專利名稱：元件形狀描繪方法和元件貼裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將元件貼裝到電路板上的元件貼裝機，尤其涉及一種用于將電子元件貼裝到印制電路板、液晶顯示器面板等上的元件貼裝機。
背景技術(shù)：
通常，當(dāng)在印制電路板上貼裝電子元件時，使用元件貼裝機。該元件貼裝機包括貼裝頭和XY機器人(robot)，其中該貼裝頭能夠通過真空吸力來固定(hold)電子元件并將所固定的電子元件貼裝到印制電路板上，該XY機器人能夠二維地移動該貼裝頭。
該元件貼裝機按以下方式將電子元件貼裝到印制電路板上。其貼裝頭從元件供應(yīng)單元得到電子元件供應(yīng)，并固定所供應(yīng)的電子元件。其XY機器人將其上吸住該電子元件的貼裝頭輸送到印制電路板上方。該貼裝頭將該電子元件貼裝到該印制電路板上。
通常，電子元件被分別放在元件供應(yīng)單元的存儲空間中，該存儲空間比電子元件略大。電子元件的位置和角度取決于電子元件而略有變化。元件貼裝機的目的是將這些電子元件以很高的精確性貼裝到印制電路板上，該元件貼裝機用于使用元件供應(yīng)單元拾取電子元件；使用諸如照相機或線傳感器(line sensor)這樣的非接觸式位置描繪(profiling)單元(所謂的元件識別單元)來描繪該元件的形狀；在元件供應(yīng)單元中校正該電子元件的位置或角度的偏差(misalignment)；以及將該電子元件貼裝到印制電路板上。
很多類型的貼裝機都采用了一種方法作為非接觸式位置描繪方法，該方法通過將一束激光投射到元件上并識別電極和元件的陰影來描繪該元件的位置。然而，在電子元件有缺陷的情況下，例如，一個電子元件包括向上立著的引腳(lead)或有缺口或丟失的焊球，則其無法與印制電路板正確相連。目前，為了進(jìn)一步改進(jìn)貼裝質(zhì)量，存在著這樣的需求，即在貼裝電子元件之前，使用非接觸式位置描繪單元來檢查電子元件的向上立著的引腳或和缺口或丟失的焊球。
因此，一種元件貼裝機配備有線傳感器，該線傳感器用于三維地描繪貼裝頭所固定的電子元件的形狀，首先，貼裝頭從元件供應(yīng)單元得到電子元件，并固定所供應(yīng)的電子元件。隨后，線傳感器三維地描繪該電子元件的固定狀態(tài)，并當(dāng)必要時，在該電子元件被貼裝之前，校正其位置。此外，在電子元件形狀有缺陷的情況下，可以使用貼裝機而不管該元件，使得其將不被貼裝(例如，參見專利引用文件1日本公開專利申請No.2004-235671)。
線傳感器是這樣一個設(shè)備，其將一束激光投射到垂直于貼裝頭所固定的電子元件的移動方向的一個方向上，由其檢測器檢測在電子元件的表面上反射的漫射光，以及基于三角測量原理來三維地描繪該電子元件的形狀。
傳統(tǒng)的線傳感器構(gòu)造有兩個檢測器，其在由于反射角度而導(dǎo)致沒有反射光返回到這些檢測器其中之一時，能夠互相補償。然而，仍有一些情況，其中取決于電子元件，無法校正電子元件的形狀。一種情況是，如果線傳感器變得不能描繪元件的形狀或者如果疊加了噪聲，則不能精確地描繪電子元件的形狀。由于這個原因，在生成的圖像中電子元件的高度變得不清楚，并因此無法識別該電子元件的偏差。另一種情況是，由于在描繪電子元件的目標(biāo)點的高度過程中的錯誤，可接受的元件被判定為有缺陷的元件，或者有缺陷的元件被判定為可接受的元件，然后其被貼裝。
作為考慮到上述問題而認(rèn)真研究的結(jié)果，本發(fā)明的發(fā)明人總結(jié)出下述情況是線傳感器產(chǎn)生的描繪錯誤的可信原因。
1、有一種情況是，諸如方型扁平封裝(QFP)或小外形封裝(SOP)的電子元件20，配備有引腳11，該引腳是導(dǎo)電的并且在一個上抬或下壓角度方向上傾斜，如圖1所示。
如圖2A所示，如果在與引腳11的水平面幾乎垂直的方向上一個線傳感器投射一束激光li，則反射光lo在所有方向上均勻地漫射，并到達(dá)檢測器21，因此，可以在檢測器21的可檢測范圍內(nèi)執(zhí)行該元件形狀的描繪。另一方面，如果引腳的表面像鏡面一樣，并且光li以與引腳11的水平面成微小角度而被投射到該平面上，如圖2B所示，則反射光lo全部聚集到其中一個檢測器21，并且光量超出了該檢測器21的可檢測范圍。此外，因為光量不足，另一個檢測器21無法執(zhí)行元件形狀的描繪。更具體地，在諸如具有高反射率的金屬覆蓋的引腳中，這種趨勢更加顯著。
注意，圖2A和2B每一個都是引腳11在光投射方向上的截面圖。
