Dokumentenidentifikation |
DE19728144C2 01.02.2001 |
Titel |
Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen von Testmustern |
Anmelder |
EKRA Eduard Kraft GmbH, 74357 Bönnigheim, DE |
Erfinder |
Schanz, Karl, 74080 Heilbronn, DE |
Vertreter |
Gleiss & Große, Patentanwaltskanzlei, 70469 Stuttgart |
DE-Anmeldedatum |
02.07.1997 |
DE-Aktenzeichen |
19728144 |
Offenlegungstag |
07.01.1999 |
Veröffentlichungstag der Patenterteilung |
01.02.2001 |
Veröffentlichungstag im Patentblatt |
01.02.2001 |
IPC-Hauptklasse |
B41M 1/12
|
IPC-Nebenklasse |
B41F 15/12
H05K 3/12
G01B 11/00
|
Beschreibung[de] |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen
von Testmustern beim Lotpastenauftrag mittels
Siebdruckverfahrens auf Leiterplatten, wobei in einer
Lernphase als Referenzmuster eine Struktur optisch
erfaßt und aus dieser Erfassung Referenzdaten für
die Testmuster generiert werden.
Im Rahmen eines Inspektionssystems ist es bekannt,
die Zulänglichkeit des Auftrags von Lotpaste auf
Leiterplatten zu überwachen. Die Lotpaste wird im
Siebdruckverfahren auf die Leiterplatten
aufgebracht. Sie ermöglicht es, im nachfolgenden
Bestückungsprozeß elektronische Bauteile mit auf den
Leiterplatten ausgebildeten Leiterbahnanschlüssen zu
verlöten. Dies erfolgt insbesondere im SMD-Prozeß.
Um den Lotpastenauftrag im Zuge des
Inspektionssystems kontrollieren zu können, ist es erforderlich,
sogenannte Testmuster bereitzustellen. Diese
definieren, wo und wie die Kontrolle des
Lotpastenauftrags durchgeführt werden soll. Die Testmuster
definieren die Koordinaten, Größe und Form der
aufzubringenden Lotpastenbereiche. Zur Gewinnung von
Testmustern sind grundsätzlich zwei Verfahren
bekannt. Das erste Verfahren gewinnt die Testmuster
aus CAD-Daten. Dieses sind in elektronischer Form
zur Verfügung stehende Schablonendaten
(Geberfiles) der Druckschablone. Diese Daten geben
Informationen darüber, wo und wie die Druckschablone
Durchbrüche aufweist, durch die im
Siebdruckverfahren Lotpaste auf die Leiterplatte aufgetragen wird.
Wegen Problemen bei der Verfügbarkeit, der
Aktualität und der Konvertierbarkeit der CAD-Daten hat
sich das nachfolgend erwähnte zweite Verfahren in
der Vergangenheit als praktikablere Lösung
herausgestellt. Dieses zweite Verfahren ist ein
sogenannter Lern-Verfahrensschritt, bei dem die
Leiterplatte als Referenzmuster zur Testmustererzeugung
dient. Mithin wird die Leiterbahn- und
Anschlußstruktur einer Leiterplatte mittels einer Kamera
erfaßt und auf diese Art und Weise die Testmuster
im Lern-Verfahrensschritt bestimmt. Nachteilig ist,
daß die Strukturen von Leiterbahnen - bedingt durch
ihren Herstellungsprozeß - relativ große
Maßtoleranzen aufweisen, so daß die Testmustererzeugung
maßlichen Abweichungen unterliegt. Insbesondere bei
sehr eng aneinandergrenzenden Kontaktstrukturen,
beispielsweise für hochintegrierte Bauelemente,
kann die maßliche Unzulänglichkeit zu einem Problem
führen.
