DD242320A1 - DEVICE FOR POSITIONING ELECTRONIC COMPONENTS ON LEAD SUBSTRATES - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum lagerichtigen Positionieren hochpoliger Nacktchips auf Leitungssubstraten und Chip-Carriern auf gedruckten Leiterplatten. Eine einfache und robuste Vorrichtung soll zur Verbesserung der Effektivitaet eines entsprechenden Bestueckungsplatzes fuehren. Ein festes optisches System soll dabei die technologischen Funktionen nicht behindern. Erfindungsgemaess ist ein Punkt an der Unterseite seines Bauelementes an einem Hebelarm, ein Punkt der Bestueckungsposition des Leitungssubstrats, ein Punkt in der Flaeche eines halbdurchlaessigen Spiegels und die Hebelarmdrehachse in den Eckpunkten eines Quadrates angeordnet. Die Diagonale des Quadrates liegt in der Spiegelflaeche und schneidet die Hebelarmdrehachse. Eine senkrecht von der Bauelemente-Unterseite ausgehende Seitenlinie und eine senkrecht von der Bestueckungsposition ausgehende Seitenlinie schneiden sich in dem Punkt in der Spiegelflaeche. Das Leitungssubstrat ist in seiner Lage seitlich verschiebbar. Fig. 1The invention relates to a device for the correct positioning of multi-pole bare chips on line substrates and chip carriers on printed circuit boards. A simple and robust device should lead to the improvement of the effectiveness of a corresponding placement place. A fixed optical system should not hinder the technological functions. According to the invention, a point on the underside of its component is arranged on a lever arm, a point of the loading position of the line substrate, a point in the area of a semitransparent mirror and the lever arm rotation axis in the corner points of a square. The diagonal of the square lies in the Spiegelflaeche and cuts the Hebelarmdrehachse. A side line extending perpendicularly from the component bottom side and a side line extending perpendicularly from the loading position intersect at the point in the mirror surface. The line substrate is laterally displaceable in its position. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten ZeichnungenFor this 3 pages drawings

Anwendungsgebietfield of use

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum lagerichtigen Positionieren hochpoliger Bauelemente in Aufsetztechnik, wie das Positionieren von Nacktchips auf Leitungssubstraten und von Chip-Carriern aufgedruckten Leiterplatten.The invention relates to a device for the correct positioning of multi-pole components in placement technique, such as the positioning of nude chips on line substrates and printed by chip carriers printed circuit boards.

Charakteristik bekannter technischer LösungenCharacteristic of known technical solutions

Elektronische Bauelemente für die Aufsetztechnik, beispielsweise hochpolige Nacktchips für die sog. „face-down-Montage" auf keramischen Leitungssubstraten, aber auch Chip-Carrier für die Montage aufgedruckten Leiterplatten, besitzen an ihrer Unterseite lötfähige Kontaktierungsflächen, mit denen sie auf entsprechende Anschlußflächen der Leitungssubstrate aufgesetzt und beispielsweise durch Reflow-Löten verbunden werden. Das Positionieren muß wegen der geringen Abmessungen der . Kontaktierungs- und Anschlußflächen sowie der kleinen Abstände zwischen ihnen mit höchster Präzision ausgeführt werden. Da nach dem Aufsetzen des Bauelementes weder die Kontaktierungsflächen des Bauelementes noch die Anschlußflächen des Leitungssubstrats sichtbar sind, ist ein nachträgliches Korrigieren der Position nicht mehr möglich.Electronic components for the Aufsetztechnik, for example, high-poled nude chips for the so-called. "Face-down mounting" on ceramic circuit substrates, but also chip carrier for mounting printed circuit boards, have solderable contacting surfaces on their underside, with which they on corresponding pads of the line substrates Because of the small dimensions of the contacting surfaces and the small spaces between them, the positioning must be carried out with the utmost precision, since neither the contact surfaces of the component nor the contact surfaces of the component after mounting of the component Line substrates are visible, a subsequent correction of the position is no longer possible.

Bekannt ist eine Vorrichtung, bei der zwischen eine vorgegebene Bestückungsposition des Leitungssubstrats und das senkrecht darüber befindliche Bauelement ein halbdurchlässiger Spiegel derart eingeschwenkt ist, daß die Spiegelfläche parallel zu der Oberfläche des Leitungssubstrats und zu der Unterseite des Bauelements angeordnet ist und den Abstand zwischen diesen Flächen halbiert. Ein Beobachtungsmikroskop ist mit einem bestimmten Winkel zur Senkrechten derart auf den halbdurchlässigen Spiegel gerichtet, daß in seinem Okular sowohl das Bild der Bestückungsposition mit den Anschlußflächen auf der Oberfläche des Leitungssubstrats als auch das Bild der Unterseite des Bauelements mit seinen KontaktierungsflächenA device is known in which a semitransparent mirror is pivoted between a predetermined placement position of the line substrate and the device located vertically above it, that the mirror surface is arranged parallel to the surface of the line substrate and to the underside of the device and bisects the distance between these surfaces , An observation microscope is directed at a certain angle to the perpendicular to the semitransparent mirror that in its eyepiece both the image of the mounting position with the pads on the surface of the wiring substrate and the image of the bottom of the device with its contacting surfaces

