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DE112017008134T5 - Bauteilmontagevorrichtung, Verfahren zur Erfassung eines Bilds, und Verfahren zurBestimmung einer Montagesequenz - Google Patents

Bauteilmontagevorrichtung, Verfahren zur Erfassung eines Bilds, und Verfahren zurBestimmung einer Montagesequenz Download PDF

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Publication number
DE112017008134T5
DE112017008134T5 DE112017008134.3T DE112017008134T DE112017008134T5 DE 112017008134 T5 DE112017008134 T5 DE 112017008134T5 DE 112017008134 T DE112017008134 T DE 112017008134T DE 112017008134 T5 DE112017008134 T5 DE 112017008134T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
component
mounting
image
point
mounting point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE112017008134.3T
Other languages
English (en)
Inventor
Kazushi Takama
Kunimune Komaike
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Motor Co Ltd filed Critical Yamaha Motor Co Ltd
Publication of DE112017008134T5 publication Critical patent/DE112017008134T5/de
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

Eine Bauteilmontagevorrichtung 1 zur Montage eines Bauteils E auf einem Substrat 100 umfasst eine Kopfeinheit 3, eine Antriebseinrichtung, die eingerichtet ist, die Kopfeinheit 3 auf einer Bühne zu bewegen, und einen Controller 9. Die Kopfeinheit 3 weist einen Montagekopf 32, der eingerichtet ist, das Bauteil E zu halten, und eine Stereokamera 81A und 81B auf, die eingerichtet sind, ein dreidimensionales Bild eines Objekts zu erfassen. Der Controller 9 ist eingerichtet, einen Bilderfassungsprozess, einen Berechnungsprozess und einen Montageprozess durchzuführen. Der Bilderfassungsprozess umfasst das Erfassen eines Bilds eines relevanten Bereichs, der einen Montagepunkt Pm auf dem Substrat 100 beinhaltet, durch die Stereokameras 81A und 81B, bevor das Bauteil E den Montagepunkt Pm während einer Überführung des durch den Montagekopf 32 gehaltenen Bauteils E an den Montagepunkt Pm erreicht. Der Berechnungsprozess umfasst das Berechnen einer Korrekturmenge in Bezug auf eine X-Achsenrichtung, eine Y-Achsenrichtung, und eine Z-Achsenrichtung basierend auf dreidimensionalen Informationen über den relevanten Bereich in Bezug auf die X-Achsenrichtung, die Y-Achsenrichtung und die Z-Achsenrichtung, die in dem Bilderfassungsprozess erhalten wurden, um das Bauteil E an Loten S1 und S2 auf dem Montagepunkt Pm entsprechenden Anschlussflächen L1 und L2 zu montieren. Der Montageprozess umfasst das Korrigieren des Montagepunkts Pm des Bauteils E basierend auf der Korrekturmenge und das Montieren des Bauteils E auf dem Substrat.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die hier offenbarte Technologie betrifft eine Bauteilmontagevorrichtung, ein Verfahren zur Erfassung eines Bilds, und ein Verfahren zur Bestimmung einer Montagereihenfolge.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Bauteilmontagevorrichtungen bzw. Bauteilbestückungsvorrichtungen sind Vorrichtungen zur Montage bzw. Bestückung von Bauteilen auf gedruckten Leiterplatten mittels Montageköpfen bzw. Bestückungsköpfen. In Patentdokument 1 ist ein Kameramodul an einem Montagekopf befestigt. Das Kameramodul misst eine dreidimensionale Position eines Musters einer Bauteilmontageposition mit einem mit einer Einspanndüse unmittelbar oberhalb der Bauteilmontageposition. Die Position des Montagekopfes wird basierend auf einem Ergebnis der Mustermessung durch das Kameramodul korrigiert, um eine Genauigkeit bei der Montage bzw. Bestückung der Bauteile zu verbessern.
  • DOKUMENT DER VERWANDTEN TECHNIK
  • Patentdokument
  • Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2014-216621
  • OFFENBARUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Ein Bild der Musters wird mit der Einspanndüse unmittelbar oberhalb der Bauteilmontageposition erfasst. Die Zeit zur Erfassung des Musters und die Zeit zur Berechnung einer Korrekturmenge basierend auf dem Ergebnis der Messung sind erforderlich. Dies kann eine Ausfallzeit erhöhen.
  • Die vorliegend beschriebene Technologie erfolgte in Anbetracht der obigen Umstände. Eine Aufgabe ist es, die Genauigkeit bei der Montage von Bauteilen zu verbessern und eine Ausfallzeit zu verringern.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Eine Bauteilmontagevorrichtung zur Montage eines Bauteils auf einem Substrat umfasst eine Kopfeinheit, eine Antriebseinrichtung, die eingerichtet ist, die Kopfeinheit auf einer Bühne bzw. einer Plattform zu bewegen, und einen Controller. Die Kopfeinheit weist einen Montagekopf und eine Stereokamera auf. Der Montagekopf ist eingerichtet, das Bauteil zu halten. Die Stereokamera ist eingerichtet, ein dreidimensionales Bild eines Objekts zu erfassen. Der Controller ist eingerichtet, einen Bilderfassungsprozess, einen Berechnungsprozess, und einen Montageprozess durchzuführen. Der Bilderfassungsprozess umfasst das Erfassen eines Bilds eines relevanten Bereichs, der einen Montagepunkt auf dem Substrat beinhaltet, durch die Stereokamera, bevor das Bauteil den Montagepunkt während einer Überführung des durch den Montagekopf gehaltenen Bauteils an den Montagepunkt erreicht. Der Berechnungsprozess umfasst das Berechnen einer Korrekturmenge in Bezug auf eine X-Achsenrichtung, eine Y-Achsenrichtung und eine Z-Achsenrichtung basierend auf dreidimensionalen Informationen über den relevanten Bereich in Bezug auf die X-Achsenrichtung, die Y-Achsenrichtung und die Z-Achsenrichtung, die in dem Bilderfassungsprozess erhalten wurden, um das Bauteil an einem Lot auf einer dem Montagepunkt entsprechenden Anschlussfläche zu montieren. Der Montageprozess umfasst das Korrigieren des Montagepunkts des Bauteils basierend auf der Korrekturmenge und das Montieren des Bauteils auf dem Substrat.
  • Ein Beispiel der Bauteilmontagevorrichtung kann den Controller aufweisen, der eingerichtet ist, eine Fehlerverarbeitung durchzuführen, falls die Korrekturmenge außerhalb einer Toleranz liegt. Gemäß der Konfiguration ist es weniger wahrscheinlich, dass ein Fehler auftritt.
  • Ein Verfahren zur Erfassung eines Bilds eines relevanten Bereichs, der einen Montagepunkt beinhaltet, an dem ein durch einen Montagekopf in einer Kopfeinheit gehaltenes Bauteil montiert werden soll, durch eine Stereokamera in der Kopfeinheit umfasst: Bewegen einer Kopfeinheit, so dass ein Abschnitt eines Sichtfelds der Stereokamera, in dem das Bauteil nicht vorhanden ist, den relevanten Bereich, der den Montagepunkt beinhaltet, vorab überlappt; und Erfassen eines Bilds des relevanten Bereichs, der den Montagepunkt, an dem das Bauteil montiert werden soll, beinhaltet, durch die Stereokamera, vor der Montage des Bauteils, um den Montagepunkt des Bauteils zu korrigieren.