Die deutsche Patentschrift 39 28 527 C2 betrifft
eine Flachbett-Siebdruckmaschine zum Bedrucken
einer elektrischen Leiterplatte, wobei zunächst ein
Aufdruck auf einer Leiterplatte erfaßt wird. Danach
wird die Lage der Druckschablone optisch bestimmt
und Abweichungen zwischen Leiterplatte und
Druckschablone korrigiert. Schließlich wird dann die
Leiterplatte ein weiteres Mal bedruckt. Demgemäß
weist die Leiterplatte erste Referenzmarken auf,
deren Ist-Lage erfaßt und mit gespeicherten
Referenzwerten verglichen werden kann. Dann wird die
Ist-Lage von auf dem Drucksieb festgelegten zweiten
Referenzmarken erfaßt und ein Vergleich mit zweiten
gespeicherten Referenzwerten vorgenommen. Aus der
Abweichung der Ist-Lagen der ersten und zweiten
Referenzmarken von ihren Referenzwerten wird eine
Soll-Lage der zweiten Referenzmarken errechnet, bei
der das zweite Druckbild auf das erste Druckbild
abgeglichen ist. Hieraus wird dann ein Steuersignal
abgeleitet, das einen motorisch angetriebenen
Verschiebeschlitten ansteuert, um das Drucksieb bis
zum Abgleich zu verschieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, daß
hochpräzise Ergebnisse liefert und praktikabel
durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß als Struktur die Druckschablone für das
Siebdruckverfahren optisch erfaßt wird und daß die
Schablonenöffnungen der Druckschablone hinsichtlich
ihrer Lage (Koordinaten) und/oder ihrer Geometrie
(Form, Größe) erfaßt werden. Mithin wird
erfindungsgemäß im Lern-Verfahrensschritt die
Druckschablone als Referenzmuster zur
Testmustererzeugung herangezogen. Die so ermittelten Prüfdaten
entsprechen exakt den beim Druckprozeß vorliegenden
Gegebenheiten, so daß die Druckqualität und
Maßhaltigkeit unabhängig von anderen Einflüssen optimal
beurteilt werden kann. Die gemessene
Lotpastenauftrags-Druckgüte läßt direkte Rückschlüsse auf den
Druckprozeß zu, ohne daß Störfaktoren -
beispielsweise wie die zuvor genannten
Toleranzeinflüsseauftreten. Um die Testmuster zu erzeugen, werden
vorzugsweise bestimmte Bereiche - die hinsichtlich
etwaiger Fehler besonders anfällig sind - festgelegt
und in diesen Bereichen die Testmuster mittels
optischer Erfassung der Struktur
(Schablonenöffnungen) der Druckschablone erzeugt. Das optisch
erfaßte Bild wird elektronisch in Daten umgesetzt,
die die Testmuster darstellen. Diese Testmuster
bilden das Referenzmuster, das - nach dem
Siebdruckprozeß - mit den ebenfalls optisch ermittelten Daten
des tatsächlichen Lotpastenauftrags verglichen
wird. Auf diese Art und Weise lassen sich Fehler
erkennen, die beispielsweise darin bestehen, daß
zwei Anschlüsse der Leiterplatte mittels einer
nicht gewünschten Lotpastenbrücke elektrisch
verbunden werden. Ferner ist erkennbar, ob Lotpaste in
bestimmten Bereichen fehlt. Dies wiederum kann zwei
Gründe haben, nämlich einerseits ein Festkleben der
Lotpaste an der Druckschablone, da die Lotpaste
nicht auf die Leiterplatte übertragen wurde oder es
steht andererseits zu wenig Lotpaste zur Verfügung,
das heißt, vom Rakel konnte mangels Menge nicht in
alle Bereiche Lotpaste verstrichen werden. Nach dem
bisher bekannten Verfahren wird der
Lotpastenauftrag optisch erfaßt und mit den auf die bisherige
Art gewonnenen Testmuster verglichen. Das
Vergleichen erfolgt ebenfalls beim Gegenstand der
Erfindung, wobei hinzutritt, daß die Druckschablone
- wegen der Testmustererzeugung - ebenfalls optisch
abgetastet wird. Mithin sind sowohl der
Druckschablone als auch der Leiterplatte eine
optoelektronische Erfassungseinrichtung zugeordnet, was
nachstehende, bisher nicht zu realisierende Vorteile
bietet. Es ist möglich, die von der Druckschablone und
von der Leiterplatte gewonnenen Bilder vorzugsweise
selbsttätig elektronisch zu vergleichen, wobei
Fehler beziehungsweise sich aufbauende Fehler erkannt
und möglicherweise bereits im Vorfeld abgestellt
werden können. So bauen sich Brücken zumeist erst
langsam auf, das heißt, an der Druckschablone,
insbesondere an den Rändern der
Druckschablonenöffnungen, wird erkennbar, daß sich dort Partikel der
Lotpaste im Laufe der Zeit immer mehr ansammeln und
aufbauen, bis es zu der Brückenbildung kommt.
