DE102015115065A1

DE102015115065A1 - Teaching placement positions

Info

Publication number: DE102015115065A1
Application number: DE102015115065.4A
Authority: DE
Inventors: José Carlos Arcas; Martin Merz
Original assignee: ASM Assembly Systems GmbH and Co KG
Current assignee: ASMPT GmbH and Co KG
Priority date: 2015-09-08
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2017-03-09
Also published as: CN106507656A; CN106507656B

Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Modifizieren einer Beschreibung eines Bauelementeträgers (150), welche geometrische Soll-Daten von elektronischen Bauelementen (172, 174, 178, 180) umfasst. Das Verfahren weist auf (a) Erfassen, mittels einer Kamera (340), eines ersten Bildes (242) eines ersten Ausschnitts von einer Oberfläche des Bauelementeträgers (150); (b) Speichern des ersten Bildes (242); (c) Darstellen des ersten Bildes (242) für eine erste Zeitspanne; (d) Ermitteln von Ist-Positionen von ersten Bauelement-Anschlussflächen (292, 294, 296) innerhalb des ersten Bildes (242), welche einer ersten Bestückposition für ein erstes Bauelement (180) zugeordnet sind; (e) Vergleichen der Ist-Positionen mit Soll-Positionen von ersten Bauelement-Anschlusskontakten (282, 284, 286) des in der ersten Bestückposition zu bestückenden ersten Bauelements (180), welche einen Teil der geometrischen Soll-Daten repräsentieren; (f) Modifizieren der Beschreibung des Bauelementeträgers in Bezug auf eine Soll-Lage des ersten Bauelements (180), so dass sich eine modifizierte Soll-Lage ergibt, für welche eine räumliche Überlappung zwischen den ersten Bauelement-Anschlusskontakten (282, 284, 286) des an der modifizierten Soll-Lage zu bestückenden ersten Bauelements (180) und den ersten Bauelement-Anschlussflächen (292, 294, 296) vergrößert ist; (g) Bewegen der Kamera (340) zu einer zweiten Position innerhalb der ersten Zeitspanne; (h) Erfassen, mittels der Kamera (340), eines zweiten Bildes eines zweiten Ausschnitts von der Oberfläche des Bauelementeträgers (150); (i) Speichern des zweiten Bildes; und (j) Darstellen des zweiten Bildes für eine zweite Zeitspanne. Ferner wird ein Verfahren zum Bestücken eines Bauelementeträgers (150), ein Computerprogramm sowie ein Bestückautomat (300) beschrieben, welche vorgesehen sind, das beschriebe Verfahren zum Modifizieren durchzuführen.Described is a method for modifying a description of a device carrier (150) comprising desired geometric data from electronic devices (172, 174, 178, 180). The method comprises (a) detecting, by means of a camera (340), a first image (242) of a first section of a surface of the device carrier (150); (b) storing the first image (242); (c) displaying the first image (242) for a first period of time; (d) determining actual locations of first device pads (292, 294, 296) within the first image (242) associated with a first placement position for a first device (180); (e) comparing the actual positions with target positions of first component connection contacts (282, 284, 286) of the first component (180) to be populated in the first placement position, which represent part of the desired geometrical data; (f) modifying the description of the device carrier with respect to a desired location of the first device (180) to yield a modified desired location for which there is spatial overlap between the first device pads (282, 284, 286). of the first component (180) to be equipped with the modified desired position and the first component connection surfaces (292, 294, 296) is enlarged; (g) moving the camera (340) to a second position within the first time period; (h) detecting, by means of the camera (340), a second image of a second section from the surface of the device carrier (150); (i) storing the second image; and (j) displaying the second image for a second period of time. Further described is a method for populating a component carrier (150), a computer program and a placement machine (300), which are intended to carry out the described method for modifying.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das technische Gebiet des automatischen Bestückens von Bauelementeträgern mit elektronischen Bauelementen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Modifizieren einer Beschreibung eines zu bestückenden aber noch zumindest teilweise unbestückten Bauelementeträgers, welche Beschreibung geometrische Soll-Daten von mittels Bestückvorgängen auf den Bauelementeträger aufzusetzenden elektronischen Bauelementen umfasst. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Bestücken eines Bauelementeträgers (150), ein Computerprogramm sowie ein Bestückautomat (300), welche vorgesehen sind, das beschriebe Verfahren zum Modifizieren durchzuführen.The present invention relates generally to the art of automatically populating component carriers with electronic components. In particular, the present invention relates to a method for modifying a description of a component carrier to be populated but still at least partially unequipped, which description comprises geometrical desired data of electronic components to be placed on the component carrier by means of placement processes. Furthermore, the present invention relates to a method for populating a component carrier ( 150 ), a computer program and a placement machine ( 300 ), which are intended to perform the described method for modifying.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Bei der automatischen Bestückung von Bauelementeträgern mit elektronischen Bauelementen mittels so genannte Bestückautomaten werden die Bauelemente dem Bestückprozess mittels so genannten Bauelement-Zuführeinrichtungen bereitgestellt, die bereitgestellten elektronischen Bauelemente von einem Bestückkopf aufgegriffen und an vorbestimmten Stellen auf den jeweils zu bestückenden Bauelementeträger aufgesetzt. Infolge der zunehmenden Miniaturisierung von elektronischen Baugruppen muss ein solcher Bestückvorgang mit hoher Genauigkeit erfolgen, um zu gewährleisten, dass die elektrischen Anschlüsse des jeweiligen Bauelements auch mit den entsprechenden Anschlüssen (Anschlusspads) auf dem Bauelementeträger in Kontakt kommen. In diesem Dokument wird ein (Bauelement-)Anschlusspad auch als (Bauelement-)Anschlussfläche bezeichnet. In the automatic assembly of component carriers with electronic components by means of so-called placement machines, the components are provided to the placement process by means of so-called component feeders, the provided electronic components picked up by a placement and placed at predetermined locations on each to be loaded component carrier. As a result of the increasing miniaturization of electronic assemblies, such a placement process must be carried out with high accuracy in order to ensure that the electrical connections of the respective component also come into contact with the corresponding terminals (connection pads) on the component carrier. In this document, a (component) pad is also referred to as a (component) pad.

Um zuverlässig eine hohe Bestückgenauigkeit zu gewährleisten, ist es erforderlich, ein den Bestückkopf tragendes Flächen-Positioniersystem von Zeit zu Zeit zu kalibrieren. Ein solcher Kalibriervorgang mittels eines hochgenau gefertigten Referenz-Bauelementeträgers (typischerweise eine Glasplatte mit hochgenau aufgebrachten Markierungen) erfolgen, welcher mit speziellen Glasbausteinen bestückt wird und die Bestückpositionen der Glasbausteine optisch vermessen werden. Dadurch können Verzerrungen des Flächen-Positioniersystems erkannt und bei der nachfolgenden Bestückung durch eine geeignete kompensierende Ansteuerung des Flächen-Positioniersystems ausgeglichen werden. In order to reliably ensure high placement accuracy, it is necessary to calibrate an area-positioning system carrying the placement head from time to time. Such a calibration process by means of a highly accurately manufactured reference component carrier (typically a glass plate with highly accurately applied marks) made, which is equipped with special glass blocks and the placement positions of the glass blocks are optically measured. As a result, distortions of the surface positioning system can be detected and compensated in the subsequent assembly by a suitable compensating control of the surface positioning.

Eine weitere häufig angewendete Prozedur zum Gewährleisten einer hohen Bestückgenauigkeit ist das so genannte "Teachen" bzw. Einlernen der Bestückpositionen. Dabei werden reale Strukturen auf dem Bauelementeträger, insbesondere einzelne oder vordefinierte Gruppen von Bauelement-Anschlussflächen hinsichtlich ihrer Position vermessen und die dadurch gewonnenen Erkenntnisse bei nachfolgenden Bestückvorgängen durch eine geeignete Ansteuerung des Flächen-Positioniersystems berücksichtigt. Ein solches Teachen ist deshalb erforderlich, weil in der Praxis relativ große und damit bedeutendere Ungenauigkeiten bei der Bestückung auf Ungenauigkeiten der zu bestückenden Bauelementeträger und insbesondere auf nicht exakt vordefinierten Lagen der Anschlusspads auf der Oberfläche des Bauelementeträgers basieren. Dies gilt nicht nur für die Lage der Anschlusspads in Bezug zu Ecken und/oder Kanten des jeweiligen Bauelementeträgers sondern auch in Bezug zu speziellen Referenzmarkierungen, welche auf der Oberfläche des Bauelementeträgers aufgebracht sind. Aus Sicht einer software-bezogenen Ansteuerung des Bestückautomaten bedeutet dies, dass die Beschreibung des jeweils zu bestückenden Bauelementeträgers nicht fehlerfrei ist, welche Beschreibung der Ansteuerung des Flächen-Positioniersystems zugrunde gelegt wird und welche Beschreibung geometrische Soll-Daten von Bauelement-Anschlusskontakten enthält, welche für einen korrekten Bestückvorgang mit den elektrischen Anschlüssen des jeweiligen Bauelements in Kontakt gebracht werden müssen. Another frequently used procedure to ensure a high placement accuracy is the so-called "teaching" or learning the placement positions. In this case, real structures on the component carrier, in particular individual or predefined groups of component connection surfaces are measured with regard to their position and the knowledge gained thereby is taken into account in subsequent placement processes by a suitable control of the surface positioning system. Such a teaching is necessary because in practice relatively large and thus more significant inaccuracies in the assembly based on inaccuracies of the component carrier to be equipped and in particular not exactly predefined positions of the connection pads on the surface of the component carrier. This applies not only to the position of the connection pads in relation to corners and / or edges of the respective component carrier but also in relation to special reference markings which are applied to the surface of the component carrier. From the point of view of software-related control of the placement machine, this means that the description of the respective component carrier to be populated is not error-free, which description of the control of the surface positioning is based and which description contains geometrical target data of component connection contacts, which for a correct placement process with the electrical connections of the respective component must be brought into contact.

Ein Teachen erfolgt typischerweise nicht nur in Bezug zu (ungewollten) Verschiebungen bzw. Versätzen der Anschlusspads (entlang einer x-Richtung und/oder einer y-Richtung) sondern auch in Bezug zu ungewollten Verdrehungen (Winkelabweichungen) eines Anschlusspads und insbesondere einer Gruppe von Anschlusspads. Teaching is typically carried out not only in relation to (unwanted) displacements of the connection pads (along an x-direction and / or a y-direction) but also in relation to unwanted twists (angular deviations) of a connection pad and in particular of a group of connection pads ,

Das vorstehend beschriebene "Teachen" in einem Bestückautomaten kann bevorzugt unter Verwendung einer Kamera durchgeführt werden, welche im normalen Bestückbetrieb insbesondere dazu verwendet wird, um die Position eines zu bestückenden Bauelementeträgers, welcher von einem Transportsystem in einen Bestückbereich des Bestückautomaten eingebracht worden ist, zu vermessen. Eine solche Kamera, welche zu diesem Zweck Markierungen auf dem zu bestückenden Bauelementeträger von oben erfasst, wird auch als sog. "Leiterplattenkamera" bezeichnet. The above-described "teaching" in a placement machine can preferably be carried out using a camera, which is used in the normal placement operation in particular to measure the position of a component carrier to be loaded, which has been introduced by a transport system in a placement area of the placement machine , Such a camera, which for this purpose detects marks on the component carrier to be assembled from above, is also referred to as a so-called "printed circuit board camera".

