DE3919636A1

DE3919636A1 - Geraet zur montage elektronischer komponenten

Info

Publication number: DE3919636A1
Application number: DE3919636A
Authority: DE
Inventors: Kotaro Harigane; Kenichi Takahashi; Hiroaki Honda
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1988-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1989-12-28
Also published as: GB8913890D0; US5035047A; GB2221633B; FR2635634B1; CN1038740A; FR2635634A1; CA1320005C; CN1039767C; KR910002322A; KR920000970B1; GB2221633A

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Montage elek tronischer Komponenten und insbesondere ein Gerät zur wirkungsvollen Montage verschiedener Arten von elektronischen Komponenten wie z. B. Chip-Komponen ten auf einem Substrat bei hoher Geschwindigkeit und Genauigkeit.

Ein typisches Gerät zur Montage elektronischer Kom ponenten (nachfolgend als "Chip" bezeichnet) dieser Art, das herkömmlicherweise zur Montage von Chips auf einem Substrat vorgeschlagen und benutzt wird, ist im allgemeinen in einer Weise aufgebaut, wie sie z.B. in der japanischen Offenlegungsschrift 2 65 223/1986 offenbart ist. Insbesondere ist das her kömmliche Gerät zur Chip-Montage so konstruiert, daß elektronische Komponenten oder Chips nacheinan der von einer Chip-Zuführungssektion unter Verwen dung geeigneter Mittel aufgenommen, zu einer Zwi schenstation von geeigneten Mitteln befördert und anschließend nacheinander in einer bestimmten Rei henfolge von einem Chip-Montagekopf herausgenommen oder ausgesondert werden. Der entnommene Chip wird anschließend an einer vorbestimmten Position auf ei nem Werkstück durch den Kopf angeordnet oder pla ziert.

Im herkömmlichen Gerät zur Montage von Chips sind die Zwischenstation und der Montagekopf jeweils so ausgelegt, daß sie nur einen Chip in jedem Chip-Mon tagebetrieb behandeln können, so daß, wenn ein An wachsen der Anzahl der zu verarbeitenden Chips eine entsprechend wachsende Hin- und Herbewegung des Chip-Montagekopfes verursacht, dies eine Herabset zung in der Leistungsfähigkeit der Chip-Montage zur Folge hat. Somit sei darauf hingewiesen, daß es dem herkömmlichen Gerät für die Chipmontage an einer si multanen Behandlung mehrerer Chips in jedem Chip-Montagebetrieb mangelt.

Eine andere herkömmliche Vorrichtung dieser Art ist in der US-PS 46 44 642 veröffentlicht. In dieser vorbekannten Vorrichtung wird eine Anzahl von Kompo nenten gleichzeitig in Darreichungspositionen von einer Aufnahmevorrichtung mit einer Anzahl von Auf nahmeelementen aufgenommen. Anschließend wird die Aufnahmevorrichtung zu einer Position über einem Substrat bewegt, und alle Aufnahmeelemente werden in einer bestimmten Reihenfolge zu einer Position über der gewünschten Position auf dem Substrat durch Relativbewegung der Aufnahmevorrichtung und des Substrates gegeneinander bewegt. Anschließend wird die relevante Komponente abgesetzt und in der relevanten Position vom Aufnahmeelement getrennt.

Somit wird in der Vorrichtung gemäß der US-PS eine einzige Aufnahmevorrichtung direkt zwischen den Dar reichungspositionen und dem Substrat hin- und herbe wegt, so daß viel Zeit für die Beförderung der Chips aus den Darreichungspositionen auf das Sub strat benötigt wird. In der Druckschrift gibt es auch keinen Hinweis auf eine Zeitreduzierung beim Absetzen der Komponenten auf dem Substrat, welches einen großen Anteil an der für den Komponenten-Mon tagebetrieb erforderlichen Gesamtzeit beträgt. Des halb mangelt es der herkömmlichen Vorrichtung an ei ner wirkungsvollen Ausführung der Montage bei hoher Geschwindigkeit. Ferner ist die vorbekannte Vorrich tung nicht dazu ausgelegt, Positionskorrekturen der aufgenommenen Komponenten vor deren Absetzen auf dem Substrat durchzuführen. Dementsprechend kann es keine akkurate Positionierung des Chips bezüglich des Substrates ausführen.

Es wird ein weiteres herkömmliches Gerät zur Monta ge von elektronischen Komponenten oder Chips vorge schlagen, welches einen Mechanismus für die Positio nierung eines Chips enthält, wie sie in den japani schen Offenlegungsschriften 2 64 788/1986, 2 14 692/1987 und 2 29 900/1987 vorgeschlagen werden. Der in diesen Druckschriften offenbarte Chip-Posi tionierungsmechanismus kann die Positionierung ei nes Chips durchführen, indem es den Chip an seinen vier Seitenflächen greift. Deshalb hat dieser Mecha nismus den Nachteil, daß ein einziges Positionier teil nicht gleichzeitig auch eine Mehrzahl von Chips positionieren kann.

Im Hinblick auf diese Umstände ist vom Anmelder ein Chip-Positioniermechanismus vorgeschlagen worden, welcher so konstruiert ist, daß ein Chip nur mit zwei seiner Flächen gegriffen und positioniert wird. Dieser Mechanismus ist in der japanischen Of fenlegungsschrift 32 692/1987 veröffentlicht. In die sem Mechanismus wird ein Träger, auf dem die Chips gehaltert sind, gegenüber einem Positionierteil schräg bewegt, um Komponenten von einer Bewegung in X- und Y-Richtung zu erhalten. Unglücklicherweise kann dieser Mechanismus nur einen einzigen Chip wäh rend jedes Chip-Montagebetriebes genau anordnen. Dementsprechend kann er nicht gleichzeitig eine Mehrzahl von Chips in jedem Chip-Montagebetrieb po sitionieren.

Ein Chip-Montagekopf von der Index-Rotationsart wurde als Chip-Montagekopf für ein herkömmliches Ge rät für die Chipmontage benutzt, welches in der ja panischen Offenlegungsschrift 30 399/1987 offenbart ist. Der Kopf enthält mehrere Saugstifte, die in gleichen Winkelabständen auf einem Index-Kopf an geordnet sind, und ist so ausgelegt, daß jeder der Saugstifte um einen bestimmten Winkel gedreht wer den kann, wenn der Index-Kopf in eine besondere Po sition bewegt wird.

Ferner wird ein anderer Chip-Montagekopf vorgeschla gen, welcher mehrere Saugstifte besitzt, die auf ihm in einer Reihe angeordnet sind, und an einer Un terseite eines X-Y-Tisches befestigt ist. Im Chip-Montagekopf werden die Saugstifte, an welchen Chips entsprechend gehalten werden, gleichzeitig in eine Position über einer gedruckten Leiterplatte oder einem Substrat bewegt werden, um die Chips auf der gedruckten Leiterplatte in Folge anzuordnen. Wenn die Drehwinkel der Saugstifte in einer Reihen folge unabhängig voneinander gesetzt werden, und zwar wie im oben beschriebenen Montagekopf der In dex-Rotationsart, ist viel Zeit erforderlich, um die Lage eines Chips zu setzen, der an jedem der Saugstifte in einem vorher bestimmten Winkel gehal ten ist.

Die Bezeichnungen "Betrieb zur Montage elektroni scher Komponenten" oder "Chip-Montagebetrieb" be zeichnen ganz allgemein einen Arbeitsvorgang, der von der Entnahme der Chips aus einer Chip-Zufüh rungssektion bis zur Anordnung der Chips auf einem Substrat reicht.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die genannten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, ein Ge rät zur Montage elektronischer Komponenten so auszu bilden, daß ein wirksamer Montagebetrieb bei hoher Geschwindigkeit durchführbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß bei dem Gerät zur Montage elektronischer Kompo nenten die Aussonderung und Entnahme der elektroni schen Komponenten aus einer Zuführungssektion und die Anordnung der Komponenten auf einem Substrat sich während des Montagebetriebes zeitlich die Waa ge halten, so daß die für einen Montagebetrieb er forderliche Zeit besonders stark reduziert werden kann.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Gerätes zur Montage elektronischer Komponen ten, welches die gleichzeitige Verarbeitung ver schiedener Typen von elektronischen Komponenten er möglicht.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, daß das Gerät die Montage der elektronischen Komponenten mit ho her Genauigkeit durchführt.

Aufgabe der Erfindung ist es weiterhin, ein Gerät zur Montage elektronischer Komponenten zu schaffen, das auch noch eine wachsende Anzahl sowie verschie dene Arten elektronischer Komponenten verarbeiten kann.

Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, daß das Gerät schnell und effektiv eine Positionierkorrektur der zu montierenden elektronischen Komponenten in einfa cher Art und Weise durchführen kann.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß das Gerät die Positionierkorrektur der elektro nischen Komponenten innerhalb eines erheblich redu zierten Platzbereiches durchführen kann.