  • Ein Verfahren zur Erfassung eines Bilds eines relevanten Bereichs, der einen Montagepunkt beinhaltet, an dem ein durch einen Montagekopf in einer Kopfeinheit gehaltenes Bauteil montiert werden soll, durch eine Stereokamera in der Kopfeinheit umfasst: Bewegen einer Kopfeinheit, so dass ein Abschnitt eines Sichtfelds der Stereokamera, in dem das Bauteil nicht vorhanden ist, den relevanten Bereich, der den Montagepunkt beinhaltet, vorab überlappt; und Erfassen eines Bilds des relevanten Bereichs, der den Montagepunkt beinhaltet, an dem das Bauteil montiert werden soll, durch die Stereokamera vor der Montage des Bauteils, um den Montagepunkt des Bauteils zu korrigieren. Gemäß dem Verfahren überlappt der Abschnitt des Sichtfelds der Stereokamera, in dem das Bauteil nicht vorhanden ist, den relevanten Bereich, bei dem es sich um ein Ziel der Bilderfassung handelt, vor einem Abschnitt des Sichtfelds, in dem das Bauteil vorhanden ist. Deshalb kann das Bild des relevanten Bereichs zu dem Zeitpunkt erfasst werden, wenn der relevante Bereich M, der das Ziel der Bilderfassung ist, das Sichtfeld der Stereokamera überlappt. Konkret kann das Bild des relevanten Bereichs ohne Zeitverlust erfasst werden.
  • Ein Verfahren zur Bestimmung einer Montagesequenz in einer Bauteilmontagevorrichtung, die eine Kopfeinheit mit Montageköpfen und Stereokameras aufweist, umfasst das Bestimmen der Montagesequenz zur Montage von Bauteilen, so dass die Bauteile von den Montageköpfen jeweils in der Kopfeinheit gehalten werden, eines der Bauteile an einem Montagepunkt montiert wird, während einer Überführung eines nächsten der Bauteile an den nächsten Montagepunkt ein Abschnitt eines Sichtfelds von jeder der Stereokameras, in dem das Bauteil nicht vorhanden ist, einen relevanten Bereich, der einen nächsten Montagepunkt beinhaltet, vorab überlappt. Gemäß dieses Verfahrens überlappt der Abschnitt des Sichtfelds von jeder der Stereokameras, in dem das Bauteil nicht vorhanden ist, den relevanten Bereich, der ein Ziel der Bilderfassung ist, vor einem Abschnitt des Sichtfelds, in dem das Bauteil vorhanden ist. Deshalb kann das Bild des relevanten Bereichs zu dem Zeitpunkt erfasst werden, wenn der relevante Bereich M, der das Ziel der Bilderfassung ist, das Sichtfeld der Stereokamera überlappt. Konkret kann das Bild des relevanten Bereichs ohne Zeitverlust erfasst werden.
  • Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
  • Gemäß der hier beschriebenen Technologie verbessert sich die Genauigkeit bei der Montage von Bauteilen, und eine Ausfallzeit nimmt ab.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Draufsicht einer Bauteilmontagevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, das eine elektrische Konfiguration der Bauteilmontagevorrichtung darstellt.
    • 3 ist eine Seitenansicht einer Bildaufnahmeeinheit.
    • 4 ist eine Erläuterungsansicht zur Erläuterung eines Verfahrens zur Messung einer Höhe durch Stereoabgleich.
    • 5 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf eines Prozesses der Montage eines Bauteils auf einem Substrat darstellt.
    • 6 ist eine Erläuterungsansicht zur Veranschaulichung eines Montagepunkts, an dem das Bauteil montiert ist.
    • 7 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Prozess zur Berechnung einer Korrekturmenge an dem Montagepunkt genau darstellt.
    • 8 ist eine schematische Ansicht, die einen Bewegungspfad an den Montagepunkt veranschaulicht.
    • 9 ist eine schematische Ansicht, die einen Bewegungspfad an den Montagepunkt veranschaulicht.
    • 10 ist eine Ansicht, die ein Bild eines relevanten Bereichs, der den Montagepunkt beinhaltet, darstellt.
    • 11 ist eine Seitenansicht, die das Substrat und ein Lot darstellt.
    • 12 ist eine Draufsicht, die ein Muster und Lote darstellt.
    • 13 ist eine schematische Ansicht, die einen Bewegungspfad an den Montagepunkt darstellt.
    • 14 ist eine Ansicht, die ein Absenken des Bauteils darstellt.
    • 15 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf eines Prozesses zur Montage eines Bauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 16 ist eine Draufsicht, die ein Muster und Lote darstellt.
    • 17 ist eine Erläuterungsansicht, die eine Bewegungsrichtung einer Bildaufnahmeeinheit darstellt.
    • 18 ist eine Erläuterungsansicht, die eine Bauteilmontagesequenz darstellt.
  • MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • <Erste Ausführungsform>
  • Beschreibung der Bauteilmontagevorrichtung
  • Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 14 beschrieben.
  • Eine Bauteilmontagevorrichtung 1 ist eine Vorrichtung zur Montage von Bauteilen wie beispielsweise integrierten Schaltungen, Transistoren, Kondensatoren und Widerständen auf einem Substrat 100, bei dem es sich wie in 1 dargestellt um eine gedruckte Leiterplatte bzw. printed circuit board (PCB) handeln kann.
  • Die Bauteilmontagevorrichtung 1 umfasst eine Bühne 1A, einen Überführungsmechanismus 2, eine Kopfeinheit 3, einen Träger 4, Schienen 5, eine Bauteilerkennungskamera 6, eine Substraterkennungskamera 7, eine Bildaufnahmeeinheit 8, einen Controller 9 sowie eine Anzeige 64.
  • An Enden der Bühne 1A in der Y-Achsenrichtung (auf einer Y1-Seite und einer Y2-Seite) sind Zuführfestlegungsabschnitte 12 zum Anordnen der Bandzufuhreinrichtungen 11 angeordnet.
  • Die Bandzufuhreinrichtungen 11 halten Rollen (nicht dargestellt), auf die jeweils Bänder gewickelt sind. Jedes der Bänder hält Bauteile E, die mit vorgegebenen Abständen angeordnet sind. Jede der Bandzufuhreinrichtungen 11 ist eingerichtet, die Bauteile E an einem Ende der Bandzufuhreinrichtung 11 durch Drehen der Rolle, um das Band zuzuführen, welches die Bauteile E hält, freizugeben.
  • Die Bandzufuhreinrichtungen 11 sind an den jeweiligen Zufuhrfestlegungsabschnitten 12 angeordnet und elektrisch mit dem Controller 9 über Verbinder verbunden, welche nicht dargestellt sind, die in den Zufuhrfestlegungsabschnitten 12 bereitgestellt sind. Jede der Bandzufuhreinrichtungen 11 ist eingerichtet, das Band von der Rolle basierend auf einem Steuersignal von dem Controller 9 zuzuführen, um das Bauteil E freizugeben. Jede der Bandzufuhreinrichtungen 11 ist eingerichtet, das Bauteil E als Reaktion auf einen Montagevorgang durch die Kopfeinheit 3 freizugeben.