2、如圖3A所示，如果引腳11的表面有光滑的表面光潔度或者隨機的劃痕(scar)，則從線傳感器投射的光li在所有方向上均勻地漫射，這樣并無問題。另一方面，如果引腳11的表面有在同一方向上排列的條形劃痕，如圖3B和3C所示，則激光束中大部分都在垂直于如圖3B所示的這些條形劃痕的方向上反射。這些條形劃痕被稱為細(xì)線(hairline)，并且它們被認(rèn)為是在制造過程中產(chǎn)生的。如果檢測器21位于反射光的光軸上，則漫射光的量增加。然而，由于該增加是在檢測器21的可檢測范圍內(nèi)，因此能夠精確地獲得該元件的高度。在這種情況下，只有少量的漫射光到達(dá)了與這些細(xì)線相同的方向上，如圖3C所示，這樣，如果有檢測器21位于該方向上，則到達(dá)該檢測器21的光量不足。因此，無法執(zhí)行元件形狀的描繪，或者即使可以，精確度也很差。此外，在一些情況下，這些劃痕面對著一個相對于電子元件的特殊方向，而與引腳11延伸的方向無關(guān)。因此，可能的一種情況是，取決于提供電子元件的方向，所有的電子元件的形狀都無法被描繪。
注意，圖3A、3B和3C每一個都是當(dāng)在光投射方向上看時引腳11的一部分的平面圖。
3、圖4A示出了另一種情況，其中電子元件20上有柱形引腳11，這些引腳在光li的光投射方向上延伸，并且緊密地排列，像陶瓷柱柵陣列(CCGA)，換句話說，光li的光投射方向與這些引腳11的直立方向匹配并且反射投射光li的引腳的高度高于引腳11的直立間隔的間隔。在這種情況下，可能在投射光li的掃描方向(圖4中箭頭的方向)中的引腳11和垂直方向中的引腳11之間測量到噪聲n，如圖4B所示。當(dāng)這些柱形引腳的間隔減小到某一程度時，會出現(xiàn)這種情況。
在任意上述情況中，都無法精確地描繪電子元件的形狀。這使得在稍后要執(zhí)行的圖像處理中，無法識別電子元件的固定偏差或者是具有異常形狀的電子元件。因此，需要再次描繪該電子元件的形狀，或者放棄描繪這些元件的三維形狀而代之以描繪這些元件的二維形狀。
考慮到上述問題而構(gòu)想出本發(fā)明。本發(fā)明的一個目的是通過使用一種用于防止在上述三種情況任意之一種中出現(xiàn)的描繪錯誤的簡單方法，三維地識別元件，而不管該元件的引腳是否處于上述狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中用于描繪元件形狀的方法使用了線傳感器，該線傳感器配備在元件貼裝機中，并且通過(a)將掃描光投射到處于相對運動中的該元件上以便該掃描光橫貫該運動的方向，其中所述相對運動發(fā)生在該線傳感器和該元件之間，以及(b)使用檢測器檢測來自該元件的反射光，來三維地描繪貼裝頭所固定的該元件的形狀，所述用于描繪元件形狀的方法包括在貼裝頭從元件供應(yīng)單元得到該元件并固定該元件之后，將該元件在預(yù)定平面上旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度；以及使用該線傳感器來描繪旋轉(zhuǎn)后的元件的形狀。
這樣來描繪元件的形狀使得可以避免取決于元件的形狀和特征而發(fā)生的線傳感器的描繪錯誤，并且可以合適地描繪各種類型的元件的形狀。
此外，在旋轉(zhuǎn)元件的過程中，期望將該元件旋轉(zhuǎn)，以便來自該元件的反射光的量處于檢測器的可檢測范圍之內(nèi)，并且所述預(yù)定角度是從范圍在30到60度且包括30和60度的角度中選出的。
在該范圍內(nèi)選擇旋轉(zhuǎn)角度使得可以避免通常方式的更多種類型的元件的描繪錯誤。
此外，所述用于描繪元件形狀的方法可以包括檢測線傳感器在描繪元件形狀過程中的錯誤，并且如果檢測到描繪錯誤，使用元件旋轉(zhuǎn)單元211來旋轉(zhuǎn)該元件。
這使得可以消除元件的不必要旋轉(zhuǎn)并因此提高生產(chǎn)率。
注意，可以以下述形式實現(xiàn)上述目的一種令計算機執(zhí)行這些動作的程序；一種包括對應(yīng)于這些動作的單元的裝置；以及一種包括這些動作的方法。
利用本發(fā)明，可以在不產(chǎn)生任何描繪錯誤的情況下描繪元件形狀，而不管元件的狀態(tài)和形狀。
關(guān)于本申請技術(shù)背景的進(jìn)一步的信息2005年3月29日提交的日本專利申請No.2005-96149的公開內(nèi)容，包括說明書、附圖以及權(quán)利要求書，被通過引用全部并入此處。


