JP2002526940A

JP2002526940A - 自動装着機内で基板に装着された構成部材の位置検出のための方法

Info

Publication number: JP2002526940A
Application number: JP2000573149A
Authority: JP
Inventors: ザロモンヴェルナー; プリットマンヨーヘン; グラスミュラーハンス−ホルスト
Original assignee: シーメンスプロダクションアンドロジスティクスシステムズアクチエンゲゼルシャフト
Priority date: 1998-09-28
Filing date: 1999-09-02
Publication date: 2002-08-20
Also published as: US6408090B1; KR100538912B1; CN1237863C; CN1320363A; EP1118262A1; ATE282944T1; DE59911111D1; KR20010075433A; EP1118262B1; WO2000019800A1

Abstract

(57)【要約】基板（２）に装着された構成部材（１５）の位置検出は従来は自動装着機（１）の外側で目視で行われている。このことは煩雑であり、かつ複数の構成部材（１５，１６）を上下に装着する場合には下側に位置する構成部材（１５）が検査できない。本発明に基づく方法においては、自動装着機（１）内に存在するセンサー（１０）を用いて、構成部材（１５）の所定の位置が自動装着機（１）内で本来の装着プロセスの後に短時間に検出される。これによって、欠陥が早期に見つけられ、かつ自動装着機（１）が位置精度に関して容易に調節可能である。センサー（１０）として有利には、後に接続された画像評価ユニットを備えるカメラが用いられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は、自動装着機内で基板に装着された構成部材の位置検出のための方法
に関する。

【０００２】基板（例えばプリント回路板若しくはセラミックサブストレート）にSMD・構
成部材(SMD= Surface Mounted Device)を自動的に装着する場合には、個別の構
成部材が装着ヘッドを用いて供給装置から取り出されて、基板上の所定の位置に
位置決めされる。

【０００３】ドイツ連邦共和国特許公開第４１２１４０４号明細書により公知の方法におい
ては、すべての構成部材を所定の位置に位置決めしてあるかどうかの検査が装着
プロセスの後に自動装着機の外側で行われている。そこで付加的に、位置修正若
しくは後装着が行われる。この場合、自動装着機が位置検出のためには構成され
ていないので、実装された基板は別個の装置に供給されねばならず、このことは
製造プロセス中に時間を必要とする。

【０００４】部分的には、自動装着機内で装着した構成部分の位置が自動装着機の外側で別
個の装置内で目視検査される。ドイツ連邦共和国特許公開第３６１８５９０号明
細書により、基板に既に装着された構成部材の上に構成部材を配置することが公
知であり、下側に位置する構成部材は目視検査のためにはもはやアクセス可能で
はなく、従って、煩雑なエックス線検査装置が用いられねばならない。

【０００５】米国特許５００３６９２号明細書により公知の方法においては、特別に構成さ
れた吸着ピペットを介して、画像評価ユニットを備えた後続のカメラによって、
構成部材の設置前の基板の画像並びに設置された構成部材を備える基板の画像が
撮影される。これによって、各構成部材の設置後の位置が検査される。このため
に必要な吸着ピペットの構造は極めて煩雑であり、また装着された各構成部材の
時間のかかる撮影は通常は不要である。

【０００６】装着プロセスの終了の後の１つの構成部材の誤差のある位置は、電気的な機能
検査によってしか発見されない。この場合、欠陥の排除は考えられておらず、基
板はもはや使用されるものではない。

【０００７】従って本発明の課題は、基板上の構成部材の位置検出のための簡単な方法を提
供し、これによって構成部材の実際の位置が早期に検査されるようにすることで
ある。

【０００８】前述の課題が請求項１に記載の方法によって解決される。

【０００９】装着プロセスの後に直接に自動装着機内で実際の位置と所定の位置とを比較す
ることによって、目視検査のための別個の装置がもはや不要である。その結果、
装着プロセスが中断されず、かつ別個の装置と自動装着機のための別個のプログ
ラムも不要である。検査すべき構成部材を予め選択することによって、各構成部
材の検査に対して時間的利点が得られる。

【００１０】付加的な利点として、誤った位置が早期に検出され、従って欠陥のある基板が
選び出されて、費用のかかる後続の装着プロセス若しくは別のプロセス（はんだ
付け）が行われない。

【００１１】場合によっては、誤った位置の早期の検査に際して位置修正が例えば手動で実
施されてよく、若しくは欠陥のある個所の装着過程が繰り返される。

【００１２】請求項２に記載の有利な実施態様では、センサーとしてカメラが後に接続され
た画像評価ユニットと一緒に用いられる。このようなセンサー並びに画像分析の
方法は技術的には完成していて、周知で、簡単に位置検出を可能にするものであ
る。

【００１３】請求項３に記載の方法が、複数の構成部材を上下に装着する場合に有利に用い
られる。このような構成部材は、例えば自動装着機内で電子的な構成部材の上に
装着される冷却薄板を意味する。大きな構成部材が所要スペース節減のために部
分的に、既に装着された構成部材の上に装着されてもよい。本発明に基づく該方
法によって、下側に位置する構成部材の位置が、上側に配置すべき構成部材の装
着の前に規定され、これによって煩雑なエックス線検査が省略される。

【００１４】有利な形式では、請求項４に記載の方法に基づきセンサーが装着ヘッドと一緒
に移動させられ、これによってセンサーの視野が基板上に装着されたすべての構
成部材に到達できる。その結果、センサーの付加的な煩雑な構造が避けられる。

【００１５】請求項５に記載の有利な方法に基づき、センサーが自動装着機内での基板の位
置の規定のためにも用いられ、従って、両方のプロセスにとって経済的に１つの
センサーしか必要とされない。