sichtbar wird. Durch-Verschieben des Substrattisches sind beide Bilder zur Deckung zu bringen. Nach einer Schwenkbewegung des Spiegels wird das Bauelement mit seiner Unterseite auf die Oberfläche des Leitungssubstrats aufgesetzt, vgl. SU-PS 225332; 21g —11/02.becomes visible. By moving the substrate table, both images must be brought to coincidence. After a pivoting movement of the mirror, the component is placed with its underside on the surface of the line substrate, cf. SU-PS 225332; 21g -11 / 02.

Bei dieser Anordnung mit nur einem senkrechten Arbeitsweg ist nur eine technologische Arbeitsfunktion möglich, die durch das Absenken des Bauelementes auf das Leitungssubstrat belegt ist. Weitere technologische Arbeitsfunktionen, die ein genaues Positionieren voraussetzen, wie beispielsweise das lagerichtige Siebdrucken von Lötpaste, sind nicht ohne weiteres möglich. Schließlich muß das zu positionierende Bauelement von unten an die Positioniervorrichtung angesetzt werden. Das ist nicht nur unbequem, sondern erschwert auch eine Automatisierung der Bauelementebereitstellung. Insgesamt wird dadurch die Effektivität eines entsprechenden Arbeitsplatzes eingeschränkt. Darüber hinaus macht die Vorrichtung einen hohen Aufwand für die präzise Vertikalführung zum Absenken des Bauelementes und für die Spiegelschwenkeinrichtung erforderlich. Die optische Achse des Beobachtungsmikroskops trifft in einem von der Senkrechten abweichenden-Winkel auf die Oberfläche des Leitungssubstrats und auf die Unterseite des Bauelementes auf. Daraus folgt, daß bei großflächigen Objekten, beispielsweise . bei Chip-Carriern, nur ein schmaler Streifen scharf abgebildet wird und daß Höhenfehler an den zu beobachtenden Flächen, die beispielsweise durch Dickentoleranzen des Bauelementes oder durch Durchbiegungen der Leiterplatten auftreten können, zu einer Fehlpositionierung führen, wobei der Fehler gleich dem Produkt aus dem Höhenfehler und dem Tangens des Winkels zwischen der optischen Achse des Beobachtungsmikroskops und der Senkrechten ist. Der Parallelversatz des Lichtstrahlverlaufs durch seine zweimalige Brechung am Spiegelsubstrat muß durch eine parallel zum Spiegel angeordnete optische Platte kompensiert werden, die wie der Spiegel schwenkbar gehalten sein muß.In this arrangement with only one vertical working path only a technological work function is possible, which is occupied by the lowering of the component on the line substrate. Other technological work functions that require accurate positioning, such as the correct position screen printing of solder paste, are not readily possible. Finally, the component to be positioned must be attached from below to the positioning device. This is not only inconvenient, but also complicates automation of component delivery. Overall, this limits the effectiveness of a corresponding job. In addition, the device requires a lot of effort for the precise vertical guidance for lowering the component and for the mirror pivoting device. The optical axis of the observation microscope impinges on the surface of the wiring substrate and on the underside of the component at an angle deviating from the perpendicular. It follows that in large-scale objects, for example. in chip carriers, only a narrow strip is displayed sharply and that height errors on the surfaces to be observed, which can occur for example by thickness tolerances of the component or by deflections of the circuit boards, lead to mispositioning, the error being equal to the product of the height error and is the tangent of the angle between the optical axis of the observation microscope and the vertical. The parallel offset of the light beam path through its two-fold refraction on the mirror substrate must be compensated by an optical plate arranged parallel to the mirror, which must be kept pivotable like the mirror.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine einfache und robuste Vorrichtung zum präzisen Positionieren hochpoliger Bauelemente in Aufsetztechnik zu schaffen, mit der die Effektivität eines entsprechenden Bestückungsplatzes verbesserbar ist.The aim of the invention is to provide a simple and robust device for precise positioning of multi-pole components in landing technique, with the effectiveness of a corresponding placement space is improved.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Vorrichtung zum Positionieren hochpoliger Bauelemente ein optisches System mit einem halbdurchlässigen Spiegel derart fest anzuordnen, daß die Achse des optischen Systems senkrecht auf den zueinander auszurichtenden Flächen steht und daß trotzdem die Funktion technologischer Arbeitswege ohne Behinderung der optischen Funktion der Vorrichtung ausführbar sind.The invention has for its object to arrange such an optical system with a semi-transparent mirror so firmly in a device for positioning hochpollässigen components that the axis of the optical system is perpendicular to each other to be aligned surfaces and that nevertheless the function of technological work paths without obstruction of the optical function the device are executable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein erster Punkt an der Unterseite eines an dem freien Ende eines Hebelarms gehaltenen Bauelementes, ein zweiter Punkt in der Bestückungsposition an der Oberfläche einesleitungssubstrats, ein dritter Punkt in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels und die Drehachse des Hebelarms derart in den Eckpunkten eines Quadrates angeordnet sind, daß die eine Diagonale des Quadrates in der senkrecht zur Ebene des Quadrates ausgerichteten Flache des halbdurchlässigen Spiegels liegt und die senkrecht zur Ebene des Quadrates ausgerichtete Drehachse des Hebelarms schneidet, und eine erste; senkrecht von dem ersten Punkt an der Unterseite des Bauelementes ausgehende Seitenlinie und eine zweite, senkrecht von dem zweiten Punkt in der Bestückungsposition an der Oberfläche des Leitungssubstrats ausgehende Seitenlinie sich in dem dritten Punkt in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels schneiden, und daß das Leitungssubstrat in seiner Lage seitlich verschiebbar ist. In der Verlängerung jeweils der einen Seitenlinie über den dritten Punkt in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels hinaus ist eine Lichtquelle und in der Verlängerung jeweils der anderen Seitenlinie über den dritten Punkt in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels