DE19844662C2

DE19844662C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zuführen von gegurteten Bauelementen

Info

Publication number: DE19844662C2
Application number: DE19844662A
Authority: DE
Inventors: Hans-Horst Grasmueller; Harald Stanzl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2018-09-30
Also published as: KR100420875B1; CN1166267C; US6296108B1; KR20010088821A; DE59904480D1; WO2000019797A1; EP1118260B1; EP1118260A1; JP2002526939A; CN1320362A; DE19844662A1; JP3515759B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vor richtung zum Zuführen von gegurteten Bauelementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4.

Bei der automatischen Bestückung von Leiterplatten mit ober flächenmontierbaren Bauelementen, den sogenannten SMD- Bauelementen, erfolgt die Bereitstellung in Form von gegurte ten Bauelementen. Die Anlieferform im Gurt ist besonders au tomatisierungsfreundlich, da die Bauelemente bereits verein zelt sind, und die Verpackung im Gurt weitgehende Sicherheit gegen Vertauschung gewährleistet. In den einzelnen Zuführein richtungen für gegurtete Bauelemente werden die Gurte mit den Bauelementen von einer Gurtspule abgespult und dann einer Entnahmeposition für die Bauelemente zugeführt. In dieser Entnahmeposition werden die Bauelemente dann mit der Saugpi pette eines Bestückkopfes aufgenommen und sodann in einer vorgegebenen Bestückposition auf einer Leiterplatte positio niert. Die Abdeckfolien der Gurte, die ein Herausfallen der Bauelemente aus den Bauelementefächern der Gurte verhindern, werden noch vor Erreichen der Entnahmeposition abgezogen.

Aus EP 0 589 276 ist eine Zuführeinrichtung für gegurtete SMD-Bauelemente bekannt, die eine bewegliche Abdeckung der Bauelementefächer im Entnahmebereich aufweist. Diese Abdec kung wird synchron mit dem Gurt in Abwickelrichtung des Gur tes bewegt, bis das vorderste Bauelementefach die Entnahmepo sition erreicht hat. Danach wird die Abdeckung zur Freigabe des vordersten Bauelementefaches in der Gegenrichtung bewegt. Durch die bewegliche Abdeckung werden die SMD-Bauelemente im Entnahmebereich eines Gurtes während des Transports abge deckt, das heißt, ein Aufstellen der Bauelemente oder ein Herausspringen aus den Bauelementefächern wird verhindert.

Aus EP 0 817 560 ist ebenfalls eine Zuführeinrichtung für ge gurtete SMD-Bauelemente bekannt, die eine bewegliche Abdec kung der Bauelementefächer im Entnahmebereich aufweist. Die Abdeckung ist dabei als flache Stahlfeder ausgebildet und wird durch nicht näher beschriebene Antriebsmittel so bewegt, daß kurz vor dem Entnehmen der Bauelemente das betreffende Bauelementefach freigegeben wird.

Besonders bei kleinen Bauelementen macht es sich nachteilig bemerkbar, daß die Bauelemente kleiner als die sie aufnehmen den Bauelementefächer ausgebildet sind. Normalerweise erwar tet die Saugpipette in der Entnahmeposition das Bauelement in der Mitte des Bauelementefaches. Bei großen Bauelementen (mit einer Fläche von ca. 1 mm² sind Lageungenauigkeiten der Bau elemente in den Bauelementefächern unkritisch, da die aufneh mende Fläche der Saugpipette im allgemeinen kleiner als das Bauelement ausgebildet ist und daher zumindest näherungsweise in der Mitte der Oberfläche des Bauelements aufsetzt. Bei kleinen Bauelementen (Fläche kleiner als ungefähr 1 mm²) ist die aufnehmende Fläche der Saugpipetten teilweise größer als die Bauelemente selbst. Dieser sogenannte Pipettenüberstand begrenzt dann die Packungsdichte auf dem zu bestückenden Sub strat. Man spricht vom "Bestückschatten". Bei kleineren Bau elementen, deren tatsächliche Lage im Bauelementefach von der erwarteten Lage in der Mitte des Bauelementefaches abweicht, kann es dann vorkommen, daß die Bauelemente nicht richtig aufgenommen werden, und es so unter anderem zu Zeitverlusten durch das Aufnehmen neuer Bauelemente oder auch zu Beschädi gungen führen, falls ein falsch aufgenommenes Bauelement beim Transport von der Saugpipette in den Bestückautomaten fällt.

Aus DE 36 07 242 ist ein Verfahren zum Positionieren von Bau elementen in Vertiefungen einer Aufnahmevorrichtung bekannt, bei dem mittels einer separaten Saugpipette die Bauelemente vor dem eigentlichen Aufsetzprozeß zusätzlich angesaugt und in den Vertiefungen in eine vorgegebene Lage gebracht werden. Ein solches Verfahren ist aufgrund der zusätzlichen Saugpi pette konstruktiv aufwendig und benötigt außerdem zu viel Zeit.

