專利名稱：用于電路組件制造裝置中的保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法及裝置以及 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電路組件制造裝置、尤其是印刷電路板的元件安裝裝置中的保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法，其中借助該裝置在一個印刷電路板類型的定標襯底的確定插放位置上用元件的盤狀模仿件安裝；其中模仿件相對定標襯底的定位參考標記的位置借助模仿件上位置確定的光學(xué)結(jié)構(gòu)標記(例如4)由位置分辨光學(xué)傳感器來撿測。
本發(fā)明還涉及用于實施保持裝置的移動距離和/或角度位置定標方法、尤其是根據(jù)以上的方法的裝置，其中借助該裝置在一個印刷電路板類型的定標襯底的確定插放位置上用元件的模仿件安裝；其中模仿件相對定標襯底的定位參考標記的位置借助模仿件上位置確定的光學(xué)結(jié)構(gòu)標記(例如4)由位置分辨光學(xué)傳感器來撿測；及其中由結(jié)構(gòu)標記(例如4)對其預(yù)定理想位置的偏差來計算用于組件制造裝置的控制機構(gòu)的至少一個校正參數(shù)。
本發(fā)明還涉及用于實施保持裝置的移動距離和/或角度位置定標方法、尤其是根據(jù)以上的方法的定標襯底，在該定標襯底上為模仿件設(shè)置的位置上裝上模仿件后，根據(jù)定位參考標記可找到在電元件的模仿件上設(shè)在定位參考標記附近的光學(xué)結(jié)構(gòu)標記。
迄今，為了電路組件制造裝置中的保持裝置、例如一個印刷電路板類型的定標襯底的移動距離和/或角度位置的定標，將在確定的插放位置上用元件的盤狀模仿件安裝。其中在保持裝置旁模仿件由一個儲料箱傳送到定標襯底上，類似于元件從輸送單元傳送印刷電路板上的插放位置。對此通常是，使用一個類似印刷電路板的玻璃板作為定標襯底，在它的角區(qū)中具有定中標記。該具有雙側(cè)粘膜或具有噴膠的玻璃板將被放置在譬如構(gòu)成為自動安裝機的裝置中，其上定中標記的位置借助自動安裝機的分辨位置的印刷電路板照相機來獲得。接著定標襯底在相對定中標記確定的位置上用元件的模仿件安裝。
然后該安裝玻璃板可用各種方式方法被測量。第一例子，例如由US5,573,204或DE4227667公知的方法中，將該安裝玻璃板放置在一個光學(xué)測量機中。該玻璃板具有確定的標記，在該測量機中將測出這些標記相對玻璃板定中標記的相對位置。由與所需理想位置的位置偏差將在坐標方向及旋轉(zhuǎn)方位上求出校正值，該校正值將作為校正參數(shù)被輸入自動安裝機中，在以后印刷電路板上安裝元件時將考慮這些偏差。
在德國老專利申請19711476.8中(作為WO98/42171公開)提出另一方法，其中安裝玻璃板在自動安裝機中被印刷電路板照相機測量。該印刷電路板照相機對此測量在其視區(qū)中的玻璃板上具有的定位參考標記及小玻璃片上的確定標記，及由它們彼此的相對位置求出相應(yīng)的校正值，在接著印刷電路板上安裝元件時將考慮這些校正值。
但印刷電路板照相機具有個別依賴性及在短焦距物鏡時具有尤其明顯的攝影畸變。在自動安裝機測量及多次使用該光學(xué)傳感單元時由于該原因產(chǎn)生的系統(tǒng)性誤差在±15μm的范圍上。
本發(fā)明的任務(wù)是，給出一種改善的方法及裝置，借助它可對電路組件制造裝置中的保持裝置的移動距離和/或角度位置定標，其中使用了在裝置中具有的光傳感裝置。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)將通過具有以下特征的方法來解決，即，光學(xué)傳感器測量第一校正標記及第二校正標記之間的距離，第一及第二校正標記以預(yù)定標稱距離設(shè)置在定標襯底上，其中定位參考標記至少近似地在與光學(xué)傳感器視區(qū)中第一校正標記的相同位置上被記錄；及，通過被測量距離與標稱距離的比較求出傳感器校正系數(shù)，該校正系數(shù)在模仿件的位置確定時被考慮來用于補償光學(xué)畸變。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)將通過具有以下特征的裝置來解決，即，光學(xué)傳感器測量第一校正標記及第二校正標記這樣地被設(shè)置在定標襯底上，即它們的預(yù)定標稱距離至少近似地相應(yīng)于定位參考標記及結(jié)構(gòu)標記(例如4)之間的距離及它們彼此的相對位置相應(yīng)于定位參考標記對結(jié)構(gòu)標記(例如4)的相對位置。
