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6 Visionfunktionen Betriebsanleitung SIPLACE F5/F5 HM 6.3 BE-Visionsys teme Sof twareversion SR .407.xx Ausgab e 01/2001 DE 242 6.3.1.3 Funkti onsbeschreibung Ein Segmen t des 12- Segment-C ollect&Pl ace-Kopfes nim m…

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Betriebsanleitung SIPLACE F5/F5 HM 6 Visionfunktionen
Softwareversion SR.407.xx Ausgabe 01/2001 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 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
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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.
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6.3.2.2 Technische Daten des Standard-BE-Visionsystems
am 6-Segment-Collect&Place-Kopf
Kamera-Typ: SONY XC75
Anzahl der Pixel: 484 x 484
Gesichtsfeld: 39 mm x 39 mm
Beleuchtungsmethode: Auflichtverfahren (Rotlicht),
2 (flach und steil) LED-Ebenen
Bildverarbeitung: HALE - Grauwertverfahren
(H
igh Accuracy Lead Extraction)
Bildschirm: RGB - Monitor (VGA-Modus) 640 x 484 Pixel
BE-Größen: 0,75 mm x 0,75 mm ... 32 mm x 32 mm
Spektrum der erkennbaren Bauelemente:0603 bis 32 mm x 32 mm
PLCC SO, QFP, TSOP, SOT, MELF, CHIP, ICS, BGA
Minimale Beinchenteilung: 0,5 mm
Minimaler Balldurchmesser bei BGAs: 400 µm
6.3.2.3 Technische Daten des BE-Visionsystems für Flip-Chips, Bare-Dies
und Standard-BEs am 6-Segment-Collect&Place-Kopf (DCA-Option)
Kamera-Typ: SONY XC75CE
Anzahl der Pixel: 570 x 570
Gesichtsfeld: 15,7mm x 15,7 mm
Beleuchtungsmethode: Auflichtverfahren (Rotlicht), 4 LED-Ebenen
(eben, flach, mittel, steil)
Bildverarbeitung: HALE - Grauwertverfahren
(H
igh Accuracy Lead Extraction)
Bildschirm: RGB - Monitor (VGA-Modus) 640 x 484 Pixel
BE-Größen: 0,25 mm x 0,5 mm ... 13 mm x 13 mm
Spektrum der erkennbaren Bauelemente:Flip-Chips, Bare Dies, BEs bis 13mm x 13mm
Minimale Beinchenteilung 0,2 mm
Minimaler Balldurchmesser: 110 µm
6.3.2.4 Funktionsbeschreibung
Ein Segment des 6-Segment-Collect&Place-Kopfes nimmt an der Sternstation 1 ein Bauelement
auf. Der Stern taktet weiter, weitere Bauelemente werden aufgenommen. In Sternstation 4 befin-
det sich die optische Einheit des BE-Visionsystems. Dort angekommen leuchten zwei räumlich
versetzte LED-Reihen das Bauelement mit Rotlicht gleichmäßig aus. Die Optik bildet Bauele-
mente bis zu einer Höhe von 8,25 mm scharf auf den CCD-Chip der Kamera ab.
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-