Zu diesem Zweck wird die Leiterplattenkamera von dem Flächen-Positioniersystem des jeweiligen Bestückautomaten an die entsprechende Position bewegt und das Kamerabild an einem Bildschirm dargestellt. Bevorzugt befindet sich die Bestückposition im Mittelpunkt des jeweiligen Kamerabildes. Der Mittelpunkt kann beispielsweise mittels eines Fadenkreuzes dargestellt sein. Alternativ oder in Kombination kann auch eine virtuelle Darstellung der Gehäuseform des betreffenden Bauelementes oder der Gehäuseformen einer Gruppe von Bauelementen dem Kamerabild überlagert werden. Dadurch kann auf vergleichsweise einfache Weise durch eine geeignete Bildauswertung und/oder von einer Bedienperson ein ungewollter linearer Versatz und/oder eine Winkelabweichung quantitativ erfasst und für ein "Teachen" von nachfolgenden Bestückvorgang verwendet werden. For this purpose, the board camera is moved by the surface positioning of the respective placement machine to the appropriate position and the camera image displayed on a screen. The placement position is preferably located in the center of the respective camera image. The center may be represented, for example, by means of a crosshair. Alternatively or in combination, a virtual representation of the housing shape of the relevant component or the housing shapes of a group of components are superimposed on the camera image. As a result, in a comparatively simple manner by means of a suitable image evaluation and / or by an operator, an unwanted linear offset and / or an angular deviation can be detected quantitatively and used for a "teaching" of subsequent placement operation.

Für große Bauelemente gibt es unterschiedliche Strategien: Bei manchen Systemen kann nur das Gesichtsfeld der Kamera dargestellt werden. Ein Teachen erfolgt dann durch ein Anfahren bzw. Positionieren der Leiterplattenkamera an bevorzugt zwei Ecken eines Rechtecks, in dessen Mittelpunkt sich dann die Bestückposition befindet. Die den beiden Ecken zugeordneten Kamerabilder können zeitlich nacheinander oder räumlich nebeneinander dargestellt und einer Bildauswertung zugrunde gelegt werden. Ferner können auch mehr als zwei einzelne Kamerabilder aufgenommen und zu einem gemeinsamen Bild zusammengesetzt werden, welches der der vorstehend beschriebenen Bildauswertung zu Grunde gelegt wird. Ein solches Zusammensetzen erfordert jedoch auch eine gewisse räumliche Überlappung zwischen den einzelnen Kamerabildern, so dass im Ergebnis eine Vielzahl von solchen Kamerabilder aufgenommen werden muss. Dadurch erhöht sich der Zeitaufwand für das "Teachen" von Bestückpositionen. Die eigentliche Bestückung von Bauelementeträgern kann damit erst später beginnen, so dass die Effizienz für die Fertigung von elektronischen Baugruppen durch eine Bestückung von Bauelementeträgern entsprechend reduziert ist.For large components, there are different strategies: In some systems, only the field of view of the camera can be displayed. Teaching then takes place by starting or positioning the printed circuit board camera on preferably two corners of a rectangle, in the center of which is then the placement position. The camera images assigned to the two corners can be displayed next to one another in time or spatially next to one another and can be used as a basis for image analysis. Furthermore, more than two individual camera images can be recorded and combined to form a common image, which is based on the image analysis described above. However, such a composition also requires a certain spatial overlap between the individual camera images, so that as a result a large number of such camera images must be recorded. This increases the time required for "teaching" placement positions. The actual assembly of component carriers can thus begin later, so that the efficiency for the production of electronic components is reduced accordingly by an assembly of component carriers.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein "Teachen" von Bestückpositionen zu beschleunigen und so die Effizienz der Bestückung von Bauelementeträgern mit elektronischen Bauelementen zu erhöhen. The present invention has for its object to accelerate a "teaching" of placement positions and thus to increase the efficiency of the assembly of component carriers with electronic components.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Modifizieren einer Beschreibung eines zu bestückenden aber noch zumindest teilweise unbestückten Bauelementeträgers beschrieben, welche Beschreibung geometrische Soll-Daten von mittels Bestückvorgängen auf den Bauelementeträger aufzusetzenden elektronischen Bauelementen umfasst. Das beschriebene Verfahren weist auf (a) ein Erfassen, mittels einer Kamera, eines ersten Bildes eines ersten Ausschnitts von einer Oberfläche des Bauelementeträgers; (b) ein Speichern des erfassten ersten Bildes in einem Datenspeicher; (c) ein Darstellen des gespeicherten ersten Bildes für eine erste Zeitspanne; (d) ein Ermitteln von Ist-Positionen von ersten Bauelement-Anschlussflächen innerhalb des dargestellten ersten Bildes, welche Bauelement-Anschlussflächen einer ersten Bestückposition für ein zu bestückendes erstes Bauelement zugeordnet sind; (e) ein Vergleichen der ermitteltem Ist-Positionen mit Soll-Positionen von ersten Bauelement-Anschlusskontakten des in der ersten Bestückposition zu bestückenden ersten Bauelements, welche Soll-Positionen einen Teil der geometrischen Soll-Daten repräsentieren, welcher Teil dem zu bestückenden ersten Bauelement zugeordnet ist; (f) ein Modifizieren der Beschreibung des Bauelementeträgers in Bezug auf eine Soll-Lage des zu bestückenden ersten Bauelements auf dem Bauelementeträger, so dass sich eine modifizierte Soll-Lage ergibt, für welche eine räumliche Überlappung zwischen den ersten Bauelement-Anschlusskontakten des an der modifizierten Soll-Lage zu bestückenden ersten Bauelements und den ersten Bauelement-Anschlussflächen innerhalb des dargestellten ersten Bildes vergrößert ist; (g) ein Bewegen der Kamera zu einer zweiten Position innerhalb der ersten Zeitspanne; (h) ein Erfassen, mittels der Kamera, eines zweiten Bildes eines zweiten Ausschnitts von der Oberfläche des Bauelementeträgers, wobei der zweite Ausschnitt unterschiedlich ist zu dem ersten Ausschnitt; (i) ein Speichern des zweiten Bildes in dem Datenspeicher; und (j) ein Darstellen des zweiten Bildes für eine zweite Zeitspanne. According to a first aspect of the invention, a description is given of a method for modifying a description of a component carrier to be populated but still at least partially unpopulated, which description comprises geometric desired data of electronic components to be mounted on the component carrier by means of placement operations. The described method comprises (a) detecting, by means of a camera, a first image of a first section of a surface of the device carrier; (b) storing the captured first image in a data store; (c) displaying the stored first image for a first period of time; (d) determining actual positions of first device pads within the illustrated first image, which device pads are associated with a first pop-up position for a first component to be populated; (e) comparing the determined actual positions with desired positions of first component connection contacts of the first component to be populated in the first component, which desired positions represent a part of the geometrical desired data, which part associated with the first component to be loaded is; (f) modifying the description of the device carrier with respect to a desired location of the first device to be populated on the device carrier so as to provide a modified target location for which there is spatial overlap between the first device ports of the modified device Target position is increased to be loaded first component and the first component pads within the illustrated first image; (g) moving the camera to a second position within the first time period; (h) detecting, by the camera, a second image of a second section from the surface of the device carrier, the second section being different than the first section; (i) storing the second image in the data store; and (j) displaying the second image for a second period of time.

Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Vorgang des Teachens bzw. Einlernens von Bestückpositionen auf einem zu bestückenden Bauelementeträger dadurch beschleunigt werden kann, dass von einer Kamera erfasste Bilder von einem Oberflächenausschnitt des zu bestückenden Bauelementeträgers zumindest für eine gewisse Zeitspanne zwischengespeichert und dargestellt werden, wobei die Kamera in dieser Zeitspanne bereits neue Positionen anfahren und entsprechende Bilder von einem weiteren Oberflächenausschnitt des Bauelementeträgers aufnehmen bzw. erfassen kann. Während der ersten Zeitspanne wird das gespeicherte und dargestellte erste Bild einer geeigneten Bildauswertung bzw. Bildverarbeitung unterzogen. Erfindungsgemäß werden in einer solchen Bildauswertung (a) die tatsächlichen Ist-Positionen der der jeweiligen Bestückposition zugeordneten Bauelement-Anschlussflächen ermittelt, (b) die ermittelten Ist-Positionen mit entsprechenden Soll-Positionen verglichen und (c) die Beschreibung des Bauelementeträgers an die Realität, d.h. an Positionen der realen Bauelement-Anschlussflächen angepasst. The method described is based on the finding that the process of teaching or learning placement positions on a component carrier to be populated can be accelerated by temporarily capturing and displaying images captured by a camera from a surface section of the component carrier to be populated for at least a certain period of time In this case, the camera can already approach new positions and record or capture corresponding images of another surface section of the component carrier. During the first time period, the stored and displayed first image is subjected to suitable image evaluation or image processing. According to the invention, in such an image evaluation (a) the actual actual positions of the component mounting pads assigned to the respective mounting position are determined, (b) the determined actual positions are compared with corresponding desired positions and (c) the description of the component carrier to reality, ie adapted to positions of the real component pads.

Die beschriebene Bildauswertung wird insbesondere von einer geeigneten Software für eine Bildverarbeitung auf einer Datenverarbeitungseinheit durchgeführt. Alternativ oder in Kombination kann die Bildauswertung jedoch auch von einer Bedienperson (von Hand) durchgeführt werden, welche beispielsweise auf einem berührungsempfindlichen Bildschirm vorgegebene Muster von Bauelement-Anschlussflächen mit den von der Kamera erfassten realen Bauelement-Anschlussflächen durch eine geeignete Verschiebung des Musters in Überlappung bringt. Anschaulich ausgedrückt verschiebt die Bedienperson auf einem darstellenden Bildschirm das vorgegebene Muster hin zu den von der Kamera erfassten realen Bauelement-Anschlussflächen. The described image evaluation is carried out in particular by suitable software for image processing on a data processing unit. Alternatively or in combination However, the image analysis can also be performed by an operator (by hand), which overlaps example of a given touch-sensitive screen pattern of component pads with the captured by the camera real component pads by a suitable displacement of the pattern. Illustratively, the operator shifts the given pattern toward the real component pads captured by the camera on a display screen.

Unter dem Ausdruck "Vergrößern einer räumlichen Überlappung" kann in diesem Dokument nicht nur die Vergrößerung einer bereits bestehenden Überlappung sondern auch eine erstmalige Herstellung einer solchen Überlappung verstanden werden. In diesem Zusammenhang bezieht sich der Ausdruck "Vergrößern" auf eine ursprünglich kleinere Überlappung zwischen (i) den ersten Bauelement-Anschlusskontakten des an der (ursprünglichen) Soll-Lage zu bestückenden ersten Bauelements und (ii) den ersten Bauelement-Anschlussflächen innerhalb des dargestellten ersten Bildes. The term "increasing a spatial overlap" in this document can be understood not only to increase the size of an already existing overlap, but also to produce such an overlap for the first time. In this context, the term "magnification" refers to an originally smaller overlap between (i) the first device terminals of the first device to be populated at the (original) desired location and (ii) the first device pads within the illustrated first image.