Dieser fortschreitende Aufbau wird aufgrund der
optoelektronischen Abtastung der Druckschablone im Zuge
seines Entstehens erkannt und kann daher abgestellt
werden. Dies erfolgt vorzugsweise automatisch,
indem der Druckprozeß kurzzeitig unterbrochen und
automatisch eine Druckschablonenreinigung
durchgeführt wird. Entsprechendes gilt für Lotpaste, die
in den Öffnungen der Druckschablone festklebt und
daher nicht auf die Leiterplatte übertragen wird,
da auch dort in einem sich aufbauenden Prozeß
zunächst nur geringfügige Mengen an den
Schablonenöffnungen haften bleibt, die sich langsam aufbauen,
bis schließlich die Paste die gesamte Öffnung oder
einen Großteil der Öffnung verklebt. Die optische
Abtastung der Druckschablone wird somit zweifach
genutzt, nämlich zum einen für die
Testmustererzeugung und zum anderen zur Fehlererkennung. Neben der
einfachen Erzeugung des Testmusters mittels des
erfindungsgemäßen Vorgehens ist somit eine optimale
Kontrolle während des Siebdruckprozesses
hinsichtlich möglicher Fehler durchführbar. Erfindungsgemäß
ist vorgesehen, daß die Druckschablonenöffnungen
der Druckschablone hinsichtlich ihrer Lage
(Koordinaten) und/oder ihrer Geometrie (Form, Größe)
optisch erfaßt werden. Die Testmuster weisen demgemäß
entsprechende Informationen, also über die Lage
(Koordinaten) und die Geometrie (Form, Größe) auf.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die der
Leiterplatte zugewandte Seite der Druckschablone optisch
erfaßt wird. Die Erfassung der "Unterseite" hat den
Vorteil, daß dort - neben der Erfassung der
Testmusterdaten - am besten erkannt werden kann, ob Fehler
im Laufe des fortschreitenden Druckprozesses
auftretenden können, beispielsweise die erwähnte
Brückenbildung oder das Verkleben von Lotpaste.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist
vorgesehen, daß nach dem Siebdruckprozeß eine optische
Erfassung des auf die Leiterplatte erfolgten
Lotpastenauftrags durchgeführt wird und daß aus dieser
Erfassung Istdaten generiert werden. Mit Hilfe
dieser Istdaten ist eine Beurteilung des
Lotpastenauftrags im Zuge des Inspektionssystems auf besonders
einfache Weise möglich, da lediglich ein Vergleich
der Daten des Referenzmusters mit den Istdaten
durchgeführt werden muß. Es erfolgt somit eine
Auswertung der Istdaten unter Berücksichtigung der
Referenzdaten.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum
Erzeugen von Testmustern beim Lotpastenauftrag
mittels Siebdruckverfahrens auf Leiterplatten, mit
einer ersten optoelektronischen Einrichtung zum in
einer Lernphase erfolgenden Erfassen einer Struktur
als Referenzmuster, und mit einer
Datenverarbeitungselektronik zur Erzeugung von Referenzdaten aus
der Referenzmustererfassung, wobei die erste
optoelektronische Erfassung derart angeordnet ist, daß
sie als Struktur die Schablonenöffnungen der
Druckschablone hinsichtlich ihrer Lage (Koordinaten)
und/oder ihrer Geometrie (Form, Größe) erfaßt.