hinaus ist eine Beobachtungshilfe angeordnet. In einer anderen Ausgestaltung der Vorrichtung sind in der Verlängerung einer der Seitenlinien über den dritten Punkt in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels hinaus eine Beobachtungshilfe und in einem spitzen Winkel zu dieser Seitenlinie eine Lichtquelle angeordneten einer weiteren Ausgestaltung sind zwei unterschiedliche Lichtquellen derart angeordnet, daß nur ihr von der Unterseite des Bauelementes und von der Oberfläche des Leitungssubstrates zurückgeworfenes Licht durch den halbdurchlässigen Spiegel gelangt. Der halbdurchlässige Spiegel ist Bestandteil eines optischen Teilungswürfels. Zur Vermeidung störender Lichtreflexionen ist der optische Teilungswürfel um eine Senkrechte zur Fläche des halbdurchlässigen Spiegels derart gedreht, daß alle Würfelflächen des optischen Teilungswürfels zu der Ebene des Quadrates geneigt sind. Die der Unterseite des Bauelementes und die der Oberfläche des Leitungssubstrates zugewandten Würfelflächen des optischen Teilungswürfles tragen zueinander unterschiedliche Farbfilter. In einer anderen Ausführungsvariante ist der halbdurchlässige Spiegel in Form einer einseitig verspiegelten Platte ausgeführt. Zur Kompensation des Parallelversatzes des Lichtstrahlverlaufs ist zu dem halbdurchlässigen Spiegel in Form der einseitig verspiegelten Platte objektseitig im nichtgespiegelten Lichtstrahlverlauf eine unverspiegelte Platte von gleicher Dicke und gleichem Brechungsindex des Plattenmaterials in einem rechten Winkel angeordnet. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist als Beobachtungshilfe eine elektronische Bildaufnahmeeinrichtung eingesetzt, deren Signalausgänge über Auswerteeinrichtungen und Servosteuerungen mit einem Kreuztisch verbunden sind.According to the invention this object is achieved in that a first point on the underside of a held at the free end of a lever arm component, a second point in the loading position on the surface of a conductive substrate, a third point in the surface of the semitransparent mirror and the axis of rotation of the lever arm such arranged in the vertices of a square, that the one diagonal of the square lies in the plane of the semitransparent mirror oriented perpendicular to the plane of the square and intersects the axis of rotation of the lever arm oriented perpendicular to the plane of the square, and a first; perpendicularly extending from the first point on the underside of the component side line and a second, emanating from the second point in the insertion position on the surface of the line substrate side line intersect at the third point in the surface of the semitransparent mirror, and that the line substrate in its Position is laterally displaceable. In the extension of each of the one side line beyond the third point in the surface of the semitransparent mirror is a light source and in the extension of each of the other side line on the third point in the surface of the semitransparent mirror addition, an observation aid is arranged. In another embodiment of the device are in the extension of one of the side lines on the third point in the surface of the semitransparent mirror beyond an observation aid and at an acute angle to this side line a light source arranged another embodiment, two different light sources are arranged such that only her from the bottom of the device and from the surface of the line substrate reflected light passes through the semitransparent mirror. The semitransparent mirror is part of an optical division cube. To avoid spurious light reflections, the optical splitting cube is rotated about a perpendicular to the surface of the semitransparent mirror such that all cube faces of the optical splitting cube are inclined to the plane of the square. The cube surfaces of the optical graduation cube facing the underside of the component and the surface of the line substrate carry different color filters relative to one another. In another embodiment, the semitransparent mirror is designed in the form of a one-sided mirrored plate. To compensate for the parallel offset of the light beam path, an uncoated plate of the same thickness and the same index of refraction of the plate material is arranged at a right angle to the semitransparent mirror in the form of one side mirrored plate object side in non-mirrored light beam path. In an expedient embodiment, an electronic image recording device is used as an observation aid whose signal outputs are connected to a cross table via evaluation devices and servo controls.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung gelingt es, einen Bestückungsplatz aufzubauen, bei dem beispielsweise mehrere Hebelarme strahlenförmig auf die Bestückungsposition an der Oberfläche des Leitungssubstrats ausgerichtet sind und mit denen neben dem Positionieren eines Bauelementes auch die zum Bestücken notwendigen weiteren Arbeitsfunktionen, wie Aufsetzen eines Drucksiebes zum Drucken von Lötpaste, Zuführen einer Lötvorrichtung oder Auftragen eines Klebepunktes, zu realisieren sind, ohne daß dabei die optische Funktion oder eine ausgeführte Einstellung der Vorrichtung beeinträchtigt wird. Für eine vorteilhafte automatische Zuführung der Bauelemente ist der entsprechende Hebelarm auch derart schwenkbar anzuordnen, daß er einen Winkel von 180° in bezug auf die Bestückungsposition an der Oberfläche des Leitungssubstrats einnimmt. Eine spielfreie Lagerung der Hebelarme ist in einfacher Weise durch konische Lager ausführbar.With the solution according to the invention, it is possible to build a placement space in which, for example, a plurality of lever arms are radially aligned with the mounting position on the surface of the line substrate and with which in addition to the positioning of a component and the necessary for equipping other work functions, such as placing a printing screen for printing Solder paste, supplying a soldering device or application of a glue point can be realized, without affecting the optical function or a running setting of the device is impaired. For an advantageous automatic feeding of the components of the corresponding lever arm is also pivotally arranged so that it occupies an angle of 180 ° with respect to the loading position on the surface of the line substrate. A play-free mounting of the lever arms can be performed in a simple manner by conical bearing.