Unter dem Ausdruck "geometrische Soll-Daten" sind insbesondere die Soll-Positionen und/oder Soll-Winkel derjenigen Bauelement-Anschlussflächen zu verstehen, welche dem jeweiligen Bauelement zugeordnet sind. Aufgrund der erzielten Vergrößerung an Überlappung ist im Vergleich zu der Soll-Lage die modifizierte Soll-Lage in Hinblick auf eine Bestückung des Bauelementeträgers positionsoptimiert, so dass bei einer Bestückung des Bauelementeträgers mit einer hohen Prozesssicherheit elektrisch leitende Verbindungen zwischen den elektrischen Anschlusskontakten des jeweiligen Bauelements und den zugehörigen Bauelement-Anschlussflächen hergestellt werden können. By the term "geometrical desired data" are to be understood in particular the desired positions and / or desired angles of those component connection surfaces which are assigned to the respective component. Due to the achieved increase in overlap compared to the target position, the modified target position in terms of placement of the component carrier position optimizes, so that when a component of the component carrier with a high process reliability electrically conductive connections between the electrical connection contacts of the respective component and the associated component pads can be made.

In diesem Dokument wird eine (Bauelement-)Anschlussfläche, welche in bekannter Weise auf einen zu bestückenden Bauelementeträger ausgebildet ist, auch als (Bauelement-)Anschlusspad bezeichnet. Unter dem Begriff "Bauelement-Anschlusskontakte" kann insbesondere die bauelement-seitige elektrische Anschlussstruktur für das jeweilige Bauelement verstanden werden. In this document, a (component) pad, which is formed in a known manner on a component carrier to be loaded, also referred to as (component) connection pad. The term "component connection contacts" may in particular be understood to mean the component-side electrical connection structure for the respective component.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weisen der erste Ausschnitt und der zweite Ausschnitt eine räumliche Überlappung auf oder sind räumlich voneinander beabstandet. According to one exemplary embodiment of the invention, the first cutout and the second cutout have a spatial overlap or are spatially spaced from one another.

Sollten zwei einzulernende Bestückpositionen besonders nahe beieinander liegen, dann kann es vorteilhaft sein, wenn die beiden Ausschnitte einen gewissen räumlichen Überlapp haben. Sollten hingegen zwei einzulernende Bestückpositionen einen relativ großen Abstand voneinander haben, dann können von der Kamera zwei voneinander unabhängige Bilder erfasst werden, welche jeweils vollkommen unterschiedliche Ausschnitte der Oberfläche des Bauelementeträgers zeigen. Das hier beschriebene Verfahren hat demzufolge den Vorteil, dass es auf zuverlässige und dennoch effiziente Weise für eine Vielzahl von unterschiedlichen Bestückinhalten durchgeführt werden kann.If two placement positions to be taught are particularly close to each other, then it may be advantageous if the two sections have a certain spatial overlap. If, on the other hand, two insertion positions to be taught have a relatively large distance from one another, then two independent images can be acquired by the camera, each of which shows completely different sections of the surface of the component carrier. The method described herein has the advantage that it can be performed in a reliable yet efficient manner for a variety of different placement contents.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das Darstellen des ersten Bildes und/oder das Darstellen des zweiten Bildes auf einer graphischen Anzeigeeinrichtung. Dies hat den Vorteil, dass eine Bedienperson jederzeit verfolgen kann, ob und wie erfolgreich das Einlernen der betreffenden Bestückposition durchgeführt wird. Bevorzugt kann auf einer solchen grafischen Anzeigeeinrichtung, beispielsweise ein herkömmlicher Computermonitor, auch der Vorgang des Modifizierens der Beschreibung des Bauelementeträgers angezeigt werden, welcher Vorgang von einer Datenverarbeitungseinheit im Rahmen der vorstehend beschriebenen Bildverarbeitung durchgeführt wird. According to a further exemplary embodiment of the invention, the representation of the first image and / or the representation of the second image takes place on a graphic display device. This has the advantage that an operator can track at any time whether and how successfully the teaching of the relevant placement position is performed. Preferably, on such a graphic display device, for example a conventional computer monitor, also the process of modifying the description of the component carrier can be displayed, which operation is performed by a data processing unit in the frame of the image processing described above.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die grafische Anzeigeeinrichtung ein berührungsempfindlicher Bildschirm. Dies hat den Vorteil, dass eine Bedienperson Eingaben machen kann, welche für das beschriebene Modifizieren der Beschreibung des Bauelementeträgers relevant sind. Wie bereits vorstehend erläutert, können solche Eingaben auch darin bestehen, dass die Bedienperson manuell eine Überlappung zwischen den ersten Bauelement-Anschlusskontakten des an der modifizierten Soll-Lage zu bestückenden ersten Bauelements und den ersten Bauelement-Anschlussflächen innerhalb des dargestellten ersten Bildes herstellt oder vergrößert. According to a further embodiment of the invention, the graphical display device is a touch-sensitive screen. This has the advantage that an operator can make inputs which are relevant for the described modification of the description of the component carrier. As already explained above, such inputs can also be that the operator manually creates or increases an overlap between the first component connection contacts of the first component to be fitted to the modified desired position and the first component connection surfaces within the illustrated first image.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Kamera eine Kamera eines Bestückautomaten. Dies hat den Vorteil, dass das hier beschriebene Verfahren vollständig oder zumindest annähernd mit gegenständlichen Komponenten durchgeführt werden kann, welche ohnehin in einem herkömmlichen Bestückautomaten vorhanden sind. Es ist lediglich erforderlich, die von der Kamera erzeugten Bilddaten einer geeigneten Datenverarbeitungseinheit zuzuführen, auf welcher die vorstehend beschriebene Bildverarbeitung durchgeführt wird. Die Datenverarbeitungseinheit kann beispielsweise in einer zentralen Steuereinheit für den betreffenden Bestückautomaten durch eine geeignete Software implementiert werden. Gleiches gilt für den beschriebenen Datenspeicher, welcher ebenfalls zumindest ein Teil eines ohnehin vorhandenen Datenspeichers des betreffenden Bestückautomaten sein kann. According to a further exemplary embodiment of the invention, the camera is a camera of a placement machine. This has the advantage that the method described here can be carried out completely or at least approximately with objective components which are already present in a conventional placement machine. It is only necessary to supply the image data generated by the camera to a suitable data processing unit on which the image processing described above is performed. The data processing unit can be implemented, for example, in a central control unit for the placement in question by suitable software. The same applies to the described data memory, which may also be at least part of an already existing data memory of the placement in question.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Kamera eine Leiterplattenkamera. According to a further embodiment of the invention, the camera is a printed circuit board camera.

Das Verwenden einer ohnehin vorhandenen Leiterplattenkamera für das Erfassen der verschiedenen Ausschnitte der Oberfläche des Bauelementeträgers hat den Vorteil, dass ein besonders geeignetes Kamerasystem zum Einsatz kommt, welches ohne zusätzlichen apparativen Aufwand besonders genaue Bilder der verschiedenen Ausschnitte von der Oberfläche des Bauelementeträgers erzeugen kann. Dadurch wird auf einfache Weise eine hohe Zuverlässigkeit des hier beschriebenen Verfahrens gewährleistet. The use of an already existing printed circuit board camera for detecting the different sections of the surface of the component carrier has the advantage that a particularly suitable camera system is used, which can produce very accurate images of the different sections of the surface of the device carrier without additional equipment expense. As a result, a high reliability of the method described here is ensured in a simple manner.

Wie bereits vorstehend erwähnt, ist unter den Begriff "Leiterplattenkamera" insbesondere eine Kamera zu verstehen, welche im normalen Bestückbetrieb dazu verwendet wird, die Position eines zu bestückenden Bauelemente-trägers bzw. einer Leiterplatte, welcher bzw. welche von einem Transportsystem in einen Bestückbereich des Bestückautomaten eingebracht worden ist, zu vermessen. Eine solche Kamera erfasst Markierungen, welche zum Zwecke einer Positionsbestimmung auf dem zu bestückenden Bauelementeträger aufgebracht sind, von oben. Anschaulich ausgedrückt schaut die Leiterplattenkamera von oben nach unten auf die obere Oberfläche des zu bestückenden Bauelementeträgers. Damit ist sie besonders geeignet, die entsprechenden Ausschnitte der Oberfläche des Bauelementeträgers zu erfassen. As already mentioned above, the term "printed circuit board camera" is to be understood in particular as a camera which is used in normal placement operation to control the position of a component carrier or a printed circuit board to be loaded from a transport system into a placement region of the component carrier Placement machines has been introduced, to measure. Such a camera detects marks, which are applied for the purpose of a position determination on the component carrier to be loaded, from above. In terms of clarity, the printed circuit board camera looks from top to bottom on the upper surface of the component carrier to be populated. Thus, it is particularly suitable to detect the corresponding sections of the surface of the component carrier.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Erfassen des ersten Bildes auf (a) ein Erfassen eines ersten Teilbildes und eines zweiten Teilbildes des ersten Ausschnitts und (b) ein Zusammensetzen der beiden Teilbilder zu dem ersten Bild. In accordance with another embodiment of the invention, acquiring the first image comprises (a) acquiring a first sub-image and a second sub-image of the first region, and (b) assembling the two sub-images into the first image.

Ein solches Zusammensetzen von verschiedenen Teilbildern kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn Bauelement-Anschlussflächen erfasst werden sollen, welche einem besonders großen elektronischen Bauelement oder einer (größeren) Gruppe von schaltungstechnisch zusammengehörigen elektronischen Bauelementen zugeordnet sind. In diesem Zusammenhang ist es offensichtlich, dass ein solches Zusammensetzen von Teilbildern notwendig ist, wenn das betreffende elektronische Bauelement oder die Gruppe von elektronischen Bauelementen größer ist als der laterale Erfassungsbereich der Kamera. Allerdings kann ein solches Zusammensetzen auch dann sinnvoll sein, wenn zu befürchten ist, dass die Genauigkeit eines erfassten Bildes in einem Randbereich oder in Randbereichen des aufgenommenen Kamerabildes kleiner ist als in der Mitte des Kamerabildes. Eine solche unerwünschte Genauigkeitsreduzierung kann insbesondere von einer suboptimalen Belichtung im Randbereich eines erfassten Bildes stammen. Such a composition of different sub-images may be particularly advantageous if component pads are to be detected, which are associated with a particularly large electronic component or a (larger) group of circuitry-related electronic components. In this connection, it is obvious that such composing of partial images is necessary when the electronic component or group of electronic components is larger than the lateral detection range of the camera. However, such a composition may also be useful if it is to be feared that the accuracy of a captured image in an edge region or in edge regions of the recorded camera image is smaller than in the center of the camera image. Such an undesirable reduction in accuracy can come in particular from a suboptimal exposure in the edge region of a captured image.