【００１６】時間節約のために有利には、請求項６に記載の方法に基づき、自動装着機内で
の基板の位置が一回だけ構成部材の装着の前に規定される。

【００１７】前述の方法が有利には、自動装着機の位置精度を最適にするために用いられる
。公知の最適化アルゴリズムによって、自動装着機内の構成部材から構成部材へ
の位置精度が改善される。

【００１８】次に本発明を図示の実施例に基づき詳細に説明する。

【００１９】図１に示す自動装着機１を用いて、構成部材１５が保持装置５（例えば吸着ピ
ペット）を介して供給ユニット（図示せず）から取り出されて、基板２上の所定
の位置に搬送される。この場合、基板２が搬送装置３を用いて自動装着機内に搬
送される。保持装置５が取り付け装置６を介して自動装着機１の装着ヘッド４に
取り付けられており、装着ヘッドが、制御装置７によって監視されて、基板２に
対して平行にｘ・ｙ・方向に運動させられる。これによって、基板２上のすべて
の位置が到達される。センサー１０、例えば光学的な検出器１１、光学的な撮像
装置１２及び、制御装置内に配置されていてよい画像評価ユニット（図示せず）
から成るカメラが、視野１３内で、装着された構成部材１５を少なくとも部分的
にとらえる。センサー１０が装着ヘッド４に取り付けてある場合には、センサー
の視野１３は自動装着機内で基板２のあらゆる点に到達できる。このようなセン
サー１０は自動装着機１内での基板２の位置規定のためにも活用される。従って
、基板２の規定された位置が、装着プロセス中に基板２に対する構成部材１５の
正確な位置決めのために用いられる。

【００２０】センサー１０を用いて、装着された構成部材１５の位置が検出される。構成部
材が所定の位置にあるか、若しくはまだ存在していないかどうかの確認のために
、センサー１０としては簡単な高さセンサー、例えば市販の三角測量センサーも
適している。

【００２１】装着すべき位置でどの構成部材１５を個別に検査するかによって、該構成部材
が制御装置７に装着プロセスのスタートの前に所定の位置と一緒にメモリーされ
る。画像評価ユニットが所定の位置と実際の位置とを比較して、結果が次のよう
に利用される。肯定的な結果においては装着プロセスが継続され、否定的な比較
結果においてはエラー警報が発信される。エラー警報は例えば次のように用いら
れ、即ち、誤って実装される基板が早期に識別されて、引き続くプロセスから除
かれる。従って費用のかかる後続のプロセスステップが節減される。

【００２２】特に有利には前記方法が、図２及び図３に断面を概略的に示すように、既に装
着された構成部材１５の上に別の構成部材１６（例えば大きな構成部材若しくは
冷却薄板）を装着する場合に用いられる。自動装着機１内での位置検出によって
、別の構成部材１６の装着の前に下側の構成部材１５の位置検出を行うことがで
き、このことは従来は費用のかかる方法、例えばエックス線法によってしか行わ
れ得なかった。自動装着機１内での装着された構成部材１５の位置検出は、装着
プロセス中に自動装着機１の位置精度を高めるためにも用いられる。制御装置７
が例えば規則的に実際の位置と所定の位置との間の偏差を規定して、それ自体公
知の方法によって装着プロセスが、所定の位置と実際の位置とを良好に合致させ
るまで適合される。

【００２３】前記方法によって、装着された構成部材１５の早期の位置検出が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動装着機の概略的な側面図。

【図２】１つの構成部材を装着された基板の概略的な断面図。

【図３】上下に装着された２つの構成部材を備えた基板の概略的な断面図。

【符号の説明】

１自動装着機、２基板、３搬送装置、４装着ヘッド、
５保持装置、６取り付け装置、７制御装置、１０センサ
ー、１１検出器、１２撮像装置、１３視野、１５，１６
構成部材

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１０月１６日（２０００．１０．１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項３

【補正方法】変更

【補正内容】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ハンス−ホルストグラスミュラードイツ連邦共和国マンメンドルフカペレンシュトラーセ４Ｆターム(参考） 5E313 AA01 AA11 CC04 EE02 EE03 EE33

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動装着機（１）内で基板（２）に装着された構成部材（１
５）の位置検出のための方法において、構成部材（１５）の所定の位置を装着前に自動装着機（１）の制御装置（７）内
にメモリーして、後で検査すべき構成部材（１５）の選択を制御装置（７）内にメモリーして、自動装着機（１）内でセンサー（１０）を用いて、選択された構成部材（１５）
の、基板（２）上に装着された後の実際の位置と所定の位置とを比較して、実際の位置と所定の位置との、所定の範囲内での合致に際して装着プロセスを継
続し、かつそうでない場合にはエラー信号を発信することを特徴とする、自動装
着機内で基板に装着された構成部材の位置検出のための方法。
【請求項２】センサー（１０）としてカメラを後に接続された画像評価ユ
ニットと一緒に用いる請求項１記載の方法。
【請求項３】位置検出を、既に装着された構成部材（１５）上への別の構
成部材（１６）の装着の前に行う請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】センサー（１０）を自動装着機（１）の装着ヘッド（４）に
取り付けてあって、従って装着ヘッド（４）と一緒に移動させる請求項１、２及
び３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】センサー（１０）を自動装着機（１）内での基板（２）の位
置の規定のためにも用いる請求項１から４のいずれか１項記載の方法。
【請求項６】自動装着機内での基板（２）の位置を一回だけ装着の前に規
定する請求項１から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】請求項１から６のいずれか１項記載の方法の利用法において
、自動装着機（１）内で装着プロセスの位置精度を、位置検出の結果に基づき後
続の装着プロセスのために改善することを特徴とする利用法。