從下面結(jié)合舉例說明本發(fā)明的特定實施例的附圖進(jìn)行的說明中，本發(fā)明的這些和其它目的、優(yōu)點和特征將變得更加明顯。在附圖中圖1是示出電子元件的引腳的狀態(tài)的示意性側(cè)視圖；圖2A是示出在引腳平行于電子元件的水平面的情況下漫射光的狀態(tài)的示意圖；圖2B是示出在引腳相對于該水平面傾斜的情況下在該引腳上反射和漫射的光的狀態(tài)的示意圖；圖3A是示出在其表面并不包括任何細(xì)線狀的劃痕的引腳上反射和漫射的光的狀態(tài)的示意圖；圖3B和3C每一個是示出在其表面包括細(xì)線狀劃痕的引腳上反射和漫射的光的狀態(tài)的示意圖；圖4A是示意性地示出一個特殊的電子元件的形狀的透視圖；圖4B是示意性地示出噪聲的狀態(tài)的視圖；圖5是示意性地示出本發(fā)明的元件貼裝機的外觀的透視圖；圖6是示出該元件貼裝機的內(nèi)部的平面圖；圖7是當(dāng)在X軸方向上看時線傳感器的外殼的側(cè)面透視圖；圖8是當(dāng)在Y軸方向上看時線傳感器的外殼的側(cè)面透視圖；圖9是用于說明線傳感器的高度的描繪原理的視圖；
圖10是示出本發(fā)明的元件貼裝機的功能結(jié)構(gòu)和機械裝置的方框圖；圖11是示出該元件貼裝機的處理操作的流程圖；圖12是示出該元件貼裝機的操作狀態(tài)的平面圖；圖13是示意性地示出檢測器和在引腳的表面上反射和漫射的光之間的關(guān)系的視圖；圖14是示意性地示出電子元件的引腳和線傳感器的掃光方向之間的關(guān)系的視圖；以及圖15是示出本發(fā)明的第二實施例的元件貼裝機的處理操作的流程圖。
具體實施例方式
接下來，將參照

本發(fā)明的第一實施例。
圖5是示意性地示出本發(fā)明的元件貼裝機100的外觀的透視圖。
如該圖所示，元件貼裝機100用于將電子元件貼裝到電路板120上，并且包括元件供應(yīng)單元101、梁(beam)102、包括固定嘴(holdingnozzle)104的貼裝頭103、輸送單元105以及線傳感器110。
元件供應(yīng)單元101固定將要帖裝的電子元件，并在有需要時供應(yīng)該電子元件。在這個實施例中，具有相同性能的電子元件被放在一個托盤中，并且可以通過交換托盤來供應(yīng)多種電子元件。
梁102被構(gòu)造為在元件帖裝機100的X軸方向上延伸并可在Y方向上移動。梁102和以可移動的方式接到梁102上的帖裝頭103構(gòu)成了XY機器人。
由于如上所述貼裝頭103以可移動的方式接到梁102上，因此該貼裝頭能夠固定電子元件并通過垂直移動固定嘴104而將該電子元件貼裝到電路板120上。
輸送單元105具有皮帶輸送機。利用皮帶輸送機，輸送單元105能夠接收從貼裝線的上游輸送的電路板120，將電路板120輸送到貼裝頭103能夠?qū)㈦娮釉N裝到電路板120上的區(qū)域，以及將具有電子元件的電路板輸送到貼裝線。
注意，稍后將詳細(xì)說明線傳感器110。
圖6是示出元件貼裝機100的基本部分的平面圖。
如該圖所示，電子元件200被放在元件供應(yīng)單元101中所包括的托盤106上。首先，電子元件200被貼裝頭103(未示出)的固定嘴104真空吸住，并在該圖中的點A根據(jù)固定嘴104的向上移動而進(jìn)行移動，并被輸送到點B。接著，在其被沿著X軸輸送到點C的同時，電子元件200的形狀被線傳感器110進(jìn)行描繪，以便校正固定偏差、角度偏差等等。隨后，電子元件200被輸送到點P并在該貼裝點處被進(jìn)行貼裝。
注意，線傳感器110具有窗111，其允許下列光通過(a)沿著Y軸掃描的一束激光，用于描繪元件的形狀；以及(b)該束光在電子元件200的表面上反射的反射光。
圖7是當(dāng)在X方向上觀看時線傳感器110的外殼的側(cè)面透視圖。
圖8是當(dāng)在Y方向上觀看時線傳感器110的外殼的側(cè)面透視圖。
線傳感器110用于在Y方向上將掃描光投射到電子元件110上，以便通過測量漫射光來描繪元件的形狀。線傳感器110包括激光投射單元112；光會聚和成形透鏡113，其會聚并使該激光束成形；多面鏡114，其允許通過機械旋轉(zhuǎn)來掃描在該鏡上反射的激光束；半反射鏡115，其允許該激光束的一部分通過并反射該激光束的剩余一部分；全反射鏡116，其反射整個光；以及用于垂直投射的一組透鏡，其垂直投射多面鏡114以恒定速度所漫射的激光束。
