專利名稱：一種制造電氣部件的裝置的測量方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造電氣部件的裝置的測量方法，特別是涉及將元件按照坐標插裝在印刷電路板上的裝置的測量方法，此時通過該裝置具有一種類似印刷電路板方式的試驗板在明確表示的插裝位置上用元件的片狀仿真件插裝。
到目前為止，一般是使用一個與印刷電路板相似的玻璃板作為試驗板，在它的角上有對中標志。將配備雙面粘接薄膜的玻璃板放在例如構(gòu)成自動插裝機的裝置上，在其上對中標志的位置借助于自動插裝機上的位置分辨的印刷電路板照相機測定。隨后，試驗板在相對于對中標志定義的位置上，用元件的仿真件插裝。
在隨后的方法步驟中，被插裝的玻璃板放入光學(xué)測量機內(nèi)。小玻璃板有明確表示的標志，該標志相對于玻璃板的對中標志的位置在測量機上被測定。從對力求的理想位置的位置偏差求得在坐標方向上和關(guān)于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的修正值，該修正值作為修正參數(shù)被輸入到自動插裝機，該修正參數(shù)在以后用元件插裝印刷電路板時考慮了這個偏差。
本發(fā)明的任務(wù)是，簡化和加快求得修正參數(shù)。
此任務(wù)是通過本發(fā)明的權(quán)利要求1和6解決的。
此時先決條件是，在試驗板上安排有局域的具有高精度的參考標志。這樣的精度可以例如借助光刻方法來達到。也可能在仿真件上放棄一個標記并且在它的位置上例如使用仿真件的外緣作為明確表示的結(jié)構(gòu)標志。在這種情況下的優(yōu)點是，替代小玻璃板使用相應(yīng)的其邊緣容易識別的陶瓷-或金屬部件。
本方法的主要優(yōu)點是，現(xiàn)在不再測定仿真件對試驗板整體的參考標志的整體的位置，而只觀察和測定狹長的缺口。對于這樣的測量過程人們不需要高精度的測量機。使在結(jié)構(gòu)標志與局域標記之間很小的距離在很小的測量誤差時成為可能，例如借助于簡單的光學(xué)測量儀求得仿真件的位置偏差。
本發(fā)明的有益的擴展是以下面的權(quán)利要求為特征的通過權(quán)利要求2的特征參考標記相對仿真件結(jié)構(gòu)標志的位置能夠一口氣測得，而不必處理傳感器。因而測量精度只依賴于傳感器光學(xué)系統(tǒng)的品質(zhì)。因此所有其它的機器影響全部被排除了。例如作為CCD-照相機構(gòu)成的傳感器是與一個運算電子裝置相連的，在其內(nèi)算出結(jié)構(gòu)標志對參考標記的相對位置。
通過按照權(quán)利要求3的擴展夾緊的試驗板既可以用仿真件插裝也不需附加操作例如借助印刷電路板照相機測量。因此消除了在測量板對中時出現(xiàn)的誤差。試驗板的插裝和印刷電路板照相機的運作可以借助同一臺控制儀實施。
當(dāng)所有被插裝的仿真件的位置確定以后，計算在運算裝置內(nèi)的系統(tǒng)偏差。這個運算裝置可以是例如裝入裝置的控制儀內(nèi)的程序模塊，以便計算的修正參數(shù)例如按照權(quán)利要求4作為固定值直接了當(dāng)?shù)貍鬏斀o機器控制裝置。
這樣的方法的特別優(yōu)點在于，這樣的校準過程不僅在新制造的機器上，而且也可以在已經(jīng)投入使用中的機器可以偶爾實施而不需要特別的費用和不需要特別的輔助手段例如周期地維護措施。因此例如受磨損或老化限制的定位過程的改變可以用很少的花費來檢驗和校正。
因為在測量標記時的高速度有可能使用按照權(quán)利要求5的大數(shù)量仿真件，所以可以實現(xiàn)用于統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析的足夠的測量次數(shù)。
按照權(quán)利要求7的擴展有可能求得仿真件的角度狀態(tài)，以例如按照權(quán)利要求8測量對角線對置的、彼此相隔遠的角區(qū)的方式。
通過按照權(quán)利要求9的擴展結(jié)構(gòu)標志包含如參考標記一樣同樣的光學(xué)特性。因此可以最佳地調(diào)整掃描光學(xué)系統(tǒng)，因為在計算標記時適用如參考標記時同樣的判據(jù)，這使計算變得容易。
按照權(quán)利要求10的仿真件即使在不同的溫度條件下也有好的形狀穩(wěn)定性。通過打標記裝置使這個標記和參考標記位于同一的水平上，從而避免了視差誤差。
通過按照權(quán)利要求11的擴展有可能仿真件也可以使用不透明的陶瓷材料來取代透明的，此時標記安排在上側(cè)。
以下本發(fā)明借助于附圖中表示的實施例詳細解釋。
它們表示附

圖1 表示對一塊試驗板的俯視圖，具有插裝在其上的元件的仿真件，
附圖2 由附圖1的試驗板的一個放大的片段。
按照附圖1和2由玻璃板構(gòu)成的試驗板1在對角線的兩彼此對置的角上有全局的對中標記2。試驗板1是在電子元件的自動插裝機上在明確表示的位置上用這些元件的仿真件3插裝，其中對中標記2在自動插裝機上是作為仿真件3的位置對中用的。
仿真件3是由小玻璃片構(gòu)成的，它們各自在兩個相互成對角的相對的角上有十字線狀的標記4。試驗板1在這個位置旁邊在與標記4很近的距離上安排了局域的參考標記5，它們是用高的位置準確度涂覆的。