  • Der Überführungsmechanismus 2 weist zwei Fördereinrichtungen 2a auf. Der Überführungsmechanismus 2 hat eine Funktion zur Überführung des Substrats 100 in einer horizontalen Richtung (der X-Achsenrichtung) mit den Fördereinrichtungen 2a. Konkret nimmt der Überführungsmechanismus 2 das Substrat 100, auf dem die Bauteile nicht montiert sind, von einem Überführungspfad auf einer stromaufwärtigen Seite (einer X1-Seite) auf, überführt das aufgenommene Substrat 100 an einen Montagevorgangspunkt N, und stößt das Substrat 100 auf einen Überführungspfad auf einer stromabwärtigen Seite (einer X2-Seite) aus, nachdem die Montage bzw. Bestückung der Bauteile abgeschlossen ist. Der Überführungsmechanismus 2 hält und fixiert das Substrat 100, das an dem Montagevorgangspunkt N angehalten wird, mit einem Substratfixierungsmechanismus wie beispielsweise einem Klemmmechanismus, der nicht dargestellt ist.
  • Die Fördereinrichtungen 2a des Überführungsmechanismus 2 halten das Substrat 100 von unten und überführen das Substrat 100 in der horizontalen Richtung (der X-Achsenrichtung). Ein Abstand zwischen den Fördereinrichtungen 2a in der Y-Achsenrichtung ist einstellbar. Der Abstand zwischen den Fördereinrichtungen 2a in der Y-Achse kann entsprechend einer Größe des Substrats 100 eingestellt werden, das in den Überführungsmechanismus 2 geliefert wird.
  • Die Kopfeinheit 3 ist eingerichtet, das Bauteil E auf dem Substrat 100 an einer Montageposition 100a zu montieren (siehe 3). Das Substrat 100 ist an dem Montagevorgangspunkt N befestigt. Die Kopfeinheit 3 weist eine Kugelmutter 31, fünf Montageköpfe 32, fünf Z-Achsen-Motoren 33 (siehe 2) und fünf R-Achsen-Motoren 34 (siehe 2) auf. Die Z-Achsen-Motoren 33 sind jeweils an den Montageköpfen 32 angeordnet. Die R-Achsen-Motoren 34 sind jeweils an den Montageköpfen 32 angeordnet.
  • Die Montageköpfe 32 sind nacheinander entlang der X-Achsenrichtung auf einer Unterseite der Kopfeinheit 3 angeordnet. Düsen 32a (siehe 3) sind jeweils an Enden der Montageköpfe 32 montiert. Die Montageköpfe 32 sind eingerichtet, die Bauteile E mit Unterdruck, der an Enden der Düsen 32a durch einen Unterdruckgenerator erzeugt wird, der nicht dargestellt ist, anzusaugen und zu halten. Die Bauteile E werden von den Bandzufuhreinrichtungen 11 freigegeben.
  • Die Montageköpfe 32 sind eingerichtet, sich in der vertikalen Richtung (der Z-Achsenrichtung) nach oben und unten zu bewegen. Konkret ist jeder der Montageköpfe 32 eingerichtet, sich zwischen einer unteren Position, an der das Ansaugen und Montieren des Bauteils E erfolgt, und einer oberen Position, an der die Überführung und Bildaufnahme des Bauteils E erfolgt, nach oben und unten zu bewegen. In der Kopfeinheit 3 sind die Montageköpfe 32 jeweils unabhängig durch die Z-Achsen-Motoren 33 bewegbar, die für die Montageköpfe 32 vorgesehen sind. Jeder der Montageköpfe 32 ist eingerichtet, sich um die Mittelachse der Düse 32a an dem entsprechenden Montagekopf 32 durch den entsprechenden R-Achsen-Motor 34 zu drehen (um die Z-Achse).
  • Die Kopfeinheit 3 ist entlang des Trägers 4 in der X-Achsenrichtung bewegbar. Konkret weist der Träger 4 eine Kugelgewindespindel 41, einen X-Achsen-Motor 42, und eine Führungsschiene auf, die nicht dargestellt ist. Der X-Achsenmotor 42 dreht die Kugelgewindespindel 41. Die Führungsschiene verläuft in der X-Achsenrichtung. Die Kopfeinheit 3 ist zusammen mit der Kugelmutter 31 entlang des Trägers 4 in der X-Achsenrichtung bewegbar, wenn die Kugelgewindespindel 41 durch den X-Achsen-Motor 42 gedreht wird, und die Kugelgewindespindel 41 ist mit der Kugelmutter 31 in Wirkverbindung (in diese eingeschraubt).
  • Der Träger 4 ist entlang der Schienen 5, die an der Bühne 1A befestigt sind, in der Y-Achsenrichtung senkrecht zu der X-Achsenrichtung bewegbar. Konkret weisen die Schienen 5 zwei Führungsschienen 51, eine Kugelgewindespindel 52 und einen Y-Achsen-Motor 53 auf. Die Führungsschienen 51 halten Enden des Trägers 4 in der Y-Achsenrichtung, um in der Y-Achsenrichtung bewegbar zu sein. Die Kugelgewindespindel 52 verläuft in der Y-Achsenrichtung. Der Y-Achsen-Motor 53 dreht die Kugelgewindespindel 52. Eine Kugelmutter 43, mit der die Kugelgewindespindel 52 in Wirkverbindung steht (bzw. in die die Kugelgewindespindel 52 geschraubt ist) ist an dem Träger 4 bereitgestellt. Der Träger 4 ist zusammen mit der Kugelmutter 43, mit welcher die Kugelgewindespindel 52 in Wirkverbindung steht (bzw. in welche die Kugelgewindespindel 52 geschraubt ist) entlang der Schienen 5 in der Y-Achsenrichtung bewegbar, wenn die Kugelgewindespindel 52 von dem Y-Achsen-Motor 53 gedreht wird. Der X-Achsen-Motor 42 und der Y-Achsen-Motor 53 sind in einer Antriebseinrichtung 90 der Kopfeinheit 3 enthalten.
  • Gemäß der Konfiguration ist die Kopfeinheit 3 in der horizontalen Richtung (der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung) an der Bühne 1A bewegbar. Deshalb kann die Kopfeinheit 3 sich zu einem Punkt oberhalb der Bandzufuhreinrichtung 11 bewegen und das Bauteil E, das von der Bandzufuhreinrichtung 11 freigegeben wurde, ansaugen. Die Kopfeinheit 3 kann sich zu einem Punkt über dem Substrat 100 bewegen, das an dem Montagevorgangspunkt N fixiert ist, und das angesaugte Bauteil E auf dem Substrat 100 montieren. Konkret kann die Kopfeinheit 3 das Bauteil E auf dem Muster auf dem Substrat 100 montieren.
  • Die Bauteilerkennungskamera 6 ist eingerichtet, ein Bild des Bauteils E aufzunehmen, das von dem Montagekopf 32 angesaugt wird, zur Erkennung eines angesaugten Zustands des Bauteils E vor der Montage des Bauteils E. Die Bauteilerkennungskamera 6 ist an der Oberseite der Bühne 1A befestigt und eingerichtet, das Bild des Bauteils E, das von dem Montagekopf 32 angesaugt wird, von unten aufzunehmen (der Z2-Richtung). Ein aufgenommenes Bild wird von dem Controller 9 erlangt. Der angesaugte Zustand des Bauteils E (eine gedrehte Position und eine angesaugte Position in Bezug auf den Montagekopf 32) wird durch den Controller 9 basierend auf dem aufgenommenen Bild des angesaugten Bauteils E bestimmt.
