DE69015522T2

DE69015522T2 - Vorrichtung für elektronische Bauteile und Verfahren für die Bestückung der elektronischen Bauteile.

Info

Publication number: DE69015522T2
Application number: DE69015522T
Authority: DE
Inventors: Kenshu Oyama
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1989-09-06
Filing date: 1990-09-04
Publication date: 1995-07-20
Anticipated expiration: 2010-09-05
Also published as: JPH0810795B2; JPH0393299A; EP0416878A1; DE69015522D1; EP0416878B1; US5115559A

Description

Hintergrund der Erfindung

Sachgebiet der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung für und ein Verfahren zum Bestücken eines elektronischen Bauteils und insbesondere Einrichtungen zur genauen Bestückung eines elektronischen Bauteils, von dem gefordert wird, daß es mit einer hohen Bestückungsgenauigkeit bestückt wird, wie beispielsweise ein quadratisches, flaches Packagebauteil (QFP - Quad Flat Package), das Anschlüsse in vier Richtungen besitzt.

Beschreibung des Stands der Technik

Es ist eine Vorrichtung zum Bestücken von einem elektronischen Bauteil bekannt, das einen Trägerdrehtisch besitzt, an dem eine Anzahl von Ansaugdüsen für elektronische Bauteile entlang einer Umfangsrichtung ausgerichtet sind (siehe z.B. Figur 4 der Japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift Nr. 60-171000). Die Vorrichtung für die Bestückung von elektronischen Bauteilen dieses Typs nimmt elektronische Bauteile auf, die an eine Zuführeinheit für elektronische Bauteile durch indizierte Drehung eines Trägerdrehtisches gebracht werden, und führt die elektronischen Bauteile auf eine gedruckte Leiterplatte zu, die auf einem X-Achsen-Tisch und einem Y-Achsen-Tisch positioniert ist. Die Befestigungsvorrichtung für elektronische Bauteile wird in großem Umfang als Hochgeschwindigkeitsbestückungsvorrichtung eingesetzt, da sie drei oder mehr elektronische Bauteile pro Sekunde auf der gedruckten Leiterplatte befestigen kann.
Das elektronische Bauteil, das durch die Ansaugdüse aufgenommen wird, wird in den Richtungen X, Y und verschoben. Um das elektronische Bauteil auf der gedruckten Leiterplatte zu befestigen, muß diese positionsmaßige Abweichung korrigiert werden. Eine Erkennungseinheit, wie beispielsweise eine CCD-Kamera, ist als positionsmäßige Abweichungskorrektureinrichtung an der Hegführung eines elektronischen Bauteil- Zuführdurchgangs durch die indizierte Drehung des Trägerdrehtischs in der herkömmlichen Bestückungsvorrichtung für das elektronische Bauteil vorgesehen. Demzufolge werden die positionsmäßigen Abweichungen des elektronischen Bauteils in den Richtungen X, Y und durch die Erkennungseinheit ermittelt. Die positionsmäßige Abweichung des elektronischen Bauteils in der Richtung (Drehrichtung) wird durch Drehung der Düse in der Richtung korrigiert und die positionsmäßigen Abweichungen des elektronischen Bauteils in den Richtungen X und Y werden durch Antrieb des X-Achsen-Tischs und des Y-Achsen-Tischs korrigiert, um die gedruckte Leiterplatte in den Richtungen X und Y zu bewegen.
Eine ähnliche Vorrichtung ist in der EP-A-0062335 dargestellt. Elektronische Bauteile werden einer Saugdüse durch eine Zuführeinheit vorgelegt, wobei die Saugdüse über einen Tisch zur Aufnahme einer gedruckten Leiterplatte positioniert ist. Die Stellungen des Bauteils und der Leiterplatte werden durch jeweilige Abbildungsaufnahmevorrichtungen beobachtet und Korrekturen werden durch Bewegung des Tischs in den X- und Y-Richtungen parallel zu seiner Trägeroberfläche und durch Drehung der Ansaugdüse vorgenommen.
Neuere elektronische Bauteile, die Anschlüsse besitzen, wie beispielsweise QFP, werden häufig auf einer gedruckten Leiterplatte befestigt. Das elektronische Bauteil, das solche Anschlüsse besitzt, ist schwierig auf der Leiterplatte durch die Befestigungsvorrichtung, des vorstehend beschriebenen Trägerdrehtischtyps aufgrund der Gründe, die nachfolgend in den Absätzen (1) und (ii) beschrieben werden, bestückbar.
(i) Neuere, elektronische Bauteile werden für eine hochdichte, hohe Integration gefordert. Dies führt zu einem Trend einer erhöhten Anzahl von Anschlüssen, bis zu 200 oder mehr. Deshalb wird die seitliche Breite und der Abstand der Anschlüsse extra fein ausgebildet (z.B. 0,5 mm oder weniger). Demzufolge ist die Bestückungsgenauigkeit in hohem Maße in diesem Umfang gefordert, allerdings ist es extrem schwierig, die Anschlüsse präzise zu überwachen, so daß die geforderte Genauigkeit durch eine Kamera zufriedengestellt werden kann.