Rein vorsorglich wird darauf hingewiesen, dass ein solches Zusammensetzen von Teilbildern auch für das zweite und gegebenenfalls auch für weitere Bilder durchgeführt werden kann, welches bzw. welche jeweils einen anderen Ausschnitt der Oberfläche des zu bestückenden Bauelementeträgers zeigt bzw. zeigen. Purely as a precaution, it should be noted that such a composition of partial images can also be carried out for the second and possibly also for further images, which respectively show or show a different section of the surface of the component carrier to be equipped.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zumindest eine Anschlussfläche in jeweils einem Teilbild einem bestimmten elektronischen Bauelement zugeordnet. Dies kann anschaulich insbesondere bedeuten, dass unterschiedliche Teilbilder zumindest so verschieden sind, dass nicht vollständig dieselben Anschlussflächen dargestellt sind. Das zusammengesetzte Bild ist demzufolge größer als jedes der beiden einzelnen Teilbilder. According to a further exemplary embodiment of the invention, at least one pad in each case is assigned to a specific electronic component. This can illustratively mean in particular that different sub-images are at least so different that not completely the same pads are shown. The composite image is therefore larger than each of the two individual partial images.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die zweite Position bestimmt durch den Typ eines zweiten Bauelements, welches zweiten Bauelement-Anschlussflächen zugeordnet ist, die im dem zweiten Bild abgebildet sind. According to a further embodiment of the invention, the second position is determined by the type of a second component which is associated with second component pads which are depicted in the second image.

Der Typ des zweiten Bauelements kann ein besonders geeignetes Kriterium darstellen, in welcher zeitlichen Abfolge verschiedene Bilder bzw. verschiedene Ausschnitte der Oberfläche des Bauelementeträgers erfasst werden. Eine geschickte Auswahl von verschiedenen erfassten bzw. zu erfassenden Ausschnitten der Oberfläche des Bauelementeträgers kann dazu beitragen, dass das beschriebene Verfahren nicht nur mit hoher Genauigkeit sondern insbesondere auch besonders zügig und damit auf effektive Weise durchgeführt wird. The type of the second component can represent a particularly suitable criterion in which temporal sequence different images or different sections of the surface of the component carrier are detected. A skilful selection of different recorded or to be detected sections of the surface of the component carrier can help that the described method is carried out not only with high accuracy but in particular also very quickly and thus effectively.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Typ des ersten Bauelements gleich wie der Typ des zweiten Bauelements.According to a further embodiment of the invention, the type of the first component is the same as the type of the second component.

Indem zunächst diejenigen Bestückpositionen eingelernt werden, welche einem gleichen Typ von Bauelement zugeordnet sind, kann das hier beschriebene Verfahren mit besonders hohe Effizienz durchgeführt werden. Dies gilt nicht nur für eine bevorzugt automatische Bildauswertung mittels einer Datenverarbeitungseinheit sondern auch für eine zumindest teilweise manuelle und von einer Bedienperson durchgeführte Modifizierung der Beschreibung des Bauelementeträgers. Vor einem Einlernen der Bestückposition von einem anderen Typ von Bauelement können nämlich gleichartige Bildauswertung Prozeduren angewendet werden, welche für den betreffenden Typ des ersten und des zweiten Bauelements besonders geeignet sind. By first teaching those placement positions which are assigned to a same type of component, the method described here can be carried out with particularly high efficiency. This applies not only to a preferably automatic image evaluation by means of a data processing unit but also to an at least partially manual modification by a user of the description of the component carrier. Namely, prior to teaching the placement position of another type of device, similar image evaluation procedures may be used, which are particularly suitable for the type of the first and second device concerned.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird dem dargestellten gespeicherten ersten Bild ein virtuelle Darstellung von zumindest einem Teil des zu bestückenden ersten Bauelements überlagert. According to a further exemplary embodiment of the invention, a virtual representation of at least part of the first component to be loaded is superimposed on the stored first image.

Anschaulich ausgedrückt wird die virtuelle Darstellung des zu bestückenden ersten Bauelements in das dargestellte erste Bild eingeblendet. Ein solches Einblenden ermöglicht insbesondere einer Bedienperson eine einfache und genaue Modifizierung der Beschreibung des zu bestückenden Bauelementeträgers. Illustratively, the virtual representation of the first component to be populated is displayed in the first image shown. Such a fade in particular allows an operator to easily and accurately modify the description of the component carrier to be populated.

Es wird darauf hingewiesen, dass auch dem dargestellten gespeicherten zweiten Bild eine virtuelle Darstellung des zu bestückenden zweiten Bauelements überlagert werden kann. Gleiches gilt selbstverständlich auch für die einzulernenden Bestückpositionen von weiteren auf dem Bauelementeträger zu platzierenden elektronischen Bauelementen. It should be noted that a virtual representation of the second component to be equipped can also be superimposed on the stored second image shown. Of course, the same also applies to the insertion positions to be taught of further electronic components to be placed on the component carrier.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Teil des zu bestückenden ersten Bauelements zumindest ein elektrischer Anschlusskontakt. According to a further exemplary embodiment of the invention, the part of the first component to be equipped is at least one electrical connection contact.

Mit einem Einblenden von zumindest einem, bevorzugt jedoch von allen elektrischen Anschlusskontakten des ersten Bauelements werden genau diejenigen Strukturen dargestellt, welche für das Modifizieren der Beschreibung des Bauelementeträgers von besonderer Bedeutung sind. Von besonderer Bedeutung sind die Anschlusskontakte vor allem deshalb, weil sie die für die Bestückung die relevanten Merkmale sind, die vor der Bestückung auf dem Bauelementeträger sichtbar sind. Damit kann sich insbesondere eine Bedienperson besonders einfach genau auf diejenigen räumlichen Strukturen konzentrieren, welche für ein einfaches und trotzdem präzises Einlernen der Bestückposition für das erste Bauelement auf dem Bauelementeträger relevant sind. By fading in at least one, but preferably of all the electrical connection contacts of the first component, exactly those structures are shown which are of particular importance for modifying the description of the component carrier. Of particular importance are the terminal contacts mainly because they are the relevant features for the assembly, which are visible on the component carrier prior to assembly. Thus, in particular, an operator can particularly easily concentrate precisely on those spatial structures which are relevant for a simple yet precise teaching of the placement position for the first component on the component carrier.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind alle genannten Positionen relative Positionen in Bezug zu einer Referenzstruktur des Bauelementeträgers. Dies ermöglicht auf vorteilhafte Weise eine besonders hohe Genauigkeit bei dem mit dem beschriebenen Verfahren durchgeführten Einlernen von Bestückpositionen. According to a further embodiment of the invention, all said positions are relative positions with respect to a reference structure of the device carrier. This advantageously allows a particularly high level of accuracy in the teaching of placement positions carried out with the described method.

Eine geeignete Referenz Struktur kann beispielsweise eine Kante, ein Loch, eine Markierung und/oder jede andere optisch erkennbare Struktur auf der Oberfläche des zu bestückenden Bauelementeträgers sein. A suitable reference structure may be, for example, an edge, a hole, a marking and / or any other optically recognizable structure on the surface of the component carrier to be loaded.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner auf (a) ein Ermitteln von Ist-Positionen von zweiten Bauelement-Anschlussflächen innerhalb des dargestellten zweiten Bildes, welche Bauelement-Anschlussflächen einer zweiten Bestückposition für ein zu bestückendes zweites Bauelement zugeordnet sind; (b) ein Vergleichen der ermitteltem Ist-Positionen von zweiten Bauelement-Anschlussflächen mit Soll-Positionen von zweiten Bauelement-Anschlusskontakten des in der zweiten Bestückposition zu bestückenden zweiten Bauelements, welche Soll-Positionen von zweiten Bauelement-Anschlusskontakten einen weiteren Teil der geometrischen Soll-Daten repräsentieren, welcher weitere Teil dem zu bestückenden zweiten Bauelement zugeordnet ist; und (c) ein Modifizieren der Beschreibung des Bauelementeträgers in Bezug auf eine Soll-Lage des zu bestückenden zweiten Bauelements auf dem Bauelementeträger, so dass sich eine modifizierte Soll-Lage für das zu bestückende zweite Bauelement ergibt, für welche eine räumliche Überlappung zwischen den zweiten Bauelement-Anschlusskontakten des an der modifizierten Soll-Lage zu bestückenden zweiten Bauelements und den zweiten Bauelement-Anschlussflächen innerhalb des dargestellten zweiten Bildes vergrößert ist. According to a further embodiment, the method further comprises (a) determining actual positions of second device pads within the illustrated second image associated with device pads of a second populated position for a second component to be populated; (b) comparing the ascertained actual positions of second component pads with target positions of second component pins of the second component to be populated in the second populated position, which set positions of second component pads comprise a further portion of the geometrical target Represent data, which further part is assigned to the second component to be loaded; and (c) modifying the description of the device carrier with respect to a desired location of the second device to be populated on the device carrier such that a modified target location for the second device to be populated results for which a spatial overlap between the second Component connection contacts of the second component to be equipped at the modified desired position and the second component connection surfaces within the illustrated second image is enlarged.

Das beschriebene Teachen bzw. Einlernen der Bestückposition wird somit nicht nur für das erste zu bestückende Bauelement sondern auch für das zweite zu bestückende Bauelement durchgeführt. The described teaching or learning of the placement position is thus carried out not only for the first component to be assembled but also for the second component to be assembled.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf (a) ein Bewegen der Kamera zu einer dritten Position innerhalb der zweiten Zeitspanne; (b) ein Erfassen, mittels der Kamera, eines dritten Bildes eines dritten Ausschnitts von der Oberfläche des Bauelementeträgers, wobei der dritte Ausschnitt unterschiedlich ist zu dem zweiten Ausschnitt und zu dem ersten Ausschnitt; (c) ein Speichern des dritten Bildes in dem Datenspeicher; und (d) ein Darstellen des dritten Bildes für eine dritte Zeitspanne. According to another embodiment of the invention, the method further comprises (a) moving the camera to a third position within the second time period; (b) detecting, by means of the camera, a third image of a third section from the surface of the device carrier, the third section being different from the second section and the first section; (c) storing the third image in the data store; and (d) displaying the third image for a third period of time.

Das beschriebene Verfahren kann im Prinzip für beliebig viele Bestückpositionen bzw. zu bestückende elektronische Bauelemente durchgeführt werden. The described method can be carried out in principle for any number of placement positions or electronic components to be loaded.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bestücken eines Bauelementeträgers mit elektronischen Bauelementen mittels eines Bestückautomaten beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist auf (a) ein Durchführen eines Verfahrens des vorstehend angegebenen Typs zum Modifizieren einer Beschreibung eines zu bestückenden aber noch unbestückten Bauelementeträgers; (b) ein Aufnehmen des ersten Bauelements von einer Bauelement-Zuführeinrichtung mittels eines Bestückkopfes; (c) ein Transportieren des aufgenommenen Bauelements innerhalb eines Bestückbereichs des Bestückautomaten zu einer Position oberhalb der modifizierten Soll-Lage; und (d) ein Aufsetzen des ersten Bauelements auf den Bauelementeträger an der modifizierten Bestückposition. According to a further aspect of the invention, a method for equipping a component carrier with electronic components by means of a placement machine is described. The described method comprises (a) performing a method of the type specified above to modify a description of a component carrier to be populated but still unpopulated; (b) receiving the first device from a component feeder by means of a placement head; (c) transporting the picked-up component within a placement region of the placement machine to a position above the modified target position; and your Placing the first component on the component carrier at the modified placement position.