  • Die Substraterkennungskamera 7 ist eingerichtet, Bilder von Positionserkennungsmarkierungen (Rahmenmarken) FM auf dem Substrat 100 vor der Montage des Bauteils E zu aufzunehmen. Die Positionserkennungsmarkierungen FM dienen der Verortung des Substrats 100. In 1 befindet sich zwei Positionserkennungsmarkierungen FM an einer unteren rechten Ecke bzw. einer oberen linken Ecke des Substrats 100. Aufgenommene Bilder der Positionserkennungsmarkierungen FM werden von dem Controller 9 erlangt. Ein Ort und eine Position des Substrats 100, das durch einen Substratfixierungsmechanismus, der nicht dargestellt ist, fixiert wird, werden basierend auf den aufgenommenen Bildern der Positionserkennungsmarkierungen FM präzise bestimmt.
  • Die Substraterkennungskamera 7 ist an einer Seite des Montagekopfes 3 auf der X2-Seite montiert und zusammen mit der Kopfeinheit 3 in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung an der Bühne 1A bewegbar. Die Substraterkennungskamera 7 bewegt sich in der horizontalen Richtung (in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung) an der Bühne 1A, um die Bilder der Positionserkennungsmarkierungen FM auf dem Substrat 100 von oben aufzunehmen.
  • Wie in 1 dargestellt ist die Bildaufnahmeeinheit 8 auf einer Seite der Kopfeinheit 3 auf der Y2-Seite montiert. Die Bildaufnahmeeinheit 8 ist zusammen mit der Kopfeinheit 3 in der horizontalen Richtung (der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung) auf der Bühne 1A bewegbar.
  • Die Bildaufnahmeeinheit 8 ist zur Aufnahme eines Bilds eines Lots vorgesehen, das auf ein Muster zur Montage des Bauteils E aufgebracht ist. Konkret ist die Bildaufnahmeeinheit 8 zur Bestimmung von X- und Y-Koordinaten eines Lots S vorgesehen, welches auf das Muster auf dem Substrat 100 aufgebracht ist bzw. wurde. Eine Höhe wird durch Stereo-Abgleich bestimmt.
  • Wie in 3 dargestellt weist die Bildaufnahmeeinheit 8 zwei Messkameras 81A und 81B und drei Lichteinheiten 82 auf. Die Messkameras 81A und 81B und die Lichteinheiten 82 sind für jeden Montagekopf 32 bereitgestellt.
  • Wie in 3 veranschaulicht, sind die Messkameras 81A und 81B eingerichtet, Bilder eines konkreten Bereichs des Substrats 100 aus unterschiedlichen Bildaufnahmerichtungen aufzunehmen. Konkret ist die Messkamera 81A, die an einer Oberseite (auf der ZI-Seite) angeordnet ist, eingerichtet, den konkreten Bereich des Substrats 100 aus der Bildaufnahmerichtung aufzunehmen und abzulichten, welche in Bezug auf die Horizontalebene (eine Ebene im Wesentlichen parallel zu einer Substratoberfläche Pb, auf der das Bauteil E montiert ist) mit einem Winkel θH (0° < θH < 90°) abgewinkelt ist. Die Messkamera 81B, die auf einer unteren Seite (auf der Z2-Seite) angeordnet ist, ist konfiguriert, den konkreten Bereich des Substrats 100 aus einer Bildaufnahmerichtung aufzunehmen, die in Bezug auf die Horizontalebene (eine Ebene im Wesentlichen parallel zu der Substratoberfläche Pb, auf der das Bauteil E montiert wird) mit einem Winkel θL (0° < θL < θH) abgewinkelt ist.
  • Wie in 4 dargestellt nehmen die Messkameras 81A und 81B die Bilder des bestimmten Bereichs des Substrats 100 aus der Bildaufnahmerichtung mit dem Winkel θH und der Bildaufnahmerichtung mit dem Winkel θL gleichzeitig auf. Eine Parallaxendifferenz p (Pixel) zwischen dem Bild, das aus der Bildaufnahmerichtung mit dem Winkel θH aufgenommen wurde, und dem Bild, das aus der Bildaufnahmerichtung mit dem Winkel θL aufgenommen wurde, wird durch Stereoabgleich berechnet. Falls eine Kameraauflösung der Messkameras 81A und 81B R (µm/Pixel bzw. Bildpunkt) ist, wird ein Abstand A (µm) durch Gleichung (1) ausgedrückt.
    A = p × R/sin ( θ H θ L )
    Figure DE112017008134T5_0001
  • Eine Höhe h (µm) wird durch Gleichung (2) unter Verwendung des Abstands A, der durch Gleichung (1) ausgedrückt wird, ausgedrückt.
    h = A × sin ( θ L )
    Figure DE112017008134T5_0002
  • Die Messkameras 81A und 81B sind Stereokameras, die eingerichtet sind, Tiefeninformationen (Z-Achsenrichtungsinformationen) zusätzlich zu einem zweidimensionalen Bild (eine, zweidimensionalen Bild in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung) eines Objekts zu erlangen. Konkret sind die Messkameras 81A und 81B die Stereokameras, die eingerichtet sind, ein dreidimensionales Bild des Objekts aufzunehmen.
  • In diesem Beispiel werden ein zweidimensionales Bild des Lots S und eine Höhe Hs des Lots S in Bezug auf eine Referenzebene B durch die Messkameras 81A und 81B erhalten. Ein Beispiel der Referenzebene B kann die obere Plattenfläche 100b des Substrats 100 sein (die Oberfläche, auf der die Bauteile montiert werden).
  • Die Lichteinheiten 82 sind angrenzend an die Messkameras 81A und 81B angeordnet und eingerichtet, während dem Aufnehmen von Bildern durch die Messkameras 81A und 81B Licht zu emittieren. Die Lichteinheiten 82 weisen Lichtquellen wie beispielsweise Leuchtdioden (LEDs) auf.
  • Wie in 2 dargestellt weist der Controller 9 eine Zentraleinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM) und einen Direktzugriffsspeicher (RAM) auf. Der Controller 9 ist eingerichtet, Vorgänge der Bauteilmontagevorrichtung 1 zu steuern. Konkret ist der Controller 9 eingerichtet, den Überführungsmechanismus 2, den X-Achsen-Motor 42, den Y-Achsen-Motor 53 und den Z-Achsen-Motor 33 entsprechend eines vorgespeicherten Montageprogramms zu steuern, um das Bauteil E auf dem Substrat 100 zu montieren.
  • Korrektur von Montagepunkt Pm
  • Ein Ablaufdiagramm in 5 veranschaulicht einen Ablauf der Montage des Bauteils E auf dem Substrat 100.
  • Der Controller 9 steuert die Kopfeinheit 3, sich an den Punkt oberhalb der Bandzufuhreinrichtung 11 zu bewegen und das Bauteil A, das durch die Bandzufuhreinrichtung 11 zugeführt wird, durch den Montagekopf 32 mit Unterdruck zu halten (S10).