Schließlich ist es Aufgabe der Erfindung, ein Gerät zur Montage elektronischer Komponenten zu schaffen, das in seinem Aufbau einfach und von geringer Größe ist.

Die Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch enthal tenen Merkmale gelöst.

Das erfindungsgemäße Gerät enthält eine stationäre Zuführungssektion zum Zuführen von elektronischen Komponenten mit mehreren Zuführungseinheiten für die elektronischen Komponenten, mehrere Übergangs stationen und eine einzige Kopfsektion zur Aussonde rung und Entnahme der elektronischen Komponenten. Die Entnahme-Kopfsektion enthält mehrere Saugstifte zur Entnahme der elektronischen Komponenten durch Ansaugen aus der stationären Zuführungssektion und Anordnung dieser in den Übergangsstationen. Eben falls enthält das Gerät mehrere Kopfsektionen zum Absetzen der elektronischen Komponenten, die ent sprechend der Anzahl der Übergangsstationen angeord net ist. Jede Absetz-Kopfsektion enthält mehrere Saugstifte und nimmt die Elektronikkomeonenten mit tels Saugen aus der Übergangsstation auf, um sie auf jeden der entsprechend der Anzahl der Übergangs stationen angeordneten Substrate abzusetzen und an zuordnen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der in den Fi guren dargestellten Ausführungsbeispiele näher er läutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführung des er findungsgemäßen Gerätes zur Montage elek tronischer Komponenten, wobei die Kopfsek tion für die Entnahme der elektronischen Komponenten, die Kopfsektionen zum Abset zen der elektronischen Komponenten sowie gedruckte Leiterplatten oder Substrate zur Verdeutlichung weggelassen sind;

Fig. 2 eine Draufsicht ähnlich wie Fig. 1, wobei jedoch hier eine Entnahme-Kopfsektion, ei ne Absetz-Kopfsektion und Substrate darge stellt sind;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Gerätes aus Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer Zu führungseinheit;

Fig. 5 eine ausschnittsweise Rückansicht, die ei ne Entnahme-Kopfsektion zeigt;

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Mechanismus zur Betätigung eines Saugstiftes in der Entnah me-Kopfsektion von Fig. 5;

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Übergangsstation;

Fig. 8 eine teilweise Vorderansicht der Übergangs station von Fig. 7;

Fig. 9 eine Seitenansicht der Übergangsstation von Fig. 7;

Fig. 10A und 10B schematisch eine Möglichkeit einer Positio nierkorrektur einer elektronischen Kompo nente in der Übergangsstation von Fig. 7;

Fig. 11 schematisch die Lageabweichung zwischen ei nem Saugstift und einer daran gehaltenen elektronischen Komponente;

Fig. 12 eine vergrößerte schematische Ansicht ei nes besonderen Teils einer modifizierten Übergangsstation von Fig. 7;

Fig. 13 eine Seitenansicht einer Kopfsektion zum Absetzen und Anordnen einer elektronischen Komponente;

Fig. 14 eine Rückansicht eines der Kopfsektionen zum Absetzen und Anordnen der elektroni schen Komponenten und seiner Peripherie;

Fig. 15 eine Rückansicht der anderen Kopfsektion zum Absetzen und Anordnen der elektroni schen Komponenten und seiner Peripherie;

Fig. 16 eine Draufsicht auf einen Wickel-Verbin dungsmechanismus für eine Kopfsektion zum Absetzen einer elektronischen, Komponente;

Fig. 17A und 17B schematisch einen Drehvorgang einer elek tronischen Komponente,;

Fig. 18 eine Unteransicht einer Anordnung von elek tronischer Komponente und Saugstift, be trachtet durch eine Kamera;

Fig. 19 eine Seitenansicht einer Leiterplatte, die von einem Förderbandmechanismus gehalten und positioniert wird;

Fig. 20A eine schematische Ansicht der korrekten La ge einer elektronischen Komponente gegenü ber einem Saugstift; und

Fig. 20B eine schematische Ansicht einer an einem Saugstift in nicht korrekter Lage gehalte nen elektronischen Komponente.

In den Fig. 1-3 ist eine Ausführung eines Chip-Montagegerätes dargestellt, welches im allge meinen mehrere Rollen 30, um die ein Band 32 ge wickelt ist, eine stationäre Chip-Zuführungssektion 34 mit einer Anzahl von aneinanderliegenden oder in einer Reihe angeordneten Zuführungseinheiten 36, ei nem Paar von Übergangsstationen 38 (38 A und 38 B) zur zeitweisen Aufnahme von elektronischen Komponen ten oder Chips 40 (Fig. 4), die aus der stationären Zuführungssektion 34 entnommen sind, und zur Korrek tur der Lage oder Position jedes Chips 40, eine Kopfsektion 42 zur Aussonderung bzw. Entnahme einer elektronischen Komponente oder eines Chips 40 aus der stationären Zuführungssektion 34 und zu deren Übergabe an die Übergangsstationen 38 A und B, Kame ras 44 für die Bildverarbeitung, einen Förderbandme chanismus 46 für den Transport der gedruckten Lei terplatten oder Substrate 48 (48 A und B) in bestimm te Positionen und Kopfsektionen 50 (50 A und B), wel che entsprechend der Anzahl der Übergangsstationen 38 A und B angeordnet sind, zum Absetzen der elektro nischen Komponenten oder Chips enthält. Die oben be schriebenen Elemente oder Teile des Gerätes sind auf einer Grundplatte 52 angeordnet. Bei der darge stellten Ausführung werden die Substrate 48 zu be stimmten Positionen im Gerät entsprechend der An zahl der Ubergangsstationen 38 A und B vom Förder bandmechanismus 46 transportiert und dort plaziert, wie durch die Bezugszeichen 11 A und B gekennzeich net. Ebenso werden bei der dargestellten Ausfüh rungsform die Rollen 30 in zwei Reihen angeordnet, von denen jede eine Anzahl von Rollen enthält, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich wird.

In Fig. 1 sind die Kopfsektion 42 zur Entnahme der Chips, die Kopfsektion 50 A und B zum Absetzen der Chips sowie die Substrate 48 A und B weggelassen, so daß die dargestellte Ausführung durch einen Ver gleich zwischen den Fig. 1 und 2 leicht verständ lich wird.

Die Kopfsektion 42 zur Entnahme des Chips ist, wie in Fig. 3 gezeigt, so angeordnet, daß sie in X-Rich tung über sämtliche Zuführungseinheiten 36 entlang einer Kugelspindelwelle 54 bewegbar ist, die so an geordnet ist, daß sie sich quer über alle Zufüh rungseinheiten erstreckt, und daß sie in Y-Richtung rechtwinklig zur X-Richtung bewegbar ist, was zu ei ner Bewegbarkeit zwischen einer Zuführungsposition von jeder Zuführungseinheit 36, bei welcher ein Chip so freigelegt wird, daß die Kopfsektion 42 ihn daraus entnehmen kann, und jeder Übergangsstation 38 A und B zur Folge hat. Die Chipentnahme-Kopfsekti on 42, welche später noch detaillierter beschrieben wird, besitzt eine Anzahl von Saugstiften, die so angeordnet sind, daß sie vertikal und unabhängig voneinander bewegbar sind.

Die Chip-Absetz-Kopfsektionen 50 A und D, welche wei ter unten beschrieben werden, besitzen eine Anzahl von Saugstiften, und sind auf einer unteren Oberflä che von jedem der X-Y-Tische befestigt, die ge trennt voneinander angeordnet sind, so daß sie je weils in X- und Y-Richtungen bewegbar sind. Die Ab setz-Kopfsektion 50 A ist so eingestellt, daß sie Chips aus der Übergangsstation 38 A durch Saugen ent nimmt und diese an bestimmten Positionen auf dem linken Substrat 48 A (Fig. 2) ablegt, das vom Förder bandmechanismus 46 getragen wird. Das Substrat wird vorher daran mittels eines Haftmittels befestigt. In ähnlicher Form funktioniert die Chip-Absetz-Kopf sektion 50 B, um Chips aus der Übergangsstation 38 B durch Saugen zu entnehmen und diese an bestimmten Positionen auf das rechte, mit einem Haftmittel be handelte Substrat 48 B, das von dem Förderbandmecha nismus 46 getragen wird, abzusetzen.

In der dargestellten Ausführung ist der Förderband mechanismus 46 so ausgelegt, daß er Substrate 48 in einer Richtung transportieren kann, die in Fig. 2 mit einem Pfeil X ₁ gekennzeichnet ist.