Dem beschriebenen Bestückverfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass basierend auf einem erfolgreichen Einlernen von Bestückpositionen, welches Einlernen mittels des vorstehend beschriebenen Verfahrens zum Modifizieren der Beschreibung eines Bauelementeträgers auf effiziente Weise durchgeführt wurde, eine Bestückung von Bauelementeträgern auch nach einen Produktwechsel ohne größere zeitliche Verzögerung durchgeführt werden kann. Dadurch erhöht sich auf vorteilhafte Weise die Effizienz bei der Herstellung bzw. Fertigung von elektronischen Baugruppen, welches ein Bestücken von Bauelementeträgern umfasst.The described placement method is based on the finding that, based on a successful teaching of placement positions, which teaching was carried out in an efficient manner by means of the method described above for modifying the description of a component carrier, placement of component carriers is carried out even after a product change without a significant time delay can. As a result, the efficiency in the production or production of electronic assemblies, which includes a loading of component carriers, increases in an advantageous manner.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm zum Modifizieren einer Beschreibung eines zu bestückenden aber noch unbestückten Bauelementeträgers beschrieben, welche Beschreibung geometrische Soll-Daten von mittels Bestückvorgängen auf den Bauelementeträger aufzusetzenden elektronischen Bauelementen umfasst. Das Computerprogramm ist, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, zum Durchführen des vorstehend angegebenen Verfahrens zum Modifizieren einer Beschreibung eines zu bestückenden aber noch unbestückten Bauelementeträgers eingerichtet. According to a further aspect of the invention, a computer program for modifying a description of a component carrier to be populated but still unpopulated is described, which description comprises geometrical nominal data of electronic components to be mounted on the component carrier by means of placement operations. The computer program, when executed by a processor, is configured to perform the above-described method for modifying a description of a component carrier to be populated but still unpopulated.

Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Computerprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Programm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen.For the purposes of this document, the mention of such a computer program is synonymous with the notion of a program element, a computer program product, and / or a computer-readable medium containing instructions for controlling a computer system to appropriately coordinate the operation of a system or method to achieve the effects associated with the method of the invention.

Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blue-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer herunter geladen werden kann.The computer program may be implemented as a computer-readable instruction code in any suitable programming language such as JAVA, C ++, etc. The computer program can be stored on a computer-readable storage medium (CD-ROM, DVD, Blue-ray disk, removable drive, volatile or non-volatile memory, built-in memory / processor, etc.). The instruction code may program a computer or other programmable device to perform the desired functions. Further, the computer program may be provided in a network, such as the Internet, from where it may be downloaded by a user as needed.

Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.The invention can be implemented both by means of a computer program, i. software, as well as by means of one or more special electronic circuits, i. in hardware or in any hybrid form, i. using software components and hardware components.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Bestückautomat zum Bestücken eines Bauelementeträgers mit elektronischen Bauelementen beschrieben. Der beschriebene Bestückautomat ist eingerichtet, das vorstehend angegebene Bestückverfahren durchzuführen. According to a further aspect of the invention, a placement machine for equipping a component carrier with electronic components is described. The placement machine described is set up to perform the placement process indicated above.

Dem beschriebenen Bestückautomaten liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass das vorstehend beschriebene effiziente Verfahren zum Einlernen von Bestückpositionen ohne zusätzliche Hardware in einem herkömmlichen Bestückautomaten durchgeführt werden kann, sofern dieser Bestückautomat mit einer Datenverarbeitungseinrichtung versehen ist, welche in geeigneter Weise programmiert ist, um den Bestückautomaten zu veranlassen, das vorstehend beschriebene Verfahren durchzuführen. The described placement machine is based on the finding that the above-described efficient method for teaching placement positions can be performed without additional hardware in a conventional placement machine, provided that placement machine is provided with a data processing device which is suitably programmed to the placement cause to carry out the method described above.

Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören. It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters. In particular, some embodiments of the invention are described with method claims and other embodiments of the invention with apparatus claims. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, in addition to a combination of features belonging to a type of subject matter, any combination of features that may result in different types of features is also possible Subject matters belong.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Die einzelnen Figuren der Zeichnung dieses Dokuments sind lediglich als schematisch und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description of presently preferred embodiments. The individual figures of the drawing of this document are merely schematic and not to scale.

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

Die 1 zeigt einen Bauelementeträger mit mehreren Einzelnutzen, welche einen bestimmten räumlichen Bezug sowohl zu einem Koordinatensystem des Bauelementeträgers als auch zu einem Koordinatensystem eines Bestückautomaten haben, mit dem der Bauelementeträger bestückt wird.The 1 shows a component carrier with several individual benefits, which have a specific spatial reference both to a coordinate system of the component carrier and to a coordinate system of a placement, with which the component carrier is fitted.

Die 2a und 2b illustrieren einen Teachvorgang für ein elektronisches Bauelement mit drei Anschlüssen. The 2a and 2 B illustrate a teach process for a three-terminal electronic device.

Die 3 zeigt in einer Draufsicht von oben einen Bestückautomaten, mit dem im Vorfeld einer Bestückung eines Bauelementeträgers das in diesem Dokument beschriebene Verfahren zum Modifizieren einer Beschreibung des Bauelementeträgers durchgeführt werden kann. The 3 shows in a plan view from above an automatic placement, with the front of a Assembling a device carrier, the method described in this document for modifying a description of the device carrier can be performed.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Bevor bezugnehmend auf die Zeichnung exemplarische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben werden, werden im Weiteren einige technische Überlegungen im Zusammenhang mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt:
Zum Durchführen des hier beschriebenen Verfahrens zum Modifizieren einer Beschreibung eines zu bestückenden aber noch unbestückten Bauelementeträgers wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein graphisches Widget bzw. Programm bereitgestellt, welches den gesamten Bauelementeträger anzeigt. Dieses Widget hat zwei Ebenen, die überlagert dargestellt werden: Die obere Ebene beinhaltet Zeichnungen der allen Bestückpositionen zugeordneten Gehäuseformen. Die hintere Ebene wird mit Bildern gefüllt, welche von einer Leiterplattenkamera aufgenommen wurden. Before describing exemplary embodiments of the invention with reference to the drawing, some technical considerations in connection with a preferred embodiment of the invention will be described below:
In order to carry out the method described here for modifying a description of a component carrier which is still to be populated but still unpopulated, a graphical widget or program is provided in accordance with a preferred exemplary embodiment of the invention, which displays the entire component carrier. This widget has two layers that are superimposed: The top level contains drawings of the housing shapes associated with all placement positions. The back plane is filled with images taken by a circuit board camera.

Das Füllen der hintere Ebene geschieht ohne dass die Bearbeitung durch den Bediener beeinflusst wird. Hierzu wird die Fläche des Bauelementeträgers in Bildabschnitte ("Kacheln") aufgeteilt, die jeweils durch einen einzelnen Bildeinzug der Leiterplattenkamera erfasst werden können. Nach und nach werden alle Kacheln erfasst und in der hinteren Ebene dargestellt. Die Reihenfolge der Aufnahmen ist variabel und wird abhängig von dem jeweiligen Bauelementeträger bzw. von dessen Bestückinhalt angepasst. Alternativ oder in Kombination kann die Reihenfolge der Aufnahmen auch von Aktionen einer Bedienperson abhängen.The filling of the back plane is done without the manipulation being influenced by the operator. For this purpose, the surface of the component carrier is divided into image sections ("tiles"), which can each be detected by a single image input of the printed circuit board camera. Gradually, all tiles are captured and displayed in the back plane. The order of the shots is variable and is adjusted depending on the respective component carrier or its Bestückinhalt. Alternatively or in combination, the order of the shots may also depend on actions of an operator.

Bevorzugt werden zunächst "interessante Bereiche" des Bauelementeträgers mit der Leiterplattenkamera gescannt. Die interessanten Bereiche sind insbesondere alle Kacheln, die zumindest Teile von zumindest einer Bestückposition enthalten. Danach wird die verbleibende Flache des Bauelementeträgers gescannt. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, die Reihenfolge der Aufnahme so zu gestalten, dass der gerade sichtbare Bildausschnitt zuerst gescannt wird.Preferably, first "interesting areas" of the component carrier are scanned with the printed circuit board camera. The areas of interest in particular are all tiles which contain at least parts of at least one placement position. Thereafter, the remaining surface of the device carrier is scanned. In addition, it can be provided to arrange the order of the recording so that the currently visible image section is scanned first.

Bei einem Bauelementeträger mit einem so genannten Mehrfachnutzen werden bevorzugt Kacheln, die zu einer Einzelschaltung des Mehrfachnutzens gehören, gruppiert gescannt. Dabei wird angenommen, dass mittels einer geeigneten Bildauswertung, welche automatisch von einer Datenverarbeitungseinheit oder manuell von einer Bedienperson durchgeführt wird, zunächst alle Bestückpositionen aus einer Einzelschaltung eingelernt bzw. geteacht werden sollen. Wenn bei einem manuellen Teachen die Bedienperson eine Bestückposition selektiert, dann wird die Scan-Reihenfolge angepasst und die entsprechenden Kacheln werden als nächstes gescannt. Eine selektiere Einzelschaltung oder Bestückposition kann automatisch in das von dem grafischen Widget bzw. dem grafischen Programm dargestellten Bild gebracht werden, auch wenn sie nur teilweise sichtbar war oder außerhalb des Bildausschnitts lag.In the case of a component carrier with a so-called multiple benefit, tiles which belong to a single circuit of the multiple use are preferably scanned grouped. It is assumed that by means of a suitable image analysis, which is automatically carried out by a data processing unit or manually by an operator, all placement positions from a single circuit should first be learned or taught. If, during manual teaching, the operator selects a placement position, the scan order is adjusted and the corresponding tiles are scanned next. A selected individual circuit or placement position can be automatically brought into the image displayed by the graphical widget or the graphical program, even if it was only partially visible or was outside the image section.

Da der Scanvorgang der einzelnen Kacheln entkoppelt von den Aktionen der Bildauswertung bzw. den Teaching Aktionen des Benutzers abläuft, kann Zeit eingespart werden. In diesem Zusammenhang kann davon ausgegangen werden, dass in der Regel das Scannen schneller abläuft als dass der Benutzer die Bestückpositionen inspizieren bzw. teachen kann. Durch eine geschickte Strategie der Scanreihenfolge wird versucht, die nächste Auswahl des Benutzers zu antizipieren, wodurch bei Auswahl einer Bestückposition das entsprechende Bild bereits verfügbar ist.Since the scanning process of the individual tiles is decoupled from the actions of the image evaluation or the teaching actions of the user, time can be saved. In this context, it can be assumed that scanning generally runs faster than the user can inspect or teach the placement positions. A skilful scan order strategy attempts to anticipate the user's next selection, which means that when a placement is selected, the corresponding image is already available.