(ii) Die elektronischen Bauteile, die Anschlüsse besitzen, werden in ihrer Größe vergrößert, bis zu 5 cm oder mehr an einer Seite davon. Um ein solches groß dimensioniertes elektronisches Bauteil in das Sichtfeld der Kamera aufzunehmen, muß die Vergrößerung der Kamera verringert werden, allerdings wird, falls die Vergrößerung herabgesetzt wird, die Beobachtungsgenauigkeit unvermeidbar verringert.
Aufgrund der vorstehend beschriebenen Gründe werden Kondensatorchips, Widerstandschips usw., von denen eine relativ niedrige Montagegenauigkeit gefordert wird, auf einer gedruckten Leiterplatte unter hoher Geschwindigkeit durch die Bestückungsvorrichtung vom Trägerdrehtischtyp bestückt. Allerdings können die elektronischen Bauteile, die Anschlüsse besitzen, nicht auf der gedruckten Leiterplatte der Bestückungsvorrichtung des vorstehend beschriebenen Trägerdrehtischtyps bestückt werden, sondern sie werden gesondert unter einer niedrigen Geschwindigkeit durch eine Bestückungsvorrichtung vom Einzelkopftyp bestückt, wie dies in Figur 3 der Japanischen Patentanmeldung-Offenlegungsschrift Nr. 60-171000 dargestellt ist.
Da das elektronische Bauteil, das Anschlüsse ähnlich dem QFP besitzt, eine sehr hohe Bestückungsgenauigkeit erfordert, muß das elektronische Bauteil auf der gedruckten Leiterplatte getrennt von den Kondensatorchips, Widerstandschips usw. bestückt werden. Demgemäß wird die Arbeitseffektivität nicht erhöht. Da zwei Typen von Bestückungsvorrichtungen des Trägerdrehtischtyps und des Einzelkopftyps installiert werden und gesondert in der Technik betrieben werden müssen, werden die Vorrichtungskosten erhöht und deren Produktions- und Wartungsmanagement erfordert auch einen umfangreichen Arbeitaufwand.
Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bestückungsvorrichtung für elektronische Bauteile vom Trägerdrehtischtyp zu schaffen, die genau ein elektronisches Bauteil bestückt, das Anschlüsse besitzt, wie beispielsweise ein QFP, und zwar mit hoher Geschwindigkeit.
Um diese und andere Aufgabenpunkte zu lösen schafft die vorliegende Erfindung eine Elektronikbauteil-Bestückungsvorrichtung zur Bestückung bzw. Montage eines elektronischen Bauteils, das eine Vielzahl von Anschlüssen besitzt, auf einer gedruckten Leiterplatte, wobei die Vorrichtung aufweist:
eine Zuführeinheit zur Zuführung von elektronischen Bauteilen;
einen Tisch, der in X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung zur Positionierung einer gedruckten Leiterplatte bewegbar ist;
einen Trägerdrehtisch, der einen Bestückungskopf aufweist, der mit einer Düse zum Ansaugen eines elektronischen Bauteils und einem Motor zur Drehung der Düse ausgestattet ist, wobei ein Bauteil durch die Düse aufgenommen und auf die gedruckte Leiterplatte durch Drehung des Trägerdrehtischs zugeführt und darauf montiert werden kann; und
eine Erkennungseinheit, die entlang des Zuführdurchgangswegs der Bauteile von der Zuführeinheit zu der gedruckten Leiterplatte angeordnet ist, die eine Kamera zur Beobachtung der stellungsmäßigen Abweichungen eines elektronischen Bauteils, das durch die Düse angesaugt ist, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorichtung weiterhin aufweist:
eine genaue Meßeinheit, die so positioniert ist, um genau die Anschlüsse eines elektronischen Bauteils zu orten, während es in der X- und/oder Y-Achsen-Richtung integral mit dem Tisch bewegt wird; und
eine horizontale Dreheinheit zur horizontalen Drehung der gedruckten Leiterplatte, die auf dem Tisch positioniert ist.
Mit der Anordnung, wie sie vorstehend beschrieben ist, wird das elektronische Bauteil, das an der Zuführeinheit für das elektronische Bauteil vorgesehen ist, an die Düse des Ansaugkopfs angesaugt, um es aufzunehmen, das elektronische Bauteil wird zu der Erkennungseinheit durch die Drehung des Trägerdrehtischs zugeführt und die positionsmäßige Abweichung des elektronischen Bauteils wird grob durch die Kamera der Erkennungseinheit beobachtet. Dann wird das elektronische Bauteil zu den X-Achsen- und Y-Achsen-Tischen zugeführt. Danach wird die genaue, positionsmäßige Abweichung des Anschlusses durch die genaue Meßeinheit gemessen, wahrend die X-Achsen- und Y-Achsen-Tische in den Richtungen X und Y bewegt werden. Darauffolgend wird die gedruckte Leiterplatte in den Richtungen X, Y und bewegt und gedreht, um die positionsmäßigen Abweichungen der elektronischen Bauteile in den Richtungen X, Y und zu korrigieren, und das elektronische Bauteil wird dann auf der gedruckten Leiterplatte plaziert.