Diese optoelektronische Einrichtung gewinnt somit
auf optischem Wege durch Erfassen der Struktur
(Schablonenöffnungen) der Druckschablone
Testmusterdaten, die bei der Auswertung des
Lotpastenauftrags als Solldaten zur Verfügung stehen. Diese
werden mit aus dem Lotpastenauftrag ermittelten
Istdaten verglichen. Es können bei Abweichungen
Korrekturen vorgenommen werden.
Es ist vorteilhaft, wenn eine
Verlagerungsvorrichtung vorhanden ist, mit der die erste
optoelektronische Einrichtung zwischen die Druckschablone und
die Leiterplatte einfahrbar ist. Hierdurch läßt
sich der jeweils gewünschte Bereich der
Druckschablone optisch erfassen.
Vorteilhafterweise ist eine zweite
optoelektronische Einrichtung zum Erfassen des Lotpastenauftrags
auf der Leiterplatte vorgesehen, wobei insbesondere
die erste und die zweite optoelektronische
Einrichtung mittels derselben Verlagerungseinrichtung
verfahrbar sind. Dies hat den Vorteil, daß für beide
optoelektronische Einrichtungen nur eine
Verlagerungseinrichtung erforderlich ist, so daß
konstruktiver Aufwand und Kosten eingespart werden können.
Die Verlagerung bei der optoelektronischen
Einrichtung mittels ein und derselben
Verlagerungseinrichtung hat jedoch auch noch den Vorteil, daß beide
Einrichtungen stets in dieselbe Position im
Hinblick auf die Druckschablone und im Hinblick auf
die Leiterplatte verbracht werden, das heißt, die
beiden optoelektronische Einrichtungen ermitteln
stets sich entsprechende Bereiche der beiden Teile,
so daß ein Soll-Ist-Vergleich auf besonders
einfache Weise ermöglicht wird.
Ferner kann vorgesehen sein, daß die erste und die
zweite optoelektronische Einrichtung von nur einer,
hinsichtlich der Erfassungsrichtung umschaltbaren
oder zwei Erfassungsstrahlengänge aufweisenden
optoelektronischen Vorrichtung gebildet wird. Mithin
sind die beiden optoelektronischen Einrichtungen in
einer einzigen optoelektronischen Vorrichtung
zusammengefaßt, die sich auf dem
Verlagerungsschlitten der Verlagerungseinrichtung befindet. Der
Aufwand verringert sich, wenn die Erfassungsrichtung
umschaltbar ist, das heißt mit ein und derselben
Optoelektronik wird die Druckschablone und - nach
Umschaltung - die Leiterplatte erfaßt. Um einen
Soll-Ist-Vergleich vornehmen zu können, ist es dann
erforderlich, daß die zuerst erfaßte Bildstruktur
gespeichert und dann mit der danach erfaßten
Bildstruktur verglichen wird. Etwas bautechnisch
aufwendiger, jedoch verfahrenstechnisch vorteilhafter
ist die Ausgestaltung mittels zweier
optoelektronischer Erfassungseinrichtungen (Kameras), wovon die
eine mittels eines ersten Erfassungsstrahlenganges
die Druckschablone und die andere mittels eines
zweiten Erfassungsstrahlenganges die Leiterplatte
und damit den dort erfolgten Lotpastenauftrag
inspiziert.
Ferner kann vorgesehen sein, daß die
optoelektronische Vorrichtung einen beidseitig verspiegelten,
ersten Spiegel aufweist, dessen eine Seite im zur
Druckschablone führenden Strahlengang und dessen
andere Seite im zur Leiterplatte führenden
Strahlengang liegt. Insbesondere ist dieser beidseitig
verspiegelte erste Spiegel als Prisma ausgeführt,
was den Vorteil hat, daß die Reflektionsebene für
beide Strahlengänge quasi dieselbe ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß
jeder Seite des ersten Spiegels ein
halbdurchlässiger, zweiter beziehungsweise dritter Spiegel
zugeordnet ist. Dem zweiten und dem dritten Spiegel ist
insbesondere jeweils eine erste beziehungsweise
zweite Optik zugeordnet. Dem zweiten und dem
dritten Spiegel ist bevorzugt jeweils ein erster
beziehungsweise zweiter Bilderfassungssensor zugeordnet.