線傳感器110還包括兩組成像透鏡118和半導(dǎo)體位置敏感檢測器(以下縮寫為PSD)119。成像透鏡118允許到達(dá)電子元件200的激光束的漫射光的成像。PSD是一個檢測器，其具有生成與某個點相關(guān)聯(lián)的電信號的功能，其中在該點處，到達(dá)電子元件200的激光束的漫射光在通過成像透鏡118之后形成圖像。
這些PSD119位與多面鏡114的臨近區(qū)域，使得PSD119的垂直面以斜向上的角度對著電子元件200的光投射部分，并且PSD119的水平面垂直對著(X方向)將稍后提及的激光束掃描方向(Y方向)。此外，這些PSD119被設(shè)置為能夠檢測比較弱的光，這些光是作為成像透鏡118對在電子元件200的表面上漫射的激光束的漫射光進(jìn)行會聚的結(jié)果而獲得的。
這里，激光投射單元112所投射的激光束被光會聚和成形透鏡113進(jìn)行會聚和成形，通過半反射鏡115，在全反射鏡116上反射，并到達(dá)多面鏡114。多面鏡114以恒定速度旋轉(zhuǎn)，因此執(zhí)行到達(dá)多面鏡114的鏡面的激光束的扇形掃描。此外，其光路被用于垂直投射的一組透鏡117反轉(zhuǎn)的激光束被水平掃描并因此被垂直投射在電子元元件200上。通過了成像透鏡118的該反射光(漫射光)被這些PSD119形成為圖像。這些PSD119生成輸出信號以用于描繪電子元件200的激光反射面的高度。
注意，在圖8中，位于激光投射單元112附近的光傳感器121用于檢測多面鏡114的鏡面的角度改變到預(yù)定角度，換句話說，用于生成多面鏡114的每個面的原點(origin)信號(平面原點)。
本實施例中的線傳感器110使用兩個PDS119來接收反射光。這是因為如果只使用一個PSD119，取決于反射角度，在元件上反射的光可能不會返回到PSD119。設(shè)置兩個PDS的基本目的是令其互補。設(shè)置三個或更多PDS可能是更有效的，但是這種情況與較早所述的情況在技術(shù)上是相同的。
這里，將參照圖9來說明對PSD119要描繪的電子元件200的頂面的高度進(jìn)行描繪的方法。
圖9是一起示出下列兩種情況的圖激光束在電子元件200的底面上反射；以及激光束在與電子元件200的底面上的點K相距H的點L(其位置比點H的位置低)上反射。
在該圖中，由于在電子元件200上進(jìn)行掃描而投射的激光束從電子元件200上漫射出去。在這種情況下，該激光束也從上述點K和點L漫射出去。
漫射的激光束分別被成像透鏡118會聚，并且每個會聚的激光束在相應(yīng)的PSD119上形成圖像。在這種情況下，一幅圖像形成于與點K相對應(yīng)的點K′處，而另一幅圖像形成于與點L相對應(yīng)的并與點K′相距H′的點L′處。由于在每個成像點上產(chǎn)生了電動勢，因此PSD119能夠基于該電壓來計算點H′。
基于這樣獲得的PSD119的頂面的高度H′，可以使用已知的光程來獲得高度H。這里，如果成像點上的光量太多，則產(chǎn)生了太多的電動勢，因此PSD119變得無法描繪點H′。相反，如果成像點上的光量太小，PSD119的電動勢變得太多，因此PSD119變得很難準(zhǔn)確地描繪點H′。
圖10是示出該實施例的元件貼裝機100的功能結(jié)構(gòu)和機械裝置的框圖。
元件貼裝機100包括機械裝置109，其具有較早所述的梁102、貼裝頭103、以及固定嘴104；元件形狀描繪單元210；以及控制單元220。
元件形狀描繪單元210用于描繪電子元件200的形狀和固定位置，并且進(jìn)一步包括描繪單元212、描繪錯誤檢測單元213、以及偏差角度獲得單元215。
描繪單元212用于通過分析來自線傳感器110的信號來計算指示電子元件200的高度的值，基于關(guān)于從線傳感器11投射的激光束的投射位置的數(shù)據(jù)(Y方向)和關(guān)于貼裝頭103的位置的數(shù)據(jù)(X方向)來計算指示水平面(XY面)的位置數(shù)據(jù)的值，以及基于這些值來形成三維圖像。
描繪錯誤檢測單元213用于檢測指示描繪單元212所獲得的高度的值是否不正常。例如，在以下情況下，描繪錯誤檢測單元213判定描繪出錯電子元件的形狀的描繪數(shù)據(jù)被與之前存儲的關(guān)于將要貼裝的各個電子元件的形狀(例如，元件的高度)的數(shù)據(jù)相比較，并且結(jié)果示出描繪數(shù)據(jù)不同于所存儲的數(shù)據(jù)；或者，PSD119的光量超出可檢測范圍值。
偏差角度獲得單元215用于基于來自描繪單元212的數(shù)據(jù)來獲得貼裝頭103所固定的電子元件200的水平面的偏差角度。該偏差角度是例如通過檢測所描繪的電子元件200的圖像相對于電子元件200的參考圖像被旋轉(zhuǎn)了多少來計算的。
