DE102004062866A1

DE102004062866A1 - Soldering fault identification facility for automatically recognizing/repairing soldering faults on printed circuit boards with electronic components has a conveyor device for printed circuit boards

Info

Publication number: DE102004062866A1
Application number: DE102004062866A
Authority: DE
Original assignee: Ersa GmbH
Current assignee: Ersa GmbH
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-06-22

Abstract

Above a conveyor device (1) and a printed circuit board (2) there is a first extra camera (4a), devices (5a,6a) for repairing faulty soldered points and a second extra camera (13a). The repair devices do not operate as wave-soldering devices (5,6) but as reflow soldering devices with hot air jets and correspond to the wave-soldering devices.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur automatischen Erkennung und Behebung von Lötfehlern an mit elektronischen Bauteilen bestückten Leiterplatten.The The invention relates to a system for automatic detection and repair of soldering defects Printed circuit boards equipped with electronic components.

Bei der Bestückung und Belötung derartiger Leiterplatten, sogenannten Printed Circuit Boards (PCB), mit elektronischen Bauteilen, treten üblicherweise in nicht unerheblicher Größenordnung Lötfehler auf, die zum Versagen der gesamten Leiterplatte führen können. Derartige Lötfehler können beispielsweise unerwünschte Lötbrücken, nicht oder nicht ausreichend durchgeführte Lötungen, zu hoher Lotauftrag oder dergleichen mehr sein. Zur Ermittlung dieser Fehler ist es bekannt, elektrische Funktionsprüfungen, Röntgenuntersuchungen, Ultraschalluntersuchungen oder optische Untersuchungen durchzuführen. So ist es beispielsweise bekannt, mittels eines Kamerasystems und Bildvergleichs oder Reflexionsmessung Lötstellen an Leiterplatten im Produktionsprozess optisch zu überwachen und bei Feststellung eines Fehlers die Leiterplatte auszuson dern. Die ausgesonderten Leiterplatten werden dann entweder verworfen oder manuell repariert. Dies ist aufwendig und damit kostenintensiv.at the equipment and soldering such printed circuit boards (PCB), with electronic components, usually occur in irrelevant Magnitude soldering defects on, which can lead to the failure of the entire circuit board. such soldering defects can for example, unwanted Solder bridges, not or not sufficiently performed soldering, be too high solder application or the like. To determine this Error is known, electrical functional tests, X-ray examinations, ultrasound examinations or perform optical examinations. That's the way it is, for example known, by means of a camera system and image comparison or reflection measurement solder joints to visually monitor PCBs in the production process and upon detection of an error auszuson the circuit board auszuson. The discarded circuit boards are then either discarded or repaired manually. This is expensive and therefore expensive.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anlage zur Erkennung und Behebung von Lötfehlern zu schaffen, die eine automatische Erkennung und Behebung von Lötfehlern, insbesondere unmittelbar im Herstellungsprozess, ermöglicht.outgoing From this prior art, it is therefore the object of the present Invention, a system for detecting and eliminating soldering defects to provide automatic detection and correction of soldering defects, especially directly in the manufacturing process, allows.

Diese Aufgabe wird durch eine Anlage nach der Lehre des Anspruchs 1 gelöst.These Task is solved by a system according to the teaching of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Erkennung und Behebung von Lötfehlern an mit elektronischen Bauteilen bestückten Leiterplatten weist zunächst einmal eine Einrichtung zum Transport der Leiterplatten durch die Anlage auf. Dies kann in bekannter Weise beispielsweise ein Transportband, ein Kettenförderer oder dergleichen sein. Weiter weist die Anlage mindestens eine Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern auf, wobei in dieser Vorrichtung Ort und gegebenenfalls Art der Lötfehler ermittelt werden. Die Informationen über Art und/oder Ort der Lötfehler werden einer Steuereinheit zugeführt. Ferner ist die erfindungsgemäße Anlage mit mindestens einer Vorrichtung zur Reparatur dieser Lötfehler versehen. Dazu werden die Leiterplatten und zumindest die Vorrichtung zur Reparatur der Lötfehler über die Steuereinheit derart relativ zueinander positioniert, dass mit der Vorrichtung zur Reparatur der Lötfehler die von der Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern ermittelten defekten Lötstellen selektiv reparierbar sind.The inventive plant for detection and correction of soldering defects On equipped with electronic components circuit boards points first a device for transporting the printed circuit boards through the system on. This can in a known manner, for example, a conveyor belt, a chain conveyor or the like. Next, the system has at least one device for the determination of soldering defects on, in this device location and optionally type of soldering defects be determined. The information about type and / or location of soldering errors are fed to a control unit. Furthermore, the plant according to the invention with at least one device for repairing these soldering defects Mistake. For this purpose, the circuit boards and at least the device to repair the soldering fault via the control unit positioned relative to each other so that with the device to repair the soldering defects the Defects detected by the device for determining soldering defects solder joints are selectively repairable.

Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die von der Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern erkannten Lötfehler, insbesondere der Ort der Lötfehler, über die Steuereinheit in Positionierbefehle für die Transport einrichtung für die Leiterplatten und/oder die Vorrichtung zur Reparatur der Lötfehler umgesetzt werden, so dass die Vorrichtung zur Reparatur der Lötfehler selektiv an die als fehlerhaft erkannten Lötstellen, oder umgekehrt, die Leiterplatten mit den fehlerhaften Lötstellen an die Vorrichtung zur Reparatur der Lötfehler gebracht werden können, um dann genau diese Lötstellen beispielsweise nachzulöten. Durch diese In- Line- Inspektions- und Reparaturanlage, die in einfacher Weise in den normalen Produktionsablauf bei der industriellen Herstellung von bestückten Leiterplatten zu integrieren ist, kann automatisch, das heißt ohne notwendigen Benutzereingriff, die Reparatur defekter Lötstellen erfolgen, wodurch die Ausschussquote und die manuelle Nachbearbeitung auf ein Minimum reduziert werden kann.This in other words, that of the device for determining of soldering errors detected soldering defects, especially the location of soldering defects, over the Control unit in positioning commands for the transport device for the Circuit boards and / or the device for repairing soldering defects be implemented, so that the device to repair the soldering defects selectively to the identified as defective solder joints, or vice versa, the Printed circuit boards with the faulty solder joints to the device to repair the soldering defects can be brought then exactly these solder joints for example, to relight. By this in-line Inspection and repair system, which in a simple way in the normal production process in the industrial production of stocked Integrating printed circuit boards can be automatic, that is without necessary user intervention, the repair of defective solder joints done, reducing the reject rate and manual post-processing can be reduced to a minimum.

Das physikalische Prinzip der Ermittlung der Lötfehler ist grundsätzlich beliebig und hängt im Wesentlichen von der Art der zu ermittelnden Lötfehler ab. Ebenso ist es grundsätzlich sowohl möglich, eine zu überprüfende Leiterplatte über ihre gesamte Fläche nach Art eines Screening- oder Scan-Verfahrens abzutasten oder aber nur bestimmte Flächenbereiche bzw. Lötstellen oder Lötstellengruppen, die sich als besonders fehlerhäufig erwiesen haben, zu überprüfen.The physical principle of determining the soldering error is basically arbitrary and hang essentially on the type of soldering error to be determined. It is the same in principle both possible a circuit board to be checked over her the whole area in the manner of a screening or Scan scanning method or only certain areas or solder joints or solder joint groups, which proved to be particularly flawed have proven to check.

Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern einen optischen Aufnehmer auf. Dies kann beispielsweise eine Kamera sein, mit der Abbildungen der Lötstellen ermittelt und mit Referenzbildern verglichen werden oder Reflexionswerte der Lötstellen ermittelt werden.To a particularly preferred embodiment The invention comprises the device for determining soldering defects an optical pickup. This can be a camera, for example be, with the pictures of the solder joints determined and compared with reference images or reflection values the solder joints be determined.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern einen akustischen Aufnehmer, insbesondere einen Ultraschallaufnehmer, auf, mit dem in für sich bekannter Weise nach Art eines Echolotes auch Lötfehler ermittelt werden können, die der optischen Wahrnehmung nicht zugänglich sind. In ähnlicher Weise kann die Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern beispielsweise nach Art eines Scanning Acoustic Microscope (SAM) aufgebaut sein.To a further embodiment has the device for detecting soldering an acoustic Transducer, in particular an ultrasonic transducer, on, with the in for known manner in the manner of a sonar and soldering errors can be determined which are not accessible to the optical perception. In similar For example, the device for detecting soldering errors can after Type of Scanning Acoustic Microscope (SAM).

Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung optisch bzw. visuell nicht erkennbarer Fehler besteht in der Verwendung einer Einrichtung zur Ermittlung der Lötfehler mittels Röntgenstrahlen.Another possibility for determining visually or visually unrecognizable errors is the use of a device for determining the soldering errors by means of X-rays.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern eine Einrichtung zur elektrischen Funktionsprüfung auf.To a further embodiment has the device for determining soldering errors means for electrical functional test on.

Die vorstehend beschriebenen Aufnehmer bzw. Einrichtungen zur Ermittlung von Lötfehlern können jeweils für sich Verwendung finden. Um eine Vielzahl von Lötfehlern zu ermitteln, können jedoch auch zwei oder mehrere dieser Aufnehmer und Einrichtungen in Kombination verwendet werden.The above-described sensors or devices for detection of soldering faults can each for themselves Find use. However, to determine a variety of soldering faults, too two or more of these transducers and devices in combination be used.

Die Art der Vorrichtung zur Reparatur der fehlerhaften Lötstellen ist grundsätzlich beliebig, solange eine selektive Lötung einzelner Lötstellen oder Lötstellengruppen möglich ist. So kann beispielsweise die Vorrichtung zur Reparatur der Lötfehler eine Reflow-Löteinrichtung aufweisen, wie sie insbesondere bei der Einzelbestückung von Leiterplatten Verwendung findet. Dabei erfolgt üblicherweise ein Aufschmelzen des vorhandenen Lotes durch gezielte Wärmezufuhr an die jeweilige Lotstelle oder Lotstellengruppe. Die Reflow-Löteinrichtung kann dabei in an sich bekannter Weise beispielsweise als Heißluftdüse, Infrarotheizelement oder dergleichen ausgeführt sein.The Type of device for repairing faulty solder joints is basically as long as a selective soldering of individual solder joints or solder joint groups possible is. For example, the device for repairing soldering defects a reflow soldering device have, as in particular in the individual assembly of PCB is used. This is usually a melting the existing solder by targeted heat to the respective Lotstelle or Lotstellengruppe. The reflow soldering device can in known manner, for example, as a hot air nozzle, infrared heating element or the like be.