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Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1 —eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig.2 — eine schematische Darstellung einer Spiegelanordnung, Fig. 3 — eine schematische Darstellung einer weiteren Spiegelanordnung und Fig.4—eine schematische Darstellung eines Bestückungsplatzes.1 shows a schematic representation of the device according to the invention, FIG. 2 shows a schematic representation of a mirror arrangement, FIG. 3 shows a schematic illustration of a further mirror arrangement, and FIG. 4 shows a schematic representation of a mounting location.

In der schematischen Darstellung gemäß Fig. 1 sind einer von mehreren Hebelarmen 1 mit einem hochpoligen Bauelement 2 und einer Drehachse 3, ein optischer Teilungswürfel 4 mit einem halbdurchlässigen Spiegel 5 und ein Kreuztisch 6 mit einem Leitungssubsträt 7 dargestellt. Mit gestrichelten Linien sind die Seitenlinien eines Quadrates eingezeichnet, von denen eine erste Seitenlinie 8 senkrecht von der Unterseite des Bauelementes 2 und eine zweite Seitenlinie 9 senkrecht von der Oberfläche des Leitungssubstrats 7 ausgehen. Mit einer strichpunktierten Linie ist eine Diagonale 10 des Quadrates eingezeichnet, die die Drehachse 3 des Hebelarms 1 schneidet und in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels 5 liegt. In der Verlängerung der ersten Seitenlinie 8 ist eine Lichtquelle 11 und in der Verlängerung der zweiten Seitenlinie 9 ist als Beobachtungshilfe 12 ein Mikroskop angeordnet. Eine gestrichelte, bogenförmige Linie kennzeichnet den Weg des Bauelementes 2 bei dessen Positionieren auf dem Leitungssubstrat 7. Der Hebelarm 1 ist zusätzlich gestrichelt in einem Winkel von 180° in bezug auf das Leitungssubstrat 7 dargestellt.In the schematic representation according to FIG. 1, one of a plurality of lever arms 1 with a high-pole component 2 and a rotation axis 3, an optical graduation cube 4 with a semitransparent mirror 5 and a cross table 6 with a line substrate 7 are shown. Dashed lines show the side lines of a square, of which a first side line 8 extends vertically from the underside of the component 2 and a second side line 9 extends perpendicularly from the surface of the line substrate 7. With a dot-dash line a diagonal 10 of the square is shown, which intersects the axis of rotation 3 of the lever arm 1 and lies in the surface of the semitransparent mirror 5. In the extension of the first side line 8 is a light source 11 and in the extension of the second side line 9 is arranged as a viewing aid 12, a microscope. A dashed, arcuate line indicates the path of the component 2 in its positioning on the line substrate 7. The lever arm 1 is additionally shown in dashed lines at an angle of 180 ° with respect to the line substrate 7.