Jede Kamera 44 ist so angeordnet, daß ein Bild von allen Chips aufgenommen werden kann, die an jeder der Absetz-Kopfsektionen 50 A und B gehalten werden. Zu diesem Zweck können die Chip-Absetz-Kopfsekti onen 50 A und B in einer Weise bewegt werden, daß sie die Substrate 48 A und B nach Passieren der Posi tionen oberhalb der Kameras erreichen können.

Die Rollen 30, wie sie in den Fig. 1-3 gezeigt und kurz oben beschrieben sind, sind auf einem rück wärtigen Abschnitt der Grundplatte 52 in zwei Rei hen in zueinander alternierend versetzter Weise an geordnet. Jede Reihe enthält eine Anzahl von Rol len. Die Rollen 30 sind auf Rollenträgern 56 dreh bar gelagert, die an der Grundplatte 52 jeweils be festigt sind. Eine derartige alternierende Anord nung der Rollen 30 in zwei Reihen erlaubt die Pla zierung einer großen Anzahl von dünnwandigen Zufüh rungseinheiten 36 in nebeneinanderliegender Anord nung. Das Band 32, das um jede der Rollen 30 ge wickelt ist, wie in Fig. 4 gezeigt, weist einen Trä gerstreifen 58 auf, der mit einer Anzahl von einge prägten Einbettungen 60 mit gleichen Abständen in Quer- und Längsrichtung zueinander ausgebildet ist.

Diese Einbettungen 60 nehmen jeweils einen Chip 40 auf. Das Band weist ebenfalls einen Deckstreifen 62 zum Abdecken des Trägerstreifens 58 auf. Die von den Rollen herausgezogenen Bänder 32 werden an schließend in die entsprechenden Zuführungseinhei ten 46 jeweils eingeführt.

Die Zuführungseinheiten 36, die besonders deutlich in Fig. 3 dargestellt sind, sind auf einem auf der Grundplatte 52 fest angebrachten Zuführungseinhei tenträger 64 abnehmbar befestigt und enthalten je weils ein Zuführungsrad 66 zum Zuführen des Trä gerstreifens 58 des Bandes 32 in einer festgesetz ten Teilung und ein Aufwickelrad 68 zum Aufwickeln des abgenommenen Abschnittes des Deckstreifens 62 und ein Führungsteil 70 zur Führung des abgenomme nen Deckstreifenabschnittes 62. Auf diese Weise wird das Band 32, das so aufgebaut ist, daß die Chips 40 in den eingeprägten Einbettungen 60 des Trägerstreifens 58 enthalten sind und der Träger streifen 58 vom Deckstreifen 62 bedeckt wird, in die entsprechende Zuführungseinheit 36 eingeführt, in der der Deckstreifen 62 vom Trägerstreifen 58 ab genommen wird, was zur Freilegung der Chips 60 in einer Zuführungsposition P führt, an der Saugstifte der Chip-Entnahme-Kopfsektion 42 die Chips heraus nehmen.

Im folgenden wird anhand der Fig. 3 und 5 die Chip-Entnahme-Kopfsektion 42 detailliert beschrie ben.

Die Entnahme-Kopfsektion 42 ist an einer unteren Fläche eines sich in X-Y-Längsrichtung erstrecken den Tisches 72 befestigt. Insbesondere enthält der X-Y-Tisch 72 eine Gleitführungsschiene 74 in X-Rich tung, die an einem vertikal auf der Grundplatte 52 befestigten Rahmen 76 angebracht ist und an der ein Gleitstück 78 in X-Richtung verschiebbar gehaltert ist. Ferner ist eine Mutter 80 einstückig am X-Rich tungs-Gleitstück 78 angebracht und befindet sich im Schraubeingriff mit der länglichen Kugelspindelwel le 54, die sich in X-Richtung über sämtlichen Zufüh rungseinheiten 46 quer erstreckt. Die Kugelspindel welle 54 wird an ihren beiden Enden in Lagern 82 ge haltert und besitzt eine Scheibe 84, die an ihrem einen Ende befestigt ist. Die Scheibe 84 ist über einen Riemen 86 mit einem Motor 88 verbunden, der am Rahmen 76 befestigt ist, so daß die Antriebs kraft des Motors 88 über den Riemen 86 auf die Scheibe 84 übertragen wird. Dies führt dazu, daß das Gleitstück 78 in X-Richtung aufgrund der Rotati on der Kugelspindelwelle 54 über sämtliche Zufüh rungseinheiten 36 bewegt wird.

An der Unterseite des X-Richtungs-Gleitstückes 78 ist eine sich in Y-Richtung erstreckende Gleitfüh rungsschiene 90 befestigt, an der ein Gleitstück 92 in Y-Richtung verschiebbar gehaltert ist. Die Chip- Entnahme-Kopfsektion 42 ist an der Unterseite des Y-Richtungs-Gleitstückes 92 befestigt. Zwischen dem X-Richtungs-Gleitstück 78 und dem Y-Richtungs-Gleit stück 92 ist ein Luftzylinder 94 angeordnet, um das Y-Richtungs-Gleitstück in Y-Richtung um eine be stimmte oder konstante Entfernung zu bewegen, wobei in der dargestellten Ausführung die Entfernung in Y-Richtung zwischen der Chip-Zuführungsposition je der Zuführungseinheit 36 und jeder der Übergangssta tionen 38 A und B konstant gehalten ist.

Ebenfalls enthält die Chip-Entnahme-Kopfsektion 42 eine Anzahl von Saugstiften 96, wie bereits kurz er wähnt. Insbesondere enthält in der dargestellten Ausführung die Kopfsektion 42 zwanzig Saugstifte 96 A für Chips normaler Größe und vier Saugstifte 96 B für Chips von großer Größe, wie aus Fig. 5 er sichtlich wird. Die Saugstifte 96 B sind in größeren Abständen zueinander als die Saugstifte 96 A angeord net.

Fig. 6 zeigt einen Saugstift-Betätigungsmechanis mus, der in bezug auf jeden der Saugstifte 96 A und B für eine vertikale Bewegung der Saugstifte an geordnet ist. Zu diesem Zweck ist eine Drehwelle 100 angeordnet, an der ein zylindrischer, mit einer Nut versehener Steuernocken 102 befestigt ist. Auch ein Rahmen 104 für die Chip-Entnahme-Kopfsektion 42 ist vorgesehen, an dem eine Welle 106 in X-Richtung gehalten ist. An der Welle 106 ist das eine Ende ei nes einzigen Nockenstößels 108 befestigt, der eine Rolle 110 besitzt, die an seinem anderen Ende gelen kig befestigt ist. Die Rolle 110 befindet sich in Eingriff mit einer Steuernut 112 des zylindrischen Steuernockens 102. Dadurch führt der Nockenstößel 108 in Abhängigkeit von der Rotation des zylindri schen Steuernockens 102 eine gelenkige Bewegung aus. Der einzige Nockenstößel 108 ist gemeinsam mit allen Saugstiften 96 a und 96 b verbunden und an sei nem einen Ende mit voneinander getrennten und den entsprechenden Saugstiften entsprechenden Verbin dungselementen 114 versehen. Die Verbindungselemen te 114 sind jeweils so angeordnet, daß sie in Ein griff mit einer Verbindungsplatte 116 gelangen, die an einem oberen Ende eines Betätigungsstabes 118 be festigt ist. Sämtliche Saugstifte 96 A und B werden an einem unteren Ende des Betätigungsstabes 118 ge halten.

Jeder der Betätigungsstäbe 118 ist in einem zylin drischen Loch 120 eines Blockes 122 am Rahmen 104 so befestigt, daß er in Vertikalrichtung verschieb bar ist. Insbesondere ist der Betätigungsstab 118 so ausgebildet, daß sein oberer Abschnitt einen Kol ben für einen selektiven Luftzylinder bildet, und der Saugstift 96, der am unteren Ende des Betäti gungsstabes 118 befestigt ist, weist einen Stiftkör per 126, der mit einem Saugloch 128 ausgebildet ist, welches mit einem Vakuum-Saugkanal 130 kommuni ziert, der sich durch den Block 122 erstreckt, und eine Kontaktspitze 132 auf, die an dem unteren Ab schnitt des Stiftkörpers 126 befestigt und mit min destens einem Saugloch versehen ist. Das zylindri sche Loch 120 ist an seinem oberen und seinem unte ren Abschnitt mit Abschlußelementen 134 A und B ver schlossen. Das zylindrische Loch 120 besitzt einen Hohlraum oberhalb des Kolbens 124, der mit einem Druckluftkanal 138 und einem Auslaßkanal 140 kommu niziert, wobei sich beide Kanäle durch den Block 122 erstrecken. Auch ist im zylindrischen Loch 120 eine Kompressionsfeder 142 angeordnet, die zur Er zeugung einer konstanten nach oben gerichteten Kraft oder zum Drücken des Kolbens 52 nach oben dient. Der Vakuum-Saugkanal 130 wird von einem ersten Ventil 144 betrieben, das für jeden der Saugstifte 96 vorgesehen ist, was zu einer An-Aus- Steuerung des Ansaugens eines Chips durch die Kon taktspitze 132 führt. In gleicher Weise ist ein zweites Ventil 146 entsprechend an jedem der Saugs tifte 96 vorgesehen, um den Auslaßkanal 140 zu be treiben, was eine An-Aus-Steuerung für einen selek tiven Betrieb des Saugstiftes zur Folge hat.