Nach einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung jedoch weist die Vorrichtung zur Reparatur der Lötfehler eine Wellenlöteinrichtung auf, die mit einer Wellenlötdüse und einem heizbaren Lottiegel versehen ist. Eine derartige Wellenlöteinrichtung kann insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich Verwendung finden, wenn den zu reparierenden Lötstellen Lot zugeführt werden muss.To However, a particularly preferred embodiment of the invention has the device for repairing the soldering defects has a wave soldering device, with a wave soldering nozzle and a heated solder pot is provided. Such a wave soldering device may in particular, but by no means be used exclusively, if the solder joints to be repaired Lot supplied must become.

Während bei den aus der Serienfertigung bekannten Wellenlötanlagen üblicherweise Düsen Verwendung finden, die die gesamte Breite der zu lötenden Platine überdecken, ist gemäß der vorliegenden Erfindung die Wellenlötdüse als Punkt- oder Flachdüse ausgeführt, mit der einzelne Lötstellen oder abgegrenzte Lötstellengruppen löt- bzw. reparierbar sind. Durch entsprechende Gestaltung beispielsweise der Wellenlötdüse, der austretenden Lötwelle und der Temperatur des Lotes kann dabei sichergestellt werden, dass ausschließlich die zu reparierenden Lötstellen dauerhaft mit dem schmelzflüssigen Lot benetzt werden.While at the well-known from mass production Wellenlötanlagen usually nozzles use find that cover the entire width of the board to be soldered, is in accordance with the present invention the wave soldering nozzle as a point or flat nozzle executed with the individual solder joints or delimited solder joint groups soldered or are repairable. By appropriate design, for example the wave soldering nozzle, the emerging solder wave and the temperature of the solder can be ensured that exclusively the solder joints to be repaired permanently with the molten one Solder wetted.

Insbesondere bei der Verwendung einer Wellenlöteinrichtung kann nach einem weiteren Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung zum Auftrag eines Flussmittels, beispielsweise in Form einer Sprüheinheit, auf die zu reparierende Lötstelle vorgesehen sein. Dadurch kann in bekannter Weise die Benetzungsfähigkeit der nachzulötenden Fehlerstellen erhöht werden.Especially when using a wave soldering device can according to another embodiment a device for applying a flux, for example in the form of a spray unit, on the solder joint to be repaired be provided. As a result, the wetting ability in a known manner the one to be followed Errors increased become.

In einfacher Weise können die Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern und die Vorrichtung zur Reparatur der Lötfehler auf oder an einem gemeinsamen relativ zur Leiterplatte positionierbaren Träger angeordnet sind. Diese bedeutet mit anderen Worten, dass beide Vorrichtungen nur gemeinsam bewegt werden können. Dabei kann die Bewegung in Abhängigkeit vom gewünschten Freiheitsgrad der Bewegung in x- oder y-Richtung, das heißt im Wesentlichen in einer Ebene parallel zur Leiterplatte, und/oder in z-Richtung, das heißt im Wesentlichen senkrecht zur Leiterplattenebene, erfolgen. Wesentlich ist dabei nur, dass zum einen die zu überprüfenden Lötstellen in den Arbeitsbereich der Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern gebracht werden können und zum anderen die Einrichtung zur Reparatur der fehlerhaften Lötstellen derart an die fehlerhaften Lötstellen bringbar ist, dass ein Nachlöten dieser Lötstellen erfolgen kann.In can easily the device for determining soldering errors and the device to repair the soldering defects on or on a common positionable relative to the circuit board Carrier arranged are. In other words, this means that both devices can only be moved together. The movement can be dependent on of the desired Degree of freedom of movement in the x or y direction, that is essentially in one Level parallel to the circuit board, and / or in the z-direction, that is substantially perpendicular to the circuit board level, done. It is essential that only on the one hand the solder joints to be checked in the working area of the device for the determination of soldering defects can be brought and on the other hand, the device for repairing the faulty solder joints so to the faulty solder joints Can be brought that a Nachlöten these solder joints can be done.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung jedoch sind die Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern und die Vorrichtung zur Reparatur der Lötfehler jeweils auf oder an einem separaten relativ zur Leiterplatte positionierbaren Träger angeordnet. Dadurch sind die Bewegungen der Einrichtung zur Ermittlung und der Einrichtung zur Repara tur der Lötfehler räumlich und funktionell getrennt, so dass gleichzeitig die Ermittlung von Lötfehlern an einer Leiterplatte und die Reparatur von Lötfehlern an einer zweiten Leiterplatte erfolgen kann. Dadurch lässt sich der Durchsatz durch eine erfindungsgemäße Anlage erhöhen.To a preferred embodiment However, the invention is the device for determining soldering defects and the apparatus for repairing the soldering defects respectively on or on arranged a separate positionable relative to the circuit board carrier. As a result, the movements of the device for determination and the Device for repairing the soldering defects spatial and functionally separated, so that at the same time the determination of soldering defects on a circuit board and the repair of soldering errors on a second circuit board can be done. By doing so leaves the throughput increase by a system according to the invention.

Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung können mindestens zwei Vorrichtungen zur Reparatur von Lötfehlern vorgesehen sein, die vorzugsweise auf separaten, relativ zur Leiterplatte positionierbaren Trägern angeordnet sein können. Dadurch kann zum einen der Durchsatz weiter erhöht werden, da insbesondere eine Mehrzahl von Leiterplatten gleichzeitig einer Reparatur unterzogen werden können. Zum anderen lässt sich aber bei einer derartigen Gestaltung die Verwendung von mehreren unterschiedlichen Löteinrichtungen, beispielsweise eine Kombination von Reflow- und Wellenlöteinrichtungen oder eine Kombination von zwei oder mehr Wellenlöteinrichtungen mit unterschiedlichem Lotmaterial, beispielsweise bleihaltig und bleifrei, realisieren, wodurch die Anlage insgesamt flexibler und breiter einsetzbar wird.To a particularly preferred embodiment of the invention at least two devices for repairing soldering defects be provided, preferably on separate, relative to the circuit board positionable straps can be arranged. As a result, on the one hand, the throughput can be further increased, in particular a plurality of printed circuit boards subjected simultaneously to a repair can be. On the other leaves But in such a design, the use of several different soldering devices, For example, a combination of reflow and wave soldering or a combination of two or more wave soldering devices with different ones Solder material, for example, leaded and lead-free, realize which makes the system more flexible and broader in its use.

In ähnlicher Weise können erfindungsgemäß mindestens zwei Vorrichtungen zur Ermittlung von Lötfehlern vorgesehen sein, die vorzugsweise auf separaten, relativ zur Leiterplatte positionierbaren Trägern angeordnet sein können. Dadurch können beispielsweise unterschiedliche Vorrichtungen zur Ermittlung von Lötfehlern in einer Anlage kombiniert werden, um unterschiedliche Lötfehler zu ermitteln. Von Vorteil ist eine derartige Gestaltung jedoch auch, wenn eine Vorrichtung am Eingang der Anlage zur Ermittlung der Lötfehler und eine weitere am Ausgang der Anlage zur Überprüfung der reparierten Lötstellen und damit des Reparaturerfolges vorgesehen ist.Similarly, according to the invention, at least two devices for determining soldering defects can be provided, which can preferably be arranged on separate carriers which can be positioned relative to the printed circuit board. As a result, for example, different devices for Er Combination of soldering errors in a system can be combined to determine different soldering defects. However, such a design is also advantageous if a device is provided at the entrance of the installation for determining the soldering defects and another at the exit of the installation for checking the repaired solder joints and thus the repair success.

In einfacher Weise können die Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern und die Vorrichtung zur Reparatur dieser Lötfehler lediglich auf einer Seite der Leiterplatte, insbesondere unterhalb der Leiterplatte, bezogen auf eine im Wesentlichen horizontale Transportrichtung, angeordnet sein. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der ordnet sein. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung jedoch sind jeweils mindestens eine Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern und jeweils mindestens eine Vorrichtung zur Reparatur der Lötfehler gegenüber jeder Hauptfläche der Leiterplatte und damit sowohl oberhalb als auch unterhalb der Platine angeordnet. Dadurch lassen sich Lötfehler auf beiden Leiterplattenflächen in einem Durchlauf ermitteln und reparieren.In can easily the device for determining soldering errors and the device to repair these soldering defects only on one side of the circuit board, especially below the circuit board, based on a substantially horizontal transport direction, be arranged. According to another embodiment of the assigns. According to another embodiment However, in each case at least one device for the invention Determination of soldering errors and at least one device for repairing the soldering defects towards everyone main area the PCB and thus both above and below the Board arranged. This allows soldering errors on both circuit board surfaces in detect and repair a pass.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine weitere Transporteinrichtung vorgesehen sein, mit der die Leiterplatten nach dem Reparaturlöten zum Anfang der Anlage zurücktransportierbar sind. Dies kann dabei sowohl innerhalb als auch außerhalb der erfindungsgemäßen Anlage erfolgen. Eine derartige Gestaltung ist dabei insbesondere von Vorteil, wenn die reparierten Lötstellen einer abschließenden Überprüfung beim Ausfahren aus der Anlage nicht standgehalten haben und eine erneute Reparatur der Lötstellen durchgeführt werden soll.To a further embodiment may a further transport means may be provided, with which the printed circuit boards after repair soldering can be transported back to the beginning of the system. This can be done both inside and outside the plant according to the invention respectively. Such a design is particularly advantageous, if the repaired solder joints a final review at Extending out of the plant did not withstand and a renewed repair the solder joints carried out shall be.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele zeigender Zeichnungen näher erläutert.in the The invention will now be described by way of example only showing drawings closer explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in schematischer blockdiagrammartiger Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage; 1 in a schematic block diagram-like representation of a first embodiment of a system according to the invention;