In Fig. 2 ist schematisch eine Draufsicht auf den Hebelarm 1 mit dem Bauelement 2, den optischen Teilungswürfel 4 und die erste Seitenlinie 8 des Quadrates dargestellt.In Fig. 2 is a schematic plan view of the lever arm 1 with the component 2, the optical pitch cube 4 and the first side line 8 of the square shown.

Fig.3 zeigt einen halbdurchlässigen Spiegel 5 in Form einer einseitig verspiegelten Platte 13 und eine weitere, zu dieser im rechten Winkel angeordnete, unverspiegelte Platte 14. Eine gepfeilte Linie kennzeichnet den Lichtstrahlverlauf und eine gestrichelte Linie die zweite Seitenlinie 9 des Quadrates.3 shows a semitransparent mirror 5 in the form of a one-sided mirrored plate 13 and another, arranged at right angles to this, non-mirrored plate 14. A broken line indicates the light beam path and a dashed line the second side line 9 of the square.

In der Fig.4 ist der schematische Aufbau eines Bestückungsplatzes entsprechend der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt.4 shows the schematic structure of a placement space is shown according to the inventive solution.

Mehrere Hebelarme 1 sind strahlenförmig auf einen Punkt an der Oberfläche des Leitungssubstrats 7 ausgerichtet. Der KreuztischA plurality of lever arms 1 are radially aligned with a point on the surface of the wiring substrate 7. The cross table

6 ist über eine Auswerteeinrichtung 15 und Servosteuerung 16; 17 mit den Signalausgängen der Beobachtungshilfe 12 in Form einer elektronischen Bildaufnahmeeinrichtung verbunden.6 is via an evaluation device 15 and servo control 16; 17 connected to the signal outputs of the observation aid 12 in the form of an electronic image recording device.

Die Funktion der Vorrichtung ist folgende.The function of the device is as follows.

