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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 244 onsabweic hunge n, V erdre hwinkel, Beinchen zustand u nd BE-Re identifik ation. Das HALE-V …
Betriebsanleitung SIPLACE F5/F5 HM 6 Visionfunktionen
Softwareversion SR.407.xx Ausgabe 01/2001 DE 6.3 BE-Visionsysteme
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6.3.2.2 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-
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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 5 in die korrekte Bestückeinrichtung. In Sternstation 1 wird das Bauele-
ment dann lagekorrekt auf die Leiterplatte bestückt.
6.3.3 BE-Visionsystem für den Pick&Place-Kopf
6.3.3.1 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
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. 6
Die Visionauswerteeinheit finden Sie in Abschnitt 6.1.6
, ab Seite 230. 6
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6.3.3.2 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
6.3.3.3 Funktionsbeschreibung
Für den Pick&Place-Kopf stehen zur optischen Zentrierung von Bauelementen zwei optische Zen-
triersysteme zur Verfügung: 6
– das Fine-Pitch-Visionmodul für Fine-Pitch-Bauelemente bis zu einer Größe von 55 mm x 55
mm und einer minimalen Beinchenteilung von 0,4 mm und BGAs (Ball-Grid-Arrays)
– das Flip-Chip-Visionmodul für Flip-Chips und Fine-Pitch-Bauelemente bis zu einer Größe von
15 mm x 15 mm und einer minimalen Beinchenteilung von 0,2 mm
Der Pick&Place-Kopf holt die Bauelemente von Flächenmagazinen ab und positioniert sie über
das jeweilige optische Zentriersystem. Räumlich versetzte LED-Ebenen leuchten das Bauele-
ment mit Rotlicht gleichmäßig aus. Die von der Bauelementekamera erzeugte digitale Bauele-
menteabbildung wird in die Visionauswerteeinheit übertragen. Hier erfolgt eine Auswertung
entsprechend dem Bauelementetyp. Die daraus gewonnen Ergebnisse liefern Aussagen zu Po-