此外，控制單元220用于通過基于元件描繪單元210的描繪結(jié)果控制機械裝置109來用作貼裝單元?？刂茊卧?20包括元件旋轉(zhuǎn)單元211、元件旋轉(zhuǎn)控制單元214以及反向旋轉(zhuǎn)單元216。
元件旋轉(zhuǎn)單元211用于控制從元件供應(yīng)單元101取得電子元件200并固定電子元件200的貼裝頭103，并在水平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)該電子元件以便在其上反射的光落入PSD119的檢測靈敏度范圍之內(nèi)。
元件旋轉(zhuǎn)控制單元214用于只在描繪錯誤檢測單元213檢測到描繪錯誤的情況下才允許元件旋轉(zhuǎn)單元211旋轉(zhuǎn)元件。注意，是否令元件旋轉(zhuǎn)控制單元214允許元件旋轉(zhuǎn)單元211旋轉(zhuǎn)元件，這是能夠任意確定的，并且如果不令元件旋轉(zhuǎn)控制單元214這樣做，則元件旋轉(zhuǎn)單元211總是執(zhí)行該處理。
反向旋轉(zhuǎn)單元216用于當(dāng)元件旋轉(zhuǎn)單元211旋轉(zhuǎn)了電子元件200時相對于貼裝頭103來固定電子元件200的旋轉(zhuǎn)角度，并在線傳感器110結(jié)束描繪電子元件200的形狀之后，基于通過將(a)偏差角度獲得單元215所獲得的偏差角度加到(b)該旋轉(zhuǎn)角度上而獲得的校正角度，來在反方向上旋轉(zhuǎn)電子元件200。
接著，將說明元件貼裝機100的處理操作。
圖11是示出元件貼裝機100的處理操作的流程圖。
圖12是示出元件貼裝機100的操作狀態(tài)的平面圖。
在貼裝頭103從元件供應(yīng)單元101取得電子元件并將其固定之后(圖12中的A)，元件旋轉(zhuǎn)單元211將電子元件200旋轉(zhuǎn)45度(S701)(圖12中的B)。在圖12中的不同位置上示出了點A和點B，但要注意的是，電子元件200可以被在點A上立刻旋轉(zhuǎn)。此外，可以參照元件數(shù)據(jù)來判斷所固定的電子元件200的類型，并只在需要旋轉(zhuǎn)時才進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
此外，可以從30至60度的角度范圍(包括30度和60度)中選擇電子元件200的旋轉(zhuǎn)角度。這是有必要的，因為如果選擇的旋轉(zhuǎn)角度偏離了該范圍，則無法以通常的方式處理多種類型的電子元件200。注意，該說明并不是要禁止依賴電子元件200的類型來改變旋轉(zhuǎn)角度。如果依賴電子元件200的類型而背離該范圍改變了旋轉(zhuǎn)角度，也可能會獲得好的結(jié)果。如果這樣的話，該角度的使用并不會被本說明書禁止。
在電子元件200被輸送到線傳感器110附近(圖12中的C)之后，線傳感器110對具有旋轉(zhuǎn)角度(45度)的電子元件200進(jìn)行掃描(圖13中的C至D)。在掃描過程中，描繪單元212描繪電子元件200(S702)。
這樣，當(dāng)在電子元件200維持相對于PSD119的某個角度的狀態(tài)下線傳感器110描繪電子元件200時，可以抑制描繪錯誤的出現(xiàn)。注意，將稍后說明該效果。
接著，偏差角度獲得單元215基于描繪單元212所生成的電子元件200的圖像來獲得偏差角度(S703)接著，基于通過將(a)偏差角度獲得單元215所獲得的偏差角度加到(b)元件旋轉(zhuǎn)單元211旋轉(zhuǎn)過的電子元件200的旋轉(zhuǎn)角度上所獲得的校正角度，反向旋轉(zhuǎn)單元216控制貼裝頭103反方向旋轉(zhuǎn)電子元件200(S704)(圖12中的E)。
注意，對于并不需要旋轉(zhuǎn)并因此未被旋轉(zhuǎn)的電子元件200，該反向旋轉(zhuǎn)是不必要的。當(dāng)然，僅校正偏差角度獲得單元215所獲得的偏差角度。
接著，電子元件200被輸送到貼裝點P，并被貼裝到電路板120上(S705)。
對于將要貼裝的所有電子元件200，重復(fù)上述步驟S701至S705。
實現(xiàn)像這樣的結(jié)構(gòu)和執(zhí)行像這樣的處理使得可以獲得以下效果。