Ein zweiter Gedanke der Erfindung liefert ein Verfahren zum Bestücken eines elektronischen Bauteils, das eine Vielzahl von Anschlüssen besitzt, auf einer gedruckten Leiterplatte, das die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:
grobes Beobachten der Position eines elektronischen Bauteils, das an einer Ansaugdüse gehalten wird, mittels einer Kamera und Bestimmung der groben Abweichung der beobachteten Position des elektronischen Bauteils von einer erwünschten Stellung;
grobe Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in einer X-Achsen- und einer Y-Achsen-Richtung durch relative Bewegung der Ansaugdüse und einer bewegbaren Tischeinrichtung, die eine Leiterplatte trägt, auf der das Bauteil in einer X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung der Leiterplatte bestückt werden soll, und grobe Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in einer -Richtung durch relative Drehung der Ansaugdüse und der Leiterplatte um eine Achse, durch die das elektronische Bauteil daran gehalten wird;
und Plazierung des elektronischen Bauteils auf der gedruckten Leiterplatte;
genaue Messung der Position des elektronischen Bauteils, das durch die Ansaugdüse gehalten wird, durch genaue Messung der Abweichung einer Position mindestens eines Anschlusses des elektronischen Bauteils von einer erwünschten Stellung zur Bestimmung der genauen Abweichung der beobachteten Stellung des elektronischen Bauteils von einer erwünschten Stellung auf der gedruckten Leiterplatte, die auf der bewegbaren Tischeinrichtung gehalten wird;
genaue Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in eine X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung durch Bewegung der bewegbaren Tischeinrichtung in der X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung und genaue Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in der -Richtung durch relative Drehung der gedruckten Leiterplatte und des Bauteils um eine Drehachse, die sich in einer Richtung rechtwinklig zu der Leiterplatte erstreckt.
Diese und andere Aufgabenpunkte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung einer Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht einer Bestückungsvorrichtung für elektronische Bauteile eines Trägerdrehtischtyps gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer Erkennungseinheit der Vorrichtung;
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer sich horizontal drehenden Einheit für eine gerdruckte Leiterplatte der Vorrichtung;
Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht der sich horizontal drehenden Einheit;
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht derselben;
Fig. 6 zeigt eine Vorderansicht einer Lasereinheit;
Fig. 7 zeigt eine Draufsicht von großen und kleinen elektronischen Bauteilen, und
Figuren 8(a), 8(b) und 8(c) zeigen Draufsichten einer Erkennung der Erkennungseinheit.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Eine Ausführungsform einer Bestückungsvorrichtung für elektronische Bauteile gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Bestückungsvorrichtung für elektronische Bauteile der Erfindung. Die Bestückungsvorrichtung für elektronische Bauteile der Ausführungsform weist einen Trägerdreh- X-Achsen- und Y-Achsen-Tische 3 sind unter dem Drehtisch 1 angeordnet. Ein Bestückungskopf 4 besitzt eine Düse 4a zum Ansaugen eines elektronischen Bauteils, und eine Anzahl von Bestückungsköpfen 4 ist vertikal von dem Trägerdrehtisch 1 entlang der umfangsmäßigen Richtung aufgehängt. Die Bestückungsvorrichtung weist auch eine Erkennungseinheit 5 zur Erkennung des elektronischen Bauteils, das an dem unteren Ende der Düse 4a von unten angesaugt wird, auf, und die Erkennungseinheit 5 ist an einem Zuführdurchgang für elektronische Bauteile zwischen der Zuführeinheit 2 und den X-Achsen- und Y-Achsen-Tischen 3 angeordnet.