Das Bauelement 2 und das Leitungssubstrat 7 sind in geeigneter Weise, beispielsweise mit Hilfe von Aufnahmen und Vakuum, an dem Hebelarm 1 beziehungsweise auf dem Kreuztisch 6 gehalten. Die Unterseite des Bauelementes 2 und die Bestückungsposition an der Oberfläche des Leitungssubstrats 7 sind von dem von der Lichtquelle 11 ausgehenden Licht beleuchtet. Mit Hilfe des halbdurchlässigen Spiegels^ 5 wird sowohl das reelle Bild der Bestückungsposition an der Oberfläche des Leitungssubstrats 7 als auch das virtuelle Bild der Unterseite des Bauelementes 2 sichtbar. Unter Benutzung des als Beobachtungshilfe 12 eingesetzten Mikrokops wird durch seitliches Verschieben des Kreuztisches 6 in seiner X- und Y-Richtung das Bild der Bestückungsposition an der Oberfläche des Leitungssubstrate 7 derart in bezug auf das Bild der Unterseite des Bauelementes 2 bewegt, daß einander entsprechende Bezugspunkte beider Bilder zur Deckung gelangen. Danach wird ohne eine Veränderung am optischen System der Hebelarm 1 um 90°in Richtung auf das Leitungssubstrat 7 geschwenkt, bis die Unterseite des Bauelementes 2 lagerichtig auf der Bestückungsposition ander Oberfläche des Leitungssubstrats 7 aufsitzt. Nach Lösen des Bauelementes 2 von dem Hebelarm 1 wird dieser ohne das Bauelement 2 in seine ursprüngliche Lage zurückgeschwenkt. Für ein leichteres Bestücken des Hebelarms 1 mit einem weiteren Bauelement 2 für einen folgenden Positioniervorgang, insbesondere bei einer mechanisierten oder automatisierten Zuführung der Bauelemente 2, ist der Hebelarm 1 auch in eine Lage mit einem Winkel von 180° in bezug auf das Leitungssubstrat 7 schwenkbar. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist es ohne Veränderung in der Funktion auch möglich, die Lichtquelle 11 in der Verlängerung der zweiten Seitenlinie 9 und die Beobachtungshilfe 12 in der Verlängerung der ersten Seitenlinie 8 anzuordnen. Es ist darüber hinaus auch möglich, die Lichtquelle in einem spitzen Winkel von beispielsweise 3° zu der Seitenlinie 8; 9 anzuordnen, in deren Verlängerung die Beobachtungshilfe 12 angeordnet ist. In dieser Anordnung kann die Lichtquelle 11 auch in dem Mikroskop integriert sein. In einer weiteren Ausgestaltung sind zwei unterschiedliche Lichtquellen 11 derart außerhalb der Seitenlinien des Quadrates angeordnet, daß ihr nichtreflektiertes Licht direkt auf Unterseite des Bauelementes 2 und auf die Oberfläche des Leitungssubstrates 7 auftritt unddaßnurihr von den Objekten zurückgeworfenes Licht durch den halbdurchlässigen Spiegel 5 gelangt. Neben dem Einstellen eines optimalen Beleuchtungswinkels wird hierdurch die Möglichkeit geschaffen, die Unterseite des Bauelementes 2 und die Bestückungsposition an der Oberfläche des Leitungssubstrats 7 mit unterschiedlichem Licht zu beleuchten. Durch unterschiedlich gefärbtes Licht wird dabei eine bessere Unterscheidungsfähigkeit der beiden Bilder erreicht. Bei Verwendung nur einer Lichtquelle 11 wird die Beleuchtung der Unterseite des Bauelementes 2 und der Bestückungsposition an der Oberfläche des Leitungssubstrats 7 mit unterschiedlich gefärbtem Licht durch zwei unterschiedliche Farbfilter erreicht, die an den den Objekten zugewandten Würfelflächen des optischen Teilungswürfels 4 angeordnet sind.The component 2 and the line substrate 7 are held in a suitable manner, for example with the aid of receptacles and vacuum, on the lever arm 1 or on the cross table 6. The underside of the device 2 and the mounting position on the surface of the wiring substrate 7 are illuminated by the light emitted from the light source 11. Both the real image of the placement position on the surface of the line substrate 7 and the virtual image of the underside of the component 2 become visible with the aid of the semitransparent mirror. By using the microscope used as an observation aid 12, the image of the mounting position on the surface of the wiring substrate 7 is moved by lateral displacement of the cross table 6 in its X and Y directions with respect to the image of the underside of the device 2, that corresponding reference points Both images come to cover. Thereafter, without a change in the optical system of the lever arm 1 is pivoted by 90 ° in the direction of the line substrate 7 until the bottom of the component 2 is seated in the correct position on the mounting position on the surface of the line substrate 7. After releasing the component 2 of the lever arm 1, this is pivoted back without the component 2 in its original position. For easier loading of the lever arm 1 with another component 2 for a subsequent positioning operation, in particular in a mechanized or automated feeding of the components 2, the lever arm 1 is also in a position with an angle of 180 ° with respect to the line substrate 7 pivotally. In the device according to the invention according to FIG. 1, it is also possible without change in function to arrange the light source 11 in the extension of the second side line 9 and the observation aid 12 in the extension of the first side line 8. It is also possible, the light source at an acute angle, for example, 3 ° to the side line 8; 9 to arrange, in the extension of the observation aid 12 is arranged. In this arrangement, the light source 11 may also be integrated in the microscope. In a further embodiment, two different light sources 11 are arranged outside the side lines of the square such that their nonreflected light occurs directly on the underside of the component 2 and on the surface of the line substrate 7 and the light thrown back by the objects passes through the semitransparent mirror 5. In addition to setting an optimum illumination angle, this creates the possibility to illuminate the underside of the component 2 and the placement position on the surface of the line substrate 7 with different light. By differently colored light thereby a better discriminating ability of the two pictures is achieved. When using only one light source 11, the illumination of the underside of the component 2 and the placement position on the surface of the line substrate 7 is achieved with differently colored light by two different color filters, which are arranged on the objects facing cube surfaces of the optical division cube 4.

Zwecks Vermeidung störender Lichtreflexionen ist der optische Teilungswürfel 4 derart um eine Senkrechte zur Fläche des halbdurchlässigen Spiegels 5 gedreht, daß die der Unterseite des Bauelementes 2 und die der Oberfläche des LeitungssubstratsIn order to avoid interfering light reflections, the optical division cube 4 is rotated about a perpendicular to the surface of the semitransparent mirror 5 such that the underside of the device 2 and the surface of the wiring substrate

7 zugewandten Würfelflächen des optischen Teilungswürfels 4 um wenige Grade geneigt verlaufen. Hierdurch wird vermieden, daß an den Würfelflächen reflektierte Lichtstrahlen in den Strahlengang des Mikroskops gelangen. Die Fläche des halbdurchlässigen Spiegels 5 bleibt dabei weiterhin derart ausgerichtet, daß in ihr die eine Diagonale des Quadrates liegt, vgl. Fig. 2.7 facing cube surfaces of the optical pitch cube 4 inclined by a few degrees. This avoids that light rays reflected at the cube surfaces reach the beam path of the microscope. The surface of the semitransparent mirror 5 continues to be aligned in such a way that the one diagonal of the square lies in it, cf. Fig. 2.

