AT516417B1

AT516417B1 - Begrenzung für das Ablegen von elektronischen Bauteilen auf eine Unterlage

Info

Publication number: AT516417B1
Application number: ATA50782/2014A
Authority: AT
Inventors: Bauer Karl; Wurm Peter
Original assignee: Zkw Group Gmbh
Priority date: 2014-10-29
Filing date: 2014-10-29
Publication date: 2018-10-15
Also published as: WO2016065383A1; EP3092881A1; CN106165563A; US20170049016A1; JP2017514306A; US10206319B2; CN106165563B; AT516417A1

Abstract

Ablagetisch (1) zur Inspektion und/ oder Ausrichtung elektronischer Bauteile (B) vor dem Bestücken einer Leiterplatte mit diesen Bauteilen, auf den die zunächst an einem Düsenende (7) mittels Unterdruck gehaltenen Bauteile nach Freigabe durch das Düsenende abgesetzt werden, wobei der Tisch (1) eine durchsichtige Ablageplatte (2), vorzugsweise eine Glasplatte, besitzt und eine ein Verschieben eines auf der Ablageplatte vorübergehend abgelegten Bauteils (B) durch aus der Düse ausströmende Luft verhindernde, begrenzende Umrandung (5, 6p, 6z, 12) vorgesehen ist, sowie eine optische Inspektionseinrichtung unter dem Ablagetisch (6u) und eine optische Inspektionseinrichtung über dem Ablagetisch (6o) angeordnet ist..

Description

Beschreibung

BEGRENZUNG FÜR DAS ABLEGEN VON ELEKTRONISCHEN BAUTEILEN AUF EINE UNTERLAGE

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf einen Ablagetisch zur Inspektion und/oder Ausrichtung elektronischer Bauteile vor dem Bestücken einer Leiterplatte mit diesen Bauteilen.

[0002] Leiterplatten werden derzeit überwiegend nach dem SMT-Verfahren mit elektronischen Bauteilen sehr kleiner Abmessungen zur Herstellung elektronischer Flachbaugruppen bestückt Das Bestücken erfolgt üblicherweise mit Bestückautomaten, wobei die Bauteile aus Zuführgurten meist durch Ansaugen auf einem Bestückkopf entnommen werden. In vielen Fällen wird das Bauteil auf einen Ablagetisch abgelegt, auf welchem es ausgerichtet oder inspiziert werden kann. Nach der Inspektion bzw. dem Ausrichten wird das Bauteil wieder durch unter Unterdrück von einem Arm aufgenommen und in der korrekten Position auf die zu bestückende Leiterplatte gebracht. Ein Ausrichten ist einerseits im Hinblick auf die richtige Lage der Lötanschlüsse erforderlich, insbesondere jedoch bei Bauteilen, welche Sensorflächen aufweisen oder Lichtabstrahlflächen, wie insbesondere LEDs, auch in Hinblick auf die richtige Lage der Sensor- und Lichtabstrahlflächen.

[0003] Die US 5044072 A offenbart eine Vorrichtung zum Ausrichten und Platzieren von elektronischen Komponenten in einem optischen Inspektionssystem, in der Führungselemente diesen Vorgang in einem vordefinierten, flächigen Arbeitsbereich des Inspektionssystems unterstützen. Dabei werden die Führungselemente derart eingesetzt, dass die Vakuum-Ansaugvorrichtung nur dann ein Bauteil durch Ausbildung eines Vakuums fixiert, wenn es korrekt im Arbeitsbereich der Vorrichtung positioniert ist. Bei falscher Positionierung würde das Bauteil auf einem Führungselement schief aufliegen und dadurch die Ausbildung des Vakuums verhindert. Andererseits würde bei Fehlen der Führungselemente eine teilweise Abdeckung der Öffnung der Vakuum-Ansaugvorrichtung möglich sein, was die Haltekraft des Vakuums reduziert und somit erlaubt, dass sich ein Bauteil während der Inspektion oder des Hantierens von der Haltevorrichtung löst. Der Zweck dieser Führungselemente liegt somit in der Festlegung des Arbeitsbereichs der optischen Inspektionsvorrichtung bzw. der Sicherstellung der korrekten Funktion der Vakuum-Ansaugvorrichtung, die das Bauteil in Inspektions-Position festhält. Die Führungselemente und die Vakuum-Ansaugvorrichtung liegen in der gleichen Baugruppe der Vorrichtung und bilden mit dieser gemeinsam die gewünschte Funktion.

[0004] Die JP H06167320 A beschreibt eine Vorrichtung zur Inspektion von SMD-Bauteilen, wobei der Abstand zwischen der Ebene der elektrischen Anschlüsse und jener der Bauteilunterseite gemessen wird. Die angewandten Führungselemente dienen der Begrenzung des flächigen Arbeitsbereichs der Inspektions-Vorrichtung, in der eine optische Messeinrichtung angeordnet ist. Eine Vakuum-Ansaugvorrichtung hält das Bauteil für die Inspektion in Position. Um eine exakte Inspektion zu ermöglichen, haben die Führungselemente keinen Kontakt zu den Anschlüssen des Bauteils. Die Führungselemente und die Vakuum-Ansaugvorrichtung liegen in der gleichen Baugruppe der Vorrichtung und bilden mit dieser gemeinsam die gewünschte Funktion.