2 in einer der 1 entsprechenden Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage; 2 in one of the 1 corresponding representation of a second embodiment of a system according to the invention;

3 in schematischer perspektivischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage; und 3 in a schematic perspective view of another embodiment of a system according to the invention; and

4 in einer der 1. entsprechenden Darstellung ein viertes Ausführungsbeispiel einer Anlage gemäß der Erfindung. 4 in one of the 1 , corresponding representation of a fourth embodiment of a system according to the invention.

Die in der 1 schematisch dargestellte Anlage weist eine Einrichtung 1 zum Transport einer mit elektronischen Bauteilen bestückten Leiterplatte 2 auf, wobei in der Darstellung nach 1 aus Gründen einer einfacheren Darstellung die elektronischen Bauteile nicht gezeigt sind. Die Einrichtung 1 zum Transport der Leiterplatte besteht bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem Kettenförderer, der endlos umläuft und auf dem die Leiterplatte 2 im Bereich ihrer Längsseitenkanten derart gelagert und geführt ist, dass die Unterseite der Leiterplatte 2 im Wesentlichen frei zugänglich ist. Der Transport der Leiterplatte 2 durch die Anlage erfolgt in Richtung des Pfeils F.The in the 1 schematically illustrated system has a device 1 for transporting a printed circuit board equipped with electronic components 2 on, in the illustration after 1 for the sake of simplicity, the electronic components are not shown. The device 1 for transporting the circuit board in this embodiment consists of a chain conveyor, which rotates endlessly and on which the circuit board 2 is stored and guided in the region of their longitudinal side edges such that the underside of the circuit board 2 essentially freely accessible. The transport of the printed circuit board 2 through the system takes place in the direction of the arrow F.

Unterhalb der Einrichtung 1 zum Transport der Leiterplatte 2 sind auf einem gemeinsamen rahmenartigen Träger 3 eine Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern in Form einer Kamera 4 sowie zwei Vorrichtungen zur Reparatur von Lötfehlern in Form zweier Wellenlöteinrichtungen 5 und 6 angeordnet. Der Träger 3 ist über nicht dargestellte Führungs- und Antriebsmittel in x-Richtung, entsprechend der durch den Pfeil F angedeuteten in der Zeichenebene liegenden Transportrichtung, und senkrecht zur Zeichenebene in y-Richtung, d.h. in einer Ebene parallel zur Leiterplatte 2, positionierbar, so dass sowohl mit der Kamera 4 als auch den Wellenlöteinrichtungen 5 und 6 jeder beliebige Punkt, insbesondere jede beliebige Lötstelle, an der Unterseite der Leiterplatte 2 anfahrbar ist.Below the device 1 for transporting the printed circuit board 2 are on a common frame-like support 3 a device for detecting soldering errors in the form of a camera 4 and two devices for repairing soldering defects in the form of two wave soldering devices 5 and 6 arranged. The carrier 3 is not shown in the guide and drive means in the x-direction, corresponding to the direction indicated by the arrow F lying in the plane of transport, and perpendicular to the plane in the y-direction, ie in a plane parallel to the circuit board 2 , positionable, so that both with the camera 4 as well as the wave soldering facilities 5 and 6 any point, especially any solder joint, on the underside of the PCB 2 is approachable.

Die Kamera 4 und die Wellenlöteinrichtungen 5 und 6 sind jeweils auf einem weiteren Träger 7, 8 und 9 angeordnet, die gegenüber dem Träger 3 unabhängig voneinander in z-Richtung verstellbar sind. Damit lassen sich sowohl die Kamera 4 als auch insbesondere die Wellenlöteinrichtungen 5 und 6 vertikal gegen die Leiterplatte verstellen, so dass zum einen mit der Kamera 4 insgesamt eine Position einnehmbar ist, in der die erforderlichen Abbildungen der zu überprüfenden Lötstellen erstellt werden können und zum anderen die Wellenlöteinrichtungen 5 und 6 in eine Position gebracht werden können, in der ein Nachlöten der durch die Kamera 4 ermittelten Lötfehler ermöglicht wird.The camera 4 and the wave soldering facilities 5 and 6 are each on a different carrier 7 . 8th and 9 arranged opposite the carrier 3 independently adjustable in z-direction. This allows both the camera 4 and in particular the wave soldering equipment 5 and 6 adjust it vertically against the printed circuit board, so that on the one hand with the camera 4 Overall, a position is ingestible, in which the required images of the solder joints to be tested can be created and on the other the Wellenlöteinrichtungen 5 and 6 can be brought into a position in which a re-soldering by the camera 4 determined soldering error is made possible.