  • Dann steuert der Controller 9 die Kopfeinheit 3, um sich von dem Punkt oberhalb der Bandzufuhreinrichtung 11 an den Punkt oberhalb der Bauteilerkennungskamera 6 zu bewegen. Das Bild des Bauteils E, die in Schritt S10 angesaugt wird, wird durch die Bauteilerkennungskamera 6 aufgenommen und erkannt (S20). Aus dem durch die Bauteilerkennungskamera 6 aufgenommenen Bild wird eine Verlagerung des Bauteils E von dem Montagekopf 32 erkannt.
  • Der Controller 9 steuert die Kopfeinheit 3 an, mit der Bewegung zu beginnen, um das Bauteil E auf dem Substrat 100 an einem Montagepunkt Pm nach der Erkennung des Bauteils E durch die Bauteilerkennungskamera 6 zu montieren (S30). Konkret steuert der Controller 9 die Kopfeinheit 3 an, mit der Bewegung von dem Punkt oberhalb der Bauteilerkennungskamera 6 zu einem Punkt oberhalb des Substrats 100 zu beginnen.
  • Der Montagepunkt Pm ist ein Punkt, an dem das Bauteil E auf dem Substrat 100 montiert ist. Das Bauteil E ist derart montiert, dass die Mitte O des Bauteils E dem Montagepunkt Pm entspricht. Wie in 6 dargestellt ist der Montagepunkt Pm des Bauteils E die Mitte zwischen zwei Anschlussflächen L, die Elektroden E1 entsprechen, wenn es sich bei den Bauteilen E um ein chipartiges Bauteil mit den Elektroden E1 handelt.
  • Der Controller 9 steuert die Messkameras 81A und 81B entsprechend dem Montagekopf 32 an, um einen relevanten Bereich M aufzunehmen, welcher den Montagepunkt Pm beinhaltet, an dem das Bauteil E montiert wird, nachdem die Kopfeinheit 3 bewegt wird und das Bauteil E, das durch den Montagekopf 32 gehalten wird, näher an den Montagepunkt Pm bewegt wird (S40).
  • Die Ausführungsform wird ausführlicher unter Bezugnahme auf die 8 beschrieben. 8 ist eine Ansicht, die schematisch einen Bewegungspfad des Bauteils E von einem Startpunkt Po zu dem Montagepunkt Pm zeigt. In dieser Ausführungsform liegt der Startpunkt Po unmittelbar über der Bauteilerkennungskamera 6 und das Aufnehmen des Bauteilbilds erfolgt an dem Startpunkt Po durch die Bauteilerkennungskamera 6.
  • Der Startpunkt Po und der Montagepunkt Pm sind durch eine Gerade miteinander verbunden, die ein Pfad Q ist, der dem Bewegungspfad des Montagekopfs 32 entspricht. In dieser Ausführungsform ist der Startpunkt Po an einem Ursprung (0, 9) definiert und der Montagepunkt ist an X- und Y-Koordinaten (100, 30) definiert. Die X- und Y-Koordinaten des Montagepunkts Pm können durch Bezugnahme auf das Montageprogramm zur Montage des Bauteils E auf dem Substrat 100 erlangt werden.
  • Eine Rahmenlinie bzw. ein Grenzrechteck in 8 definiert eine Bildaufnahmefläche bzw. einen Bildaufnahmebereich U der Messkameras 81A und 81B, die an dem Montagekopf 32 angeordnet sind. Die Messkameras 81A und 81B sind zusammen mit der Kopfeinheit 3 bewegbar, und daher bewegt sich der Bildaufnahmebereich U zusammen mit der Kopfeinheit 3 entlang des Bewegungspfads Q.
  • 8 veranschaulicht den Bilderfassungsbereich U, wenn der Montagekopf 32 an einen Durchgangspunkt P1 bewegt wird. Ein Ort des Montagekopfes 32 in dem Bewegungspfad Q nach der Bewegung von dem Startpunkt Po kann aus einer Bewegungsstrecke des Montagekopfes 32 berechnet werden. Konkret können die Anzahl der Umdrehungen des X-Achsenmotors 42 und die Anzahl der Umdrehungen des Y-Achsenmotors 53 nach dem Start der Bewegung durch Sensoren detektiert werden, welche die Anzahl der Umdrehungen detektieren, beispielsweise Drehgeber.
  • Nachdem die Kopfeinheit 3 mit der Bewegung beginnt, bestimmt der Controller 9, ob ein relevanter Bereich M, der den Montagepunkt Pm beinhaltet, an dem das angesaugte und gehaltene Bauteil E montiert werden soll, in dem Bildaufnahmebereich U der Messkameras 81A und 81B enthalten ist. Der relevante Bereich M beinhaltet zumindest Informationen bezüglich der Anschlussflächen L, die dem Montagepunkt Pm entsprechen. Konkret beinhaltet in den 9 und 10 der relevante Bereich M zumindest Informationen über die Anschlussflächen L1 und L2, die auf Seiten des Montagepunkts Pm angeordnet sind.
  • Wie in 8 dargestellt, wird, wenn der Montagekopf 32 an den Durchgangspunkt P1 auf dem Bewegungspfad Q bewegt wird, nach dem Start der Bewegung bestimmt, dass der Montagepunkt Pm des Bauteils E, die von dem Montagekopf 32 angesaugt und gehalten wird, sich außerhalb des Bilderfassungsbereichs U befindet und daher nicht in dem Bilderfassungsbereich U enthalten ist. Die Bestimmung erfolgt basierend auf Daten, welche einen Abstand zwischen dem aktuellen Punkt P1 und dem Zielpunkt Pm, einen Abschnitt des relevanten Bereichs M, und einen Abschnitt des Bilderfassungsbereichs U beinhalten.
  • Wenn der Montagekopf 32 näher an den Montagepunkt Pm bewegt wird, befinden sich der Montagepunkt Pm des Bauteils E, die von dem Montagekopf 32 angesaugt und gehalten wird, und der relevante Bereich M innerhalb des Bildaufnahmebereichs U.
  • Falls der Controller 9 bestimmt, dass der relevante Bereich M innerhalb des Bildaufnahmebereichs U liegt, wird ein Bild des relevanten Bereichs M, der den Montagepunkt Pm des Bauteils E beinhaltet, das von dem Montagekopf 32 angesaugt und gehalten wird, von den Messkameras 81A und 81B aufgenommen.
  • In 9 wird ein Bild des relevanten Bereichs M, der den Montagepunkt Pm beinhaltet, aufgenommen, wenn der Montagekopf 32 an einen Durchgangspunkt P2 auf dem Bewegungspfad Q bewegt wird, nach dem die Bewegung begann. Die Koordinaten des Durchgangspunkts P2 sind (75, 20).
  • Der Controller 9 führt die untenstehenden Schritte (1) bis (3) zur Berechnung einer Korrekturmenge W des Montagepunkts Pm aus dem aufgenommenen Bild durch (S50).
    1. (1) Berechnen eines geschätzten Montagepunkts Pv in dem Bild (7, S51).
    2. (2) Erkennen von Orten und Höhen der Lotstellen (7, S53).
    3. (3) Berechnen der Korrekturmenge W des Montagepunkts Pm aus Ergebnissen der Erkennung der Orte und der Höhen der Lotstellen (S55).
