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7 Vi sions yst eme Betriebsanleitung SIPLACE 80 S/F/G 7.3 BE-Visionsystem Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.010.xx 7 - 22 Einric hter 7.3. 1.3 Funktionsbeschreibung Ein Seg ment des Best ückkopf es nimmt an der Sternst…
Betriebsanleitung SIPLACE 80 S/F/G 7 Visionsysteme
Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.010.xx 7.3 BE-Visionsystem
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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:
●
dem optischen System zur Lageerkennung der Bauelemente
Jeder Revolverbestückkopf besitzt ein eigenes BE-Lageerkennungssystem in Sternstation 8
(siehe Abb. 7.1.2).
●
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
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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
●
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”").
●
der Visionauswerteeinheit
Die Auswerteeinheit zur LP- und BE-Lageerkennung ist im Steuereinschub untergebracht (siehe Abb.
7.1.6).
Betriebsanleitung SIPLACE 80 S/F/G 7 Visionsysteme
Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.010.xx 7.3 BE-Visionsystem
Einrichter 7 - 23
BE-Lageerkennungssystem des Revolverbestückkopfs
Das optische System zur BE-Lageerkennung des Revolverbestückkopfs ist in Abschnitt 7.3.1 bereits
beschrieben.
BE-Lageerkennungssystem für den IC-Kopf mit IC-Sensor
Alle optischen Komponenten des Systems
–
CCD-Kamera (SONY-Kamera XC77)
–
Objektiv
–
Optisches Bandfilter zur Unterdrückung von Störreflexionen
sind in einem staubdichten Gehäuse untergebracht. Das Gesichtsfeld der CCD-Kamera beträgt 38 mm x
38 mm. Zur Lageerkennung bzw. zum Beinchentest wird der IC-Baustein im Auflichtverfahren von drei LED-
Ebenen ausgeleuchtet und mit dem Objektiv auf den CCD-Chip scharf abgebildet. Mit Methoden der digitalen
Bildverarbeitung werden die Parameter für Lage, Verdrehwinkel und Beinchenzustand von Fine-pitch-Bauele-
menten und BGAs (Ball Grid Arrays) ermittelt.
BE-Lageerkennungssystem für den IC-Kopf mit FC-Sensor
Alle optischen Komponenten des Systems wie
–
CCD-Kamera (SONY-Kamera XC75C)
–
Objektiv
sind in einem staubdichten Gehäuse untergebracht. Das Gesichtsfeld der CCD-Kamera beträgt 12,2 mm x
9,2 mm. Zur Lageerkennung bzw. zum "Ball"-Test (Lotkugeltest) werden die Flip-Chips im Auflichtverfahren
von zwei LED-Ebenen ausgeleuchtet und mit dem Objektiv auf dem CCD-Chip scharf abgebildet. Mit Metho-
den der digitalen Bildverarbeitung werden die Parameter für Lage, Verdrehwinkel des Bauelements bzw.
Anzahl und Lage der Balls ermittelt.
Die Visionauswerteeinheit finden Sie in Abschnitt 7.2.1 "Systembeschreibung" beschrieben.
7.3.2.2 Technische Daten
Lageerkennungssystem für den IC-Kopf für Bauelemente mit Beinchenanschlüssen
Kamera-Typ: SONY XC77
Anzahl der Pixel: Kamera 768 (H) x 494 (V)
Bild 640 (H) x 484 (V)
Gesichtsfeld: 38 mm x 38 mm
Beleuchtungsmethode: Auflichtverfahren (Rotlicht)
3 Beleuchtungsebenen
Bildverarbeitung: HALE - Grauwertverfahren (High Accuracy Lead Extraction)
ca. 140 msec bei kleinen Bauelementen
Bildschirm: RGB - Monitor (VGA-Modus) 640 x 484 Pixel
Spektrum der erkennbaren Bauelemente: Fine-pitch bis 55 mm x 55 mm und BGAs (Ball Grid Arrays)
Minimaler Beinchenabstand: 0,4 mm
Anzahl der Gehäuseformen:
≤
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