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Betriebsanleitung SIPLACE HF-Serie 3 Technische D aten Softwareversion SR.505.xx Ausgabe 05/2004 DE 3.6 Bestückköpfe 103 Der Stern r otiert m it seine n 12 Segme nten um die Stern-Achse . Die Segmente s ind Träger d er P…
3 Technische Daten Betriebsanleitung SIPLACE HF-Serie
3.6 Bestückköpfe Softwareversion SR.505.xx Ausgabe 05/2004 DE
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Chipshootern rotieren die zwölf Pipetten der SIPLACE Collect&Place-Köpfe um eine horizontale
Achse. Das ist nicht nur platzsparend: durch den kleinen Durchmesser treten im Vergleich zu klas-
sischen Chipshootern wesentlich geringere Fliehkräfte auf. So wird die Gefahr eines Verrut-
schens von Bauelementen während des Transport weitgehend gebannt.
Dazu kommt noch ein weiteres Plus: die Taktzeit des Collect&Place-Kopfes ist für alle Bauele-
mente gleich. Das bedeutet, dass die Bestückleistung unabhängig von der Bauelementegröße ist.
Kontroll- und Selflearning-Funktionen 3
Verschiedene Kontroll- und Selflearning-Funktionen steigern die Zuverlässigkeit des Collect&
Place-Kopfes.
– Vakuumprüfungen an den Pipetten zeigen beispielsweise an, ob das Bauelement korrekt ab-
geholt oder abgesetzt wurde.
– Über eine Markierung auf dem Förderer wird die exakte Abholposition der Bauelemente auf
dem Förderer ermittelt.
– Eine BE-Kamera am Bestückkopf bestimmt die genaue Lage jedes BE an der Pipette. Abwei-
chungen von der Abholposition werden bereits vor dem Bestücken korrigiert. Bei der weiteren
BE-Aufnahme wird der Durchschnitt der Abweichungen bei den letzten 10 Bestückvorgängen
berücksichtigt. So wird die Aufnahme-Genauigkeit weiter erhöht.
– Des weiteren wird auch die Gehäuseform überprüft. Weichen die ermittelten geometrischen
Daten von den programmierten Daten ab, wird das Bauelement nicht bestückt.
– Die Vertikalachse (Z-Achse) zum Abholen und Bestücken der BE arbeitet im Sensor-Stopp-
Modus. Dadurch werden Höhendifferenzen beim Abholen und Leiterplattenunebenheiten beim
Bestücken ausgeglichen. Der Durchschnitt der Abweichungen bei den letzten 10 Bestückvor-
gängen wird für die Anpassung der weiteren Hub- und Bestückgeschwindigkeit ebenfalls be-
rücksichtigt. Die programmierte Aufsetzkraft bleibt indes immer konstant.
– Zur Erhöhung der Bestücksicherheit kann ein Bauelementesensor am C&P-Kopf installiert
werden. Der BE-Sensor überprüft neben der Anwesenheit des BE an der Pipette auch das
Kantenverhältnis der Bauelemente. Auf diese Weise wird ermittelt, ob das BE quer oder hoch-
kant von der Pipette aufgenommen worden ist.
– Mit Hilfe des optionalen DCA-Visionmoduls kann der 12-Segment-Collect&Place-Kopf Baue-
lemente der Größe 0,6 x 0,3 mm² bis 13 x 13 mm² optisch zentrieren und bestücken. Beim Be-
stücken von High-Speed Flip-Chips und Bare-Die - Bauelementen optimiert das DCA-
Visionmodul die Geschwindigkeit und die Genauigkeit. Die Werte finden Sie in der Tabelle auf
Seite 104
.
3.6.2.2 Funktionsbeschreibung
Der 12-Segment-Collect&Place-Kopf besitzt drei Achsen, die DR- oder Sternachse, die Z- und die
DP-Achse.
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Der Stern rotiert mit seinen 12 Segmenten um die Stern-Achse. Die Segmente sind Träger der
Pinolen. Auf jeder Pinole sitzt eine Pipette. Damit werden die Bauelemente angesaugt und von
der Abhol-/Bestückposition (1), zur Abwurfposition (3), zur optischen Zentrierposition (7) oder zur
Drehposition (9) transportiert.
Die Z-Achse führt eine Vertikalbewegung aus. Jede Pinole, die sich in der untersten Stellung des
Sterns befindet (1), wird von dieser Achse angehoben oder abgesenkt. Damit werden die Baue-
lemente von den Förderern abgeholt und auf die Leiterplatte abgesetzt. Die Z-Achse ist eine so
genannte „intelligente Achse“. Sie „merkt sich“ die Abholhöhe einer jeden Fördererspur und die
Bestückhöhe für jedes Bauelement. So lässt sich der Bestückprozess beschleunigen. Die pro-
grammierte Aufsetzkraft bleibt konstant.
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Abb. 3.6 - 5 Funktionsbeschreibung
Die DP-Achse dreht das optisch zentrierte Bauelement in die gewünschte Bestücklage. Die Be-
wegungsabläufe der Rotations- und auch der Translationsachsen werden von Regelkreisen ge-
steuert. Sensoren für Position und Geschwindigkeit übermitteln die Istwerte der Achsbewegung
an die Achsansteuerung. Aus dem Vergleich der Soll- und Istwerte werden die Kraft- und Ge-
BE-Kamera
DP-Achse
BE in Bestück-
lage drehen
Pinole abziehen
oder einsetzen
Z-Achse
BE abholen
oder bestücken
Stern-Achse
Sternrotation
BE abwerfen
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schwindigkeitsparameter für die Servoverstärker und somit die auszuführende Achsbewegung er-
mittelt. Die Vakuumwerte an der Pipette werden während des gesamten Abhol- und
Bestückprozesses ständig elektronisch kontrolliert, um die Bestückfehlerrate möglichst gering zu
halten.
3.6.2.3 Technische Daten
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12-Segment-Collect&Place-Kopf
mit Standard-BE-Kamera
12-Segment-Collect&Place-
Kopf mit DCA-Kamera
BE-Spektrum 0201 bis PLCC44, BGA, µBGA,
Flip-Chip, TSOP, QFP, SO bis
SO32, DRAM
0201 bis Flip-Chip, Bare Die
BE-Spezifikation
max. Höhe
min. Beinchenraster
min. Bumpraster
min. Ball-Bump ∅
min. Abmessungen
max. Abmessungen
max. Gewicht
6 mm
0,5 mm
0,35 mm
0,2 mm
0,6 x 0,3 mm²
18,7 x 18,7 mm²
2 g
6 mm
0,4 mm
0,2 mm
0,11 mm
0,6 x 0,3 mm²
13 x 13 mm²
2 g
Programmierbare Auf-
setzkraft
2,4 N - 5,0 N 2,4 N - 5,0 N
Pipettentypen 9 xx 9xx
X/Y-Genauigkeit ± 60 µm/4 σ ± 55 µm/4 σ
Winkelgenauigkeit ± 0,7°/4 σ ± 0,7°/4 σ