1、即使在電子元件200包括在上提或下壓方向上傾斜的引腳的情況下，從線傳感器110投射的激光束的最強反射光也會在水平方向上從圖13B所示的點開始移動45度并偏離PSD119的可檢測范圍。因此，可以防止反射光直接到達(dá)PSD119并且也防止光量超出PSD的可檢測范圍。
2、圖13示出了在引腳201的表面上出現(xiàn)所謂的細(xì)線的情況。即使在這種情況下，由于在漫射光最小的方向上并沒有PSD119，因此可以獲得對于足夠用于描繪的光。這樣，可以防止描繪錯誤。
3、如圖14所示，引腳201之間在與線傳感器110的掃描方向(Y方向)相垂直的方向上的間隔D大于引腳201之間的最小間隔E。因此，可以抑制在掃描方向和垂直方向上出現(xiàn)的噪聲。
接著，將參照附圖來說明本發(fā)明的第二實施例。注意，由于貼裝機的結(jié)構(gòu)和功能與第一實施例中的相同，因此將不再在這里對其進(jìn)行說明，但是會說明處理操作。
此外，將參照圖12進(jìn)行下面的說明。
圖15是示出本發(fā)明的元件貼裝機100的處理操作的流程圖。
首先，貼裝頭103從元件供應(yīng)單元101取得電子元件200并將其固定(圖12中的A)，將其輸送到點C并維持所固定的電子元件200的角度。線傳感器110對由貼裝頭103固定在該角度的電子元件200進(jìn)行掃描(圖12中的C至D)。描繪單元212描繪電子元件200(S1001)。
接著，描繪錯誤檢測單元213判斷描繪單元212所獲得的數(shù)據(jù)是否指示描繪錯誤(S1002)。
如果描繪錯誤檢測單元213判定該數(shù)據(jù)指示描繪錯誤(S1002中的否)，則偏差角度獲得單元215基于描繪單元212所生成的電子元件200的圖像來獲得偏差角度(S1008)，旋轉(zhuǎn)電子元件200以便基于該偏差角度來校正該元件的角度，并將其貼裝到電路板120上(S1007)。
如果描繪錯誤檢測單元213判定該數(shù)據(jù)并不指示描繪錯誤(S1002中的是)，則元件旋轉(zhuǎn)單元211從電子元件200被固定的角度開始，將電子元件200旋轉(zhuǎn)45度(S1003)。在將電子元件200再一次輸送到點C之后，以該角度，線傳感器110對電子元件200進(jìn)行掃描(圖12中的C至D)，并且電子元件200被進(jìn)行描繪(S1004)。
接著，偏差角度獲得單元215基于描繪單元212所生成的電子元件200的圖像來獲得偏差角度(S1005)。隨后，電子元件200存儲關(guān)于每種類型的電子元件200是否需要被旋轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)(S1010)。在該步驟之后，可以基于所存儲的關(guān)于每種類型的電子元件200的數(shù)據(jù)來判斷旋轉(zhuǎn)需求。
基于通過將(a)偏差角度獲得單元215所獲得的偏差角度加到(b)元件旋轉(zhuǎn)單元211已將電子元件200旋轉(zhuǎn)過的45度角度上所獲得的校正角度，反向旋轉(zhuǎn)單元216控制貼裝頭103反方向旋轉(zhuǎn)電子元件200(S1006)(圖12中的E)。
接著，電子元件200被輸送到點P，并被貼裝到電路板120上(S1007)。
對于將要貼裝的所有電子元件200，均重復(fù)上述步驟S1001至S1009。
采用像這樣的處理操作，使得可以正確地確定其旋轉(zhuǎn)必要性未知的元件的旋轉(zhuǎn)必要性。此外，因為一些電子元件200能夠被線傳感器110正確地描繪而無需在描繪之前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，這樣在對這些電子元件200進(jìn)行描繪之后并不進(jìn)行反向旋轉(zhuǎn)，因此可以減少將所有電子元件200貼裝到電路板上所需的時間。
在上面的實施例中，在線傳感器110對電子元件200進(jìn)行描繪之前旋轉(zhuǎn)了電子元件200，然后再將其反向旋轉(zhuǎn)。然而，要注意的是，該說明并不是要禁止將電子元件200旋轉(zhuǎn)到與電路板的角度相匹配的角度而不反向旋轉(zhuǎn)已被描繪的電子元件200。換句話說，取決于電子元件200或其上貼裝電子元件200的電路板的類型，取自元件供應(yīng)單元101的電子元件200在被貼裝之前可能需要被旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度(例如，90度)。在這種情況下，有益的是，電子元件200在被線傳感器110進(jìn)行掃描之前被旋轉(zhuǎn)45度，以及在描繪了該電子元件200之后，考慮到旋轉(zhuǎn)偏差而將其旋轉(zhuǎn)45度。