Aus JP 0 815 3989 ist eine Zuführeinrichtung für gegurtete Bauelemente bekannt, die eine Vibrationseinrichtung zum An trieb der Vorschubeinrichtungen aufweist. Über die Position der Bauelemente in der Zuführeinrichtung ist keine Aussage gemacht.

Es ist daher Aufgabe, der Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die ein sicheres Abholen von kleinen Bauelementen in Gurten sicherstellt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnen den Merkmalen der Ansprüche 1 oder 4 gelöst.

In vorteilhafter Weise weist dafür die bewegliche Abdeckung Mittel auf, mit denen das Bauelement in eine vorgegebene ge nau bestimmte Lage, beispielsweise eine Ecke der Bauelemente tasche, bewegt wird.

In den bevorzugten Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 2 und 5 wird die Bewegung der Abdeckung selbst benutzt, um das Bau element in die vorgegebene Lage zu bewegen. Dadurch entfallen aufwendige zusätzliche Konstruktionen.

Zur Verringerung der Reibung der Bauelemente in den Bauele mentefächern und damit einer einfacheren Bewegung wird in vorteilhafter Weise gemäß Anspruch 3 das Bauelement mit einer Vibrationsbewegung beaufschlagt.

In der bevorzugten Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß An spruch 6 wird eine der Abdeckung zugeordnete Bürste verwen det, um das Bauelement in die vorgegebene Lage zu schieben. Eine Bürste ist einfach an der Abdeckung anzubringen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung wird gemäß Anspruch 7 ein Saugrohr benutzt, um das Bauelement durch Ansaugen von Luft oder auch durch Blasen in eine vorgegebene Lage zu bewe gen. Dadurch läßt sich das Bauelement gegebenenfalls auch oh ne die Bewegung der Abdeckung in die vorgegebene Lage brin gen.

In der bevorzugten Ausbildung nach Anspruch 8 ist eine Vibra tionseinrichtung vorgesehen, damit die Reibung des Bauele ments im Bauelementefach verringert und damit die Bewegung erleichtert wird.

In den Figuren der Zeichnung wird die Erfindungs anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Dabei zeigen

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Bauele mentegurt mit geschlossener Abdeckung mit einer Bürste,

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch einen Bauele mentegurt mit freier Entnahmeposition und einer Abdeckung mit einer Bürste,

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch einen Bauele mentegurt mit einem Saugrohr in der Abdeckung

Fig. 4a eine schematische Draufsicht auf ein beliebig in ei nem Bauelementfach liegenden Bauelement

Fig. 4b eine schematische Draufsicht auf ein Bauelement in einer vorgegebenen Lage im Bauelementfach.

In Fig. 1 sind in einem Querschnitt mehrere Bauelemente 1 in einem Bauelementegurt 2 dargestellt, wobei die Bauelemente 1 in auf deren Maße abgestimmte Bauelementfächern 3 liegen. Die Bauelementfächer 3 sind von einer Abdeckfolie 4 abgeschlos sen, die vor der Entnahmeposition 7 von dem in einer Trans portrichtung 9 bewegten Gurt durch eine nicht dargestellte Einrichtung abgezogen wird. Damit die Bauelemente 1 nicht aus den Bauelementefächern 3 hinaus fallen oder sich im Bauele mentfach 3 verkanten, ist im Bereich der Entnahmeposition 7 eine bewegliche Abdeckung 5 vorgesehen, die vor dem Entnehmen des Bauelements 1 mit der nicht dargestellten Saugpipette des Bestückautomaten, in eine Bewegungsrichtung 6 bewegt wird und damit das Bauelementefach 3 in der Entnahmeposition 7 frei gibt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist.

Wie in Fig. 4 in einer schematischen Draufsicht dargestellt ist, sind die Abmessungen der Bauelementfächer 3 größer als die Abmessungen der Bauelemente 1. Die Bauelemente 1 liegen frei beweglich in den Bauelementefächern 3. Vor allem bei kleinen Bauelementen (Fläche kleiner als ungefähr 1 mm², oder eine Kantenlänge kleiner als ungefähr 0,5 mm) ergeben sich daraus Schwierigkeiten beim Abholen der Bauelemente 1, wenn die Lage der Bauelemente 1 in dem Bauelementfach 3 nicht be kannt ist. Als klein sind auch Bauelemente 1 anzusehen, die eine Lagetoleranz größer als 20% ihrer Kantenlänge in dem Bauelementfach 3 aufweisen, da ihre Lage dann ungenau ist. Die Saugpipette fährt eine vorgegebene Position an, wenn sich das Bauelement 1 nicht an dieser vorgegebenen Position befin det, wird es entweder gar nicht oder so schlecht aufgenommen, daß es beispielsweise beim weiteren Transport fallengelassen wird und eventuell sogar zu einem Maschinenschaden führt.

