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Betriebsanleitung SIPLACE 80S-20/F4/F4-6 5 Vision funktionen Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.403.xx 5.3 BE-Visionsys tem Einric hter 5 - 25 BE-Lageerkennungssys tem des 12e r Revolverbestück kopfes Das optis che Sy s…
5 Visionfunktionen Betriebsanleitung SIPLACE 80S-20/F4/F4-6
5.3 BE-Visionsystem Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.403.xx
5 - 24 Einrichter
5.3.1.3 Funktionsbeschreibung
Ein Segment des 12er Bestückkopfes nimmt an der Sternstation 1 ein Bauelement auf. Der Stern taktet wei-
ter, weitere Bauelemente werden aufgenommen. In Sternstation 7 befindet sich die optische Einheit des
BE-Visionsystems. Dort angekommen leuchten drei räumlich versetzte LED-Reihen das Bauelement mit Rot-
licht gleichmäßig aus. Die Optik bildet Bauelemente bis zu einer Höhe von 5 mm scharf auf den CCD-Chip
der Kamera ab.
Die von der Bauelementekamera erzeugte digitale BE-Abbildung wird in die Visionauswerteeinheit übertra-
gen. Mit Hilfe von Methoden der digitalen Bildverarbeitung (HALE-Verfahren) vergleicht die Auswerteeinheit
die BE-Abbildung mit einem zuvor im GF-Editor (Gehäuseform) erzeugten synthetischen Modell. Die daraus
gewonnenen Parameter liefern Aussagen zu Positionsabweichungen, Verdrehwinkel, Beinchenzustand und
BE-Reidentifikation. Das HALE-Verfahren hat sich als sehr robust gegenüber Störeinflüssen wie Störreflexio-
nen, unterschiedlichem Reflexionsverhalten von Beinchen, Streulichteinflüssen usw. erwiesen. Es ist genauer
und schneller als das Matching-Verfahren. Nach erfolgreicher Messung dreht das Segment das Bauelement
in Sternstation 9 in die korrekte Bestückrichtung. In Sternstation 1 wird das Bauelement dann lagekorrekt auf
die Leiterplatte bestückt.
5.3.2 BE-Visionsystem an dem SIPLACE 80F
4
- Bestückautomaten
5.3.2.1 Systembeschreibung
Das BE-Visionsystem besteht aus
●
dem optischen System zur Lageerkennung der Bauelemente.
Der
12er Revolverbestückkopf
besitzt ein BE-Lageerkennungssystem in Sternstation 7 (siehe Abb. 5.1.3,
Seite 5 - 6).
Für den
IC-Bestückkopf
können bis zu zwei BE-Visionsysteme eingesetzt werden. Diese sind am Maschi-
nenständer des Automaten fest montiert (siehe Abb. 5.1.6, Seite 5 - 9). Das eine dient zur optischen Zen-
trierung von herkömmlichen Bauelementen mit Beinchenanschlüssen. Das andere, mit FC-Kamera,
zentriert optisch Flip-Chips (siehe ”Option ’Bauelement messen’”, Seite 5 - 82).
●
der Visionauswerteeinheit
Die Auswerteeinheit zur LP- und BE-Lageerkennung ist im Steuereinschub untergebracht (siehe Abb.
5.1.7, Seite 5 - 10).
Betriebsanleitung SIPLACE 80S-20/F4/F4-6 5 Visionfunktionen
Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.403.xx 5.3 BE-Visionsystem
Einrichter 5 - 25
BE-Lageerkennungssystem des 12er Revolverbestückkopfes
Das optische System zur BE-Lageerkennung des 12er Revolverbestückkopfs ist in Abschnitt 5.3.1 Seite 23
bereits beschrieben.
BE-Lageerkennungssystem für den IC-Kopf mit IC-Kamera
Alle optischen Komponenten des Systems
–
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 x 38 mm².