Auf einer Rückseite des Rahmens 104, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist ein Motor 148 befestigt, des sen Antriebskraft über einen Riemen 150 auf eine an der Drehwelle 100 befestigte Antriebsscheibe 152 übertragen wird.

In der wie oben bereits beschrieben aufgebauten Chip-Entnahme-Kopfsektion 42 betätigt der selektive Luftzylinder nicht jeden der Saugstifte 96, wenn die entsprechenden zweiten Ventile 146 geöffent sind, so daß die Kolben 124 und somit auch die Betä tigungsstangen 49 in ihrer angehobenen Stellung von den Kompressionsfedern 142 gehalten werden. Somit werden die Saugstifte 96 in ihrer angehobenen Stel lung unabhängig von der Längsbewegung des Nockenstö ßels 108 gehalten, wodurch ein Ansaugen der Chips von den Saugstiften 96 verhindert wird. Demgegen über wirkt der selektive Luftzylinder auf jeden der jenigen Saugstifte 96, deren entsprechende zweite Ventile 146 geschlossen sind, so daß die Kolben 124 der Betätigungsstangen 118 gegen die Kompressionsfe dern 142 nach unten bewegbar sein können. Dies er laubt den Saugstiften 96 eine vertikale Bewegung, die der Gelenkbewegung des Nockenstößels 108 folgt, was zu einem Ansaugen eines Chips durch den Saugs tift zur Folge hat. Somit sei darauf hingewiesen, daß die Betätigung der Saugstifte 96 vom Nockenme chanismus durchgeführt wird, um dadurch ein Ansau gen der Chips bei erhöhter Geschwindigkeit zu ge währleisten.

Jede der Übergangsstationen 38 kann in einer Art aufgebaut sein, wie sie in den Fig. 7 bis 9 gezeigt ist. Die Übergangsstation 38 enthält einen Stations rahmen 160, der auf der Grundplatte 52 befestigt ist, auf welcher eine sich in Y-Richtung erstrecken de Gleitführungswelle 162 fest angebracht ist. Auf der Y-Richtungs-Gleitführungswelle 162 ist ein Gleitstück 164 in Y-Richtung verschiebbar gehal tert, an dem ein Chipständer 166 für die Aufnahme von Chips fest angebracht ist. Auf dem Chipständer 166 sind Chip-Ansaugpositionen Q entsprechend der Anzahl der darauf ablegbaren Chips gebildet, und die Chip-Ansaugpositionen Q sind jeweils mindestens mit einem Ansaugloch 168 (168 A oder B) ausgebildet. Bei der dargestellten Ausführung ist jede Position mit einem einzigen solchen Ansaugloch versehen. De mentsprechend sind in der dargestellten Ausführung vier Ansauglöcher 168 B auf der linken Seite in Fig. 7 in größeren gleichen Abständen zueinander in X-Richtung zum Halten von Chips größerer Größe durch Ansaugen und zwanzig Ansauglöcher 168 A auf der rechten Seite in kleineren gleichen Abständen zueinander in X-Richtung zum Halten von Chips norma ler Größe angeordnet. Die Ansauglöcher 168 A und B sind gemeinsam mit Saugkanälen 170 A und B verbun den, die im Chipständer 166 ausgebildet sind, und jeder der Saugkanäle 170 A und B ist über ein An- Aus-Regelventil an einer hier nicht dargestellten negativen Druckquelle wie z. B. Vakuumpumpe o. ä. angeschlossen.

Am Stationsrahmen 160 sind ein erster Luftzylinder 172 zum Ausrichten der Chips in Y-Richtung und ein zweiter Luftzylinder 174 zur Abgabe von Chips, bei denen ein Ansaugen nicht erfolgt, in einen Chipauf nahmebehälter 176, der entlang des Chipständers 166 angeordnet ist. Kolbenstangen der Luftzylinder 172 und 174 sind so ausgeführt, daß sie gegen Anschlag bolzen 180 A und B stoßen, die auf einer Befest igungsplatte 178 angebracht sind, die einstückig an einer Unterseite des Chipständers 166 befestigt ist. Der Chipständer 166 wird dauernd in Y₁-Rich tung von Federmitteln mit Kraft beaufschlagt (Fig. 7) .

Ebenfalls enthält die Übergangsstation 38 ein in X-Richtung verschiebbares Gleitstück 182, das am Stationsrahmen 160 bewegbar so gehaltert ist, daß es in X-Richtung verschiebbar ist, wobei auf dem Stationsrahmen 160 eine Positioniersteuerplatte 184 befestigt ist, um die Position der auf den Chipstän der 166 abgelegten Chips zu korrigieren und die Chips zu den Ansauglöchern 168 auszurichten. Zwi schen dem X-Richtungs-Gleitstück 182 und dem Stati onsrahmen 160 ist ein Luftzylinder 186 zum Ausrich ten und Korrigieren der Lage der Chips in X-Rich tung angeordnet. Die Positioniersteuerplatte 184 ist an einer flachen Endfläche mit einer Anzahl von Zähnen 188 versehen, die vom Ende so hervorstehen, daß sie eine Anzahl von in X-Richtung ausrichtenden und korrigierenden ersten Flächen 190 und eine An zahl von in Y-Richtung ausrichtenden und korrigie renden zweiten Flächen 192 ausbilden, von denen je de zwischen den benachbarten, in X-Richtung ausrich tenden Flächen 190 begrenzt wird. Die hervorstehen den Zähne 188 sind entsprechend zu den Ansauglö chern 168 A angeordnet.

Zwischen dem Y-Richtungs-Gleitstück 164 und dem Sta tionsrahmen 160 sind Zugfedern 191 angeordnet, um das Y-Richtungs-Gleitstück 164 in eine Richtung zu ziehen, damit das Ende der Positioniersteuerplatte 184 von den Ansauglöchern 168 des Chipständers 166 getrennt werden kann. Der oben beschriebene Aufbau der Übergangsstation 38 kann natürlich in beiden Stationen 38 A und B mit Ausnahme der Anordnung der Ansauglöcher verwendet werden. Insbesondere können in der Übergangsstation 38 B die vier Ansauglöcher 168 B für Chips großer Größe weggelassen werden, so daß dementsprechend die Übergangsstation 68 B nur zwanzig Ansauglöcher 168 A für Chips normaler Größe enthält.

Im folgenden wird die Funktionsweise der oben be schriebenen Übergangsstation anhand der Fig. 10A und 10B sowie der Fig. 1 bis 9 beschrieben.

Zuerst werden mehrere Chips 40 von der Chip-Zufüh rungssektion 34 zu den Chipansaugpositionen Q auf dem Chipständer 166 transportiert und anschließend von der Chip-Entnahme-Kopfsektion 42 darauf pla ziert, währenddessen die Ansauglöcher 168 A und B ei nem Vakuumsog unterworfen werden, was die Halterung der Chips 40 am Chipständer 166 durch die Saugwir kung zur Folge hat. Anschließend wird der erste in Y-Richtung korrigierende Luftzylinder 172 betätigt, um einen Abstand zwischen jedem Ansaugloch und je der in Y-Richtung ausrichtenden zweiten Fläche 192 der Positioniersteuerplatte 184 auf einem bestimm ten Wert festzusetzen, wie aus Fig. 10A ersichtlich wird, und anschließend wird der in X-Richtung wir kende Luftzylinder 186 betätigt, um einen Abstand zwischen jedem Ansaugloch 168 A und jeder in X-Rich tung ausrichtenden ersten Fläche 190 der Positio niersteuerplatte 184 auf einen bestimmten Wert fest zusetzen, wie aus Fig. 10B ersichtlich wird. Somit wird jeder Chip in seiner Position korrigiert, was zu einer zentralen Anordnung jedes Chips 40 führt, der am Chipständer 166 durch die evakuierenden An sauglöcher 168 A gehalten und zur Mitte des entspre chenden Ansaugloches ausgerichtet ist.