標記4和參考標記5是靠得這樣的近，以致它們與位置分辨的光學(xué)傳感器上的鍵控盤相適應(yīng)，該傳感器固定在元件的一個插裝頭上。這個插裝頭是這樣移動的，以致傳感器是通過所有的有標記的角區(qū)可以定位的。
位置分辨?zhèn)鞲衅魇呛瓦\算電子裝置相連接的，它可以求得標記4與各自的參考標記5的相對位置，而此時不必移動傳感器。一個未畫出的插裝裝置的控制儀有一個計算模塊，以便將標記4對參考標記5的個別偏差處理成機器的修正參數(shù)。這個修正參數(shù)被控制儀自動地接受。
權(quán)利要求
1.一個制造電氣部件的裝置的測量方法，特別是用于按照坐標插裝印刷電路板元件的裝置的測量方法，其中借助裝置一種類似印刷電路板的試驗板(1)在明確表示的插裝位置上用元件的片狀仿真件(3)插裝，其中仿真件(3)相對試驗板(1)上的參考標記(5)的位置借助仿真件(3)上的位置明確表示的光學(xué)結(jié)構(gòu)標志(例如4)通過光學(xué)傳感器測得，和其中從結(jié)構(gòu)標志(例如4)的位置對其理想位置的偏差至少計算出為制造部件裝置的控制儀用的修正參量，其特征為，參考標記(5)局域地安置在仿真件(3)的安裝位置旁邊并且求得結(jié)構(gòu)標志(例如4)相對其各從屬的局域參考標記(5)的位置。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，參考標記(5)和安裝的仿真件(3)的光學(xué)結(jié)構(gòu)標志(例如4)之間的距離小于位置分辨?zhèn)鞲衅鞯奶綔y區(qū)(6)的寬度，傳感器順序地從參考標記(5)和結(jié)構(gòu)標志(例如4)上面經(jīng)過，傳感器從這些地方拍攝圖象，它們各自不僅包括參考標記(5)而且還包括結(jié)構(gòu)標志(例如4)和各自的結(jié)構(gòu)標志(例如4)和參考標記(5)的相對位置通過被照圖象的分析處理求出。
3.按照權(quán)利要求1，或2的方法，其特征為，傳感器是制造印刷電路板的裝置的一部分，圖象的分析處理和修正值的計算是借助制造部件的裝置的光學(xué)計算裝置完成的。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征為，由計算裝置求得的修正參數(shù)自動地傳送給控制儀并且被控制儀存儲。
5.按照權(quán)利要求4的方法，其特征為，試驗板(1)在相隔窄小間隔不中斷地用很多仿真件(3)插裝并求出所有仿制件(3)的位置。
6.為了實施制造電子部件的裝置的測量方法的裝置，特別是按照上述權(quán)利要求之一的，其中借助裝置，具有一種類似印刷電路板的試驗板(1)在明確表示的插裝位置上用元件的仿真件(3)插裝，其中仿真件(3)相對試驗板(1)上的參考標記(5)的位置借助仿真件(3)上的位置明確表示的光學(xué)結(jié)構(gòu)標志(例如4)通過一個光學(xué)傳感器求得和其中從求得的結(jié)構(gòu)標志(例如4)的位置對其理想位置的偏差至少可以計算出為制造部件的裝置的控制儀用的修正參量，其特征為，在仿真件(3)安裝位置旁的局域的參考標記(5)安排在緊挨安裝的仿真件(3)的光學(xué)結(jié)構(gòu)標志(例如4)旁，參考標記(5)和插裝的仿真件(3)的光學(xué)結(jié)構(gòu)標志(例如4)之間的距離小于位置分辨?zhèn)鞲衅鞯奶綔y區(qū)的寬度。
7.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征為，在安裝位置旁各自安排了一個附加的參考標記(5)和附加的仿真件(3)的結(jié)構(gòu)標志(例如4)以及這些附加的參考標記(5)和結(jié)構(gòu)標志(例如4)可用傳感器測得的。
8.按照權(quán)利要求6或7的裝置，其特征為，參考標記(5)安排在以矩形薄片構(gòu)成的仿真件(3)的角旁。
9.按照權(quán)利要求6，7或8的裝置，其特征為，仿真件(3)的光學(xué)結(jié)構(gòu)標志(例如4)是以與參考標記(5)類似的標記(4)構(gòu)成的。
10.按照權(quán)利要求8的裝置，其特征為，仿真件(3)是用礦物質(zhì)的透明的材料，特別是用玻璃制成并且標記(4)安排在仿真件(3)面向試驗板(1)一側(cè)。
11.按照權(quán)利要求6至10之一的裝置，其特征為，在試驗板(1)上的參考標記(5)安排在安裝的仿真件(3)的外邊。
全文摘要
試驗板(1)在自動插裝機上用元件的仿真件(3)插裝。仿真件有明確表示的標記(4)。試驗板在標記(4)的附近提供了具有高位置精度的局域的參考標記(5)。用作位置分辨的傳感器的自動插裝機的印刷電路板照相機順序地從標記(4)和參考標記(5)上面經(jīng)過。此時一個標記(4)和一個參考標記(5)各自位于照相機的探測區(qū)(6)內(nèi),從而有可能檢測標記(4)對參考標記(5)的相對位置,而這時不必移動照像機,從而減少了測量工作量。
文檔編號G01R31/28GK1251256SQ98803500
公開日2000年4月19日 申請日期1998年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月19日
發(fā)明者G·希伯 申請人:西門子公司