Die Zuführeinheit 2 ist durch Anordnung einer Zuführeinheit 22 an dem oberen Bereich eines bewegbaren Tischs 21 aufgebaut. Eine Zuführschraube 23 wird durch einen (nicht dargestellten) Motor gedreht, um die Zuführeinheit 22 seitlich gleitend zu verschieben und ein erwünschtes, elektronische Bauteil an einer Aufnahmestellung der Düse 4a zu positionieren. Die Zuführeinheit 22 ist durch Anordnung einer Vielzahl von Kassetten 221, die durch Aufwickeln eines Klebebandes für elektronische Bauteile auf einer Haspel gebildet sind, aufgebaut. Die X-Achsen- und Y-Achsen-Tische 3 sind aus einem X-Achsen-Tisch 31 und einem Y-Achsen-Tisch 32 aufgebaut und eine gedruckte Leiterplatte 6 ist darauf angeordnet.
Der Trägerdrehtisch 1 wird in einer Gegenuhrzeigerrichtung N indiziert gedreht, um die Düse 4a an die Aufnahmestellung P zu bewegen, um das elektronische Bauteil aufzunehmen, um das elektronische Bauteil zu den X-Achsen- und Y-Achsen-Tischen 3 zuzuführen und dadurch das elektronische Bauteil auf der gedruckten Leiterplatte 6 anzuordnen. Die stellungsmäßigen Abweichungen des elektronischen Bauteils in den Richtungen X, Y und werden auf ihrem Weg durch das Erkennungssystem 5 beobachtet bzw. überwacht. Die indizierte Drehung bedeutet eine Intermittierende Drehung.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Erkennungseinhelt 5. Die Erkennungseinheit 5 besitzt eine X-Achsen- und Y-Achsen-Bewegungseinheit 50, die auf einem Trägerrahmen 51 angeordnet ist, um ein X-Achsen-Gleitteil 52 und ein Y-Achsen-Gleitteil 53 in den Richtungen X und Y jeweils zu bewegen, und eine Kamera 54 ist an dem unteren Bereich des X-Achsen-Gleitteils 52 befestigt. Eine Befestigungsplatte 55 ist vorgesehen. Die Trommel 541 der Kamera 54 erstreckt sich zu dem unteren Bereich des Befestigungskopfs 4, vertikal aufgehängt von dem Trägerdrehtisch 1, um das elektronische Bauteil C, das durch das untere Ende der Düse 4a von unten angesaugt wird, zu erkennen. Die Kamera 54 besitzt einen Reflektionsspiegel 542, der an der Trommel 541 vorgesehen ist. Ein -Richtungsdrehmotor ist in dem Trägerdrehtisch 1 angeordnet, um die Düse 4a um einen Winkel um die Achse durch einen Antriebsriemen 8 gemäß dem Erkennungsergebnis der Kamera 54 zu drehen.
Figur 3 stellt Positionierungseinrichtungen für die gedruckte Leiterplatte 6 auf den X-Achsen- und Y-Achsen-Tischen 3 dar. Ein Tischabschnitt 9 ist auf den X-Achsen- und Y-Achsen-Tischen 3 vorgesehen und eine Plaziereinheit 16 für die gedruckte Leiterplatte 6 ist an der oberen Oberfläche des Tischabschnitts angeordnet. Klemmteile 17a und 17b zum Klemmen der gedruckten Leiterplatte 6 an den beiden Seiten, um sie zu positionieren, sind an beiden Selten der Plaziereinheit 16 angeordnet. Die Ecken der Plaziereinheit 16 sind horizontal drehbar auf dem Tischabschnitt 9 über Gelenke 18 angeordnet.
Figur 4 stellt eine Antriebseinheit 20 für eine horizontale Drehung der Plaziereinheit 16 dar. Die Plaziereinheit 16 besitzt einen Motor 21, eine Zuführschraube 22 und eine Mutter 23, die an dem X-Achsen- und Y-Achsen-Tischen 3 vorgesehen sind. Ein Stift 24 eines Hakentyps erstreckt sich an dem Ende der Zuführschraube 22. Das Ende steht mit einem Langloch 25 in Eingriff, das an der Plaziereinheit 16 geöffnet ist. Demgemäß wird, wenn der Motor 21 angetrieben wird, die Zuführschraube 22 in der Längsrichtung N2 hin- und herbewegt und die Plaziereinheit 16 wird horizontal an dem Gelenk 18 als Mittelpunkt gedreht. Figur 5 stellt vereinfacht die horizontale Drehung der Plaziereinheit 16 dar. Genauer gesagt bildet die Plaziereinheit 16 das Gelenk 18 und die Antriebseinheit 20 die sich horizontal drehende Einheit für eine horizontale Drehung der gedruckten Leiterplatte 6.
In den Figuren 3 und 6 ist eine genaue Meßelnheit 40 an den X-Achsen- und Y-Achsen-Tischen 3 in Form einer Lasereinheit vorgesehen und besitzt eine lichtabgebende Einheit 41 zur Abgabe eines Laserlichts und einen Fotodetektor 42. Die Lasereinheit 40 gibt ein Laserlicht zu den Anschlüssen L des elektronischen Bauteils C ab, das an die Düse 4a angesaugt ist, und zwar während einer Bewegung in den Richtungen X und Y gleichzeitig mit den X-Achsen- und Y-Achsen-Tischen 3. Demzufolge wird das reflektierte Licht durch den Fotodetektor 42 aufgenommen, um dadurch genau die Stellung des Anschlusses L zu messen, und der detaillierte Betrieb wird später beschrieben.