上述實施例描述了元件貼裝機100，其貼裝頭103固定電子元件200并將其貼裝到電路板上。然而，要注意的是，本發(fā)明并不局限于此，該元件貼裝機可以配備有一個多貼裝頭，其能夠同時固定多個電子元件。
此外，在這兩個實施例中，電子元件200相對于線傳感器11而旋轉(zhuǎn)。然而，當(dāng)然也可能僅旋轉(zhuǎn)PSD119而不旋轉(zhuǎn)固定的電子元件200，或者將PSD119或線傳感器110本身放在旋轉(zhuǎn)后的對角位置。
此外，假定了線傳感器110是固定的，而電子元件200是移動的。然而，并不局限于此，并且線傳感器110可以朝著電子元件200移動并描繪該電子元件的形狀。
此外，該實施例示出了引腳的例子，但是這里所使用的引腳在概念上屬于電極。因此，本發(fā)明可以包括任意形狀的電極，如半球型電極。
盡管上面僅詳述了本發(fā)明的示例性實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員能很容易地理解，在不實質(zhì)上背離本發(fā)明的新穎啟示和優(yōu)點的情況下，這些示例性實施例中還可能存在很多變型。因此，所有這樣的變型都是要被包括在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
工業(yè)實用性本發(fā)明可應(yīng)用于一種將元件貼裝到電路板上的貼裝機，尤其可應(yīng)用于一種將電子元件貼裝到印制電路板上的元件貼裝機。
權(quán)利要求
1.一種用于使用線傳感器來描繪元件形狀的方法，該線傳感器配備在元件貼裝機中，并且通過(a)將掃描光投射到處于相對運動中的該元件上以便該掃描光橫貫該運動的方向，其中所述相對運動發(fā)生在該線傳感器和該元件之間，以及(b)使用檢測器檢測來自該元件的反射光，來三維地描繪貼裝頭所固定的該元件的形狀，所述方法包括描繪該元件的形狀，維持該元件與該檢測器之間的位置關(guān)系，使得來自該元件的反射光的量在該檢測器的可檢測范圍之內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于描繪元件形狀的方法，其中，形成所述位置關(guān)系，使得所述元件中配備的電極排列的方向在相對于所述檢測器面對該元件的方向傾斜一定角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于描繪元件形狀的方法，所述方法還包括將所述元件旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，以便實現(xiàn)所述位置關(guān)系，所述旋轉(zhuǎn)操作是在所述貼裝頭從元件供應(yīng)單元得到該元件并固定該元件之后執(zhí)行的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于描繪元件形狀的方法，其中，所述預(yù)定角度是從范圍在30到60度且包括30和60度的角度中選出的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于描繪元件形狀的方法，所述方法還包括檢測所述線傳感器產(chǎn)生的描繪錯誤；以及在檢測到描繪錯誤的情況下，控制所述元件的所述旋轉(zhuǎn)以便旋轉(zhuǎn)該元件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于描繪元件形狀的方法，所述方法還包括在由所述控制操作執(zhí)行所述元件的所述旋轉(zhuǎn)的情況下，獲得所旋轉(zhuǎn)的元件的類型，并存儲指示該類型的元件需要被旋轉(zhuǎn)的信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于描繪元件形狀的方法，所述方法還包括獲得指示所述貼裝頭所固定的元件需要被旋轉(zhuǎn)的信息；以及基于在所述獲得操作中獲得的信息，控制該元件的所述旋轉(zhuǎn)以便旋轉(zhuǎn)該元件。
8.一種用于使用線傳感器來描繪元件形狀的程序，該線傳感器配備在元件貼裝機中，并且通過(a)將掃描光投射到處于相對運動中的該元件上以便該掃描光橫貫該運動的方向，其中所述相對運動發(fā)生在該線傳感器和該元件之間，以及(b)使用檢測器檢測來自該元件的反射光，來三維地描繪貼裝頭所固定的該元件的形狀，所述程序令計算機執(zhí)行描繪該元件的形狀，維持該元件與該檢測器之間的位置關(guān)系，使得來自該元件的反射光的量在該檢測器的可檢測范圍之內(nèi)。