Wenn die Chips 40 auf diese Weise zu den Ansauglö chern 168 B ausgerichtet sind, werden die in Y- und X-Richtung wirkenden Luftzylinder 172 und 186 in ihre Ausgangspositionen zurückbewegt, um die Posi tioniersteuerplatte 184 in einer von den Chips 40 entfernten Stellung zu halten. Anschließend werden die Chips 40 von der Chip-Absetz-Kopfsektion 50 auf genommen und auf das Substrat übergeben, wie weiter unten beschrieben wird. Bleibt ein Chip oder blei ben mehrere Chips auf dem Chipständer 166 aufgrund eines Fehlers im Ansaugen des Chips durch die Chips-Absetz-Kopfsektion während des Chipansaugbe triebes übrig, so wird der Transport der nächsten Chips von der Zuführungssektion des Chipständers durch die Chip-Entnahme-Kopfsektion verhindert. Um solch ein Problem in der dargestellten Ausführung zu vermeiden, wird der Luftzylinder für die Entnah me der Chips vor dem Transport der nächsten Chips zum Chipständer 166 betätigt, um dadurch das Y-Rich tungs-Gleitstück 164 in Richtung des in Fig. 9 ge zeigten Pfeils 194 zu bewegen, was dazu führt, daß der übrig gebliebene Chip von der Positioniersteuer platte 184 in den Chip-Aufnahmebehälter 176 ausgege ben wird.

Wie oben beschrieben, ist in der dargestellten Aus führung jede Chip-Ansaugposition Q auf dem Ständer 166 mit einem Ansaugloch versehen. Dennoch kann sie auch mit zwei oder mehreren solcher Ansauglöcher versehen sein.

Falls eine Korrektur und/oder Ausrichtung der Posi tion der Chips nicht in der Übergabestation statt findet, wie in Fig. 11 gezeigt ist, tritt eine Ab weichung zwischen dem Mittelpunkt jedes Saugstiftes der Chipmontage-Kopfsektion 50 und der Mitte eines Chips 40 und somit eine unkorrekte Lage des Chips, wie in Phantomlinien angedeutet, aufgrund der Wir kung eines Klebstoffes 198 zwischen dem Chip 40 und einem Substrat 48 auf, und zwar auch dann, wenn die Lage des am Saugstift gehaltenen Chips gegenüber dem Substrat durch Bildverarbeitung korrigiert wird. Die dargestellte Ausführung erlaubt die Aus richtung der Mitte des Chips zum Mittelpunkt des Saugstiftes der Absetz-Kopfsektion, um dadurch wirk sam den oben genannten Nachteil zu beseitigen.

Fig. 12 zeigt eine Modifizierung der oben beschrie benen Übergangsstation, bei welcher jede Chip-An saugposition Q mit mehreren kleineren Ansauglöchern 168′ versehen ist. Bei einem solchen Aufbau wird so mit jede Chip-Ansaugposition Q von einer Gruppe kleiner Ansauglöcher 168′ gebildet, was die Halte rung verschiedener Arten von Chips mit unterschied licher Größe oder unterschiedlichem Aufbau mittels der Saugwirkung positiv ermöglicht.

Wie aus dem vorher Beschriebenen folgt, ist in der Übergangsstation die einzige Positioniersteuerplat te in einer Weise angeordnet, daß sie gemeinsam auf eine Anzahl von Chips wirkt, was zu einer gleichzei tigen und schnellen Positionskorrektur und -ausrich tung der Chips in einfacher Weise führt. Ebenfalls kann die Übergangsstation in ihrem Aufbau besonders klein sein, da es nicht erforderlich ist, einen Chip-Positioniermechanismus für jeden Chip vorzuse hen, und es ist möglich, den Abstand zwischen allen benachbarten Chip-Ansaugpositionen zu minimieren.

Fig. 13 zeigt die Chip-Absetz-Kopfsektion 50 (50 A oder B), die zur Aufnahme der Chips aus der Über gangsstation 38 mittels Saugwirkung und zur Abgabe der Chips auf dem Substrat durch deren Transport zum Substrat dient. Die Chip-Absetz-Kopfsektionen 50 A und B können im wesentlichen in derselben Weise mit Ausnahme der Anordnung der Saugstifte aufgebaut sein.

Die Chip-Absetz-Kopfsektion 50 ist an der Untersei te eines X-Y-Tisches 200 gehaltert. Wie insbesonde re aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist ein Y-Richtungs- Gleitstück 202 an einer sich in Y-Richtung er streckenden Gleitführungsschiene gehaltert, die auf einem Rahmen der Sektion 50 angeordnet ist, um in Y-Richtung verschiebbar zu sein, und eine mit dem Y-Richtungs-Gleitstück 202 einstückig verbundene Mutter befindet sich in Eingriff mit einer Y-Rich tungs-Kugelspindelwelle 204, die am Rahmen 204 ge haltert ist, so daß die Rotation der Kugelspindel welle 204 eine Bewegung des Y-Richtungs-Gleits tückes 202 in Y-Richtung verursacht. An der Unter seite des Y-Richtungs-Gleitstückes 202 ist eine X-Richtungs-Gleitführungsschiene 206 befestigt, an der ein X-Richtungs-Gleitstück 208 gehaltert ist, um in X-Richtung verschiebbar zu sein, und eine ein stückig mit dem X-Richtungs-Gleitstück 208 verbunde ne Mutter befindet sich in Eingriff mit einer X-Richtungs-Kugelspindelwelle 210, die am Y-Rich tungs-Gleitstück 202 gehaltert ist, so daß die Rota tion der Kugelspindelwelle 210 eine Bewegung des X-Richtungs-Gleitstückes 208 in X-Richtung verur sacht. Die Absetz-Kopfsektion 50 ist an der Unter seite des X-Richtungs-Gleitstückes 208 befestigt.

Bei der dargestellten Ausführung enthält die Chip- Absetz-Kopfsektion 50 A, wie in Fig. 14 dargestellt, Saugstifte 212, die in einer Weise entsprechend der Anordnung der Saugstifte 96 der Chip-Entnahme-Kopf sektion 42 und somit der Anordnung der Ansauglöcher 168 A der Übergangsstation 38 A angeordnet sind. De mentsprechend enthält die Sektion 50 A zwanzig Saug stifte 212 A für die Chips normaler Größe und vier Saugstifte 212 B für Chips größerer Größe.

Fig. 15 zeigt die andere Chip-Absetz-Kopfsektion 50 B für die Behandlung von Chips auf der Übergangs station 38 B. Die Kopfsektion 50 B ist an der Unter seite eines X-Y-Tisches 214 befestigt und weist ei ne Anordnung von Saugstiften entsprechend der Anord nung der Ansauglöcher der Übergangsstation 38 B auf, wobei sie nur zwanzig Saugstifte 212 A für Chips nor maler Größe enthält. In Fig. 15 bezeichnet das Be zugszeichen 216 Beleuchtungsmittel in Verbindung mit der Kamera 44.

Die Chip-Absetz-Kopfsektion 50 (50 A oder B), wie sie in Fig. 13 dargestellt ist, besitzt Saug stift-Betätigungsmechanismen 218, die entsprechend den Saugstiften 212 für deren vertikale Bewegung und Rotation angeordnet sind. Insbesondere enthält jeder Mechanismus 218 einen Rahmen 220 und einen am Rahmen 220 befestigten Block 222. Der Block 222 ist mit einem zylindrischen Loch 224 versehen, in dem ein Betätigungselement 226 zusammen mit dem an sei nem unteren Ende befestigten Saugstift 212 so einge setzt ist, daß es in vertikaler Richtung oder Z-Richtung verschiebbar und außerdem um seine Achse rotierbar ist. Das Betätigungselement dient an sei nem oberen Abschnitt als Betätigungsstange 228. Ebenso ist am Rahmen 220 eine Drehwelle 230 gehal tert, welche sich in Y-Richtung erstreckt und an welcher ein zylindrischer Steuernocken 232 mit ei ner Nut befestigt ist. Im Rahmen 220 ist eine sich in X-Richtung erstreckende Welle 234 gehaltert, an der ein einziger Nockenstößel 236 befestigt ist. An einem Ende des Nockenstößels 236 ist eine Rolle 238 gelenkig befestigt, die sich anschließend in Ein griff mit einer Steuernut 240 auf dem Steuernocken 232 befindet. Dies führt zu einer Rotation des Steu ernockens 232, wodurch der Nockenstößel 236 eine Ge lenkbewegung ausführt. Der einzige Nockenstößel 236 ist gemeinsam mit allen Saugstiften 212 verbunden und an seinem anderen Ende mit Verbindungselementen 242 versehen, welche getrennt voneinander und den zugehörigen Saugstiften entsprechend angeordnet sind. Die Verbindungselemente 242 sind jeweils so angeordnet, daß sie sich in Eingriff mit einer Ver bindungsplatte 244 befinden, die an einem oberen En de der Betätigungsstange 228 befestigt ist.

