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6 Visionfunktionen Betriebsanleitung SIPLACE 80S-20/F4 6.3 BE-Visionsys teme Softwareversion SR.406.xx Ausgab e 02/2000 DE 224 6.3.1.3 Funktionsbeschreibu ng Ein Segm ent des 12 -Segmen t-Revolver kopfes nimmt an de r S …

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Betriebsanleitung SIPLACE 80S-20/F4 6 Visionfunktionen
Softwareversion SR.406.xx Ausgabe 02/2000 DE 6.3 BE-Visionsysteme
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6.3 BE-Visionsysteme
Das BE-Visionsystem erfasst die genaue Lage eines Bauelements, indem es zum einen den Ver-
satz des Bauelementezentrums relativ zur Symmetrieachse der Pipette, zum anderen den Dreh-
winkelversatz zur Relativdrehstellung der Pipette ermittelt. Die Zustandsanalyse der
Beinchenkonfiguration in X- und Y-Richtung ist ebenfalls möglich. Das BE-Visionsystem besteht
aus dem optischen System zur Lageerkennung der Bauelemente und der Visionauswerteein-
heit. 6
6.3.1 BE-Visionsystem am 12-Segment-Revolverkopf
6.3.1.1 Systembeschreibung
Der 12-Segment-Revolverbestückkopf besitzt ein eigenes BE-Lageerkennungssystem in Stern-
station 7 (siehe Abb. 6.1 - 3, Seite 208). Die Auswerteeinheit zur LP- und BE-Lageerkennung ist
im Steuereinschub (siehe Abb. 6.1 - 6, Seite 213) untergebracht. 6
Eine CCD-Kamera mit Umlenkspiegel, Abbildungsoptik und LED-Beleuchtungssystem bildet das
optische BE-Lageerkennungssystem. Das nutzbare Gesichtsfeld der CCD-Kamera (SONY-Ka-
mera XC75) beträgt 24 mm x 24 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 (H
igh
A
ccuracy Lead Extraction) werden die Parameter für Lage, Verdrehwinkel und Beinchenzustand
ermittelt.
Die Visionauswerteeinheit (MVS) wurde schon in Abschnitt 6.1.4, Seite 212 beschrieben, da sie
ja beide Funktionen von LP- und BE-Auswertung übernimmt. 6
6.3.1.2 Technische Daten
Kamera-Typ: SONY XC75
Anzahl der Pixel: 484 x 484
Gesichtsfeld: 24mm x 24mm
Beleuchtungsmethode: Auflichtverfahren (Rotlicht), 3 LED-Ebenen
Bildverarbeitung: HALE - Grauwertverfahren
(H
igh Accuracy Lead Extraction)
Bildschirm: RGB - Monitor (VGA-Modus) 640 x 484 Pixel
BE-Größen: 0,5mm x 0,5mm ... 18,7mm x 18,7mm
Spektrum der erkennbaren Bauelemente: TSOP, LCC, PLCC, QFP, SO-Serien bis SO28
grundsätzlich alle Bauelemente mit J- und
Gullwing-Beinchen,
µ
BGAs
Minimale Beinchenteilung: 0,3mm für die Kamera
0,5mm für die Maschine
Minimaler Balldurchmesser bei
µ BGAs
: 250 µm
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6.3.1.3 Funktionsbeschreibung
Ein Segment des 12-Segment-Revolverkopfes nimmt an der Sternstation 1 ein Bauelement auf.
Der Stern taktet weiter, weitere Bauelemente werden aufgenommen. In Sternstation 7 befindet
sich die optische Einheit des BE-Visionsystems. Dort angekommen leuchten drei räumlich ver-
setzte LED-Reihen das Bauelement mit Rotlicht gleichmäßig aus. Die Optik bildet Bauelemente
bis zu einer Höhe von 5mm scharf auf den CCD-Chip der Kamera ab. 6
Die von der Bauelementekamera erzeugte digitale BE-Abbildung wird in die Visionauswerteein-
heit übertragen. Mit Hilfe von Methoden der digitalen Bildverarbeitung (HALE-Verfahren) ver-
gleicht die Auswerteeinheit die BE-Abbildung mit einem zuvor im GF-Editor (Gehäuseform)
erzeugten synthetischen Modell. Die daraus gewonnenen Parameter liefern Aussagen zu Positi-
onsabweichungen, Verdrehwinkel, Beinchenzustand und BE-Reidentifikation. Das HALE-Verfah-
ren hat sich als sehr robust gegenüber Störeinflüssen wie Störreflexionen, unterschiedlichem
Reflexionsverhalten von Beinchen, Streulichteinflüssen usw. erwiesen. Es ist genauer und
schneller als das Matching-Verfahren. Nach erfolgreicher Messung dreht das Segment das Bau-
element in Sternstation 9 in die korrekte Bestückrichtung. In Sternstation 1 wird das Bauelement
dann lagekorrekt auf die Leiterplatte bestückt. 6
6.3.2 BE-Visionsystem für den Pick&Place-Kopf
6.3.2.1 Systembeschreibung
BE-Visionmodul für den Pick&Place-Kopf: Fine-Pitch-Visionmodul 6
Alle optischen Komponenten des Systems 6
– 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 Auflichtver-
fahren von drei LED-Ebenen ausgeleuchtet und mit dem Objektiv auf den CCD-Chip scharf ab-
gebildet. Mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung werden die Parameter für Lage,
Verdrehwinkel und Beinchenzustand von Fine-pitch-Bauelementen und BGAs (Ball Grid Arrays)
ermittelt. 6
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BE-Visionmodul für den Pick&Place-Kopf: Flip-Chip-Visionmodul 6
Alle optischen Komponenten des Systems wie 6
– 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 Balltest werden die Flip-Chips im Auflichtver-
fahren von zwei LED-Ebenen ausgeleuchtet und mit dem Objektiv auf dem CCD-Chip scharf ab-
gebildet. Mit Methoden der digitalen Bildverarbeitung werden die Parameter für Lage,
Verdrehwinkel des Bauelements bzw. Anzahl und Lage der Balls ermittelt.
Die Visionauswerteeinheit finden Sie in Abschnitt 6.1.4, ab Seite 212. 6
6.3.2.2 Technische Daten
Fine-Pitch-Visionmodul für den Pick&Place-Kopf 6
Kamera-Typ: SONY XC77
Anzahl der Pixel: 484 x 484
Gesichtsfeld: 38 mm x 38 mm
Beleuchtungsmethode: Auflichtverfahren (Rotlicht)
3 Beleuchtungsebenen
Bildverarbeitung: HALE - Grauwertverfahren
(H
igh Accuracy Lead Extraction)
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)
Minimale Beinchenteilung: 0,4 mm
Flip-Chip-Visionmodul für den Pick&Place-Kopf 6
Kamera-Typ: SONY XC75C
Anzahl der Pixel: 484 x 484
Gesichtsfeld: 12,2 mm x 9,2 mm
Beleuchtungsmethode: Auflichtverfahren (Rotlicht)
2 Beleuchtungsebenen
Bildverarbeitung: ca. 1 sec bei Standard-Flip-Chips
Bildschirm: RGB - Monitor (VGA-Modus) 640 x 484 Pixel
Spektrum der erkennbaren Bauelemente:Flip-Chips und Fine-pitch BEs bis ca. 15 mm x 15 mm
Minimale Ball-Größe: 80 µm
Minimale Beinchenteilung: 0,2 mm