00192661-01 - 第241页
Betriebsanleitung SIPLACE F5/F5 HM 6 V isionfunktionen Softwareversion SR.407.x x Ausgabe 01/2001 DE 6.3 BE-Visionsysteme 241 6.3 BE-Visionsysteme Das BE-Vision system erfa sst die genaue La ge eines Ba uelements, ind em…
6 Visionfunktionen Betriebsanleitung SIPLACE F5/F5 HM
6.2 LP-Visionsystem Softwareversion SR.407.xx Ausgabe 01/2001 DE
240
– Anzahl der Marken
Bei der Verwendung von Keramiksubstraten und kleinen Leiterplatten genügt es in der Regel,
zwei Passmarken aufzutragen. Bei größeren Leiterplatten empfiehlt es sich allerdings, drei
Marken zu definieren. Die einzelnen Marken können unterschiedliche Strukturen aufweisen.
Sie vereinfachen aber die Erkennungsmethodik, 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 6
Sie dürfen auf keinen Fall 3 Marken so positionieren, dass sie auf einer Geraden liegen. 6
– Abstand der Marken zueinander
Die Marken können Sie beliebig auf die Leiterplatte verteilen. Sinnvoll ist es, wenn die Ab-
stände der Marken an den beiden Achsen möglichst groß sind. Je weiter die Passmarken aus-
einander liegen, umso genauer sind die optische Lage- und Winkelbestimmung.
Betriebsanleitung SIPLACE F5/F5 HM 6 Visionfunktionen
Softwareversion SR.407.xx Ausgabe 01/2001 DE 6.3 BE-Visionsysteme
241
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 Visionauswerteeinheit.6
6.3.1 BE-Visionsystem am 12-Segment-Collect&Place-Kopf
6.3.1.1 Systembeschreibung
Der 12-Segment-Collect&Place-Kopf besitzt ein eigenes BE-Lageerkennungssystem in Sternsta-
tion 7 (siehe Abb. 6.1 - 2
, Seite 223). Die Auswerteeinheit zur LP- und BE-Lageerkennung ist im
Steuereinschub (siehe Abb. 6.1 - 7
, Seite 231) 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 6.1.6
, Seite 230 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
6 Visionfunktionen Betriebsanleitung SIPLACE F5/F5 HM
6.3 BE-Visionsysteme Softwareversion SR.407.xx Ausgabe 01/2001 DE
242
6.3.1.3 Funktionsbeschreibung
Ein Segment des 12-Segment-Collect&Place-Kopfes nimmt an der Sternstation 1 ein Bauelement
auf. Der Stern taktet weiter, weitere Bauelemente werden aufgenommen. In Sternstation 7 befin-
det sich die optische Einheit des BE-Visionsystems. Dort angekommen leuchten drei räumlich
versetzte LED-Reihen das Bauelement mit Rotlicht gleichmäßig aus. Die Optik bildet Bauele-
mente 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 am 6-Segment-Collect&Place-Kopf
6.3.2.1 Systembeschreibung
Der 6-Segment-Collect&Place-Kopf besitzt ein Lageerkennungssystem für Bauelemente in Stern-
station 4 (siehe Abb. 6.1 - 3
). Die Auswerteeinheit zur LP- und BE-Lageerkennung ist im Steuer-
einschub untergebracht (siehe Abb. 6.1 - 7
). 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 beim Standard-BE-Visionsystem 39 mm x 39 mm, beim BE-Visionsystem für
Flip-Chip-BEs 15,7 mm x 15,7 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. 6
Die Visionauswerteeinheit (MVS) wurde schon in Abschnitt 6.1.6
beschrieben, da sie ja beide
Funktionen von LP- und BE-Auswertung übernimmt.