Durch eine in Fig. 1 dargestellte Bürste 8 an der Abdeckung 5 wird das Bauelement 1 in die in Fig. 2 gezeigte vorgegebe ne Lage am Rand des Bauelementefaches bewegt. Die vorgegebene Lage kann dabei der in Bezug auf die Transportrichtung 9 hin tere Rand des Bauelementfaches 3 als auch beispielsweise eine der in Bezug auf die Transportrichtung 9 hinteren Ecken des Bauelementfaches 3 sein, wie es in Fig. 4b dargestellt ist. In den Ecken wird das Bauelement 1 durch zwei im wesentlichen zueinander senkrecht stehenden Kanten des Bauelementefachs 2 in der vorgegebenen Lage gehalten, wodurch die vorgegebene Lage genauer definiert ist. Die dafür nötige Bewegungsrich tung 6 läßt sich beispielsweise durch eine entsprechende Be wegungsrichtung 6 der Abdeckung 5 mit einem dafür vorgesehen Bürstenstrich realisieren.

Zur Verringerung der Reibung des Bauelementes 1 in den Bau elementefächern 3 ist in Fig. 2 eine Vibrationseinrichtung 11 (beispielsweise ein Piezoschwinger) vorgesehen, die über ein Widerlager 10 für die Lagerung des Bauelementegurtes 2 den Bauelementegurt 2 in Vibrationen versetzt. Dadurch lassen sich die Bauelemente 1 einfacher an die hintere Kante des Bauelementefaches 3 bewegen.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform im Querschnitt dargestellt, in der ein Saugrohr 12 in der Abdeckung 5 ange ordnet ist. Durch das Saugrohr wird Luft eingezogen und die Luftströmung zieht das Bauelement 1 je nach Lage des Saug rohrs an die hintere Kante oder in eine der hinteren Ecken des Bauelementefachs 3. Auch aus dem Rohr ausströmende Luft durch dann an den gegenüberliegenden Seiten der Abdeckung 5 angeordnete Löcher läßt sich das Bauelement 1 aufgrund der Luftströmung in die vorgegebene Lage bewegen. In dieser Aus führungsform muß die Abdeckung 5 nicht bewegt werden, um das Bauelement 1 in die vorgegebene Lage zu bringen, allerdings ist auch eine Ausführung mit Luftströmung bei gleichzeitiger Bewegung der Abdeckung 5 möglich.

Claims

1. Verfahren zum Zuführen von gegurteten Bauelementen (1), bei dem
die Bauelemente (1) in Bauelementefächern (3) eines Gurtes (2) zu einer Entnahmeposition (7) transportiert werden,
die Bauelemente (1) mit Hilfe einer Abdeckung (5), die der Entnahmeposition (7) zugeordnet ist, in den Bauelementefä chern (3) gehalten werden,
die Abdeckung (5) das Bauelementefach (3) in der Entnahmepo sition freigibt,
dadurch gekennzeichnet,
daß durch der Abdeckung (5) zugeordnete Mittel das Bauelement (1) in eine vorgegebene Lage in dem Bauelementefach (3) be wegt wird.

2. Verfahren zum Zuführen von gegurteten Bauelementen (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beim Bewegen der Abdeckung (5) in der Entnahmeposition (7) das Bauelement in eine vorgegebene Lage in dem Bauelemen tefach (3) bewegt wird.

3. Verfahren zum Zuführen von gegurteten Bauelementen (1) nach Anspruch einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Bauelement (1) zur Unterstützung der Bewegung in die vorgegebene Lage eine Vibrationsbewegung beaufschlagt wird.

4. Vorrichtung zum Zuführen von gegurteten Bauelementen (1) mit einer beweglichen Abdeckung (5) von Bauelementefächern (3) eines Gurtes (2), die einer Entnahmeposition (7) zugeord net ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (5) Mittel (8, 12) zur Bewegung des Bauele ments (1) in eine vorgegebene Lage in dem Bauelementefach (2) aufweist.

5. Vorrichtung zum Zuführen von gegurteten Bauelementen (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (8, 12) derartig gestaltet sind, daß das Bau element (1) beim Bewegen der Abdeckung (5) in der Entnahmepo sition (7) in die vorgegebene Lage bewegt wird.

6. Vorrichtung zum Zuführen von gegurteten Bauelementen (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel als Bürste (8) ausgebildet sind, die das Bau element (1) in die vorgegebene Lage schiebt.

7. Vorrichtung zum Zuführen von gegurteten Bauelementen (1) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel als Saugrohr (12) ausgebildet sind, das durch die Bildung eines Unterdrucks im Saugrohr (12) das Bauelement (1) in die vorgegebene Lage bewegt.

8. Vorrichtung zum Zuführen von gegurteten Bauelementen (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vibrationseinrichtung (11) vorgesehen ist, die das Bewegen des Bauelements (1) in die vorgegebene Lage unter stützt.