Die Anordnung ist dabei vorzugsweise derart
getroffen, daß die erste Optik zwischen dem zweiten
Spiegel und dem ersten Bilderfassungssensor und die
zweite Optik zwischen dem dritten Spiegel und dem
zweiten Bilderfassungssensor liegt. Aufgrund des
vorstehend erläuterten Aufbaus ist es möglich, daß
über die eine Seite des ersten Spiegels und den
halbdurchlässigen zweiten Spiegel sowie die erste
Optik und mit Hilfe des ersten
Bilderfassungssensors die Leiterplatte und mit Hilfe der anderen
Seite des ersten Spiegels, dem dritten Spiegel
sowie der zweiten Optik und dem zweiten
Bilderfassungssensor die Druckschablone erfaßt werden kann.
Mit dem zweiten Spiegel wirkt eine erste
Beleuchtungsquelle und mit dem dritten Spiegel eine zweite
Beleuchtungsquelle zusammen, wodurch es möglich
ist, mit Hilfe der ersten Beleuchtungsquelle über
den zweiten Spiegel und den ersten Spiegel die
Leiterplatte und mittels der zweiten
Beleuchtungsquelle über den dritten Spiegel und den ersten
Spiegel die Druckschablone zu beleuchten. Besonders
gute Ergebnisse sind dadurch erzielbar, daß die
Leiterplatte durch Licht einer ringförmigen oder
etwa ringförmigen oder teilringförmigen dritten
Beleuchtungsquelle beaufschlagt wird. Die dritte
Beleuchtungsquelle befindet sich vorzugsweise an der
mittels der Verlagerungseinrichtung verfahrbaren
optoelektronischen Vorrichtung. Insbesondere ist
vorgesehen, daß die dritte Beleuchtungsquelle
aufgrund ihrer Ringstruktur den Strahlengang zwischen
dem ersten Spiegel und der Leiterplatte umgibt, das
heißt, es erfolgt eine optimale Ausleuchtung der
Leiterplatte, so daß der Lotpastenauftrag darauf
sehr gut optisch erfaßt werden kann.
Schließlich ist vorgesehen, daß die dritte
Beleuchtungsquelle von mehreren Licht emittierenden Dioden
(LED's) gebildet ist.
Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung
anhand eines Ausführungsbeispiels und zwar zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf die
optoelektronische Vorrichtung,
Fig. 2 eine Stirnansicht auf die
optoelektronische Vorrichtung in Richtung des Pfeiles
II in Fig. 1 und
Fig. 3 eine Unteransicht auf die
optoelektronische Vorrichtung in Richtung des Pfeiles
III in Fig. 2.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen - in schematischer
Darstellung - eine optoelektronische Vorrichtung 1, mit
deren Hilfe die Erzeugung von Testmustern beim
Lotpastenauftrag mittels Siebdruckverfahrens auf
Leiterplatten erzeugt werden können. Ferner eignet
sich diese optoelektronische Vorrichtung 1 zur
Inspektion der Unterseite 2 einer im Siebdruckprozeß
eingesetzten Druckschablone 3 sowie der Seite 4 der
Leiterplatte 5, auf die im Siebdruckprozeß die
Lotpaste aufgetragen wird (Fig. 2).