Aufgrund der Anordnung zweier Wellenlöteinrichtungen können diese mit unterschiedlichem Lotmaterial, beispielsweise bleifreiem und bleihaltigem Lot, versehen sein, so dass wahlweise in Abhängigkeit von den zu reparierenden Lotstellen unterschiedliche Lotmaterialen zum Einsatz kommen können.by virtue of the arrangement of two wave soldering can these with different solder material, such as lead-free and lead-containing solder, be provided so that optionally depending from the Lotstellen to be repaired different solder materials can be used.

Wird nun eine zu überprüfende Leiterplatte 2 mittels der Transporteinrichtung 1 in die erfindungsgemäße Anlage gefahren, erfolgt zunächst eine optische Aufnahme der zu überprüfenden Lötstellen. Dabei kann mit der Kamera ein Bild der gesamten Unterseite der Leiterplatte 2 aufgenommen werden; alternativ oder zusätzlich kann die Kamera 4 jedoch auch durch entsprechende, insbesondere programmierbare, Positionierung Bilder vorbestimmter Bereiche oder einzelner Lötstellen der Leiterplatte 2 aufnehmen. Nach der Auswertung der von der Kamera 4 aufgenommenen Bilder in einer nicht dargestellten Auswerte- und Steuereinheit werden, falls, beispielsweise durch Bildvergleich mit Referenzbildern, Lötfehler ermittelt worden sind, durch entsprechende in der Steuereinheit erzeugte Steuerbefehle die jeweiligen Wellenlöteinrichtungen 5 oder 6 an die zu reparierenden Lötstellen verfahren, so dass dann die automatische Reparatur durch Nachlöten erfolgen kann.Will now be a circuit board to be checked 2 by means of the transport device 1 driven into the system according to the invention, initially an optical recording of the solder joints to be checked. There at the camera can be a picture of the entire bottom of the circuit board 2 be included; alternatively or additionally, the camera 4 However, by appropriate, especially programmable, positioning images of predetermined areas or individual solder joints of the circuit board 2 take up. After the evaluation of the camera 4 taken pictures in an evaluation and control unit, not shown, if, for example, by image comparison with reference images, soldering errors have been determined by appropriate control commands generated in the control unit, the respective wave soldering 5 or 6 proceed to the solder joints to be repaired, so that then the automatic repair can be done by re-soldering.

Die erforderlichen Lötparameter können entweder fest vorprogrammiert sein oder aber ebenfalls durch die Auswertung der von der Kamera 4 aufgenommenen Bilder in der Auswerte- und Steuereinheit programmgesteuert ermittelt und an die Wellenlöteinrichtungen weitergeleitet werden.The required soldering parameters can either be permanently preprogrammed or else by the evaluation of the camera 4 Recorded images are determined program-controlled in the evaluation and control unit and forwarded to the wave soldering facilities.

Nach der erfolgten Reparatur oder, falls kein Fehler festgestellt worden ist, nach dem Durchlaufen der Anlage ohne weitere Bearbeitung, kann die Leiterplatte 2 durch die Transporteinrichtung 1 ausgegeben oder an eine weitere Transport- oder Handhabungseinrichtung übergeben werden.After the repair or, if no error has been found, after passing through the system without further processing, the circuit board 2 through the transport device 1 issued or handed over to another transport or handling device.

Das in der 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage weist grundsätzlich den gleichen Aufbau wie die Anlage nach 1 auf. Gleiche Elemente in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Gegensatz zur Anlage nach 1 sind die unterhalb der Transporteinrichtung 1 angeordneten Elemente Kamera 4 und Wellenlöteinrichtungen 5 und 5 jedoch nicht auf einem gemeinsamen Träger angeordnet. Kamera 4 und jede Wellenlöteinrichtung 5 und 6 sind vielmehr jeweils auf oder an einem separaten Träger 10, 11 und 12 angeordnet, der jeweils in x-, y- und z-Richtung positionierbar ist. Dadurch lassen sich die Kamera 4 und die Wellenlöteinrichtungen 5 und 6 unabhängig voneinander positionieren, so dass mehrere hintereinander durch die erfindungsgemäße Anlage transportierte Leiterplatten 2 gleichzeitig geprüft und/oder repariert werden können.That in the 2 shown second embodiment of a system according to the invention basically has the same structure as the system after 1 on. Identical elements in the figures are provided with the same reference numerals. In contrast to the plant after 1 are the below the transport device 1 arranged elements camera 4 and wave soldering facilities 5 and 5 but not arranged on a common carrier. camera 4 and every wave device 5 and 6 are rather on or on a separate carrier 10 . 11 and 12 arranged, which is positionable in each case in the x-, y- and z-direction. This allows the camera 4 and the wave soldering facilities 5 and 6 independently position, so that several consecutively transported by the system according to the invention printed circuit boards 2 tested and / or repaired simultaneously.

In Transportrichtung nach den Wellenlöteinrichtungen 5 und 6 ist eine weitere Vorrichtung zur Ermittlung von Lötfehlern mit einer Kamera 13 angeordnet, die in ihrem Aufbau der Vorrichtung mit der Kamera 4 entspricht. Diese Kamera 13 dient dabei zur Überprüfung der reparierten Lötstellen. Die Überprüfung erfolgt in gleicher Weise wie bei der Kamera 4 in einer Auswerte- und Steuereinheit beispielsweise durch Bildvergleich mit einem Referenzbild.In the transport direction after the wave soldering facilities 5 and 6 is another device for detecting soldering errors with a camera 13 arranged in their construction of the device with the camera 4 equivalent. This camera 13 serves to check the repaired solder joints. The check is carried out in the same way as with the camera 4 in an evaluation and control unit, for example, by image comparison with a reference image.