[0005] Die EP 1244137 A2 offenbart eine Manipulations-Vorrichtung für elektronische Bauteile, vorzugsweise nach der Vereinzelung von Bauteilen von einem gemeinsamen Bauteilträger. Die Erfindung umfasst einen verschiebbaren Transfer-Träger, um die gesägten Bauteile vom Sägetisch zur nachfolgenden Prozess-Einrichtung örtlich zu verschieben, ohne dass die vereinzelten Bauteile ihre Orientierung ändern, indem die Bauteile nach dem Sägen mit Hilfe von Vakuum-Ansaug-Vorrichtungen weiter festgehalten werden und dann in einem Rahmen fixiert werden, indem durch Verschieben zumindest eines Randes des Transfer-Trägers die Bauteile in diesen Rahmen einspannt werden. Somit umfasst die Vorrichtung eine Bauteil- Klemmeinrichtung mit zumindest einem verschiebbaren Rand.

[0006] Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass durch ungewollte Luftströmungen, insbesondere aber auch durch die Luftströmung des Arms, welcher durch Ansaugen ein Bauteil hält bzw. durch Druckminderung oder Druckerhöhung das Bauteil wieder freigibt, ein Verrutschen des Bauteils auf dem Ablagetisch eintreten kann, was zu unerwünschten Betriebsunterbrechungen eines automatisierten Bestückungsprozesses führt.

[0007] Eine Aufgabe der Erfindung liegt in der Schaffung eines Ablagetisches, bei welchem die genannten Nachteile vermieden werden können.

[0008] Diese Aufgabe wird mit einem Ablagetisch der eingangs genannten Art gelöst, bei welchem erfindungsgemäß der Tisch eine durchsichtige Ablageplatte, vorzugsweise eine Glasplatte, besitzt und eine ein Verschieben eines auf der Auflageplatte vorübergehend abgelegten Bauteils begrenzende Umrandung vorgesehen ist.

[0009] Dank dieser Ausbildung des Ablagetisches wird ein abgelegtes Bauteil in einem definierten Bereich sichergehalten, so dass es beispielsweise mittels optischer Sensoren sowohl von oben als auch von unten überprüft werden kann und ebenso ein Ausrichten in eine vordefinierte Lage möglich ist. Dabei kann auch ein erneutes Ablegen in einer korrigierten Positionierung erfolgen.

[0010] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass auf der Ablageplatte eine Hilfsplatte mit zumindest einer durchgehenden Ausnehmung vorgesehen ist, wobei die begrenzende Umrandung von den Wänden der zumindest einen Ausnehmung gebildet ist. Eine solche Hilfsplatte kann einfach und in der gewünschten Abmessung und Ausbildung auf die Ablageplatte des Ablagetisches aufgelegt werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Hilfsplatte durchsichtig ist, damit optische Sensoren so wenig wie möglich durch lichtreflektierende oder lichtabsorbierende Teile gestört werden.

[0011] Bei einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, dass in der durchsichtigen Ablageplatte zumindest eine Vertiefung zur Aufnahme zumindest eines Bauteils ausgebildet ist, wobei die begrenzende Umrandung von den Wänden der zumindest einen Vertiefung gebildet ist. Eine solche Ausbildung ist besonders vorteilhaft, wenn im Wesentlichen viele Bauteile gleicher Abmessungen zum Einsatz gelangen, da man hier auf eine Hilfsplatte verzichten kann.

[0012] In vielen Fällen ist es empfehlenswert, wenn die Umrandung im Wesentlichen kreisrund ist, da dadurch eine universelle Einsetzbarkeit mit wenig Verwirbelung von Luft- oder Gasströmen gegeben ist.

[0013] Andererseits kann es zum besseren Fixieren von Bauteilen auch vorteilhaft sein, wenn die Umrandung polygon, vorzugsweise rechteckförmig oder quadratisch, ausgebildet ist.

[0014] Die Erfindung samt weiteren Vorteilen ist im Folgenden anhand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigen [0015] Fig. 1 schematisch und schaubildlich eine in einem Ablagetisch eingelassene

Ablageplatte, [0016] Fig. 2 Schematisch das Auf- und Absetzen eines Bauteils auf einer Ablage platte, [0017] Fig. 3a bis c in Draufsicht unterschiedliche Geometrien der begrenzenden Umrandung, [0018] Fig. 4 schaubildlich und schematisch die Anordnung begrenzender Wände um ein Bauteil herum und [0019] Fig. 5 eine Variante, bei welcher eine Vertiefung in der durchsichtigen Abla geplatte ausgebildet ist.