Wie in Figur 7 dargestellt ist, sind die Größe und die Form des elektronischen Bauteils C dieses Typs verschiedenartig und es sind Widerstandschips C1, C2, Kondensatorchips C3 relativ kleiner Baugröße und ein elektronisches Bauelement Cn, wie beispielsweise ein kleiner Außenkontur-Baustein (Small Outline Package - SOP), der große Anschlüsse L in zwei Richtungen besitzt, ein elektronisches Bauteil Cn-1, wie beispielsweise ein QFP, der dichte Anschlüsse L in vier Richtungen besitzt, vorhanden. Unter diesen sind für den Widerstandschip C1, C2 und den Kondensatorchip C3 allgemein eine geringe Befestigungsgenauigkeit erforderlich. Da das elektronische Bauteil Cn, bei dem eine Anzahl von extradünnen Anschlüssen 1 vorstehen, genau an den Anschlüssen L an den Mustern bzw. Flächen der gedruckten Leiterplatte 6 angebondet werden müssen, ist die erforderliche Bestückungsgenauigkeit sehr hoch. Die Bestückungsvorrichtung der Erfindung dient zur Bestückung einer Anzahl von Typen an elektronischen Bauteilen C1 bis Cn auf der gedruckten Leiterplatte 6 unter einer hohen Geschwindigkeit, während die geforderte Bestückungsgenauigkeit erfüllt wird, und die Bestückungsarbeiten der elektronischen Bauteile C1 bis Cn werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden.
Figur 8 stellt die Art der Beobachtung bzw. Überwachung des elektronischen Bauteils durch die Erkennungseinheit 5 dar. In dem Fall von relativ kleinen elektronischen Bauteilen C1 bis C3 ist die erforderliche Bestückungsgenauigkeit relativ gering. Demzufolge wird, wie in Figur 8(a) dargestellt ist, das gesamte elektronische Bauteil in das Sichtfeld A der Kamera 54 eingeführt, das gleichzeitig beobachtet wird, wodurch die stellungsmäßigen Abweichungen der elektronischen Bauteile in den Richtungen X, Y und beobachtet werden. Dann wird das elektronische Bauteil auf die gedruckte Leiterplatte 6 zugeführt und plaziert, die auf den X-Achsen- und Y-Achsen-Tischen 3 durch die indizierte Drehung des Trägerdrehtischs 1 positioniert wird. Der Motor 7 wird mit beim Drehen der Düse 4a unter einem Winkel gedreht, um die stellungsmäßige Abweichung des Bauteils in der Richtung zu korrigieren und um die X-Achsen- und Y-Achsen-Tische 3 in den Richtungen X und Y zu bewegen, um die stellungsmäßigen Abweichungen des Bauteils in den Richtungen X und Y zu korrigieren.
Für die elektronischen Bauteile Cn-1, Cn ist eine hohe Bestückungsgenauigkeit gefordert. Demgemäß wird, falls die Vergrößerung der Kamera 54 herabgesetzt wird, um gleichzeitig das gesamte elektronische Bauteil zu beobachten, der Beobachtungsfehler extrem vergrößert. Dann wird in dem Fall des elektronischen Bauteils Cn-1 die die X-Achse und die Y-Achse bewegende Einheit 50 so angetrieben, um die Kamera 54 in den Richtungen X und Y gleitend zu führen, um dadurch die Ecke des elektronischen Bauteils Cn-1 in das Sichtfeld A zu führen (siehe Figur 8(b)), wobei die stellungsmäßigen Abweichungen der rechtwinklig kreuzenden, vertikalen und seitlichen Größen a und b ermittelt werden, um die stellungsmäßigen Abweichungen des elektronischen Bauteils Cn-1 zu ermitteln. Ein solcher Erkennungsvorgang kann nur an einer Ecke des elektronischen Bauteils Cn-1 durchgeführt werden, nimmt allerdings eine lange Zelt in Anspruch, die für den Erkennungsvorgang erforderlich ist, ermittelt allerdings die stellungsmäßigen Abweichungen genauer, um die Bestückungsgenauigkeit zu erhöhen, um die Kamera 54 in den Richtungen X und Y durch Antrieb der X-Achsen- und Y-Achsen-Bewegungseinheit 50 so zu bewegen, um so viel wie möglich an den vier Ecken zu ermitteln.
Wie in Figur 8(c) dargestellt ist, können die Ecken der Anschlüsse L in dem Fall des elektronischen Bauteils Cn, das die Anschlüsse L in den vier Richtungen besitzt, in das Sichtfeld A der Kamera 54, das beobachtet wird, eingeführt werden. Oder es kann, da das elektronische Bauteil Cn, das die Anschlüsse in den vier Richtungen besitzt, eine extrem hohe Bestückungsgenauigkeit erfordert, die Bestückungsgenauigkeit erhöhen, um so viele wie möglich der acht Ecken zu erkennen.
Wie vorstehend beschrieben ist, werden die elektronischen Bauteile Cn-1, Cn hinsichtlich mehr Ecken und Anschlüsse L durch Bewegung der Kamera 54 in den Richtungen X und Y beobachtet, um dadurch genau die stellungsmäßigen Abweichungen in den Richtungen X und Y und zu beobachten. Die Beobachtung durch die Kamera 54 ist grob, um im wesentlichen eine genaue Stellung des Anschlusses L zu ermitteln und um genau den Anschluß L an der Laserausgangsstellung durch die Lasereinheit 40 zu positionieren.
Dann werden die elektronischen Bauteile Cn-1, Cn zu der gedruckten Leiterplatte 6 auf den X-Achsen- und Y-Achsen-Tischen 3 durch indizierte Drehung des Trägerdrehtischs 1 zugeführt, allerdings ist es mittels des Motors 7 schwierig, genau die stellungsmäßigen Abweichungen des elektronischen Bauteils in der Richtung aufgrund der Eigenschaften des Motors 7 zu korrigieren. Deshalb wird eine genauere Korrektur, wie nachfolgend ausgeführt, vorgenommen.
Wenn die elektronischen Bauteile Cn-1, Cn auf die X-Achsen- und Y-Achsen-Tische 3 zugeführt werden, wird die Lasereinhelt 40 unter den Anschluß L, der an der Düse 4a angesaugt ist, bewegt. Dann wird das Laserlicht zu dem Anschluß L hin abgegeben, während die Anschlußreihen, die von den Selten der elektronischen Bauteile Cn-1, Cn vorstehen, seitlich an der Lasereinheit 40 bewegt, wobei das reflektierte Licht durch den Fotodetektor 42 aufgenommen wird, um dadurch genau die positionsmäßige Abweichung des Anschlusses L (siehe Figur 6) zu messen. Danach wird der Motor 21 auf der Basis des gemessenen Ergebnisses angetrieben, um horizontal die gedruckte Leiterplatte 6 zu drehen, um dadurch die positionsmäßige Abweichung des Anschlusses L in der Richtung zu korrigieren, und die X-Achsen- und Y-Achsen-Tische 3 werden bewegt, um die positionsmäßigen Abweichungen in den Richtungen X und Y zu korrigieren, und die elektronischen Bauteile Cn-1, Cn werden auf der gedruckten Leiterplatte 6 angeordnet.
Wie vorstehend beschrieben ist, beobachtet die Bestückungsvorrichtung der Erfindung in dem Fall der elektronischen Bauteile C1 bis C3, die eine geringere, geforderte Bestückungsgenauigkeit besitzen, die stellungsmäßige Abweichung der elektronischen Bauteile in Richtung X, Y und durch die Kamera 54, korrigiert die stellungsmäßige Abweichung in der Richtung durch den Motor 7, um es auf die gedruckte Leiterplatte 6 zuzuführen und dort zu plazieren. Weiterhin beobachtet die Bestückungsvorrichtung grob, in dem Fall der elektronischen Bauteile Cn-1, Cn, die eine hohe, geforderte Bestückungsgenauigkeit besitzen, den Anschluß L durch die Kamera 54, um so den Anschluß L an der Laserlichtabgabestellung durch die Lasereinheit 40 zu positionieren, ermittelt die genaue, positionsmäßige Abweichung des Anschlusses L durch präzises Messen des Anschlusses L durch die Lasereinheit 40, treibt die horizontale Dreheinheit auf der Basis des ermittelten Ergebnisses für eine positionsmäßige Abweichung in der Richtung an, um es dadurch durch horizontale Drehung der gedruckten Leiterplatte 6 zu korrigieren. Deshalb können die elektronischen Bauteile C1 bis C3 unter einer hohen Geschwindigkeit montiert werden, und da die elektronischen Bauteile Cn-1, Cn für die Meßzeit durch die Lasereinheit 40 benötigt werden, wird die Bestückungsgeschwindigkelt geringfügig herabgesetzt, allerdings können Bauteile auf der gedruckten Leiterplatte 6 mit einer extrem hohen Genauigkeit bestückt werden. Die genaue Meßeinheit kann zusätzlich zu der Lasereinheit eingesetzt werden, eine Einheit, die genau messen kann, beispielsweise ein linearer Abbildungssensor.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können, wie vorstehend beschrieben, die elektronischen Bauteile, die eine Bestückungsgenauigkeit erfordern, wie beispielsweise Widerstandschips, Kondensatorchips, auf der gedruckten Leiterplatte durch Ermittlung der positionsmäßigen Abweichungen durch die Kamera der Erkennungseinheit ermittelt und die positionsmäßige Abweichung durch den Motor zum Drehen unter einem Winkel korrigiert werden, während die elektronischen Bauteile, die Anschlüsse in Form von SOP oder QFP besitzen und eine hohe Bestückungsgenauigkeit erfordern, genau auf der gedruckten Leiterplatte durch grobes Beobachten durch die Kamera bestückt werden, dann genau durch die genaue Meßeinheit gemessen werden, wobei die horizontale Dreheinheit auf der Basis des gemessenen Ergebnisses angetrieben wird, wobei genau die positionsmäßigen Abweichungen korrigiert werden. Deshalb kann eine Anzahl an Typen elektronischer Bauteile genau auf der gedruckten Leiterplatte mit einer zufriedenstellenden Betriebsfähigkeit bestückt werden, während die geforderte Montagegenauigkeit davon erfüllt wird.