Bei Verwendung eines halbdurchlässigen Spiegels 5 in Form einer einseitig verspiegelten Platte 13 wird der Parallelversatz des Lichtstrahlverlaufs durch eine unverspiegelte Platte 14 von gleicher Dicke und gleichem Brechungsindex des Plattenmaterials kompensiert. Die unverspiegelte Platte 14 ist dazu objektseitig im nichtgespiegelten Licht derart angeordnet, daß sie mit der verspiegelten Platte 13 einen rechten Winkel bildet. Bei dieser Art der Parallelversatzkompensation tritt ebenfalls keine Behinderung dertechnologischen Funktionen des Bestückungsplatzes ein, vgl. Fig.3.When using a semitransparent mirror 5 in the form of a one-sided mirrored plate 13 of the parallel offset of the light beam path is compensated by a non-mirrored plate 14 of the same thickness and the same refractive index of the plate material. The uncoated plate 14 is the object side in the non-mirrored light arranged such that it forms a right angle with the mirrored plate 13. In this type of parallel offset compensation also occurs no obstruction of the technological functions of the placement place, see. Figure 3.

-4- Z4Z320-4- Z4Z320

Mit der erfindungsgemäßen Lösung gelingt es, einen vergleichsweise effektiven Bestückungsplatz für hochpolige Bauelemente 2 in Aufsetztechnik aufzubauen, bei dem eine vorgegebene Anzahl von Hebelarmen 1 strahlenförmig um einen Bezugspunkt angeordnet sind. Einer der Hebelarme 1 trägt beispielsweise an seinem freien Ende das Bauelement 2, während die anderen Hebelarme lan ihren freien Enden Vorrichtungen zum Ausführen anderer technologischer Funktionen tragen, beispielsweise eine Vorrichtung für das Aufsetzen eines Drucksiebes zum Drucken von Lötpaste, eine Vorrichtung zum Reflow-Löten oder beim Anwenden einer anderen Verbindungstechnologie eine Vorrichtung zum Auftragen eines Kleberpunktes. Mit einem Einstellvorgang durch ein seitliches Verschieben des Leitungssubstrats 7, bei dem die einander entsprechenden Bezugspunkte des Bildes der Unterseite des Bauelementes 2 und des Bildes der Bestückungsposition an der Oberfläche des Leitungssubstrats 7 zur Deckung gebracht werden, sind somit auch alle übrigen Hebelarme 1 lagerichtig ausgerichtet. Beim Einsatz einer Beobachtungshilfe 12 in Form einer elektronischen Bildaufnahmeeinrichtung ist dieser Einstellvorgang bei unterschiedlich getaktetem Licht aus den beiden Lichtquellen 11 unter Zuhilfenahme einer entsprechenden Auswerteeinrichtung 15 sowie entsprechender Servosteuerung 16; 17, die auf den Kreuztisch 6 einwirken, automatisch ausführbar.With the solution according to the invention, it is possible to build a comparatively effective placement space for multi-pole components 2 in placement technique, in which a predetermined number of lever arms 1 are arranged radially around a reference point. One of the lever arms 1 carries, for example, at its free end the component 2, while the other lever arms lan carry their free ends devices for performing other technological functions, such as a device for mounting a printing screen for printing solder paste, a device for reflow soldering or when applying a different bonding technology, a device for applying a glue point. With an adjusting operation by a lateral displacement of the line substrate 7, in which the mutually corresponding reference points of the image of the underside of the component 2 and the image of the mounting position on the surface of the line substrate 7 are made to coincide, thus all other lever arms 1 are aligned in the correct position. When using an observation aid 12 in the form of an electronic image recording device, this adjustment process is performed with differently timed light from the two light sources 11 with the aid of a corresponding evaluation device 15 and corresponding servo control 16; 17, which act on the cross table 6, automatically executable.

Claims (10)