Jeder der Saugstifte 212 ist mit einem Ansaugloch versehen, das durch Vakuum-Saugkanäle des Betäti gungselementes und des Blockes 222 und durch ein Ventil 246 mit einer negativen Druckquelle wie z.B. einer Vakuumpumpe o.ä. verbunden ist. Über jeder Be tätigungsstange 228 ist ein selektiver Luftzylinder 248 angeordnet, der am Rahmen 220 befestigt ist. Die Zufuhr der Druckluft zu jedem selektiven Luftzy linder 248 wird von einem An-Aus-Ventil 250 gesteu ert. Das Betätigungselement 226 mit dem an seinem unteren Ende befestigten Saugstift 212 wird von ei ner die Betätigungsstange 228 umschließenden Kom pressionsfeder 260 konstant nach oben gedrückt.

Auf dem Betätigungselement 226 ist ein erstes Zahn rad 262 fest angebracht, das sich in Eingriff mit einem am Rahmen 220 drehbar gehalterten zweiten Zahnrad 264 befindet. Das zweite Zahnrad 264 kämmt mit einem dritten Zahnrad 266, das mit einer Ab triebswelle 268 einer Kupplung 270 einstückig ver bunden ist. Die Abtriebswelle 268 ist an ihrem unte ren Ende mit einer im wesentlichen konischen Ausspa rung 272 für eine Reibverbindung versehen und am Rahmen 220 rotierbar und etwas in axialer Richtung beweglich gehaltert. Die Kupplung 270 besitzt fer ner eine Hauptwelle 274, die an ihrem unteren Ende mit einem konischen Fortsatz versehen ist, der der konischen Aussparung 272 entspricht. Wenn somit ein Luftzylinder 278 für die Kupplungsverbindung zur Herabbewegung der Abtriebswelle 268 betätigt wird, wird die Abtriebswelle 268 über die konische Ausspa rung 272 und den konischen Fortsatz 276 mit der Hauptwelle 274 wirksam verbunden, um eine Drehkraft der Abtriebswelle 268 auf die Hauptwelle 274 zu übertragen. Wird der Luftzylinder 278 nicht betä tigt, so wird aufgrund einer Kompressionsfeder 280, die die Abtriebswelle 268 nach oben drückt, die ko nische Aussparung 272 von dem konischen Fortsatz 276 getrennt, um eine Trennung zwischen den Wellen 268 und 274 zu erzielen, und das dritte Zahnrad 266 wird durch eine Brems- bzw. Anschlagplatte 288 ge gen eine stationäre Platte 290 des Rahmens 220 ge drückt, um ein Hochsteigen der Abtriebswelle 268 zu verhindern.

Die Hauptwelle 274 der Kupplung 270 ist am Rahmen 220 rotierbar gehaltert und an ihrem einen Ende mit einer daran fest angebrachten Scheibe 292 für die Drehung des Saugstiftes 212 versehen. Entsprechend ist am Rahmen 220 ein Anbauteil 294 befestigt, an dem eine Führungsscheibe 296 gelenkig gehaltert ist.

Fig. 16 zeigt eine Anordnung zur Übertragung der An triebskraft von einem einzigen Antrieb auf sämtli che Saugstifte 212, die die Saugstifte drehende Scheibe 292, die entsprechend an jedem der Saugstif te 212 angeordnet ist, die Führungsscheibe 296 ent sprechend jedem Saugstift, jeweils eine erste, zwei te und dritte Führungsscheibe 298, 300 und 302, an geordnet an beiden Seiten des Rahmens 220, einen ge meinsamen Motor 304 mit einem Reduziergetriebe und eine Antriebsscheibe 306, die auf einer Antriebswel le des Motors 304 sitzt, sowie eine Anordnung zum Strecken eines Flachriemens 308 zwischen den Schei ben enthält. Wie aus Fig. 16 ersichtlich ist, wer den die Scheiben für die Rotation der Saugstifte 212 um denselben Winkel in dieselbe Richtung ge dreht. Mit dem Bezugszeichen 310 ist ein Ventil für die Durchführung einer An-Aus-Regelung der Zufüh rung von Druckluft zum Luftzylinder 278 bezeichnet.

In der nach der obigen Beschreibung aufgebauten Chip-Absetz-Kopfsektion 50 betätigt Druckluft in Verbindung mit allen Saugstiften 212, von denen die entsprechenden Ventile 250 angeschaltet sind, den selektiven Luftzylinder 248, um das Betätigungsele ment 226 und somit den Saugstift 212 nach unten ge gen die Kompressionsfeder 260 bewegbar zu machen, so daß der Saugstift 212, der gelenkigen Bewegung des Nockenstößels 236 folgend, vertikal bewegbar sein kann, womit er für seinen Saugbetrieb fertig ist. Das Ansaugen eines Chips von jedem der Saug stifte 212 beginnt zu einer Zeit, wenn der X-Y-Tisch 214 jeden der Saugstifte 212 der Absetz-Kopfsektion 50 in eine Position oberhalb der entsprechenden Chip-Ansaugposition auf der Übergangsstation 38 be wegt. Anschließend halten die Saugstifte 212 die Chips, die auf die Übergangsstation 38 mittels Saug wirkung gelegt sind. Wird die Drehung eines Chips durch den Saugstift erforderlich, wird das entspre chende Ventil 310 betrieben, um den Luftzylinder 278 zu betätigen, wodurch die Kupplungsverbindung erfolgt. Der am Saugstift 212 gehaltene Chip wird durch die Zahnräder in eine Stellung eines bestimm ten Drehwinkels entsprechend der Zeit verdreht, wäh rend der die Kupplungsverbindung fortdauert. In die sem Falle wird die Verdrehung eines Chips vom Saugs tift 212 mittels eines Hauptrotationsvorganges durchgeführt, um einen Chip 40 über einen großen Winkel ν wie z. B. 45°, 90°, 180°, 270° o. ä. zu verdrehen, wie in Fig. 17A gezeigt ist. Alternativ hierzu kann ein Korrekturvorgang zur Verdrehung ei nes Chips 40 um einen Mikro-Winkel oder einen klei nen Winkel Δ R durchgeführt werden, um die Lage des Chips gemäß Fig. 17B zu korrigieren.

Der selektive Luftzylinder wirkt nicht auf den Saug stift 212, dessen entsprechendes Ventil 250 ausge schaltet ist, so daß der Saugstift in seiner angeho benen Stellung ohne Durchführung eines Saugbetrie bes gehalten wird.

Die Chip-Absetz-Kopfsektion 50, deren Saugstifte die Chips daran durch Ansaugen halten und so ge dreht werden, um die Chips um einen bestimmten Dreh winkel wie erforderlich zu drehen, wird anschlie ßend in eine Position über einem in einer bestimm ten Lage gehaltenen Substrat bewegt. Dann werden die Saugstifte wahlweise in Folge betätigt, um die Chips an den vorher festgelegten Positionen auf das Substrat abzusetzen, auf das Klebstoff aufgetragen ist, wodurch die Chips auf dem Substrat befestigt werden.

Wie oben beschrieben, wird die Betätigung der Saug stifte 212 der Chip-Absetz-Kopfsektion 50 mit Hilfe des Nockenmechanismus durchgeführt, wodurch die Ge schwindigkeit der Betätigung im Vergleich zur direk ten Betätigung der Saugstifte durch Luftzylinder er höht wird.

Im Falle einer Bildverarbeitung, wie sie in den Fig. 13 und 18 dargestellt ist, wird ein Markie rungsstift 312 in der Nähe jedes Saugstiftes 212 vorgesehen, so daß eine Position jedes Markierungs stifts 312 in X-Richtung zu der des Saugstiftes in X-Richtung ausgerichtet ist.

Ebenfalls ist in der Absetz-Kopfsektion 50 die Kupp lung 270 für jeden Saugstift 212 vorgesehen. Auch werden Zeiten, während der die Verbindungen zwi schen der Abtriebswelle 268 und der Hauptwelle 274 paarweise durchgeführt werden, auf geeignete Längen unabhängig voneinander gesetzt, während die einzige Rotationsantriebsquelle mehrere Hauptwellen 274 dreht. Ein derartiger Aufbau erlaubt den entspre chenden Saugstiften auf bestimmte Drehwinkel unab hängig voneinander gesetzt zu werden und erlaubt der Absetz-Kopfsektion einen besonders kleinen und kompakten Aufbau zu besitzen.

Wie oben beschrieben, wird in der Absetz-Kopfsekti on die einzige Antriebsquelle gemeinsam für die Be tätigung sämtlicher Saugstifte benutzt, und die Zeit, während der eine Kupplungsverbindung erfolgt, wird unabhängig für jeden Saugstift festgelegt, so daß das Setzen des Drehwinkels schnell in bezug auf eine Mehrzahl von Saugstiften durchgeführt werden kann. Ebenfalls kann der Aufbau unabhängig von ei ner erhöhten Anzahl von Saugstiften vereinfacht wer den, was zu einer kompakten Kopfsektion führt.