Claims

1. Elektronikbauteil-Bestückungsvorrichtung zur Bestückung eines elektronischen Bauteils, das eine Vielzahl von Anschlüssen besitzt, auf einer gedruckten Leiterplatte, wobei die Vorrichtung aufweist:

eine Zuführeinheit (2) zur Zuführung von elektronischen Bauteilen;

einen Tisch (9), der in X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung zur Positionierung einer gedruckten Leiterplatte bewegbar ist;

einen Trägerdrehtisch (1), der einen Bestückungskopf (4) besitzt, der mit einer Düse (4a) zum Ansaugen eines elektronischen Bauteils und einem Motor (7) zur Drehung der Düse (4a) ausgestattet ist, wobei ein Bauteil durch die Düse aufgenommen und auf die gedruckte Leiterplatte durch Drehung des Trägerdrehtischs zugeführt und darauf montiert werden kann; und

eine Erkennungeinheit (5), die entlang des Zuführdurchgangswegs der Bauteile von der Zuführeinheit zu der gedruckten Leiterplatte angeordnet ist, die eine Kamera zur Beobachtung der stellungsmäßigen Abweichungen eines elektronischen Bauteils, das durch die Düse angesaugt ist, umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung weiterhin aufweist:

eine genaue Meßeinheit (40), die so positioniert ist, um genau die Anschlüsse eines elektronischen Bauteils zu orten, während es in der X- und/oder Y-Achsen-Richtung integral mit dem Tisch (9) bewegt wird, und

eine horizontale Dreheinheit (20) zur horizontalen Drehung der gedruckten Leiterplatte, die an dem Tisch (9) positioniert ist.

2. Elektronikbauteil-Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die genaue Meßeinheit (40) eine Lasereinheit ist.

3. Elektronikbauteil-Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die präzise Meßeinheit ein linearer Abbildungssensor ist.

4. Elektronikbauteil-Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Erkennungseinheit in einer X-Achsen- und Y-Achsen- Bewegungseinheit angeordnet ist.

5. Elektronikbauteil-Bestückungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Plaziereinheit (16) zum Tragen einer gedruckten Leiterplatte umfaßt, die schwenkbar an dem Tisch (9) befestigt ist.

6. Elektronikbauteil-Bestückungsvorrichtung nach Anspruch 5, bei der die horizontale Dreheinheit (20) so arbeitet, um die Plaziereinheit (16) um deren Schwenkachse zu drehen.