Die von der Leiterplattenkamera aufgenommenen Bilder werden automatisch zusammengesetzt und als eine Einheit dargestellt. Hierdurch wird eine besonders gute Übersicht über den Teachvorgang ermöglicht, wobei ggf. der gesamte Bauelementeträger visualisiert sein kann. Wenn in einem Bild alle Bestückpositionen gleichzeitig sichtbar sind, dann können auf einfache und effektive Weise Verwechslungen vermieden werden. Ferner können große Bauelemente im Gesamten dargestellt werden, wobei es trotzdem möglich ist, durch eine vergrößerte Darstellung das jeweilige virtuell dargestellte Bauelement an einzelnen Merkmalen des Bauelementeträgers und insbesondere an entsprechenden Anschlussflächen fein auszurichten. Änderungen in der Position und Größe des Bildausschnitts können animiert dargestellt werden. So verliert die Bedienperson niemals den Bezug zur jeweiligen Bestückposition und behält die Übersicht darüber, welcher Ausschnitt des Bauelementeträgers gerade im Bild dargestellt ist.The images captured by the circuit board camera are automatically assembled and displayed as one unit. As a result, a particularly good overview of the teaching process is made possible, it being possible for the entire component carrier to be visualized if necessary. If all placement positions are visible in one picture at the same time, then confusion can be avoided in a simple and effective way. Furthermore, large components can be represented as a whole, but it is still possible to fine-tune the respective virtually represented component to individual features of the component carrier and in particular to corresponding connection surfaces by means of an enlarged representation. Changes in the position and size of the image section can be displayed animated. Thus, the operator never loses the reference to the respective placement position and keeps track of which section of the component carrier is currently shown in the picture.

Das eigentliche Teachen bzw. Einlernen der Bestückpositionen auf dem Bauelementeträger kann durch ein einfaches Verschieben der Gehäuseform des betreffenden Bauelements oder einer gesamten Schaltung direkt in der graphischen Ansicht erfolgen. Dies kann direkt an einem Touchscreen mit dem Finger oder mit einem Touchpad des betreffenden Bestückautomaten erfolgen. Ein Selektieren und/oder Verschieben kann dabei direkt in einem Schritt erfolgen. Zur Feinjustierung kann eine grafische Nutzerschnittstelle (GUI) über Drehräder eingebbare Steuersignale anbieten, mit denen die jeweilige Bestückposition exakt und mit quasi-kontinuierlichen Werten angepasst werden kann.The actual Teaching or learning the Bestückpositionen on the component carrier can be done by simply moving the housing shape of the relevant device or an entire circuit directly in the graphical view. This can be done directly on a touchscreen with your finger or with a touchpad of the placement machine in question. Selecting and / or shifting can take place directly in one step. For fine adjustment, a graphical user interface (GUI) can offer turn-on control signals that can be used to precisely adjust the respective placement position with quasi-continuous values.

Wenn, wie vorstehend beschrieben, alle Bestückpositionen gleichzeitig dargestellt werden, dann kann leicht beurteilt werden, ob eine Abweichung nur eine einzelne Bestückposition oder eine Mehrzahl von Bestückpositionen betrifft (sogenannter "Bestücklisten-Offset"). Es besteht auch die Möglichkeit, ähnlich dem Teachen einer einzelnen Bestückposition, eine gesamte Einzelschaltung zu verschieben um einen bestimmten "Bestücklisten-Offset" zu beheben. As described above, when all the placement positions are simultaneously displayed, it can be easily judged whether a deviation concerns only a single placement position or a plurality of placement positions (so-called "placement list offset"). It is also possible, similar to the teaching of a single placement position, to move an entire single circuit to fix a specific "placement list offset".

Es wird darauf hingewiesen, dass in der folgenden detaillierten Beschreibung Merkmale bzw. Komponenten von unterschiedlichen Ausführungsformen, die mit den entsprechenden Merkmalen bzw. Komponenten von einer anderen Ausführungsform nach gleich oder zumindest funktionsgleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen oder mit einem Bezugszeichen versehen sind, welches sich von dem Bezugszeichen der gleichen oder zumindest funktionsgleichen Merkmale bzw. Komponenten lediglich in der ersten Ziffer unterscheidet. Zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen werden bereits anhand einer vorher beschriebenen Ausführungsform erläuterte Merkmale bzw. Komponenten an späterer Stelle nicht mehr im Detail erläutert.It should be noted that in the following detailed description, features of different embodiments, which are the same or at least functionally identical to the corresponding features or components of another embodiment, are provided with the same reference numerals or with a reference numeral, which differs from the reference number of the same or at least functionally identical features or components only in the first digit. In order to avoid unnecessary repetitions, features or components already explained on the basis of a previously described embodiment will not be explained in detail later.

Ferner wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, so dass für den Fachmann mit den hier explizit dargestellten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.It should also be noted that the embodiments described below represent only a limited selection of possible embodiments of the invention. In particular, it is possible to suitably combine the features of individual embodiments with one another, so that a multiplicity of different embodiments are to be regarded as obviously disclosed to the person skilled in the art with the embodiment variants explicitly illustrated here.

Außerdem wird darauf hingewiesen, dass raumbezogene Begriffe, wie beispielsweise "vorne" und "hinten", "oben" und "unten", "links" und "rechts", etc. verwendet werden, um die Beziehung eines Elements zu einem anderen Element oder zu anderen Elementen zu beschreiben, wie in den Figuren veranschaulicht. Demnach können die raumbezogenen Begriffe für Ausrichtungen gelten, welche sich von den Ausrichtungen unterscheiden, die in den Figuren dargestellt sind. Es versteht sich jedoch von selbst, dass sich alle solchen raumbezogenen Begriffe der Einfachheit der Beschreibung halber auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausrichtungen beziehen und nicht unbedingt einschränkend sind, da die jeweils dargestellte Vorrichtung, Komponente etc., wenn sie in Verwendung ist, Ausrichtungen annehmen kann, die von den in der Zeichnung dargestellten Ausrichtungen verschieden sein können.It should also be understood that spatial terms such as "front" and "back", "top" and "bottom", "left" and "right", etc., are used to describe the relationship of one element to another or to describe other elements as illustrated in the figures. Thus, the spatial terms may apply to orientations that differ from the orientations shown in the figures. It will be understood, however, that all such space-related terms, for convenience of description, refer to the orientations shown in the drawings and are not necessarily limiting, as the device, component, etc., as used herein, assume orientations when in use may be different from the orientations shown in the drawing.

1 zeigt einen Bauelementeträger 150, welcher mit mehreren Einzelnutzen bzw. Einzelschaltungen sowie einzelnen passiven Bauelementen 178 bestückt wurde. An der Oberseite des Bauelementeträgers 150 sind in bekannter Weise Markierungen 152 aufgebracht, welche im Vorfeld einer Bestückung des Bauelementeträgers 150 für eine Positionserkennung des Bauelementeträgers 150 verwendet werden. Bei einer solchen Positionserkennung werden die Markierungen 152 von einer Kamera erfasst, welche einem Bestückautomaten (nicht dargestellt) zugeordnet ist und in einem Koordinatensystem dieses Bestückautomaten eine bekannte räumliche Position hat. Durch eine optische Erfassung der Markierungen 152 mittels einer solchen Kamera und einer nachgeschalteten Bildauswertung kann die Position des zu bestückenden Bauelementeträgers 150 innerhalb des Koordinatensystems des Bestückautomaten mit hoher Genauigkeit bestimmt und dadurch sichergestellt werden, dass Bauelemente an der jeweils korrekten Position auf dem Bauelementeträger 150 aufgesetzt werden. 1 shows a component carrier 150 , which with several individual benefits or individual circuits as well as individual passive components 178 was equipped. At the top of the component carrier 150 are marks in a known manner 152 applied, which in advance of an assembly of the component carrier 150 for a position detection of the component carrier 150 be used. In such a position detection, the markers 152 detected by a camera, which is assigned to a placement (not shown) and in a coordinate system of this placement has a known spatial position. Through an optical detection of the markings 152 By means of such a camera and a downstream image analysis, the position of the component carrier to be populated 150 be determined within the coordinate system of the placement with high accuracy and thereby ensure that components at the correct position on the component carrier 150 be put on.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Einzelschaltungen um vier Einzelschaltungen 160 eines ersten Typs und eine Einzelschaltung 161 eines zweiten Typs. Die Einzelschaltungen 160 weisen zwei als integrierte Schaltungen ausgebildete Bauelemente 172 und drei Bauelemente 180 auf. Die Einzelschaltungen 161 weist drei als integrierte Schaltungen ausgebildete Bauelemente 174 sowie zwei Bauelemente 180 auf. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Bauelemente 180 der Einzelschaltungen 160 identisch zu den Bauelementen 180 der Einzelschaltungen 161. Wie aus 1 ersichtlich, ist eines der drei Bauelemente 174 relativ zu den anderen beiden Bauelementen 174 verdreht.According to the exemplary embodiment illustrated here, the individual circuits are four individual circuits 160 a first type and a single circuit 161 of a second type. The individual circuits 160 have two components designed as integrated circuits 172 and three components 180 on. The individual circuits 161 has three components designed as integrated circuits 174 as well as two components 180 on. According to the embodiment shown here, the components 180 of the individual circuits 160 identical to the components 180 of the individual circuits 161 , How out 1 can be seen, is one of the three components 174 relative to the other two components 174 twisted.

Wie ferner aus 1 ersichtlich, sind den Einzelschaltungen 160 jeweils zwei optisch erkennbare Marken 162 zugeordnet, welche relativ zu den Bauelementen der betreffenden Einzelschaltungen 160 einen festen räumlichen Bezug haben. In entsprechender Weise sind der Einzelschaltungen 161 zwei optisch erkennbare Marken 163 zugeordnet. Die Marken 162 bzw. 163 werden für die Fein-Ausrichtung der Einzelschaltungen relativ zu dem Bauelementeträger 150 verwendet.As further out 1 can be seen, are the individual circuits 160 two visually recognizable marks each 162 assigned, which relative to the components of the individual circuits in question 160 have a fixed spatial relationship. Correspondingly, the individual circuits 161 two visually recognizable marks 163 assigned. The brands 162 respectively. 163 be for the fine alignment of the individual circuits relative to the component carrier 150 used.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel stellen die Einzelschaltungen 160 ein Cluster dar, bei dem relativ zu der ersten Einzelschaltung 160 (in 1 unten links dargestellt) die Positionen aller weiteren Einzelschaltungen 160 definiert sind durch die Position der ersten Einzelschaltungen 160 sowie durch jeweils einen relativen Abstand zu der ersten Einzelschaltung 160, wobei dieser relative Abstand durch eine Anzahl an Zeilen, eine Anzahl an Spalten, einen Zeilenabstand sowie einen Spaltenabstand bestimmt ist. According to the embodiment shown here, the individual circuits 160 a cluster in which relative to the first single circuit 160 (in 1 bottom left) shows the positions of all other individual circuits 160 are defined by the position of the first individual circuits 160 and by a respective relative distance to the first individual circuit 160 , this relative distance being determined by a number of rows, a number of columns, a row spacing and a column spacing.