Weiter ist eine zweite Transporteinrichtung 14 vorgesehen, die den Ausgang der Anlage mit dem Eingang verbindet. Insbesondere wenn durch die Kamera 13 eine reparierte Lötstelle ermittelt wird, die als immer noch fehlerhaft klassifiziert wird, kann mittels dieser Transporteinrichtung 14 ein Rücktransport der Leiterplatte 2 zum Eingang der Anlage und damit ein erneuter Durchlauf erfolgen.Next is a second transport device 14 provided that connects the output of the system with the input. Especially if through the camera 13 a repaired solder joint is determined, which is classified as still faulty, can by means of this transport device 14 a return transport of the circuit board 2 to the entrance of the plant and thus a renewed run.

Beim Ausführungsbeispiel nach 2 sind oberhalb der Transporteinrichtung 1 und damit oberhalb der Leiterplatte 2 eine weitere Kamera 4a, weitere Vorrichtungen 5a und 6a zur Reparatur der fehlerhaften Lötstellen und eine weitere Kamera 13a vorgesehen. Die Kameras 4a und 13a sind dabei identisch in Funktion und Aufbau zu den Kameras 4 und 13. Die Vorrichtungen 5a und 6a sind jedoch nicht als Wellenlöteinrichtungen ausgeführt sondern als Reflow-Löteinrichtungen mit Heißluftdüsen. Im Übrigen entsprechen sie in Funktion und Aufbau den Wellenlöteinrichtungen 5 und 6. Aufgrund dieser Anordnung lassen sich in einem Durchlauf fehlerhafte Lötstellen auf beiden Seiten der Leiterplatte 2 ermitteln und reparieren.According to the embodiment 2 are above the transport device 1 and thus above the circuit board 2 another camera 4a , other devices 5a and 6a to repair the faulty solder joints and another camera 13a intended. The cameras 4a and 13a are identical in function and structure to the cameras 4 and 13 , The devices 5a and 6a However, they are not designed as wave soldering but as reflow soldering with hot air nozzles. Otherwise, they correspond in function and structure to the wave soldering equipment 5 and 6 , Due to this arrangement, faulty solder joints on both sides of the printed circuit board can be achieved in one pass 2 determine and repair.

In 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anlage dargestellt. Die Transporteinrichtung 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als Schienenförderer ausgebildet und weist zwei Transport- oder Führungsschienen 15, 16 auf, die mit einem Abstand voneinander angeordnet sind, der im Wesentlichen der Breite der zu transportierenden Leiterplatte 2 entspricht. Die Leiterplatte 2 ist dabei mir ihren parallel zur Transportrichtung verlaufenden Seitenkanten in den Transport- oder Führungsschienen 15, 16 geführt.In 3 is a further embodiment of a system according to the invention shown. The transport device 1 is formed in this embodiment as a rail conveyor and has two transport or guide rails 15 . 16 on, which are arranged at a distance from each other, which is substantially the width of the printed circuit board to be transported 2 equivalent. The circuit board 2 is me their running parallel to the transport direction side edges in the transport or guide rails 15 . 16 guided.

Auf einem gemeinsamen Träger 3 sind eine Kamera 4 und zwei Wellenlöteinrichtungen 5 und 6 angeordnet. Der Träger 3 weist eine Brücke bestehend aus zwei Längsträgern 17, 18 und zwei Querträgern 19, 20 auf, wobei die Brücke in x-Richtung, das heißt in Transportrichtung der Leiterplatte, auf Führungsbahnen 21, 22 verfahrbar ist. An den Querträgern ist eine zweite Brücke 23 in y-Richtung verfahrbar angeordnet. Auf bzw. an dieser Brücke 23 befinden sich die Kamera 4 und die Wellenlöteinrichtungen 5 und 6. Damit lassen sich Kamera und Wellenlöteinrichtungen in x- und y-Richtung frei positionieren.On a common carrier 3 are a camera 4 and two wave soldering facilities 5 and 6 arranged. The carrier 3 has a bridge consisting of two side rails 17 . 18 and two crossbeams 19 . 20 on, wherein the bridge in the x-direction, that is in the transport direction of the circuit board, on guideways 21 . 22 is movable. At the cross beams is a second bridge 23 arranged moveable in the y-direction. On or at this bridge 23 are the camera 4 and the wave soldering facilities 5 and 6 , This allows the camera and waveguide devices to be positioned freely in the x and y directions.