  • Die Messkameras 81A und 81B in der Bildaufnahmeeinheit 8 sind in einem optischen System enthalten, bei dem sich der Montagepunkt Pm in der Mitte des Bilds befindet, wenn das Bild mit dem Montagekopf 32 unmittelbar über dem Montagepunkt Pm aufgenommen wird.
  • Wie zuvor beschrieben erfolgt das Aufnehmen des Bilds durch die Messkameras 81A und 81B, bevor der Montagekopf 32 an den Montagepunkt Pm bewegt wird. Deshalb befindet sich der geschätzte Montagepunkt Pv in dem Bild nicht in der Mitte Pc des Bilds und wich von der Mitte bzw. dem Mittelpunkt Pc um eine Differenz zwischen Koordinaten der Punkte Pm und P2 ab. Der Punkt P2 ist der Durchgangspunkt und der Punkt Pm ist der Montagepunkt.
  • Der Controller 9 kann den geschätzten Montagepunkt Pv in dem Bild aus Differenzen ΔX und ΔY in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung zwischen den Punkten Pm und P2 berechnen (S51). Konkret ist in 9 die Differenz ΔX in der X-Achsenrichtung zwischen den beiden Punkten Pm und P2 gleich 20, und die Differenz ΔY in der Y-Achsenrichtung zwischen den beiden Punkten Pm und P2 ist gleich 10. Deshalb wird ein Punkt, der von dem Mittelpunkt Pc um 20 in der X-Achsenrichtung abweicht und um 10 in der Y-Achsenrichtung abweicht, als der geschätzte Montagepunkt Pv geschätzt.
  • 10 veranschaulicht ein Bild 200, das von den Messkameras 81A und 81B aufgenommen wurde, also das Bild 200 des relevanten Bereichs M, welcher den Montagepunkt Pm beinhaltet. Pc zeigt den Mittelpunkt bzw. das Zentrum des Bilds an, und Pv zeigt den geschätzten Montagepunkt an.
  • Der Controller 9 erkennt einen Ort und eine Höhe H des Lots S, das auf die Anschlussfläche aufgebracht ist, entsprechend dem geschätzten Montagepunkt Pv aus dem aufgenommenen Bild 200 (S53).
  • In 10 entsprechen die Anschlussflächen L1 und L2 dem geschätzten Montagepunkt Pv. Die Orte der Lote S1 und S2, die auf die jeweiligen Anschlussflächen L1 und L2 aufgebracht sind, werden erkannt. Die Höhe Hs der Lote S1 und S2 in Bezug auf die obere Plattenfläche 100b des Substrats 100 (die Substratoberseite) wird aus dem aufgenommenen Bild 200 wie in 11 dargestellt erkannt.
  • Der Controller 9 berechnet die Korrekturmenge W an dem Montagepunkt Pm aus den Ergebnissen der Erkennung der Orte und der Höhe Hz der Lote S1 und S2 (S55). Die Korrekturmenge W beinhaltet einen X-Achsenkorrekturwert Wx, einen Y-Achsenkorrekturwert Wy und einen Z-Achsen (Höhen) -Korrekturwert Wz.
  • Wie in 12 dargestellt können der X-Achsenkorrekturwert Wx und der Y-Achsenkorrekturwert Wy aus dem Mittelpunkt Ps zwischen den Loten S1 und S2 und dem geschätzten Montagepunkt Pv erhalten bzw. erlangt werden. Eine Differenz zwischen einer X-Koordinate des Mittelpunkts Ps zwischen den Loten S1 und S2 und einer X-Koordinate des geschätzten Montagepunkts Pv ist der X-Achsenkorrekturwert Wx. Eine Differenz zwischen einer Y-Koordinate des Mittelpunkts Ps zwischen den Loten S1 und S2 und einer Y-Koordinate des geschätzten Montagepunkts Pv ist der Y-Achsenkorrekturwert Wy.
  • Der Z-Achsenkorrekturwert Wz in der Höhenrichtung ist eine Differenz zwischen der Höhe Hs der Lote S1 und S2, die aus dem Bild bestimmt wurden, und einer Referenzhöhe Ho (Ho - Hs). Die Referenzhöhe Ho ist eine ideale Höhe. Falls die Höhe des Lots S1 sich von der Höhe des Lots S2 unterscheidet, wird ein Durchschnitt der Höhen für die Höhen Hs verwendet.
  • Der Controller 9 steuert die Bildaufnahmeeinheit 8, ein Bild des relevanten Bereichs M aufzunehmen, der den Montagepunkt Pm beinhaltet, wenn sich der Montagekopf 32 in dem Bewegungspfad Q bewegt. Der Controller 9 berechnet die Korrekturmenge W, während der Montagekopf 32 sich von dem Durchgangspunkt P2, an dem das Bild aufgenommen wird, an den Montagepunkt Pm bewegt.
  • Der Controller 9 korrigiert die Montagepunkt Pm basierend auf der berechneten Korrekturmenge W, um das Bauteil E auf dem Substrat 100 an dem korrigierten Montagepunkt Pm zu montieren (S60). Konkret korrigiert der Controller 9 die X-Koordinate Pmx des Montagepunkts Pm mittels Gleichung (4) und die Y-Koordinate Pmy des Montagepunkts Pm mittels Gleichung (5).
    Pmx = Px0 ± Wx
    Figure DE112017008134T5_0003
    Pmy = Py0 ± Wy
    Figure DE112017008134T5_0004
    wobei Px0 eine X-Koordinate des Montagepunkts Pm ist, und Py0 eine Y-Koordinate des Montagepunkts Pm vor der Korrektur ist.
  • Gemäß der Konfiguration kann wie in den 12 und 13 dargestellt das Bauteil E mit dem Mittelpunkt O des Bauteils E entsprechend dem Mittelpunkt Ps zwischen den Loten S1 und S2 montiert werden.
  • Der Controller 9 korrigiert eine Absenkmenge Pz, um den Montagekopf 32 zur Montage des Bauteils E auf dem Substrat 100 zu montieren, basierend auf dem Korrekturwert Wz. Während der Übergabe des Bauteils E ist der Montagekopf 32 in einer erhöhten Position Z0, die sich in einem vorgegebenen Abstand von der oberen Plattenfläche 100b befindet. Wie in 14 dargestellt wird der Montagekopf 32 aus der erhöhten Position Z0 in eine Montageposition Z1 abgesenkt, um das Bauteil E auf dem Substrat 100 zu montieren.
    Pz = Pz0 ± Wz
    Figure DE112017008134T5_0005
    wobei Pz0 eine Absenkmenge ist, wenn die Lote die Referenzhöhe Ho haben. Die Absenkmenge Pz0 ist so definiert, dass die Unterseite bzw. Unterfläche des Bauteils E das Lot S kontaktiert, das auf das Substrat 100 gedruckt ist, jedoch nicht die obere Plattenfläche 100b berührt.
  • Durch Korrigieren der Absenkmenge Pz des Montagekopfes 32 kann das Bauteil E mit einer zweckmäßigen Druckkraft auf das Lot S montiert werden, selbst wenn die Höhe des Lots von der Referenzhöhe Ho abweicht. Konkret kann das Bauteil E derart angedrückt bzw. gepresst werden, dass zumindest die Unterseite bzw. Unterfläche des Bauteils E das Lot S kontaktiert, das auf das Substrat 100 gedruckt ist, jedoch nicht die obere Plattenfläche 100b berührt.