Es wird darauf hingewiesen, dass die Markierungen 152 sowie die optischen Marken 162 bzw. 163 verschiedene Formen annehmen können. In 1 sind die Markierungen 152 lediglich exemplarisch als Kreuz und die Marken 162 bzw. 163 als Kreis dargestellt. Entsprechendes gilt für die Bauelemente 172, 174, 178 und 180, welche in 1 durch unterschiedliche Gehäuseformen illustriert sind. It should be noted that the markings 152 as well as the optical marks 162 respectively. 163 can take different forms. In 1 are the marks 152 just as an example as a cross and the brands 162 respectively. 163 shown as a circle. The same applies to the components 172 . 174 . 178 and 180 , what a 1 illustrated by different housing shapes.

Ferner wird darauf hingewiesen, dass der Bauelementeträger 150 nicht nur eine Leiterplatte sondern alternativ auch ein Werkstückträger sein kann, auf welchem eine Mehrzahl von Leiterplatten platziert ist. It should also be noted that the component carrier 150 not only a printed circuit board but alternatively may be a workpiece carrier on which a plurality of printed circuit boards is placed.

Wie bereits vorstehend angedeutet, ist es für eine korrekte Bestückung des Bauelementeträgers 150 zwingend erforderlich, die einzelnen Bestückpositionen in einem Koordinatensystem des Bestückautomaten genau zu kennen. Nur dann ist es nämlich möglich, einen Bestückkopf des Bestückautomaten so zu positionieren, dass die elektronischen Bauelemente genau an der richtigen Position abgesetzt werden.As already indicated above, it is for a correct assembly of the component carrier 150 absolutely necessary to know the individual placement positions in a coordinate system of the placement machine exactly. Only then is it possible to position a placement head of the placement machine so that the electronic components are placed exactly in the correct position.

In 1 illustrieren die Pfeile x, y das Koordinatensystem x/y des Bestückautomaten und die Pfeile x', y' illustrieren das Koordinatensystem x'/y' des zu bestückenden Bauelementeträgers 150. Eine räumliche Bezugsetzung des Koordinatensystems x'/y' mit dem Koordinatensystem x/y erfolgt durch eine optische Vermessung der Markierungen 152 mittels einer Kamera, welche dem Bestückautomaten und dessen Koordinatensystem x/y zugeordnet ist. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die für die Vermessung der Markierung 152 verwendete Kamera eine so genannte Leiterplattenkamera, welche mit einer Blickrichtung von oben nach unten die Oberfläche des Bauelementeträgers 150 sowie die daran angebrachten bzw. ausgebildeten Markierungen 152 optisch erfasst. Es wird darauf hingewiesen, dass im Gegensatz zu der einfachen Darstellung von 1 die verschiedenen Koordinatensysteme nicht nur gegeneinander verschoben, sondern auch gegeneinander verdreht sein können. In 1 The arrows x, y illustrate the coordinate system x / y of the placement machine and the arrows x ', y' illustrate the coordinate system x '/ y' of the component carrier to be populated 150 , A spatial reference of the coordinate system x '/ y' with the coordinate system x / y is done by an optical measurement of the markers 152 by means of a camera which is assigned to the placement machine and its coordinate system x / y. According to the embodiment shown here is the for the measurement of the mark 152 Camera used a so-called circuit board camera, which with a viewing direction from top to bottom, the surface of the component carrier 150 as well as the attached or trained markings 152 optically recorded. It should be noted that, in contrast to the simple representation of 1 The different coordinate systems can not only be shifted against each other, but also be twisted against each other.

In der Praxis ist der räumliche Bezug zwischen dem Koordinatensystem x'/y' des zu bestückenden Bauelementeträgers 150 und den Koordinatensystemen x''/y'' der Einzelschaltungen 160, 161 nicht immer genau bekannt. Dies liegt an einer begrenzten räumlichen Genauigkeit bei der Fertigung von Bauelementeträgern und insbesondere bei dem Aufbringen bzw. Ausbilden von Anschlussflächen bzw. Anschlusspads, welche bei einem korrekten Bestückvorgang mit den Anschlusskontakten des betreffenden Bauelements in Kontakt gebracht werden müssen. Aus diesem Grund muss im Vorfeld einer Bestückung von einer Mehrzahl von Bauelementeträgern eines bestimmten Typs ein so genanntes Teachen bzw. Einlernen von Bestückpositionen vorgenommen werden. In practice, the spatial relationship between the coordinate system x '/ y' of the component carrier to be populated 150 and the coordinate systems x '' / y '' of the individual circuits 160 . 161 not always known exactly. This is due to a limited spatial accuracy in the manufacture of component carriers and in particular in the application of pads or connection pads, which must be brought into contact with the terminal contacts of the relevant component in a correct placement process. For this reason, a so-called teaching or training of placement positions must be made in advance of an assembly of a plurality of component carriers of a certain type.

Die 2a und 2b illustrieren einen solchen Teachvorgang für eines der elektronischen Bauelemente 180. In 2a ist der Körper des Bauelements 180 mit dem Bezugszeichen 281 versehen und die elektrischen Anschlusskontakte des Bauelements 180 sind mit den Bezugszeichen 282, 284 bzw. 286 versehen.The 2a and 2 B illustrate such a teaching process for one of the electronic components 180 , In 2a is the body of the device 180 with the reference number 281 provided and the electrical connection contacts of the device 180 are with the reference numerals 282 . 284 respectively. 286 Mistake.

2a zeigt ein von einer Kamera aufgenommenes Bild 242, welches Anschlusspads 292, 294 und 296 zeigt, die einem bestimmten elektronischen Bauelement 180 zugeordnet sind. 2a zeigt ferner eine virtuelle Darstellung des Bauelements 180, welches sich in Bezug zu dem Koordinatensystem eines (nicht dargestellten) Bestückautomaten in einer vorgegebenen Soll-Lage befindet. Das "virtuelle Bauelement 180" ist in das Bild 242 eingeblendet. Wie aus 2a ersichtlich, besteht ein erheblicher räumlicher Versatz zwischen den Anschlusskontakten 282, 284 und 286 und den entsprechenden Anschlusspads 292, 294 bzw. 296. Eine entsprechende Bestückung des Bauelements 180 wäre fehlerhaft. 2a shows an image taken by a camera 242 , which connection pads 292 . 294 and 296 showing a particular electronic component 180 assigned. 2a further shows a virtual representation of the device 180 which is in a predetermined desired position relative to the coordinate system of a placement machine (not shown). The "virtual device 180 "is in the picture 242 appears. How out 2a As can be seen, there is a significant spatial offset between the terminals 282 . 284 and 286 and the corresponding connection pads 292 . 294 respectively. 296 , An appropriate assembly of the device 180 would be faulty.

2b zeigt ein von der Kamera aufgenommenes Bild 244, welches hinsichtlich der realen dargestellten Strukturen identisch ist zu dem Bild 242. Im Unterschied zu dem Bild 242 ist nun die Position des "virtuellen Bauelements 180" derart verschoben, dass zwischen den Anschlusspads 292, 294 und 296 auf der einen Seite und den entsprechenden Anschlusskontakten 282, 284 bzw. 286 auf der anderen Seite jeweils ein großer räumlicher Überlapp besteht. Die Position, in der das "virtuelle Bauelement 180" in 2b dargestellt ist, stellt eine modifizierte Soll-Lage für das reale zu bestückende Bauelement 180 dar. Wenn das Bauelement 180 tatsächlich in dieser Lage auf den Bauelementeträger 150 aufgesetzt wird, kann davon ausgegangen werden, dass ein zuverlässiger elektrischer Kontakt zwischen den Anschlusspads 292, 294 und 296 auf der einen Seite und den entsprechenden Anschlusskontakten 282, 284 bzw. 286 auf der anderen Seite hergestellt wird. 2 B shows an image taken by the camera 244 which is identical to the image in terms of the real structures shown 242 , Unlike the picture 242 is now the position of the "virtual device 180 so shifted that between the connection pads 292 . 294 and 296 on one side and the corresponding connection contacts 282 . 284 respectively. 286 on the other hand there is a large spatial overlap. The position in which the "virtual device 180 " in 2 B is shown, provides a modified target position for the real component to be loaded 180 dar. If the device 180 actually in this position on the component carrier 150 It can be assumed that a reliable electrical contact between the connection pads 292 . 294 and 296 on one side and the corresponding connection contacts 282 . 284 respectively. 286 produced on the other side.

3 zeigt in einer Draufsicht einen Bestückautomaten 300, mit dem im Vorfeld einer Bestückung eines Bauelementeträgers 150 das in diesem Dokument beschriebene Verfahren zum Modifizieren einer Beschreibung des Bauelementeträgers 150 durchgeführt werden kann. 3 shows in a plan view of a placement machine 300 , with the prior to a placement of a component carrier 150 the method described in this document for modifying a description of the device carrier 150 can be carried out.

Der Bestückautomat 300 gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist ein Chassis 302 auf, welches eine Rahmen- bzw. Stützstruktur für viele verschiedene Komponenten des Bestückautomaten 300 darstellt, von denen in 3 nur einige wenige dargestellt sind. Wie aus 3 ersichtlich, weist der Bestückautomat 300 ein Transportsystem 304 auf, welches in bekannter Weise dafür vorgesehen ist, einen zu bestückenden Bauelementeträger 150 entlang einer Transportrichtung 304a in einen Bestückbereich des Bestückautomaten 300 einzubringen und diesen nach einer zumindest teilweisen Bestückung mit elektronischen Bauelementen wieder aus dem Bestückbereich herauszufahren, so dass ein neuer zu bestückender Bauelementeträger 150 in den Bestückbereich eingebracht werden kann. The placement machine 300 according to the embodiment shown here has a chassis 302 on which a frame or support structure for many different components of the placement machine 300 represents, of which in 3 only a few are shown. How out 3 can be seen, the placement machine 300 a transport system 304 on, which is provided in a known manner for a component carrier to be populated 150 along a transport direction 304a in a placement area of the placement machine 300 bring and this out after an at least partial assembly with electronic components back out of the placement area, so that a new component carrier to be equipped 150 can be introduced into the placement area.

Der Bestückautomat 300 weist eine fest mit dem Chassis 302 verbundene stationäre Schiene 310 auf, welche häufig auch als Portalwurzel bezeichnet wird. An der stationären Schiene 310 ist eine y-Führung 312 ausgebildet oder angebracht, entlang welcher ein querstehender Trägerarm 320 entlang einer y-Richtung verfahren bzw. positioniert werden kann. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich der Trägerarm 320 entlang einer zu der y-Richtung senkrechten x-Richtung. Die Bewegungsrichtung des Trägerarms 320 ist in 3 schematisch mit dem Doppelpfeil 320a illustriert. Ein für ein Bewegen des Trägerarms 320 erforderlicher Linearantrieb ist aus Gründen der Übersichtlichkeit in 3 nicht dargestellt. The placement machine 300 has one with the chassis 302 connected stationary rail 310 which is often referred to as the portal root. At the stationary rail 310 is a y-leadership 312 formed or attached, along which a transverse support arm 320 can be moved or positioned along a y-direction. According to the embodiment shown here, the support arm extend 320 along an x-direction perpendicular to the y-direction. The direction of movement of the support arm 320 is in 3 schematically with the double arrow 320a illustrated. One for moving the support arm 320 required linear actuator is in the interests of clarity 3 not shown.