Gemäß Fig. 1 weist die optoelektronische
Vorrichtung 1 eine erste optoelektronische Einrichtung 6
und eine zweite optoelektronische Einrichtung 7
auf. Den beiden optoelektronischen Einrichtungen 6
und 7 ist ein beidseitig verspiegelter, erster
Spiegel 8 gemeinsam, dem ein halbdurchlässiger,
zweiter Spiegel 9 der optoelektronischen
Einrichtung 7 und ein halbdurchlässiger, dritter Spiegel
10 der optoelektronischen Einrichtung 6 zugeordnet
ist. Ferner weist die optoelektronische Einrichtung
7 einen ersten Bilderfassungssensor 11 und die
optoelektronische Einrichtung 6 einen zweiten
Bilderfassungssensor 12 auf. Zwischen dem zweiten Spiegel
9 und dem ersten Bilderfassungssensor 11 befindet
sich eine erste Optik 13. Zwischen dem dritten
Spiegel 10 und dem zweiten Bilderfassungssensor 12
ist eine zweite Optik 14 angeordnet. Mithin ist die
erste Optik 13 Bestandteil der zweiten
optoelektronischen Einrichtung 7 und die zweite Optik 14
Bestandteil der ersten optoelektronischen Einrichtung
6. Die optoelektronische Einrichtung 7 weist ferner
eine erste Beleuchtungsquelle 15 auf; der
optoelektronischen Einrichtung 6 ist eine zweite
Beleuchtungsquelle 16 zugeordnet. Die beiden
Beleuchtungsquellen 15 und 16 sind vorzugsweise als LED's
ausgebildet und befinden sich auf einer Leiterplatine
17.
Gemäß der Fig. 2 ist an der Unterseite 18 der
optoelektronischen Vorrichtung 1 eine dritte
Beleuchtungsquelle 19 angeordnet, die aus mehreren,
ringförmig angeordneten lichtemittierenden Dioden
(LED's) besteht. Die Anordnung ist derart
getroffen, daß die dritte Beleuchtungsquelle 19 den
Strahlengang 20 zwischen dem ersten Spiegel 8 und
der Leiterplatte 5 umgibt. Dies geht insbesondere
auch aus der Fig. 3 hervor. Mittels einer
schlittenartig arbeitenden, entlang zweier senkrecht
aufeinanderstehender Koordinaten verfahrbaren
Verlagerungseinrichtung (nicht dargestellt) ist die
optoelektronische Vorrichtung 1 entlang des
Doppelpfeils 21 in Fig. 1 und entlang des Doppelpfeils
22 in Fig. 2 verfahrbar, das heißt, sie kann in
jede beliebige Position zur Druckschablone 3 und in
die entsprechende Position zur Leiterplatte 5
verfahren werden. Dies erfolgt, sobald mittels der
Druckschablone 3 Lotpaste auf die Seite 4 der
Leiterplatte 5 im Siebdruckverfahren aufgebracht
worden ist. Nach diesem Siebdruckprozeß werden
Druckschablone 3 und Leiterplatte 2 auseinandergefahren,
so daß im Zwischenraum die optoelektronische
Vorrichtung 1 einfahren kann. Auf diese Art und Weise
ist eine Inspektion im Hinblick auf die
Zulänglichkeit des Lotpastenauftrags möglich. Dabei wird
mittels der ersten optoelektronischen Einrichtung 6
die Unterseite 2 der Druckschablone 3 und mittels
der zweiten optoelektronischen Einrichtung 7 die
Seite 4 der Leiterplatte 5 inspiziert. Mittels
einer nicht dargestellten Verarbeitungselektronik ist
auf diese Art und Weise eine Prüfung des
Lotpastenauftrags für etwaige Fehler möglich. Im einzelnen
ergibt sich folgendes: Mittels der
Beleuchtungsquelle 16 wird Licht auf den halbdurchlässigen
Spiegel 10 geworfen (gestrichelte Linie 23), wobei
dieses Licht um 90° umgelenkt dem ersten Spiegel 8
zugeführt wird und von der einen Seite dieses
Spiegels 8 nach oben geleitet wird, so daß es auf die
Unterseite 2 der Druckschablone 3 trifft. Von der
Druckschablone 3 reflektiertes Licht gelangt zum
Spiegel 8 zurück und wird von dessen gleicher Seite
dem Spiegel 10 zugeführt, wobei der Spiegel 10
geradlinig passiert wird und das reflektierte Licht
gemäß der strich-doppelpunktierten Linie 24 über
die Optik 14 zum Bilderfassungssensor 12 gelangt.
Dieser kann in Zusammenarbeit mit der nicht
dargestellten Datenverarbeitungselektronik somit in
Pixelstruktur ein entsprechendes Bild der Struktur,
insbesondere der Koordinaten, Form und Größe der
Schablonenöffnungen, der Druckschablone 3 erzeugen.
Die so ermittelten Daten können für den vorstehend
erwähnten Vergleich mit dem Lotpastenauftrag
herangezogen werden. Insbesondere ist es möglich, daß
die erfaßten Daten als Referenzmuster ausgewertet
werden, das heißt, dieses Referenzmuster
repräsentiert Testmuster, also eine Information darüber,
welche Lage und welche Geometrie die
Schablonenöffnungen der Druckschablone aufweisen. Die Erfassung
erfolgt im sogenannten Lern-Verfahrensschritt.
Mittels der zweiten optoelektronischen Einrichtung
7 läßt sich der Lotpastenauftrag auf der Seite 4
der Leiterplatte 5 inspizieren. Hierzu wird Licht
von der Beleuchtungsquelle 15 dem Spiegel 9
zugeleitet (gepunktete Linie 25), dort umgelenkt und
der anderen Seite des ersten Spiegels 8 zugeführt,
die das Licht nach unten auf die Leiterplatte 5
wirft. Das von der Leiterplatte 5, insbesondere von
dem Lotpastenauftrag, reflektierte Licht gelangt
zum Spiegel 8 zurück und wird von dort aus dem
teildurchlässigen Spiegel 9 zugeführt, der
geradlinig durchsetzt wird, so daß das Licht entlang der
strichpunktierten Linie 26 über die Optik 13 zum
Bilderfassungssensor 11 gelangt. Der
Bilderfassungssensor 11 stellt - in Pixelform - Informationen
über den Erfolg des Lotpastenauftrags auf die
Leiterplatte 5 zur Verfügung. Mittels der
Datenvearbeitungselektronik ist es nunmehr möglich, die
Informationen der beiden Bilderfassungssensoren 11
und 12 auszuwerten, das heißt, das Referenzmuster
der Druckschablone 3 wird verglichen mit dem Ist-
Muster, also dem Lotpastenauftrag auf der
Leiterplatte 5, wodurch etwaige Fehler erkennbar
werden. Zusätzlich ist es möglich, mittels der ersten
optoelektronischen Einrichtung 6 die Druckschablone
3 auf etwaige Verschmutzungen mit sich dort
ansammelnder Lotpaste zu inspizieren, so daß frühzeitig
aus derartigen Lotpastenanhaftungen resultierende
Fehler erkannt werden können.
Wird ein Fehler festgestellt, so kann der
Automatik-Betrieb gestoppt und der Fehler optisch auf
einem Bildschirm angezeigt werden. Der Bediener hat
die Möglichkeit, Fehler zu ignorieren oder
Maßnahmen zu ergreifen. Es ist auch möglich, die dann
fehlerhafte Leiterplatte zu entnehmen. Auf jeden
Fall wird der Fehler mit dem Namen des Bauteils,
das mittels des Lotpastenauftrags auf die
Leiterplatte aufgebracht werden soll, zusammen mit der
erfolgten Bedienerreaktion aufgezeichnet.
|
Anspruch[de] |
- 1. Verfahren zum Erzeugen von Testmustern beim
Lotpastenauftrag mittels Siebdruckverfahrens auf
Leiterplatten, wobei in einer Lernphase als
Referenzmuster eine Struktur optisch erfaßt und aus dieser
Erfassung Referenzdaten für die Testmuster
generiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß als
Struktur die Druckschablone für das
Siebdruckverfahren optisch erfaßt wird und daß die
Schablonenöffnungen der Druckschablone hinsichtlich ihrer
Lage (Koordinaten) und/oder ihrer Geometrie (Form,
Größe) erfaßt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die der Leiterplatte zugewandte Seite der
Druckschablone optisch erfaßt wird.