  • Wie oben beschrieben wird in der Bauteilmontagevorrichtung 1 das Bild des Lots S, das auf das Substrat 100 gedruckt ist, durch die Messkameras 81A und 81B in der Bildaufnahmeeinheit 8 aufgenommen, und der Montagepunkt, an dem das Bauteil E montiert werden soll, wird korrigiert. Deshalb kann die Genauigkeit bei der Montage des Bauteils E verbessert werden. Ferner sind die Messkameras 81A und 81B die Stereokameras und eingerichtet, nicht nur die X-Achsenposition und die Y-Achsenposition des Lots S, sondern auch die Höhe Hs von der Substratoberseite bzw. Oberfläche aus dem Bild des relevanten Bereichs M, der den Montagepunkt Pm beinhaltet, zu messen. Der Montagepunkt Pm und die Absenkmenge Pz des Montagekopfes 32 werden zur Montage des Bauteils E auf dem Substrat 100 korrigiert. Unabhängig von der Höhe des Lots S, das auf das Substrat 100 gedruckt ist, kann das Bauteil E auf dem Substrat 100 mit der zweckmäßigen Andruckkraft bzw. Druckkraft montiert werden.
  • Bei der Bauteilmontagevorrichtung 1 erfolgt das Aufnehmen des Bilds des relevanten Bereichs M, der den Montagepunkt Pm beinhaltet, wenn der Montagekopf 32 sich in Richtung des Montagepunkts Pm bewegt und bevor das Bauteil E den Montagepunkt Pm erreicht. Im Vergleich zu einer Konfiguration, bei der das Aufnehmen des Bilds erfolgt, nachdem das Bauteil E den Montagepunkt Pm erreich, kann eine Ausfallzeit verringert werden.
  • <Zweite Ausführungsform>
  • 15 ist ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Montageprozesses gemäß der zweiten Ausführungsform. Die zweite Ausführungsform umfasst zusätzlich zur ersten Ausführungsform die Schritte S55 und S70. Die übrigen Schritte (S10 bis S50 und S60) sind die gleichen wie die erste Ausführungsform und werden nicht beschrieben.
  • Nachdem die Korrekturmenge W des Montagepunkts Pm in S50 berechnet wird, bestimmt der Controller 9 in Schritt S55, ob die berechnete Korrekturmenge W innerhalb einer Toleranz liegt. Konkret berechnet, wie in 16 dargestellt, der Controller 9 einen Abstand D zwischen dem Mittelpunkt Ps zwischen den Loten S1 und S2 und einem geschätzten Montagepunkt Pv und bestimmt, ob der berechnet Abstand innerhalb der Toleranz liegt.
  • Falls der Abstand D innerhalb der Toleranz liegt, korrigiert der Controller 9 den Montagepunkt Pm und montiert die Bauteile E. Der Vorgang ist jenem der ersten Ausführungsform ähnlich.
  • Falls der Abstand D außerhalb der Toleranz liegt, meldet der Controller 9 einen Fehler. Konkret wird eine Fehlernachricht auf einer Anzeige 54 angezeigt. Falls der Ort des Lots S, das auf das Substrat 100 gedruckt ist, nicht korrekt ist, kann die Produktion sofort unterbrochen werden, um Defekte zu verringern. In dieser Konfiguration wird der Fehler gemeldet, wenn eine Verlagerung des Orts des Lots S detektiert wird. Jedoch kann der Fehler gemeldet werden, wenn die Höhe des Lots S detektiert wird.
  • <Dritte Ausführungsform>
  • Die Messkameras 81A und 81B in der Bildaufnahmeeinheit 8 nehmen ein Bild des Objekts unter Winkeln bzw. abgewinkelt auf. Gemäß einer vertikalen Position des Montagekopfes 32 oder einer Größe des Bauteils E, das von dem Montagekopf 32 gehalten wird, kann das Ende des Montagekopfes 32 oder das Bauteil E mit einem Sichtfeld der Messkameras 81A oder 81B überlappen.
  • In 17A sind die Messkameras 81A und 81B auf der rechten Seite in Bezug auf den Montagekopf 32. Die optischen Achsen der Kameras sind nach unten links geneigt. Das Bauteil E, das an dem unteren Abschnitt des Montagekopfes 32 gehalten wird, ist in einem linken Abschnitt des Sichtfelds G der Messkamera 81A oder 81B. 17 veranschaulicht das Bauteil E in dem Sichtfeld G der Messkamera 81A.
  • Wie in 17A dargestellt überlappt ein Bereich bzw. eine Fläche G2 des Sichtfelds G, in dem das Bauteil E vorhanden ist, den relevanten Bereich bzw. die relevante Fläche M zunächst, um ein Bild des relevanten Bereichs M aufzunehmen, der den Montagepunkt Pm beinhaltet, wenn der Montagekopf 32 und die Bildaufnahmeeinheit 32 sich in der X-Richtung bewegen. Also kann der relevante Bereich M nicht aufgenommen werden, bevor der Bereich G2 den relevanten Bereich M passiert. Dies kann einen Zeitverlust verursachen.
  • Um das Bild des relevanten Bereichs M, der den Montagepunkt Pm beinhaltet, aufzunehmen, um den Montagepunkt Pm, an dem das Bauteil E montiert werden soll, vor der Montage des Bauteils E zu korrigieren, ist es bevorzugt, die Kopfeinheit 3 derart zu bewegen, dass ein Bereich G1 des Sichtfelds der Messkamera 81A oder 81B in der Bildaufnahmeeinheit 8 den relevanten Bereich M, der den Montagepunkt Pm beinhaltet, zunächst überlappt, und das Bildaufnehmen durchzuführen.
  • Konkret wird, wie in 17B dargestellt, das Bild des relevanten Bereichs M, der den Montagepunkt Pm beinhaltet, aufgenommen, wenn sich der Montagekopf 32 und die Bildaufnahmeeinheit 32 in der X-Achsenrichtung bewegen. Gemäß dieser Ausgestaltung überlappt der Bereich G1 des Sichtfelds G, in dem das Bauteil E nicht vorhanden ist, den relevanten Zielbereich M, bevor der Bereich G2, in dem das Bauteil E vorhanden ist, den relevanten Zielbereich M überlappt. Deshalb kann das Bild des relevanten Zielbereichs M zu dem Zeitpunkt aufgenommen werden, wenn der relevante Zielbereich M das Sichtfeld G überlappt, das bedeutet, das Bild des relevanten Zielbereichs M kann ohne Zeitverlust aufgenommen werden.
  • Die Kopfeinheit 3 weist die Montageköpfe 32 auf, welche die Bauteile E gleichzeitig halten. Nachdem das erste Bauteil E an dem ersten Montagepunkt Pm montiert wurde, wird das zweite Bauteil E zu dem zweiten Montagepunkt Pm bewegt. Es ist bevorzugt, dass eine Reihenfolge zur Montage der Bauteile E derart definiert ist, dass der Bereich G1 des Sichtfelds der Messkamera 81A oder 81B, in dem das Bauteil E nicht vorhanden ist, den relevanten Bereich M überlappt, der den nächsten Montagepunkt Pm beinhaltet, den Bereich G1 überlappt, in dem das Bauteil E zunächst nicht vorhanden ist.
