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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 - 27 5.3.3 BE-Visionsystem am SI PLACE 80F 4 -6-Bestückautomaten 5.3. 3.1 Systemb…
5 Visionfunktionen Betriebsanleitung SIPLACE 80S-20/F4/F4-6
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.
Betriebsanleitung SIPLACE 80S-20/F4/F4-6 5 Visionfunktionen
Ausgabe 07/97 ab Softwareversion SR.403.xx 5.3 BE-Visionsystem
Einrichter 5 - 27
5.3.3 BE-Visionsystem am SIPLACE 80F
4
-6-Bestückautomaten
5.3.3.1 Systembeschreibung
Das BE-Visionsystem besteht aus
●
dem optischen System zur Lageerkennung der Bauelemente.
Der
6er Revolverbestückkopf
besitzt ein BE-Lageerkennungssystem in Sternstation 4 (siehe Abb. 5.1.9,
Seite 5 - 12).
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.
5.1.10, Seite 5 - 13).
BE-Lageerkennungssystem des 6er Revolverbestückkopfes
Eine CCD-Kamera mit Umlenkspiegel, Abbildungsoptik und LED-Beleuchtungssystem bildet das optische
BE-Lageerkennungssystem. Das nutzbare Gesichtsfeld der CCD-Kamera (SONY-Kamera XV75) beträgt
39x39 mm
2
. Zur Lageerkennung bzw. zum Beinchentest wird das BE im Auflichtverfahren von den LED-Zei-
len gleichmäßig ausgeleuchtet und mit der Optik auf den CCD-Chip scharf abgebildet. Mit Methoden der digi-
talen Bildverarbeitung, HALE-Verfahren (High Accuracy Lead Extraction) werden die Parameter für Lage,
Verdrehwinkel und Beinchenzustand ermittelt.
Die Visionauswerteeinheit (MVS) wurde schon in Abschnitt 5.2.1 beschrieben, da sie ja beide Funktionen von
LP- und BE-Auswertung übernimmt.
BE-Lageerkennungssystem für den IC-Kopf mit IC-Kamera
siehe Abschnitt 5.3.2.1 auf Seite 5 - 24
BE-Lageerkennungssystem für den IC-Kopf mit der FC-Kamera
siehe Abschnitt 5.3.2.1 auf Seite 5 - 24
5.3.3.2 Technische Daten
Kamera-Typ : SONY XC75
Anzahl der Pixel : Kamera 768 (H) x 493 (V), Bild 746 (H) x 484 (V)
Gesichtsfeld : 39 mm x 39 mm
Beleuchtungsmethode : Auflichtverfahren (Rotlicht), 2 (flach und steil) LED-Ebenen
Bildverarbeitung : HALE - Grauwertverfahren (High 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
Minimaler Beinchenabstand : 0,5 mm
Minimaler Balldurchmesser bei BGAs : 400
µ
m
Anzahl der Gehäuseformen :
≤
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5 - 28 Einrichter
5.3.3.3 Funktionsbeschreibung
Ein Segment des 6er Bestückkopfes nimmt an der Sternstation 1 ein Bauelement auf. Der Stern taktet weiter,
weitere Bauelemente werden aufgenommen. In Sternstation 4 befindet sich die optische Einheit des BE-Visi-
onsystems. Dort angekommen leuchten zwei räumlich versetzte LED-Reihen das Bauelement mit Rotlicht
gleichmäßig aus. Die Optik bildet Bauelemente 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 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 Bestückeinrichtung. In Sternstation 1 wird das Bauelement dann lagekorrekt
auf die Leiterplatte bestückt.