根據(jù)本發(fā)明，該任務(wù)將通過具有以下特征的定標襯底來解決，即，設(shè)有第一校正標記及第二校正標記，它們以預(yù)定標稱距離彼此相隔地設(shè)在定標襯底上；其中該標稱距離至少近似地等于定位參考標記及所配置的結(jié)構(gòu)標記之間的距離。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，借助根據(jù)本發(fā)明的裝置及根據(jù)本發(fā)明的定標襯底將以有利方式由光學(xué)傳感器首先測量第一及第二校正標記之間的距離，第一及第二校正標記以預(yù)定標稱距離設(shè)置在定標襯底(玻璃板)上。通過測量到的距離與標稱距離的比較求出傳感器校正系數(shù)，該校正系數(shù)在確定各個模仿件在定標襯底上的位置時被考慮。通過該方法光學(xué)傳感器可在其視區(qū)的有限范圍內(nèi)精確地定標(局部測繪)。
根據(jù)上述保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法，其特征在于，定位參考標記到光學(xué)結(jié)構(gòu)標記(例如4)的距離被選擇得近似等于標稱距離；及，光學(xué)結(jié)構(gòu)標記相對定位參考標記的相對位置相應(yīng)于第二校正標記相對第一校正標記的相對位置。在此有利構(gòu)型中，各個光學(xué)結(jié)構(gòu)標記彼此具有相對的相同位置(位置及距離)將保證光學(xué)傳感器僅在對于它能精確測量的范圍中被使用。
根據(jù)上述保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法，其特征在于，定位參考標記及光學(xué)結(jié)構(gòu)標記的形狀相應(yīng)于第一校正標記及第二校正標記的形狀。此方法可工作得特別精確，這時各個光學(xué)結(jié)構(gòu)標記也具有相同或相似的形狀。
根據(jù)上述保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法，其特征在于，標稱距離被選擇得小于光學(xué)傳感器的視區(qū)；及第一校正標記及第二校正標記(6)同時地被光學(xué)傳感器記錄。此方法可既簡單又快移也進行，這時標稱距離被選擇得小于光學(xué)傳感器的視區(qū)，以致第一與第二校正標記、及定位參考標記與光學(xué)結(jié)構(gòu)標記可同時地被光學(xué)傳感器記錄。
其精確度的進一步改善可這樣地實現(xiàn)根據(jù)上述其中一項所述的保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法，其特征在于，定位參考標記至少近似地在與光學(xué)傳感器視區(qū)中第一校正標記的相同位置上被記錄。由此可保證，對于測量總是使用光學(xué)傳感器的相同的、已用于定標的區(qū)域。
根據(jù)上述裝置，其特征在于，在定位參考標記及結(jié)構(gòu)標記之間的一個設(shè)想的連接線至少近似地垂直于模仿件的邊。在這種用于實施所述方法的有利裝置中，定位參考標記及結(jié)構(gòu)標記之間的一個設(shè)想的連接線垂直于模仿件邊地延伸，由此測量不會因模仿件另外邊的附加反射而變得困難。
以下將借助附圖以實施例來詳細地說明本發(fā)明。其中

圖1在其上置有元件的模仿件的定標襯底的正視圖，及圖2根據(jù)圖1的具有第一及第二校正標記的定標襯底的放大片段。