Fig. 18 ist eine Unteransicht auf den am Saugstift 212 gehaltenen Chip, aufgenommen durch die Kamera 44. Das Blickfeld der Kamera 44 ist in Fig. 18 als Kreis 314 gekennzeichnet. Der Verschluß jeder Kame ra 44 arbeitet so, daß der Saugstift 212 und der Markierungsstift 312 paarweise im Blickfeld der Ka mera sind, wenn die Absetz-Kopfsektion 50 bei glei cher Geschwindigkeit über die Kamera 44 hinwegbe wegt wird. Ein Anhalten der Absetz-Kopfsektion 50 über der Kamera 44 ist nicht erforderlich, dement sprechend wird die erforderliche Zeit für die Bewe gung der Kopfsektion 50 von der Ubergangsstation 38 zum Substrat 48 reduziert.

Im folgenden soll der Förderbandmechanismus 46 an hand der Fig. 1, 3 und 19 beschrieben werden.

Der Förderbandmechanismus 46 enthält ein Paar von Führungsschienen 316 für eine verschiebbare Führung des Substrats in X-Richtung sowie einen Riemen 318 zum Führen des Substrates zu vorher festgesetzten Haltepositionen oder Chipabsetzpositionen in Folge. In der Ausführung sind zwei solcher Haltepositionen gesetzt. Die Substrate werden in X₁-Richtung gemäß Fig. 2 geführt. Ebenfalls enthält der Förderbandme chanismus 46 ein Paar vertikal bewegbarer Platten 320, von denen jede mit einem Haltestift 322 darauf versehen ist, welche sich hiervon nach oben erhe ben. Die Haltestifte 322 sind jeweils so ausge führt, daß sie in ein Halteloch 324 des Substrates 48 eingesetzt sind, wenn das Substrat zu einer der beiden Chipabsetzpositionen transportiert wird, um somit das Substrat auf dieser Position zu halten.

Im folgenden wird der Chipmontagevorgang des Chip montagegerätes in der oben beschriebenen und darge stellten Ausführung anhand der beiliegenden Fig. be schrieben.

Die Saugstifte 96 A und B der Chip-Entnahme-Kopfsek tion 42 werden auf die Chipzuführungsposition P der gewünschten Zuführungseinheit 36 der Zuführungssek tion 34 heruntergefahren, um die gewünschten Chips von normaler und großer Größe durch Ansaugen zu ent nehmen und anzuheben. Ein solcher Betrieb der Saugs tifte 96 A und B wird nacheinander oder gleichzei tig durchgeführt. Wenn sämtliche Saugstifte 96 auf diese Weise die gewünschten Chips 40 mittels Ansau gen festhalten, wird die Entnahme-Kopfsektion zum Chipständer 166 der Übergangsstation 38 oder der Übergangsstation 38 A (Fig. 7) bewegt, und gleichzei tig werden die Saugstifte 96 herabgesenkt, um die Chips 40 im Chipständer 166 abzulegen. Anschließend kehrt die Entnahme-Kopfsektion 42 zu ihrer Stellung über der Zuführungssektion 34 zurück. Darauf entneh men die Saugstifte die Chips 40 von normaler Größe aus der gewünschten Zuführungseinheit und tragen sie zu der Übertragungsstation 38 B.

In jeder der Übertragungsstationen 38 A und B führt die Positioniersteuerplatte 184 eine Positionskor rektur der Chips gegenüber den Ansauglöchern 168 der Chipansaugpositionen Q gemäß den in den Fig. 10A und B dargestellten Verfahren durch.

Anschließend werden die Saugstifte 212 A und B der Chip-Absetz-Kopfsektion 50 A herabgesenkt, um die in ihrer Position korrigierten Chips 40 aus der Über gangsstation 38 A herauszunehmen und anschließend nach oben zu heben. Die Saugstifte 212 A und B wer den über die neben der Übergangsstation 38 A angeord neten Kamera 44 bei konstanter Geschwindigkeit in X-Richtung geführt, und sie erreichen anschließend die Position oberhalb der gedruckten Leiterplatte 48 A, die vorher auf der Chip-Absetz-Position an geordnet wurde.

Die Kamera 44 erzeugt ein feststehendes Bild inner halb des in der Fig. 18 gezeigten Kreises 314, wo bei eine Abweichung S in X-Richtung zwischen dem Markierungsstift 312 und einem Mittelpunkt 0 eines Blickfeldes der Kamera 44 berechnet wird und die La ge des Saugstiftes 212 entsprechend dem Markierungs stift 312 gemessen wird. Somit wird die Lage des Chips 40 gegenüber dem Saugstift 212 durch Bildver arbeitung beurteilt. Fig. 20A zeigt die korrekte La ge des Chips 40.

Fig. 20B ein Beispiel einer fehlerhaften Lage des Chips 40 gegenüber dem Saugstift 212, wobei Δ X die Abweichung in X-Richtung bezeichnet und Δ Y die Abweichung in Y-Richtung ist und Δ R die Abwei chung in der Drehrichtung ist. Δ X und Δ Y wer den vom X-Y-Tisch 214 und Δ R mittels Drehung des Saugstiftes 212 korrigiert. Wird eine Veränderung in der Richtung des Chips 40 wie z. B. in der Dre hung des Chips 40 um einen Winkel von 90° erforder lich, wird dies in ähnlicher Weise durch Drehung des Saugstiftes durchgeführt.

Somit werden die Saugstifte 212 A und 212 B der Ab setz-Kopfsektion 50 A zu den Chip-Absetz-Positionen auf der gedruckten Leiterplatte 48 A herabgesenkt, auf die ein Klebstoff 198 aufgetragen ist, während die Position des X-Y-Tisches 214 und des Saugstif tes variiert wird, wie es abhängig von den Ergebnis sen der Verarbeitung des von der Kamera 44 aufgenom menen feststehenden Bildes erforderlich wird, was zu einer Befestigung des Chips auf dem Substrat führt.

In ähnlicher Weise werden die Saugstifte 212 A der Chip-Absetz-Kopfsektion 50 B heruntergefahren, um die in ihrer Lage korrigierten Chips 40 von der Ubergangsstation 38 B aufzunehmen und anschließend nach oben zu bewegen. Die Saugstifte 212 A fahren über die neben der Übergangsstation 38 B angeordnete Kamera 44 bei konstanter Geschwindigkeit in X-Rich tung und erreichen anschließend die Position über der gedruckten Leiterplatte 48 B, die bereits vorher in Chipmontageposition angeordnet wurde. Anschlie ßend werden die Abweichungen Δ X, Δ Y und Δ R von jedem Chip gegenüber dem entsprechenden Saugstift 212 A gemessen, und zwar auf der Grundlage eines von der Kamera 44 aufgenommenen feststehendes Bildes. Falls erforderlich, wird die Korrektur von Δ X und Δ Y mit Hilfe des X-Y-Tisches 214 durchgeführt, und Δ R wird durch Verdrehung des Saugstiftes korri giert. Ebenso wird eine Veränderung in einer Rich tung des Chips 40, falls erforderlich, durch Verdre hung des Saugstiftes durchgeführt. Abschließend wer den die Saugstifte 212 A der Absetz-Kopfsektion 50 B in ähnlicher Weise zu den Chipabsetzpositionen auf der gedruckten Leiterplatte 48 B herabgesenkt, so daß die Befestigung der Chips auf dem Substrat durchgeführt wird.

Wie aus der vorangegangenen Beschreibung zu entneh men ist, ist das Chipmontagegerät der Erfindung so aufgebaut, daß die Übergangsstationen zwischen der Chipzuführungssektion und dem Substratträgermecha nismus angeordnet sind, um die Chips entsprechend einem hin- und herbeweglichen Relais-System behan deln zu können. Ein derartiger Aufbau erlaubt, daß die folgenden Chips von der Entnahme-Kopfsektion aus der Zuführungssektion entnommen werden können, bevor die zuvor herausgenommenen Chips von der Ab setz-Kopfsektion auf dem Substrat abgesetzt werden, um dadurch erheblich Zeit zu sparen, die zwischen der Herausnahme der Chips aus der Chipzuführungssek tion und der Ablage der Chips auf dem Substrat er forderlich ist, was zu einer Montage der Chips bei höherer Geschwindigkeit im Vergleich zum Stand der Technik führt, bei welchem der Montagekopf direkt zwischen der Chipzuführungssektion und dem Substrat hin- und herbewegt wird.

Ebenfalls enthält in der Erfindung die Chip-Entnah me-Kopfsektion und die Chip-Absetz-Kopfsektion je weils mehrere Saugstifte, so daß verschiedene Arten von Chips wirksam verarbeitet werden können.