  • Falls die Montagepunkte Pm1 bis Pm3 konkret linear in der X-Achsenrichtung angeordnet sind, kann die Reihenfolge bzw. Sequenz der Montage der Bauteile E definiert sein als Pm1, Pm2 und Pm3, um die Bauteile E in der XI-Richtung zu montieren.
  • In diesem Fall werden das Bildaufnehmen und das Montieren wie folgt durchgeführt, während die Kopfeinheit 3 in der X1-Richtung bewegt wird. Das Bild des relevanten Bereichs M, das den ersten Montagepunkt Pm1 beinhaltet, wird durch die Messkameras 81A und 81B aufgenommen, die für einen ersten Montagekopf 32A bereitgestellt sind, und das Bauteil E, das von dem ersten Montagekopf 32A gehalten wird, wird an dem ersten Montagepunkt Pm1 montiert. Dann wird das Bild des relevanten Bereichs M, der den zweiten Montagepunkt Pm2 beinhaltet, durch die Messkameras 81A und 81B aufgenommen, die für einen zweiten Montagekopf 32B bereitgestellt sind, und das Bauteil E, das von dem zweiten Montagekopf 32B gehalten wird, wird an dem zweiten Montagepunkt Pm2 montiert. Dann wird das Bild des relevanten Bereichs M, der den dritten Montagepunkt Pm3 beinhaltet, von den Messkameras 81A und 81B für einen dritten Montagekopf 32C aufgenommen, und das Bauteil E, das von dem dritten Montagekopf 32C gehalten wird, wird an dem dritten Montagepunkt Pm3 montiert.
  • Gemäß der Konfiguration überlappt der Bereich G1 des Sichtfelds G, in dem das Bauteil E nicht vorhanden ist, den relevanten Zielbereich M vor dem Bereich G2, in dem das Bauteil E vorhanden ist. Deshalb kann das Bild des relevanten Bereichs M zu dem Zeitpunkt, wenn der relevante Bereich M das Sichtfeld überlappt, ohne Zeitverlust aufgenommen werden.
  • Die Ausführungsformen wurden ausführlich beschrieben. Die Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und schränken den Schutzumfang der Ansprüche nicht ein. Der technische Schutzumfang bzw. Rahmen der Ansprüche umfasst Modifikationen und Abänderungen der obigen Ausführungen.
    1. (1) In der ersten Ausführungsform sind zwei Messkameras 81A und 81B, die Bilder von Objekten unter Winkeln bzw. abgewinkelt aufnehmen, in den Stereokameras beinhaltet. Jedoch können jedwede Kameras, die dreidimensionale Bilder bzw. Aufnahmen von Objekten aufnehmen können, für die Stereokameras verwendet werden. Es ist denkbar, dass die Kameras Bilder nicht abgewinkelt bzw. von einer abgewinkelten Richtung aufnehmen.
    2. (2) Bei der ersten Ausführungsform ist der Punkt unmittelbar über der Bauteilerkennungskamera 6 als der Startpunkt Po definiert. Jedoch kann ein beliebiger Punkt, der nicht der Punkt unmittelbar über der Bauteilerkennungskamera 6 ist, als der Startpunkt Po definiert werden, sofern die X- und Y-Koordinaten des Punkts auf der Bühne erkennbar sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 1:
    Bauteilmontagevorrichtung
    1A:
    Bühne
    3:
    Kopfeinheit
    8:
    Bildaufiiahmeeinheit
    9:
    Controller
    32:
    Montagekopf
    81A, 81B:
    Messkamera (Stereokamera)
    90:
    Antriebseinrichtung
    100:
    Substrat
    E:
    Bauteil
    L1, L2:
    Anschlussfläche
    S1, S2:
    Lot
    Pm:
    Montagepunkt
    Pv:
    geschätzter Montagepunkt
    W:
    Korrekturmenge

Claims (4)

  1. Bauteilmontagevorrichtung zur Montage eines Bauteils auf einem Substrat, wobei die Bauteilmontagevorrichtung aufweist: eine Kopfeinheit; eine Antriebseinrichtung, die eingerichtet ist, die Kopfeinheit auf einer Bühne zu bewegen; und einen Controller, wobei die Kopfeinheit einen Montagekopf, der eingerichtet ist, das Bauteil zu halten, und eine Stereokamera aufweist, die eingerichtet ist, ein dreidimensionales Bild eines Objekts zu erfassen, und der Controller eingerichtet ist, um: einen Bilderfassungsprozess zur Erfassung eines Bilds eines relevanten Bereichs, der einen Montagepunkt auf dem Substrat beinhaltet, durch die Stereokamera durchzuführen, bevor das Bauteil den Montagepunkt während einer Überführung des durch den Montagekopf gehaltenen Bauteils an den Montagepunkt erreicht; einen Berechnungsprozess zum Berechnen einer Korrekturmenge in Bezug auf eine X-Achsenrichtung, eine Y-Achsenrichtung, und eine Z-Achsenrichtung basierend auf dreidimensionalen Informationen über den relevanten Bereich in Bezug auf die X-Achsenrichtung, die Y-Achsenrichtung und die Z-Achsenrichtung, die in dem Bilderfassungsprozess erhalten wurden, durchzuführen, um das Bauteil an einem Lot auf einer dem Montagepunkt entsprechenden Anschlussfläche zu montieren; und einen Montageprozess zum Korrigieren des Montagepunkts des Bauteils basierend auf der Korrekturmenge und zum Montieren des Bauteils auf dem Substrat durchzuführen.
  2. Bauteilmontagevorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Controller eingerichtet ist, eine Fehlerverarbeitung durchzuführen, falls die Korrekturmenge außerhalb einer Toleranz liegt.
  3. Verfahren zur Erfassung eines Bilds eines relevanten Bereichs, der einen Montagepunkt beinhaltet, an dem ein durch einen Montagekopf in einer Kopfeinheit gehaltenes Bauteil montiert werden soll, durch eine Stereokamera in der Kopfeinheit, wobei das Verfahren umfasst: Bewegen einer Kopfeinheit, so dass ein Abschnitt eines Sichtfelds der Stereokamera, in dem das Bauteil nicht vorhanden ist, den relevanten Bereich, der den Montagepunkt beinhaltet, vorab überlappt; und Erfassen eines Bilds des relevanten Bereichs, der den Montagepunkt beinhaltet, an dem das Bauteil montiert werden soll, durch die Stereokamera vor der Montage des Bauteils, um den Montagepunkt des Bauteils zu korrigieren.
  4. Verfahren zur Bestimmung einer Montagesequenz in einer Bauteilmontagevorrichtung, die eine Kopfeinheit mit Montageköpfen und Stereokameras aufweist, wobei das Verfahren das Bestimmen der Montagesequenz zur Montage von Bauteilen, so dass die Bauteile von den Montageköpfen in der Kopfeinheit gleichzeitig gehalten werden, eines der Bauteile an einem Montagepunkt montiert wird, während einer Überführung eines nächsten der Bauteile an den nächsten Montagepunkt ein Abschnitt eines Sichtfelds von jeder der Stereokameras, in dem das Bauteil nicht vorhanden ist, einen relevanten Bereich, der einen nächsten Montagepunkt beinhaltet, vorab überlappt.
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