- 1 - Z4Z- 1 - Z4Z Patentansprüche:claims: 1. Vorrichtung zum Positionieren hochpoliger elektronischer Bauelemente in Aufsetztechnik auf Leitungssubstrate mit einem halbdurchlässigen Spiegel, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Punkt an der Unterseite eines an dem freien Ende eines Hebelarms (1) gehaltenen Bauelementes (2), ein zweiter Punkt in der Bestückungsposition an der Oberfläche eines Leitungssubstrats (7), ein dritter Punkt in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels (5) und die Drehachse (3) des Hebelarms (1) derart in den Eckpunkten eines Quadrates angeordnet sind, daß die eine Diagonale (10) des Quadrates in der senkrecht zur Ebene des Quadrates ausgerichteten Fläche des halbdurchlässigen Spiegels (5) liegt und die senkrecht zur Ebene des Quadrates ausgerichtete Drehachse (3) des Hebelarms (1) schneidet, und eine erste, senkrecht von dem ersten Punkt an der Unterseite des Bauelementes (2) ausgehende Seitenlinie (8) und eine zweite, senkrecht von dem zweiten Punkt in der Bestückungsposition an der Oberfläche des Leitungssubstfats (7) ausgehende Seitenlinie (9) sich in dem dritten Punkt in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels (5) schneiden, und daß das Leitungssubstrat (7) in seiner Lage seitlich verschiebbar ist.1. A device for positioning hochpoliger electronic components in touchdown technology on line substrates with a semipermeable mirror, characterized in that a first point on the underside of a at the free end of a lever arm (1) held component (2), a second point in the loading position the surface of a line substrate (7), a third point in the surface of the semitransparent mirror (5) and the axis of rotation (3) of the lever arm (1) are arranged in the corners of a square such that the one diagonal (10) of the square in the plane of the semitransparent mirror (5) oriented perpendicular to the plane of the square intersecting the axis of rotation (3) of the lever arm (1) oriented perpendicular to the plane of the square, and a first perpendicularly from the first point on the underside of the component (2 ) outgoing side line (8) and a second, perpendicular from the second point in the loading position on the surface Side of the line substrate (7) outgoing side line (9) intersect at the third point in the surface of the semitransparent mirror (5), and that the line substrate (7) is laterally displaceable in its position. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verlängerung jeweils der einen Seitenlinie (8 beziehungsweise 9) über den dritten Punkt in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels (5) hinaus eine Lichtquelle (11) und in der Verlängerung jeweils der anderen Seitenlinie (9 beziehungsweise 8) über den dritten Punkt in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels (5) hinaus eine-Beobachtungshilfe (12) angeordnet sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the extension of each of a side line (8 or 9) over the third point in the surface of the semitransparent mirror (5) addition, a light source (11) and in the extension of the other side line (9 and 8, respectively), an observation aid (12) is arranged beyond the third point in the area of the semitransparent mirror (5). 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verlängerung einer der Seitenlinien (8; 9) über den dritten Punkt in der Fläche des halbdurchlässigen Spiegels (5) hinaus die Beobachtungshilfe (12) und in einem spitzen Winkel zu dieser Seitenlinie (8; 9) die Lichtquelle (11) angeordnet ist.3. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the extension of one of the side lines (8; 9) beyond the third point in the surface of the semitransparent mirror (5) beyond the observation aid (12) and at an acute angle to this side line ( 8; 9) the light source (11) is arranged. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei unterschiedliche Lichtquellen (11) derart angeordnet sind, daß nur ihr von der Unterseite des Bauelementes (2) und von der Oberfläche des Leitungssubstrats (7) zurückgeworfenes Licht durch den halbdurchlässigen Spiegel (5) gelangt.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that two different light sources (11) are arranged such that only their from the underside of the component (2) and from the surface of the line substrate (7) reflected light through the semitransparent mirror (5) arrives. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der halbdurchlässige Spiegel (5) Bestandteil eines optischen Teilungswürfels (4) ist.5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the semitransparent mirror (5) is part of an optical graduation cube (4). 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der optische Teilungswürfel (4) um eine Senkrechte zur Fläche des halbdurchlässigen Spiegels (5) derart gedreht ist, daß alle Würfelflächen des optischen Teilungswürfels (4) zu der Ebene des Quadrates geneigt sind.6. Apparatus according to claim 1 to 5, characterized in that the optical graduation cube (4) is rotated about a perpendicular to the surface of the semitransparent mirror (5) such that all cube faces of the optical graduation cube (4) are inclined to the plane of the square , 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die der Unterseite des Bauelementes (2) und die der Oberfläche des Leitungssubstrats (7) zugewandten Würfelflächen des optischen Teilungswürfels (4) zueinander unterschiedliche Farbfilter tragen.7. Apparatus according to claim 1 to 6, characterized in that the underside of the component (2) and the surface of the line substrate (7) facing cube surfaces of the optical pitch cube (4) carry mutually different color filter. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der halbdurchlässige Spiegel (5) in Form einer einseitig verspiegelten Platte (13) ausgeführt ist.8. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that the semipermeable mirror (5) in the form of a one-sided mirrored plate (13) is executed. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem halbdurchlässigen Spiegel (5) in Form einer einseitig verspiegelten Platte (13) objektseitig im nichtgespiegelten Lichtstrahlverlauf eine unverspiegelte Platte (14) von gleicher Dicke und gleichem Brechungsindex des Plattenmaterials in einem rechten WinkeTangeordnet ist.9. Apparatus according to claim 1 to 4 and 8, characterized in that to the semitransparent mirror (5) in the form of a one-side mirrored plate (13) object side in the non-mirrored light beam a non-mirrored plate (14) of the same thickness and the same refractive index of the plate material in is arranged in a right angle. 10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Beobachtungshilfe (12) eine elektronische Bildaufnahmeeinrichtung eingesetzt ist, deren Signalausgänge über Auswerteeinrichtungen (15) und Servosteuerungen (16; 17) mit einem Kreuztisch (6) verbunden sind.10. Apparatus according to claim 1 to 9, characterized in that as an observation aid (12) an electronic image recording device is used, whose signal outputs via evaluation devices (15) and servo controls (16; 17) are connected to a cross table (6).