Im erfindungsgemäßen Gerät überdeckt ein einziger Chip-Entnahme-Kopf, der schnell seine Arbeit in kur zer Zeitperiode durchführen kann, zwei oder mehrere Übergangsstationen; und die Chip-Absetz-Kopfsekti onen, die das Absetzen der Chips auf dem Substrat durchführen, was viel Zeit erfordert, da die gesam te Distanz, über welche jede Kopfsektion auf dem Substrat geführt werden muß, stark ansteigt, sind entsprechend der Zahl der Übergangsstationen so an geordnet, daß das Absetzen der Chips durch die Ab setz-Kopfsektionen unabhängig gegenüber sämtlichen Substraten durchgeführt werden kann, die in ihrer Anzahl entsprechend den Übergangsstationen angeord net sind, was zu einer wesentlich effektiveren Chip montage führt. Somit sei darauf hingewiesen, daß die Anordnung der Chip-Entnahme-Kopfsektion und der Chip-Absetz-Kopfsektionen gemäß der Erfindung zu ei ner ausgeglichenen Zeitbalance zwischen der Entnah me der Chips aus der Zuführungssektion und dem Ab setzen der Chips auf dem Substrat während der Chip montage beiträgt.

Ferner wird erfindungsgemäß die Lage des Chips gege nüber dem Saugstift, während er den Chip hält, durch Bildverarbeitung über eine Kamera korrigiert, was zu einer wesentlich genaueren Montage führt.

Ferner ist die erfindungsgemäße Chipzuführungssekti on stationär angeordnet, so daß der Flächenbereich, der für den Aufbau des Gerätes erforderlich ist, er heblich reduziert und die Anzahl der in demselben Flächenbereich angeordneten Zuführungseinheiten im Vergleich zu einer herkömmlichen Zuführungssektion erhöht werden kann.

Während die Erfindung nur in einem speziellen Aus führungsbeispiel anhand der beigelegten Zeichnungen beschrieben wurde, sind ebenfalls unter Berücksich tigung der erfindungsgemäßen Lehre Modifikationen und Variationen möglich. Deshalb ist es selbstver ständlich, daß innerhalb des Schutzumfanges der An sprüche die Erfindung auch in einer anderen als der zuvor beschriebenen Ausführung ausgebildet werden kann.

Claims

1. Gerät zur Montage elektronischer Komponenten, gekennzeichnet durch
eine stationäre Zuführungssektion (34) zur Zuführung von elektronischen Komponenten (40) mit mehreren Zufüh rungseinheiten (36);
mehrere Übergangsstationen (38 A, B);
eine einzige Kopfsektion (42) zur Entnahme der elektro nischen Komponenten mit mehreren Saugstiften (96) zum Herausnehmen der elektronischen Komponenten (40) mit tels Ansaugen aus der stationären Zuführungssektion (34) und Anordnen der elektronischen Komponenten (40) in den Übergangsstationen (38 A, B); und
mehrere Kopfsektionen (50 A, B) zum Absetzen der elek tronischen Komponenten (40), die in ihrer Anzahl ent sprechend den Übergangsstationen (38 A, B) angeordnet sind und jeweils mehrere Saugstifte (212) enthalten; wobei die Absetz-Kopfsektionen (50 A, B) die elektroni schen Komponenten (40) mittels Ansaugen aus den Über gangsstationen (48 A, B) entnehmen, um sie auf Substra ten (48) abzulegen, die in ihrer Anzahl entsprechend den Übergangsstationen (38 A, B) positioniert sind.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kamera (44) zur Erzeugung ei nes Bildes (314) der elektronischen Komponente (40), die angesaugt an den jeweiligen Saugstift (212) der Ab setz-Kopfsektionen (50 A, B) gehalten ist, wobei die Ab setz-Kopfsektionen (50 A, B) die Komponente (40) ansau gend aus den Übergangsstationen (38 A, B) aufnehmen, sie über die Kameras (44) fahren und anschließend auf den Substraten (48) absetzen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstationen (38 A, B) mit Ansaugpositionen versehen sind, die in ih rer Anzahl den Saugstiften (212) der Absetz-Kopfsekti onen (50 A, B) entsprechen.

4. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Kamera (44) aufgenommene Bild der elektronischen Komponente (40) zur Erfassung der Abweichung zwischen der elektroni schen Komponente (40) und dem Saugstift (212) benutzt wird, was zu einer Korrektur der Position des Saugstif tes (212) führt, wenn die elektronische Komponente (40) auf dem Substrat (48) abgesetzt wird.

5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Saugstifte (96, 212) sowohl der Entnahme-Kopfsektion (42) als auch der Absetz-Kopfsektionen (50 A, B) in einem größeren Ab stand zueinander angeordnet sind.

6. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsstationen (38 A, B) jeweils folgende Elemente aufweisen:
einen Ständer (166) für die elektronischen Komponenten (40), der mit mehreren Ansaugpositionen für die elek tronischen Komponenten (40) versehen ist, die in X-Richtung angeordnet sind, wobei die Ansaugpositionen jeweils mindestens mit einem Ansaugloch (168) ausgebil det sind; und
eine Positioniersteuerplatte (184), die mit mehreren in X-Richtung wirkenden Positionierflächen (190) und mehreren in Y-Richtung wirkenden Positionierflächen (192), die senkrecht zur in X-Richtung wirkenden Flä che (190) liegen, ausgebildet ist, um eine Korrektur der auf dem Ständer (166) abgelegten elektronischen Komponente (40) durchzuführen;
wobei der Ständer (166) und die Positioniersteuerplat te (184) relativ zueinander in X- und Y-Richtungen be wegbar sind.

7. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Absetz-Kopfsektionen (50 A, B) folgende Elemente aufweisen: einen Rahmen (220);
mehrere Betätigungselemente (226), die am Rahmen (220) so gehaltert sind, daß sie vertikal bewegbar und ro tierbar sind, und an deren unterem Ende ein Saugstift (212) befestigt ist;
mehrere Kupplungen (270), die entsprechend den Betäti gungselemten (226) angeordnet sind und jeweils eine Ab triebswelle (268) und eine Hauptwelle (274) enthalten, die am Rahmen (220) gehaltert sind, um wahlweise mit einander in Eingriff zu gelangen;
wobei die Abtriebswellen (268) und die hierzu entspre chenden Hauptwellen (274) durch einen Übertragungsme chanismus miteinander verbunden sind; sowie
eine gemeinsame Antriebswelle, die mit den Hauptwellen (274) über einen Wickelverbindungsmechanismus verbun den sind, so daß die Hauptwellen (274) um denselben Winkel in dieselbe Richtung gedreht werden können, was einen Drehwinkel bei jedem Betätigungselement (226) während einer Zeit zur Folge hat, während der die Ver bindung der Kupplung (270) erfolgt.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (226) von einem Nockenmechanismus (232, 236) betätigt wird.

9. Übergangsstation für ein Gerät zur Montage von elektronischen Komponenten, gekennzeichnet durch
einen Ständer (166) für die elektronischen Komponenten (40), der mit mehreren Ansaugpositionen für die elek tronischen Komponenten (40) versehen ist, die in X-Richtung angeordnet sind, wobei die Ansaugpositionen jeweils mindestens mit einem Ansaugloch (168) ausgebil det sind, und
eine Positioniersteuerplatte (184), die mit mehreren in X-Richtung wirkenden Positionierflächen (190) und mehreren in Y-Richtung wirkenden Positionierflächen (192), die senkrecht zur in X-Richtung wirkenden Flä che (190) liegen, ausgebildet ist, um eine Korrektur der auf dem Ständer (166) abgelegten elektronischen Komponente (40) durchzuführen;
wobei der Ständer (166) und die Positioniersteuerplat te (184) relativ zueinander in X- und Y-Richtungen be wegbar sind.

10. Montagekopf für ein Gerät zur Montage von elektro nischen Komponenten (40), gekennzeichnet durch
einen Rahmen (220);
mehrere Betätigungselemente (226), die am Rahmen (220) so gehaltert sind, daß sie vertikal bewegbar und ro tierbar sind, und an deren unterem Ende ein Saugstift (212) befestigt ist;
mehrere Kupplungen (270), die entsprechend den Betäti gungselemten (226) angeordnet sind und jeweils eine Ab triebswelle (268) und eine Hauptwelle (274) enthalten, die am Rahmen (220) gehaltert sind, um wahlweise mit einander in Eingriff zu gelangen;
wobei die Abtriebswellen (268) und die hierzu entspre chenden Hauptwellen (274) durch einen Übertragungsme chanismus miteinander verbunden sind; sowie
eine gemeinsame Antriebswelle, die mit den Hauptwellen (274) über einen Wickelverbindungsmechanismus verbun den sind, so daß die Hauptwellen (274) um denselben Winkel in dieselbe Richtung gedreht werden können, was einen Drehwinkel bei jedem Betätigungselement (226) während einer Zeit zur Folge hat, während der die Ver bindung der Kupplung (270) erfolgt.

11. Montagekopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (226) von einem Nockenmechanismus (232, 236) betätigt wird.