7. Verfahren zum Bestücken eines elektronischen Bauteils, das eine Vielzahl von Anschlüssen besitzt, auf einer gedruckten Leiterplatte, das die folgenden Verfahrensschritte umfaßt:

grobes Beobachten der Position eines elektronischen Bauteils, das an einer Ansaugdüse (4a) gehalten wird, mittels einer Kamera (54) und Bestimmung der groben Abweichung der beobachteten Position des elektronischen Bauteils von einer erwünschten Stellung;

grobe Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in einer X-Achsen- und einer Y-Achsen-Richtung durch relative Bewegung der Ansaugdüse (4a) und einer bewegbaren Tischeinrichtung (9), die eine Leiterplatte trägt, auf der das Bauteil in einer X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung der Leiterplatte bestückt werden soll, und grobe Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in einer -Richtung durch relative Drehung der Ansaugdüse (4a) und der Leiterplatte um eine Achse, durch die das elektronische Bauteil daran gehalten wird;

und Plazierung des elektronischen Bauteils auf der gedruckten Leiterplatte;

genaue Messung der Position des elektronischen Bauteils, das durch die Ansaugdüse (4a) gehalten wird, durch genaue Messung der Abweichung einer Position mindestens eines Anschlusses des elektronischen Bauteils von einer erwünschten Stellung zur Bestimmung der genauen Abweichung der beobachteten Stellung des elektronischen Bauteils von einer erwünschten Stellung auf der gedruckten Leiterplatte, die auf der bewegbaren Tischeinrichtung (1) gehalten wird;

genaue Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in einer X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung durch Bewegung der bewegbaren Tischeinrichtung in der X-Achsen- und Y-Achsen- Richtung und genaue Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in der -Richtung durch relative Drehung der gedruckten Leiterplatte und des Bauteils um eine Drehachse, die sich in einer Richtung rechtwinklig zu der Leiterplatte erstreckt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der Verfahrensschritt der groben Korrektur der relativen Position des elektronischen Bauteils und der Leiterplatte eine Bewegung der Leiterplatte in den X- und Y-Achsen-Richtungen und Drehung der Düse in der -Richtung aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem der Verfahrensschritt der genauen Korrektur der relativen Position des elektrischen Bauteils und der Leiterplatte eine Bewegung der Leiterplatte in den X- und Y-Achsen-Richtungen und eine Drehung der Leiterplatte um die Drehachse, die rechtwinklig zu der Leiterplatte verläuft, aufweist.

10. Verfahren zum Befestigen eines elektronischen Bauteils, das eine Vielzahl von Anschlüssen besitzt, an einer gedruckten Leiterplatte, das folgende Verfahrensschritte aufweist:

Aufnahme und Halten des elektronischen Bauteils durch eine Ansaugdüse (4a) an einem Bestückungskopf (4) an einem Trägerdrehtisch (1);

grobes Beobachten der Position des elektronischen Bauteils, das durch die Ansaugdüse gehalten ist, mittels einer Kamera und Bestimmung der groben Abweichung der beobachteten Position des elektronischen Bauteils von einer erwünschten Stellung;

grobe Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in einer X- und einer Y-Achsen-Richtung durch Bewegen einer bewegbaren Tischeinrichtung, die eine Leiterplatte trägt, auf der das Bauteil in einer X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung auf der Leiterplatte befestigt werden soll, und grobe Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in einer -Richtung durch Drehung der Ansaugdüse um eine Achse, durch die das elektronische Bauteil daran gehalten wird;

und Plazierung des elektronischen Bauteils auf der gedruckten Leiterplatte;

dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Bauteil in einem Sichtfeld zur genauen Messung der Stellung des elektronischen Bauteils, das durch die Ansaugdüse gehalten wird, bewegt wird, und zwar durch eine genaue Meßeinrichtung an der bewegbaren Tischeinrichtung zur Bestimmung der genauen Abweichung der beobachteten Position des elektronischen Bauteils von einer erwünschten Position auf der gedruckten Leiterplatte, die auf der bewegbaren Tischeinrichtung getragen wird;

genaue Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils in einer X-Achsen- und einer Y-Achsen-Richtung durch Bewegung der bewegbaren Tischeinrichtung in der X-Achsen- und Y-Achsen-Richtung und genaue Korrektur der beobachteten Abweichung des elektronischen Bauteils der -Richtung durch Drehung der gedruckten Leiterplatte um eine Drehachse, die sich in einer Richtung rechtwinklig zu der Leiterplatte erstreckt, durch Drehung eines Leiterplattenträgers, der drehbar an der bewegbaren Tischeinrichtung befestigt ist, und zwar um die letztgenannte Achse.