Die Wellenlöteinrichtungen 5 und 6 sind identisch ausgebildet und weisen jeweils einen beheizbaren Tiegel 24 für das schmelzflüssige Lot auf. An der Oberseite des Tiegels befindet sich jeweils eine punkt- oder fingerförmige Wellenlötdüse 25, aus der das flüssige Lot nach oben austritt und über den kegelförmigen Fuß der Wellenlotdüse wieder nach unten in den Tiegel 24 abfließt.The wave soldering facilities 5 and 6 are identically formed and each have a heatable crucible 24 for the molten solder. At the top of the crucible are each a point or finger-shaped Wellenlötdüse 25 from which the liquid solder emerges upwards and over the conical base of the wave solder nozzle back down into the crucible 24 flows.

Die Wellenlöteinrichtungen sind weiter jeweils auf einem Teller 26, 27 angeordnet, die jeweils über eine Stelleinrichtung 28, 29 vertikal, das heißt in z-Richtung verfahrbar sind. Damit lassen sich die Wellenlötdüsen 25 punktgenau an die zu reparierenden Lötstellen positionieren, so dass beispielsweise eine Nachlötung erfolgen kann.The wave soldering devices are each further on a plate 26 . 27 arranged, each with an adjusting device 28 . 29 vertically, that is movable in the z-direction. This allows the wave soldering nozzles 25 pinpoint position on the solder joints to be repaired, so that, for example, a Nachlötung can take place.

Das in der 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht in seinem wesentlichen Aufbau dem Ausführungsbeispiel nach der 1. Während jedoch beim Ausführungsbeispiel nach 1 zwei Wellenlöteinrichtungen 5 und 6 vorgesehen sind, weist das Ausführungsbeispiel nach 4 lediglich eine derartige Wellenlöteinrichtung 6 auf. Zwischen der Kamera 4 und der Wellenlöteinrichtung ist ferner eine Vorrichtung 30 zum Auftrag eines Flussmittels in Form eines Sprayers (Fluxer) auf die zu reparierende Lötstelle vorgesehen, um die Fließeigenschaften des Lotes im Bereich der zu reparierenden Lötstelle bzw. deren Benetzbarkeit zu verbessern.That in the 4 illustrated embodiment corresponds in its essential structure of the embodiment of the 1 , However, while in the embodiment according to 1 two wave soldering facilities 5 and 6 are provided, the embodiment according to 4 only such a wave soldering device 6 on. Between the camera 4 and the wave device is further a device 30 for applying a flux in the form of a sprayer (Fluxer) provided on the solder joint to be repaired in order to improve the flow properties of the solder in the region of the solder joint to be repaired or their wettability.

Claims

System for automatic detection and correction of soldering errors on with electronic components equipped printed circuit boards with a Device for transporting the printed circuit boards through the system, at least a device for detecting soldering errors, wherein in this device Location and, if necessary, type of soldering defects determined and supplied to a control unit, and at least a device for repairing these soldering defects, the printed circuit boards and at least the device for repairing the soldering defects over the Control unit are positioned relative to each other such that with the device for repairing the soldering defects from the device for the determination of soldering defects determined defective solder joints are selectively repairable.

Plant according to claim 1, characterized in that the device for determining soldering defects comprises an optical pickup, in particular a camera.

Plant according to claim 1 or 2, characterized in that the device for determining soldering defects has an acoustic Transducer, in particular an ultrasonic transducer having.

Installation according to one of claims 1 to 3, characterized that the device for the determination of soldering defects in the manner of a Scanning Acoustic Microscope (SAM) is constructed.

Installation according to one of claims 1 to 4, characterized in that the device for determining soldering defects comprises a device for electrical functional test (ICT).

Installation according to one of claims 1 to 5, characterized in that the device for determining soldering defects comprises a device for Determination of soldering errors by means of X-rays having.

Installation according to one of claims 1 to 6, characterized in that the device for repairing the soldering defects has a reflow soldering device.

Plant according to claim 7, characterized in that the reflow soldering device as a hot air nozzle, infrared heating element or the like is.

Installation according to one of claims 1 to 6, characterized that the device for repairing the soldering defects a wave soldering device with a wave solder nozzle and a heatable solder pot.

Plant according to claim 9, characterized in that that the wave solder nozzle as a point or flat nozzle accomplished is.

Installation according to one of claims 1 to 10, characterized that a device for applying a flux to the repairing solder joint is provided.

Installation according to one of claims 1 to 11, characterized in that the device for determining soldering defects and the device to repair the soldering defects on or on a common positionable relative to the printed circuit board Carrier arranged are.

Installation according to one of claims 1 to 11, characterized in that the device for determining soldering defects and the device to repair the soldering defects each on or on a separate positionable relative to the circuit board Carrier arranged are.

Installation according to one of claims 1 to 13, characterized that at least two devices for repair of soldering defects are provided, preferably on separate, relative to the circuit board positionable straps are arranged.

Installation according to one of claims 1 to 14, characterized that at least two devices for the determination of soldering defects are provided, preferably on separate, relative to the circuit board positionable straps are arranged.

Installation according to one of claims 1 to 15, characterized in that in each case at least one device for determining soldering defects and in each case at least one device for repairing the Lötfehler are arranged opposite to each major surface of the circuit board.

Installation according to one of claims 1 to 16, characterized by another transport device with which the printed circuit boards after repair soldering can be transported back to the beginning of the system.