9.一種使用線傳感器來描繪元件形狀的元件貼裝機，所述線傳感器配備在元件貼裝機中，并且通過(a)將掃描光投射到處于相對運動中的該元件上以便該掃描光橫貫該運動的方向，其中所述相對運動發(fā)生在該線傳感器和該元件之間，以及(b)使用檢測器檢測來自該元件的反射光，來三維地描繪貼裝頭所固定的該元件的形狀，所述元件貼裝機包括元件形狀描繪單元，用于描繪該元件的形狀，維持該元件與該檢測器之間的位置關(guān)系，使得來自該元件的反射光的量在該檢測器的可檢測范圍之內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的元件貼裝機，所述貼裝機還包括元件旋轉(zhuǎn)單元，用于將所述元件旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，以便實現(xiàn)所述位置關(guān)系，所述旋轉(zhuǎn)操作是在所述貼裝頭從元件供應(yīng)單元得到該元件并固定該元件之后執(zhí)行的。
11.一種用于配備了線傳感器的元件貼裝機的方法，該線傳感器通過(a)將掃描光投射到處于相對運動中的該元件上以便該掃描光橫貫該運動的方向，其中所述相對運動發(fā)生在該線傳感器和該元件之間，以及(b)使用檢測器檢測來自該元件的反射光，來三維地描繪貼裝頭所固定的該元件的形狀，所述方法包括描繪該元件的形狀，維持該元件與該檢測器之間的位置關(guān)系，使得來自該元件的反射光的量在該檢測器的可檢測范圍之內(nèi)；基于對該元件的形狀的所述描繪的結(jié)果，獲得該元件的偏差角度；以及以一定角度將該元件貼裝到電路板上，該角度是為所述偏差角度補償?shù)馁N裝角度。
12.一種配備了線傳感器的元件貼裝機，該線傳感器通過(a)將掃描光投射到處于相對運動中的該元件上以便該掃描光橫貫該運動的方向，其中所述相對運動發(fā)生在該線傳感器和該元件之間，以及(b)使用檢測器檢測來自該元件的反射光，來三維地描繪貼裝頭所固定的該元件的形狀，所述方法包括描繪該元件的形狀，維持該元件與該檢測器之間的位置關(guān)系，以便來自該元件的反射光的量在該檢測器的可檢測范圍之內(nèi)；基于對該元件的形狀的所述描繪的結(jié)果，獲得該元件的偏差角度；以及以一定角度將該元件貼裝到電路板上，該角度是為所述偏差角度補償?shù)馁N裝角度。
13.一種用于使用線傳感器來描繪元件形狀的程序，該線傳感器配備在元件貼裝機中，并且通過(a)將掃描光投射到處于相對運動中的該元件上以便該掃描光橫貫該運動的方向，其中所述相對運動發(fā)生在該線傳感器和該元件之間，以及(b)使用檢測器檢測來自該元件的反射光，來三維地描繪貼裝頭所固定的該元件的形狀，所述程序令計算機執(zhí)行描繪該元件的形狀，維持該元件與該檢測器之間的位置關(guān)系，使得來自該元件的反射光的量在該檢測器的可檢測范圍之內(nèi)；基于對該元件的形狀的所述描繪的結(jié)果，獲得該元件的偏差角度；以及以一定角度將該元件貼裝到電路板上，該角度是為所述偏差角度補償?shù)馁N裝角度。
全文摘要
一種用于使用線傳感器(110)來描繪元件形狀的方法，該線傳感器配備在元件貼裝機(100)中，并且通過(a)將掃描光投射到處于相對運動中的元件(200)上以便該掃描光橫貫該運動的方向，其中所述相對運動發(fā)生在線傳感器(110)和貼裝頭(103)所固定的該元件(200)之間，以及(b)使用檢測器(119)檢測來自該元件的反射光，來三維地描繪該元件(200)的形狀。該方法包括使用貼裝頭(103)從元件供應(yīng)單元101得到元件(200)，在預(yù)定面內(nèi)將該元件(200)旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度，以及使用線傳感器(110)來描繪旋轉(zhuǎn)后的元件的形狀。
文檔編號H05K13/08GK101091426SQ200680001619
公開日2007年12月19日 申請日期2006年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者秦純一, 蜂谷榮一 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社