An dem Trägerarm 320 ist eine x-Führung 322 ausgebildet oder angebracht, entlang welcher ein Montageelement 330 entlang der x-Richtung verfahren werden kann. Die Bewegungsrichtung des Montageelements 330 ist in 3 schematisch mit dem Doppelpfeil 330a illustriert. Erneut ist ein entsprechender Linearantrieb für das Montageelement 330 aus Gründen der Übersichtlichkeit in 3 nicht dargestellt. On the support arm 320 is an x-guide 322 formed or mounted along which a mounting element 330 along the x-direction can be moved. The direction of movement of the mounting element 330 is in 3 schematically with the double arrow 330a illustrated. Again, a corresponding linear drive for the mounting element 330 for reasons of clarity in 3 not shown.

An dem Montageelement 330 ist ein Bestückkopf 332 sowie eine Leiterplattenkamera 340 angebracht, welche beide gemeinsam von dem Flächen-Positioniersystem, realisiert durch die stationäre Schiene 310, durch den verfahrbaren Trägerarm 320 sowie durch das verfahrbare Montageelement 330, relativ zu dem Chassis 302 bzw. relativ zu dem Koordinatensystem x/y des Bestückautomaten verfahren bzw. positioniert werden können.On the mounting element 330 is a placement head 332 as well as a printed circuit board camera 340 mounted, both of which together of the surface positioning system, realized by the stationary rail 310 , by the movable support arm 320 and by the movable mounting element 330 , relative to the chassis 302 or can be moved or positioned relative to the coordinate system x / y of the placement machine.

Der Bestückautomat 300 weist ferner eine Datenverarbeitungseinheit 306 auf, welche als zentrale Steuereinheit für wesentliche Komponenten des Bestückautomaten 300 fungiert. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Datenverarbeitungseinheit 306 derart programmiert, dass zusätzlich zu einer Steuerung des Bestückbetriebs auch noch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren zum Modifizieren einer Beschreibung eines zu bestückenden aber noch unbestückten Bauelementeträgers 150 durchgeführt werden kann. Alternativ oder in Kombination zu einer automatischen Durchführung dieses Verfahrens mittels einer geeigneten Bildauswertung kann auch eine Bedienperson (in 3 nicht dargestellt) dazu beitragen, eine modifizierte Beschreibung für einen bestimmten Typ von Bauelementeträger 150 zu erstellen. In dieser modifizierten Beschreibung sind dann die tatsächlichen Positionen der Anschlussflächen bzw. Anschlusspads, welche auf dem Bauelementeträger 150 ausgebildet sind, enthalten, so dass durch eine geeignete kompensierende Ansteuerung des Flächen-Positioniersystems die Bauelemente genau an der jeweils korrekten Position auf den Bauelementeträger 150 aufgesetzt werden können. Eine als berührungsempfindlicher Bildschirm ausgebildete Anzeige- und Eingabeeinrichtung 308 kann es der betreffenden Bedienperson erleichtern, geeignete Eingaben für ein genaues Einlernen von Bestückpositionen auf dem Bauelementeträger 150 zu machen.The placement machine 300 also has a data processing unit 306 on, which as a central control unit for essential components of the placement machine 300 acts. According to the embodiment illustrated here, the data processing unit 306 programmed in such a way that in addition to a control of the placement operation also described in this document method for modifying a description of a to be populated but still unpopulated component carrier 150 can be carried out. Alternatively or in combination with an automatic implementation of this method by means of a suitable image analysis, an operator (in 3 not shown) contribute to a modified description for a particular type of device carrier 150 to create. In this modified description, then the actual positions of the pads or pads, which on the device carrier 150 are formed, so that by a suitable compensating control of the surface positioning system, the components exactly at the respectively correct position on the component carrier 150 can be put on. A trained as a touch-sensitive screen display and input device 308 It may make it easier for the operator concerned to make appropriate inputs for accurately teaching placement positions on the component carrier 150 close.

Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff "aufweisen" nicht andere Elemente ausschließt und dass das "ein" nicht eine Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements and that the "on" does not exclude a plurality. Also, elements described in connection with different embodiments may be combined. It should also be noted that reference signs in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

150150: Bauelementeträger / Leiterplatte Component carrier / circuit board
152152: Markierungen marks
160160: Einzelschaltungen / Einzelnutzen (1. Typ) Single circuits / single use (1st type)
161161: Einzelschaltung / Einzelnutzen (2. Typ) Single circuit / single use (2nd type)
162162: Marken Brands
163163: Marken Brands
172172: Bauelemente components
174174: Bauelemente components
178178: passive Bauelemente passive components
180180: Bauelemente components
x/yx / y: Koordinatensystem Bestückautomat Coordinate system placement machine
x'/y'x '/ y': Koordinatensystem Bauelementeträger Coordinate system Component carrier
x''/y''x '' / y '': Koordinatensystem Einzelschaltung Coordinate system single circuit
242242: Kamerabild (vor Einlernen) Camera image (before learning)
244244: Kamerabild (nach Einlernen) Camera picture (after learning)
281281: Bauelement-Körper Component body
282282: Anschlusskontakt connection contact
284284: Anschlusskontakt connection contact
286286: Anschlusskontakt connection contact
292292: Anschlusspad contact pad
294294: Anschlusspad contact pad
296296: Anschlusspad contact pad
300300: Bestückautomat automatic placement
302302: Chassis chassis
304304: Transportsystem transport system
304a304a: Transportrichtung transport direction
306306: Datenverarbeitungseinheit / Steuereinheit Data processing unit / control unit
308308: Anzeige- und Eingabeeinrichtung / berührungsempfindlicher Bildschirm Display and input device / touch-sensitive screen
310310: stationäre Schiene / Portalwurzel stationary rail / portal root
312312: y-Führung y-guide
320320: verfahrbarer Träger / querstehender Trägerarm movable support / transverse support arm
320a320a: y-Bewegungsrichtung von verfahrbarem Träger 320 y-direction of movement of mobile carrier 320
322322: x-Führung x-guide
330330: verfahrbares Montageelement movable mounting element
330a330a: x-Bewegungsrichtung von Montageelement 330 x-direction of movement of mounting element 330
332332: Bestückkopf placement
340340: Leiterplattenkamera Board camera

Claims

Method for modifying a description of a component carrier to be populated but still at least partially unpopulated ( 150 ), which description geometrical nominal data of by means of Bestückvorgängen on the component carrier ( 150 ) electronic components to be used ( 172 . 174 . 178 . 180 ), the method comprising detecting by means of a camera ( 340 ), a first image ( 242 ) of a first section of a surface of the component carrier ( 150 ); Save the captured first image ( 242 ) in a data store; Representing the stored first image ( 242 ) for a first period of time; Determining actual positions of first component pads ( 292 . 294 . 296 ) within the displayed first image ( 242 ), which component pads ( 292 . 294 . 296 ) a first placement position for a first component to be equipped ( 180 ) assigned; Comparing the determined actual positions with desired positions of first component connection contacts ( 282 . 284 . 286 ) of the first component to be equipped in the first placement position ( 180 ), which desired positions represent a part of the geometrical nominal data, which part of the first component to be loaded ( 180 ) assigned; Modifying the description of the component carrier with respect to a desired position of the first component to be loaded ( 180 ) on the component carrier ( 150 ), so that a modified desired position results, for which a spatial overlap between the first component connection contacts ( 282 . 284 . 286 ) of the first component to be fitted to the modified desired position ( 180 ) and the first component pads ( 292 . 294 . 296 ) within the displayed first image ( 242 ) is enlarged; Move the camera ( 340 ) to a second position within the first time period; Capture, by means of the camera ( 340 ), a second image of a second section of the surface of the component carrier ( 150 ), wherein the second cutout is different from the first cutout; Storing the second image in the data store; and displaying the second image for a second period of time.

Method according to the preceding claim, wherein the first cutout and the second cutout (i) have a spatial overlap or (ii) are spatially spaced apart.

Method according to one of the preceding claims, wherein the representation of the first image ( 242 ) and / or displaying the second image on a graphical display device ( 308 ) he follows.

Method according to the preceding claim, wherein the graphical display device comprises a touch-sensitive screen ( 308 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the camera is a camera ( 340 ) of a placement machine ( 300 ).

Method according to the preceding claim, wherein the camera is a printed circuit board camera ( 340 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein the capturing of the first image ( 242 ) comprises acquiring a first sub-image and a second sub-image of the first clipping and assembling the two sub-images to the first image ( 242 ).

Method according to the preceding claim, wherein at least one pad in each case is assigned to a specific electronic component.

The method according to one of the preceding claims, wherein the second position is determined by the type of a second device associated with second device pads mapped in the second image.

A method according to the preceding claim, wherein the type of the first device is the same as the type of the second device.

Method according to one of the preceding claims, wherein the stored stored first image ( 242 ) is a virtual representation of at least part of the first component to be loaded ( 180 ) is superimposed.

Method according to the preceding claim, wherein the part of the first component to be equipped ( 180 ) at least one electrical connection contact ( 282 . 284 . 286 ).

Method according to one of the preceding claims, wherein all said positions are relative positions with respect to a reference structure ( 152 ) of the component carrier ( 150 ) are.

The method of claim 1, further comprising determining actual positions of second device pads within the illustrated second image associated with device pads of a second populated position for a second component to be populated; Comparing the determined actual positions of second component pads with target positions of second component connection contacts of the second component to be populated in the second placement position, which setpoint positions of second component connection contacts represent a further part of the nominal geometric data, which further part is assigned to the second component to be equipped; and modifying the description of the device carrier ( 150 ) with respect to a desired position of the second component to be equipped on the component carrier ( 150 ), so that there is a modified desired position for the second component to be equipped, for which a spatial overlap between the second component connection contacts of the second component to be fitted to the modified desired position and the second component connection surfaces within the illustrated second Image is enlarged.

Method according to the preceding claim, further comprising moving the camera ( 340 ) to a third position within the second time period; Capture, by means of the camera ( 340 ), a third image of a third section of the surface of the component carrier ( 150 ), wherein the third section is different from the second section and the first section; Storing the third image in the data store; and displaying the third image for a third period of time.

Method for equipping a component carrier ( 150 ) with electronic components ( 172 . 174 . 178 . 180 ) by means of a placement machine ( 300 ), the method comprising performing a method according to one of the preceding claims; Receiving the first component from a component supply device by means of a placement head ( 332 ); Transporting the picked-up component within a placement area of the placement machine ( 300 ) to a position above the modified target position; and placing the first component on the component carrier ( 150 ) at the modified placement position.

Computer program for modifying a description of a component carrier to be populated but still unpopulated ( 150 ), which description comprises geometrical nominal data of electronic components to be set up by means of placement operations on the component carrier, the computer program, if it is supplied by a processor ( 306 ) is implemented for performing the method according to one of claims 1 to 15.

Placement machine ( 300 ) for loading a component carrier ( 150 ) with electronic components ( 172 . 174 . 178 . 180 ), whereby the placement machine ( 300 ) is arranged to carry out the method according to claim 15.