在圖1中表示一個定標襯底1，它在一個電元件安裝自動機中在確定位置上安裝了這些電元件的模仿件2。對此，使模仿件2從未示出的儲料箱中取出及在一個未示出的保持裝置上傳送到定標襯底1并下降放置在為它設(shè)置的位置上，類似于元件從輸送裝置一直傳送到印刷電路板的插放位置上。模仿件2由小玻璃片組成，它們各在兩個對角上具有位于對角線上的十字線形式的標記4，作為光學(xué)結(jié)構(gòu)標記。定標襯底1在該位置旁在到標記4的小距離上設(shè)有定位參考標記3，它們以高的位置精度設(shè)置。
標記4及參考標記3這樣接近地相鄰，即它們在一個位置分辨光學(xué)傳感器的一個視區(qū)7中通過，該傳感器被固定在元件的安裝頭上。該安裝頭這樣地運行，即該傳感器可定位在所有帶標記的角區(qū)上。
位置分辨光學(xué)傳感器與一個求值電子部分相連接，后者能夠求出標記4到相應(yīng)參考標記3的相對位置，而此時無需傳感器移動。一個未示出的安裝裝置的控制機構(gòu)具有一個求值組件，該組件將標記4到參考標記3的各個偏移處理成該機器的校正參數(shù)。該校正參數(shù)將自動地由控制機構(gòu)接受。
為了光學(xué)傳感器的精確定標，以一個預(yù)定的固定標稱距離a在定標襯底上設(shè)置第一校正標記5及第二校正標記6。其中光學(xué)傳感器首先測量第一校正標記5及第二校正標記6的距離，及由此通過與標稱距離a的比較來求出傳感器校正系數(shù)，在模仿件2的位置確定時將考慮該傳感器校正系數(shù)?，F(xiàn)在光學(xué)傳感器接著測量定位參考標記3相對標記4的位置，及在此情況下使用與測量第一校正標記5及第二校正標記6時相同的視區(qū)7，因此可通過傳感器校正系數(shù)的考慮來實現(xiàn)標記4及定位參考標記3之間相對位置的精確確定。可能的最高精確度將這樣地達到，即在視區(qū)7中測量第一校正標記5的位置與在視區(qū)7中測量定位參考標記3的位置相一致。標記4則近似地位于視區(qū)7中具有第二校正標記6的位置上。因此使用了光學(xué)傳感器的視區(qū)7的區(qū)域，該區(qū)域即為先前確定傳感器校正系數(shù)時所使用的，由此實現(xiàn)了在自動安裝機的測量中所需的精確度。
在此情況下標記4相對定位參考標記3這樣地布置，即設(shè)想的它們之間的連接線垂直于模仿件的邊緣。由此使有害反射對標記間彼此相對位置的影響減至最小。
權(quán)利要求
1．用于電路組件制造裝置、尤其是印刷電路板的元件安裝裝置中的保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法，其中借助該裝置在一個印刷電路板類型的定標襯底(1)的確定插放位置上用元件的盤狀模仿件(2)安裝；其中模仿件(2)相對定標襯底(1)的定位參考標記(3)的位置借助模仿件(2)上位置確定的光學(xué)結(jié)構(gòu)標記(例如4)由位置分辨光學(xué)傳感器來撿測，其特征在于，光學(xué)傳感器測量第一校正標記(5)及第二校正標記(6)之間的距離，第一及第二校正標記以預(yù)定標稱距離(a)設(shè)置在定標襯底(1)上，其中定位參考標記(3)至少近似地在與光學(xué)傳感器視區(qū)(7)中第一校正標記(5)的相同位置上被記錄；及通過被測量距離與標稱距離(a)的比較求出傳感器校正系數(shù)，該校正系數(shù)在模仿件(2)的位置確定時被考慮來用于補償光學(xué)畸變。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法，其特征在于，定位參考標記(3)到光學(xué)結(jié)構(gòu)標記(例如4)的距離被選擇得近似等于標稱距離(a)；及光學(xué)結(jié)構(gòu)標記(4)相對定位參考標記(3)的相對位置相應(yīng)于第二校正標記(6)相對第一校正標記(5)的相對位置。
3．根據(jù)權(quán)利要求2所述的保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法，其特征在于，定位參考標記(3)及光學(xué)結(jié)構(gòu)標記(4)的形狀相應(yīng)于第一校正標記(5)及第二校正標記(6)的形狀。