- 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem
Siebdruckprozeß eine optische Erfassung des auf die
Leiterplatte erfolgten Lotpastenauftrags
durchgeführt wird und daß aus dieser Erfassung Istdaten
generiert werden.
- 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Istdaten unter
Berücksichtigung der Referenzdaten ausgewertet
werden.
- 5. Vorrichtung zum Erzeugen von Testmustern beim
Lotpastenauftrag mittels Siebdruckverfahrens auf
Leiterplatten, mit einer ersten optoelektronischen
Einrichtung zum in einer Lernphase erfolgenden
Erfassen einer Struktur als Referenzmuster, und mit
einer Datenverarbeitungselektronik zur Erzeugung
von Referenzdaten aus der Referenzmustererfassung,
dadurch gekennzeichnet, daß die erste
optoelektronische Einrichtung (6) derart angeordnet ist, daß
sie als Struktur die Schablonenöffnungen der
Druckschablone hinsichtlich ihrer Lage (Koordinaten)
und/oder ihrer Geometrie (Form, Größe) erfaßt.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet
durch eine Verlagerungseinrichtung, mit der die
erste optoelektronische Einrichtung (6) zwischen die
Druckschablone (3) und die Leiterplatte (5)
einfahrbar und dort verfahrbar ist.
- 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüchen, gekennzeichnet durch eine zweite
optoelektronische Einrichtung (7) zum Erfassen des
Lotpastenauftrags auf der Leiterplatte (5).
- 8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und
die zweite optoelektronische Einrichtung (6, 7)
mittels ein und derselben Verlagerungseinrichtung
verfahrbar sind.
- 9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und
die zweite optoelektronische Einrichtung (6, 7) von
nur einer, hinsichtlich der Erfassungsrichtung
umschaltbaren oder zwei Erfassungsstrahlengänge
aufweisenden optoelektronischen Vorrichtung (1)
gebildet wird.
- 10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
optoelektronische Vorrichtung (1) einen beidseitig
verspiegelten, ersten Spiegel (8) aufweist, dessen eine
Seite im zur Druckschablone (3) führenden
Strahlengang und dessen andere Seite im zur Leiterplatte
(5) führenden Strahlengang liegt.
- 11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der einen Seite
des ersten Spiegels (8) ein halbdurchlässiger
zweiter Spiegel (9) und der anderen Seite des ersten Spiegels (8) ein halbdurchlässiger
dritter Spiegel (10)
zugeordnet ist.
- 12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten
Spiegel (9) eine erste
Optik (13) und dem dritten Spiegel (10) eine zweite Optik (14) zugeordnet
ist.
- 13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem zweiten
Spiegel (9) ein erster
Bilderfassungssensor
(11) und dem dritten Spiegel (10) ein zweiter
Bilderfassungssensor (12) zugeordnet ist.
- 14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste
Optik (13) zwischen dem zweiten Spiegel (9) und dem
ersten Bilderfassungssensor (11) und daß die zweite
Optik (14) zwischen dem dritten Spiegel (10) und
dem zweiten Bilderfassungssensor (12) liegt.
- 15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste
Beleuchtungsquelle (15) mit dem zweiten Spiegel (9)
zusammenwirkt.
- 16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite
Beleuchtungsquelle (16) mit dem dritten Spiegel
(10) zusammenwirkt.
- 17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht
einer ringförmigen, etwa ringförmigen oder
teilringförmigen dritten Beleuchtungsquelle (19) der
optoelektronischen Vorrichtung (1) auf die Leiterplatte
(5) gerichtet ist.
- 18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte
Beleuchtungsquelle (19) den Strahlengang zwischen dem
ersten Spiegel (8) und der Leiterplatte (5) umgibt.
- 19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte
Beleuchtungsquelle (19) von mehreren Licht
emittierenden Dioden (LED's) gebildet ist.
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Patent Zeichnungen (PDF)
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