Zur Lageerkennung bzw. zum Beinchentest wird der IC-Baustein im Auflichtverfahren von drei LED-Ebenen
ausgeleuchtet und mit dem Objektiv auf den CCD-Chip scharf abgebildet. Mit Methoden der digitalen Bildver-
arbeitung werden die Parameter für Lage, Verdrehwinkel und Beinchenzustand von Fine-pitch-Bauelementen
und BGAs (Ball Grid Arrays) ermittelt.
BE-Lageerkennungssystem für den IC-Kopf mit FC-Kamera
Alle optischen Komponenten des Systems wie
–
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 Auflichtverfahren von zwei LED-Ebe-
nen ausgeleuchtet und mit dem Objektiv auf dem CCD-Chip scharf abgebildet. 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 5.2.1 ab Seite 5 - 15.
5.3.2.2 Technische Daten
Lageerkennungssystem für den IC-Kopf für Bauelemente mit Beinchenanschlüssen
Kamera-Typ : SONY XC77
Anzahl der Pixel : Kamera 768 (H) x 494 (V)
Bild 640 (H) x 484 (V)
Gesichtsfeld : 38 x 38 mm²
Beleuchtungsmethode : Auflichtverfahren (Rotlicht)
3 Beleuchtungsebenen
Bildverarbeitung : HALE - Grauwertverfahren (High Accuracy Lead Extraction)
Bildschirm : RGB - Monitor (VGA-Modus) 640 x 484 Pixel
Spektrum der erkennbaren Bauelemente : Fine-pitch bis 55 x 55 mm² und BGAs (Ball Grid Arrays)
Minimaler Beinchenabstand : 0,4 mm
Anzahl der Gehäuseformen :
≤
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5.3 BE-Visionsystem Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.403.xx
5 - 26 Einrichter
Lageerkennungssystem für den IC-Kopf für Flip-Chips
Kamera-Typ : SONY XC75C
Anzahl der Pixel : Kamera 768 (H) x 494 (V)
Bild 640 (H) x 484 (V)
Gesichtsfeld : 12,2 x 9,2 mm²
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 x 15 mm²
Minimale Ball-Größe : 80 µm
Minimale Teilung 0,2 mm
Anzahl der Gehäuseformen :
≤
2047
5.3.2.3 Funktionsbeschreibung
Bauelemente werden am 12er Revolverbestückkopf optisch zentriert, wie dies im Abschnitt 5.3.1.3 ab Seite
5 - 24 für den 80S-20-Automaten beschrieben ist.
Für den IC-Kopf stehen zur optischen Zentrierung von Bauelementen zwei optische Zentriersysteme zur Ver-
fügung:
–
die IC-Kamera für Fine-pitch-Bauelemente bis zu einer Größe von 55 x 55 mm² und einer minimalen Tei-
lung von 0,4 mm und BGAs (Ball-Grid-Arrays)
–
die FC-Kamera für Flip-Chips und Fine-pitch-Bauelemente bis zu einer Größe von 15 x 15 mm² und einer
minimalen Teilung von 0,2 mm
Der IC-Kopf holt die Bauelemente von Flächenmagazinen ab und positioniert sie über das jeweilige optische
Zentriersystem. Räumlich versetzte LED-Ebenen leuchten das Bauelement mit Rotlicht gleichmäßig aus. Die
von der Bauelementekamera erzeugte digitale Bauelementeabbildung wird in die Visionauswerteeinheit über-
tragen. Hier erfolgt eine Auswertung entsprechend dem Bauelementetyp. Die daraus gewonnen Ergebnisse
liefern Aussagen zu Positionsabweichungen, Verdrehwinkel, Beinchenzustand und der Abbildungsqualität
des Bauelements.
Für BGAs und Flip-Chips wurden neue Beleuchtungsverfahren und spezielle Algorithmen zum Gewinnen der
Bauelementeparameter entwickelt, um diese neue Generation von Bauelementen optisch zentrieren zu kön-
nen.
Bauelemente, die sich nicht optisch zentrieren lassen, legt der IC-Kopf zur weiteren Analyse wieder in das
Flächenmagazin zurück.