4．根據(jù)權(quán)利要求1,2或3所述的保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法，其特征在于，標稱距離(a)被選擇得小于光學(xué)傳感器的視區(qū)(7)；及第一校正標記(5)及第二校正標記(6)同時地被光學(xué)傳感器記錄。
5．根據(jù)權(quán)利要求1至4中的一項所述的保持裝置的移動距離和/或角度位置定標的方法，其特征在于，定位參考標記(3)至少近似地在與光學(xué)傳感器視區(qū)(7)中第一校正標記(5)的相同位置上被記錄。
6．用于實施保持裝置的移動距離和/或角度位置定標方法、尤其是根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法的裝置，其中借助該裝置在一個印刷電路板類型的定標襯底(1)的確定插放位置上用元件的模仿件(2)安裝；其中模仿件(2)相對定標襯底(1)的定位參考標記(3)的位置借助模仿件(2)上位置確定的光學(xué)結(jié)構(gòu)標記(例如4)由位置分辨光學(xué)傳感器來檢測；及其中由結(jié)構(gòu)標記(例如4)對其預(yù)定理想位置的偏差來計算用于組件制造裝置的控制機構(gòu)的至少一個校正參數(shù)，其特征在于，光學(xué)傳感器測量第一校正標記(5)及第二校正標記(6)這樣地被設(shè)置在定標襯底(1)上，即它們的預(yù)定標稱距離(a)至少近似地相應(yīng)于定位參考標記(3)及結(jié)構(gòu)標記(例如4)之間的距離及它們彼此的相對位置相應(yīng)于定位參考標記(3)對結(jié)構(gòu)標記(例如4)的相對位置。
7．根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，校正標記(5,6)，定位參考標記(3)及結(jié)構(gòu)標記(例如4)各構(gòu)成十字狀。
8．根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于，在定位參考標記(3)及結(jié)構(gòu)標記(4)之間的一個設(shè)想的連接線至少近似地垂直于模仿件(2)的邊。
9．用于實施保持裝置的移動距離和/或角度位置定標方法、尤其是根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的方法的定標襯底(1)，在該定標襯底(1)上為模仿件(2)設(shè)置的位置上裝上模仿件后，根據(jù)定位參考標記(3)可找到在電元件的模仿件(2)上設(shè)在定位參考標記附近的光學(xué)結(jié)構(gòu)標記(4)，其特征在于，設(shè)有第一校正標記(5)及第二校正標記(6)，它們以預(yù)定標稱距離(a)彼此相隔地設(shè)在定標襯底(1)上；其中該標稱距離至少近似地等于定位參考標記(3)及所配置的結(jié)構(gòu)標記(4)之間的距離。
全文摘要
公知的方法通過裝在定標襯底(1)上的電元件的模仿件(2)位置的光學(xué)測量來對電路組件制造裝置中保持裝置的移動距離和/或角度位置定標。為此使用了模仿件(2)上的標記(4)及定標襯底(1)上的定位參考標記(3)。作為光學(xué)傳感器使用的印刷電路板照相機具有顯著的照相畸變，它使定標變得困難。通過根據(jù)本發(fā)明的方法、裝置及定標襯底(1)可求得一個傳感器校正系數(shù)，其中用印刷電路板照相機對以預(yù)定標稱距離(a)彼此設(shè)置在定標襯底(1)的預(yù)定位置上的兩個校正標記(5,6)的位置進行測量，及將測量結(jié)果于該標稱距離(a)相比較。
文檔編號H05K13/00GK1318275SQ99810235
公開日2001年10月17日 申請日期1999年9月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月2日
發(fā)明者W·米勒 申請人:西門子生產(chǎn)及后勤系統(tǒng)股份公司