeren Transportschiene (233) der zweiten Substrat-Transporteinrichtung (132, 232) vorgesehen ist, wobei in dem Parallel-Betriebsmodus der erste Bestückkopf (116a/b, 216a) nur auf die erste Bauelement-Zuführanord- nung (131, 231) und der zweite Bestückkopf (117a/b, 217a) nur auf die zweite Bauelement-Zuführanordnung (122a/b, 222a) zugreift.

10. Bestückautomat nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Transportschienen (233) der ersten (131, 231) und zweiten Substrat-Transporteinrichtung (132, 232) verschiebbar ausgebildet sind und die erste Bauelement- Zuführanordnung (121a/b, 221a) parallel zur äußeren Transportschiene (233) der ersten Substrat-Transporteinrichtung (131, 231) und die zweite Bauelement-Zuführanordnung (122a/b, 222a) parallel zur äußeren Transportschiene (233) der zweiten Substrat-Transporteinrichtung (132, 232) ver- schiebbar ausgestaltet ist.

11. Bestückautomat nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Parallel-Betriebsmodus die äußere Transport- schiene (233) der ersten Substrat-Transporteinrichtung (131, 231) direkt benachbart zur ersten Bauelement- Zuführanordnung (121a/b, 221a) und die äußere Transportschiene (233) der zweiten Substrat-Transporteinrichtung (132, 232) direkt benachbart zur zweiten Bauelement- Zuführanordnung (122a/b, 222a) angeordnet ist, und dass in mindestens einem weiteren Betriebszustand des Bestückautomaten zwischen den äußeren Transportschienen (233) der zwei Substrat-Transporteinrichtungen (131, 231, 132, 232) und den zugehörigen Bauelemente-Zuführanord- nungen (121a/b, 221a, 122a/b, 222a) jeweils mindestens ein Zusatzmodul befindlich ist.

12. Bestückautomat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Bestückautomat (100, 200) weiterhin ein Si- multan-Bestückmodus vorgesehen ist, bei welchem der erste (116a/b, 216a) und der zweite Bestückkopf (117a/b, 217a) Bauelemente (150, 250) auf demselben im Bestückbereich be- findlichen Substrat (141, 142, 241, 242) absetzen.

13. Bestückautomat nach Anspruch 12 und einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Transportschienen (234) der beiden Substrat-Transporteinrichtungen (131, 231, 132, 232) ausbaubar und/oder auswechselbar ausgestaltet sind, und dass im Simultan-Bestückmodus die inneren Transportschienen (234) ausgebaut sind und die zu bestückenden Substrate zwischen den beiden äußeren Transportschienen (233) der beiden Substrat-Transporteinrichtungen (131, 231, 132, 232) zum und vom Bestückbereich transportiert werden.