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Betriebsanleitung SIPLACE 80 S/F/G 7 Visionsystem e Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.010.xx 7.3 BE-Visionsys tem Einric hter 7 - 21 7.3 BE-Visionsystem Das BE-Vi sionsys tem erfaßt d ie gena ue Lage ein es Bauel ement…
7 Visionsysteme Betriebsanleitung SIPLACE 80 S/F/G
7.2 LP-Visionsystem Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.010.xx
7 - 20 Einrichter
●
Anzahl der Marken
Bei der Verwendung von Keramiksubstraten und kleinen Leiterplatten genügt es in der Regel, zwei Paß-
marken aufzutragen. Bei größeren Leiterplatten empfiehlt es sich allerdings, drei Marken zu definieren.
Die einzelnen Marken können unterschiedliche Strukturen aufweisen. Sie vereinfachen aber die Erken-
nungsmethodik, wenn Sie für jede Marke dieselbe Struktur verwenden.
–
Korrektur bei zwei Marken
x-Lage
y-Lage
Verdrehung der Leiterplatte
–
Korrektur bei drei Marken : Idealerweise liegen die Geraden durch je zwei Markenzentren parallel zu
x- und y-Achse
x-Lage
y-Lage
Verdrehung der Leiterplatte
Scherung
Verzug der LP in x-Richtung
Verzug der LP in y-Richtung
HINWEIS
Sie dürfen auf keinen Fall 3 Marken so positionieren, daß sie auf einer Geraden liegen.
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Abstand der Marken zueinander
Die Marken können Sie beliebig auf die Leiterplatte verteilen. Sinnvoll ist es, wenn die Abstände der Mar-
ken an den beiden Achsen möglichst groß sind. Je weiter die Paßmarken auseinander liegen, umso
genauer sind die optische Lage- und Winkelbestimmung.
Betriebsanleitung SIPLACE 80 S/F/G 7 Visionsysteme
Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.010.xx 7.3 BE-Visionsystem
Einrichter 7 - 21
7.3 BE-Visionsystem
Das BE-Visionsystem erfaßt die genaue Lage eines Bauelements, indem es zum einen den Versatz des Bau-
elementezentrums relativ zur Symmetrieachse der Pipette, zum anderen den Drehwinkelversatz zur Relativ-
drehstellung der Pipette ermittelt. Die Zustandsanalyse der Beinchenkonfiguration in x- und y-Richtung ist
ebenfalls möglich.
7.3.1 BE-Visionsystem des SIPLACE 80S-Bestückautomaten
7.3.1.1 Systembeschreibung
Das BE-Visionsystem besteht aus:
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dem optischen System zur Lageerkennung der Bauelemente
Jeder Revolverbestückkopf besitzt ein eigenes BE-Lageerkennungssystem in Sternstation 8
(siehe Abb. 7.1.2).
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der Visionauswerteeinheit
Für jedes Portal ist je eine Auswerteeinheit zur LP- und BE-Lageerkennung im Steuereinschub unterge-
bracht (siehe Abb. 7.1.3).
Eine CCD-Kamera mit Umlenkspiegel, Abbildungsoptik und LED-Beleuchtungssystem bildet das optische
Lageerkennungssystem. Das nutzbare Gesichtsfeld der CCD-Kamera (SONY-Kamera XC75) beträgt 14 mm
x 18 mm. Zur Lageerkennung bzw. zum Beinchentest wird das BE im Auflichtverfahren von den LED-Zeilen
gleichmäßig ausgeleuchtet und mit der Optik auf den CCD-Chip scharf abgebildet. Mit Methoden der digitalen
Bildverarbeitung, HALE-Verfahren (High Accuracy Lead Extraction) werden die Parameter für Lage, Verdreh-
winkel und Beinchenzustand ermittelt.
Die Visionauswerteeinheit (MVS) wurde schon in Abschnitt 7.2.1 "Systembeschreibung" beschrieben, da sie
ja beide Funktionen von LP- und BE-Auswertung übernimmt.
7.3.1.2 Technische Daten
Kamera-Typ: SONY XC75
Anzahl der Pixel: Kamera 768 (H) x 494 (V)
Bild 640 (H) x 484 (V)
Gesichtsfeld: 19 mm x 25 mm
Beleuchtungsmethode:
Bildverarbeitung: HALE - Grauwertverfahren (High Accuracy Lead Extraction)
Bildschirm: RGB - Monitor (VGA-Modus) 640 x 484 Pixel
BE-Größen: 1 mm x 0,5 mm ... 18 mm x 14 mm
Spektrum der erkennbaren Bauelemente: TSOP, LCC, PLCC, QFP, SO-Serien usw.
grundsätzlich alle Bauelemente mit J- und Gullwing-Beinchen
Minimaler Beinchenabstand: 0,5 mm
Anzahl der Gehäuseformen:
≤
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7 Visionsysteme Betriebsanleitung SIPLACE 80 S/F/G
7.3 BE-Visionsystem Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.010.xx
7 - 22 Einrichter
7.3.1.3 Funktionsbeschreibung
Ein Segment des Bestückkopfes nimmt an der Sternstation 1 ein Bauelement auf. Der Stern taktet weiter, wei-
tere Bauelemente werden aufgenommen. In Sternstation 8 befindet sich die optische Einheit des
BE-Visionsystems. Dort angekommen leuchten räumlich versetzte LED-Reihen das Bauelement mit Rotlicht
gleichmäßig aus. Die Optik bildet Bauelemente bis zu einer Höhe von 5 mm scharf auf den CCD-Chip der
Kamera ab.
Die von der Bauelementekamera erzeugte digitale BE-Abbildung wird in die Visionauswerteeinheit übertra-
gen. Mit Hilfe von Methoden der digitalen Bildverarbeitung (HALE-Verfahren) vergleicht die Auswerteeinheit
die BE-Abbildung mit einem zuvor im GF-Editor (Gehäuseform) erzeugten synthetischen Modell. Die daraus
gewonnenen Parameter liefern Aussagen zu Positionsabweichungen, Verdrehwinkel, Beinchenzustand und
BE-Reidentifikation. Das HALE-Verfahren hat sich als sehr robust gegenüber Störeinflüssen wie Störreflexio-
nen, unterschiedlichem Reflexionsverhalten von Beinchen, Streulichteinflüssen usw. erwiesen. Es ist genauer
und schneller als das Matching-Verfahren. Nach erfolgreicher Messung dreht das Segment das Bauelement
in Sternstation 9 in die korrekte Bestückrichtung. In Sternstation 1 wird das Bauelement dann lagekorrekt auf
die Leiterplatte bestückt.
7.3.2 BE-Visionsystem an dem SIPLACE 80 F- Bestückautomaten
7.3.2.1 Systembeschreibung
Das BE-Visionsystem besteht aus
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dem optischen System zur Lageerkennung der Bauelemente.
Der
Revolverbestückkopf
besitzt ein BE-Lageerkennungssystem in Sternstation 8 (siehe Abb. 7.1.2).
Für den
IC-Bestückkopf
können bis zu zwei BE-Visionsysteme eingesetzt werden. Diese sind am Maschi-
nenständer des Automaten fest montiert (siehe Abb. 7.1.5). Das eine dient zur optischen Zentrierung von
herkömmlichen Bauelementen mit Beinchenanschlüssen. Das andere, mit FC-Sensor, zentriert optisch
Flip-Chips (siehe Abschnitt 7.6.3.4 "Option “BE messen”").
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der Visionauswerteeinheit
Die Auswerteeinheit zur LP- und BE-Lageerkennung ist im Steuereinschub untergebracht (siehe Abb.
7.1.6).