[0020] Fig. 1 zeigt schematisch einen Ablagetisch 1, in welchen eine Ablageplatte 2 eingelassen ist. Diese Ablageplatte 2 besteht vorzugsweise aus Glas und ist daher durchsichtig.

[0021] Auf der Ablageplatte 2 befindet sich eine vorzugsweise gleichfalls durchsichtige Hilfsplatte 3 mit einer Ausnehmung 4, die im vorliegenden Fall kreiszylindrisch ausgebildet ist. Innerhalb dieser Ausnehmung 4 kann sich ein Bauteil B befinden, das somit von einer durch die Ausnehmung 4 gebildeten zylindrischen Umrandung 5 umgeben ist. Das solchermaßen durch die Umrandung 5 gegen weitreichendes Verrutschen gesicherte Bauteil kann beispielsweise durch einen oberen optischen Sensor 6 und durch einen unteren optischen Sensor 6u, hier durch die Ablageplatte 2 hindurch, inspiziert werden. Die optischen Sensoren können beispielsweise Kameras sein, die Ausrichtinformationen hinsichtlich des Bauteils an eine Recheneinheit zur Steuerung des Bestückungsvorganges liefern.

[0022] In Fig. 2 ist schematisch gezeigt, wie es zu unerwünschten Luftströmungen kommen kann, welche ein Bauteil B verschieben. Links in Fig. 2 sieht man das Halten eines Bauteils B durch das Düsenende 7 eines nicht näher gezeigten Roboterarms, wobei Unterdrück, durch nach oben gehende Pfeile angedeutet, das Bauteil B hält. So gehalten wird das Bauteil B während des Bestückungsvorganges zu der Ablageplatte gebracht und dort abgesetzt, indem der Unterdrück in der Düse 7 zunächst vermindert und so dann - zum sicheren Absetzen des Bauteils B - in einen Überdruck im Bereich von 1 bis 100 mbar übergeht. Durch diesen Überdruck kann es zu dem Verrutschen oder „Verblasen" eines kleinen und leichten Bauteils B kommen.

[0023] Fig. 3a zeigt eine kreisrunde Wand 8 in Draufsicht, welche eine entsprechende zylindrische Umrandung 6z für ein Bauteil ergibt. In Fig. 3b sind vier in einem Quadrat angeordnete Wandteile 9a bis 9d vorgesehen, die zusammen eine Umrandung 6p in Form eines quadratischen Prismas für ein Bauteil ergeben. Fig. 3c zeigt hingegen ein Wandarray 10, das insgesamt vier Umrandungen für Bauteile verschiedener Abmessungen und Geometiren liefert und universeller einsetzbar ist.

[0024] Fig. 4 zeigt die Anordnung von Wandteilen 9a bis 9d - sinngemäß entsprechend Fig. 3b - um ein quadratisches Bauteil B herum.

[0025] Schließlich zeigt Fig. 5 eine Ausbildung, bei welcher direkt in der Ablageplatte 2 eine Vertiefung 11 ausgebildet ist, in welcher ein Bauteil aufgenommen werden kann. Im vorliegenden Fall ist diese Vertiefung in Draufsicht kreisrund und bildet eine zylindrische Umrandung 12.

Claims

Patentansprüche

1. Ablagetisch (1) zur Inspektion und/oder Ausrichtung elektronischer Bauteile (B) vor dem Bestücken einer Leiterplatte mit diesen Bauteilen, auf den die zunächst an einem Düsenende (7) mittels Unterdrück gehaltenen Bauteile nach Freigabe durch das Düsenende abgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (1) eine durchsichtige Ablageplatte (2), vorzugsweise eine Glasplatte, besitzt und eine ein Verschieben eines auf der Ablageplatte vorübergehend abgelegten Bauteils (B) durch aus der Düse ausströmende Luft verhindernde begrenzende Umrandung (5, 6p, 6z, 12) vorgesehen ist, sowie eine optische Inspektionseinrichtung unter dem Ablagetisch (6u) und eine optische Inspektionseinrichtung über dem Ablagetisch (6o) angeordnet ist.
2. Ablagetisch (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Ablageplatte eine Hilfsplatte (3) mit zumindest einer durchgehenden Ausnehmung (4) vorgesehen ist, wobei die begrenzende Umrandung (5) von den Wänden der zumindest einen Ausnehmung gebildet ist.
3. Ablagetisch (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hilfsplatte durchsichtig ist.
4. Ablagetisch (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrandung (5, 6z, 12) im Wesentlichen kreiszylindrisch ist.
5. Ablagetisch (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umrandung (10) polygon, vorzugsweise rechteckförmig oder quadratisch, ausgebildet ist.
6. Ablagetisch (1) nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Umrandung Wände und/oder Wandteile (8, 9a...d, 10) vorgesehen sind.
7. Ablagetisch (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der durchsichtigen Ablageplatte (2) zumindest eine Vertiefung (11) zur Aufnahme zumindest eines Bauteils ausgebildet ist, wobei die begrenzende Umrandung (12) von den Wänden der zumindest einen Vertiefung gebildet ist. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen