借助位于相对侧上的结构特征来光学地测量元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用电子元件来装配元件载体的技术领域。本发明尤其涉及在装配的准备阶段光学地测量电子元件。详细说来，本发明涉及(i) 一种借助电子元件的事先测量将电子元件安装在元件载体上的方法，以及(ii) 一种在用光电元件来装配元件载体的准备阶段中检测光电元件的功能性的方法，以及(iii) 一种用来安装经光学测量的电子元件的自动装配机。
【背景技术】
[0002]发光二极管(LEDs)的应用按光学视角需要LED的对齐，这些发光二极管加装在前大灯和发光灯中或者加装在传感器中并且高度精确地对准接收器，这些前大灯或发光灯通过光学元件如透镜或反射器保留了光线的投影。目前表面安装的元件(大多数LED属于这种元件)只是朝其几何中心对齐，以便位置精确地装配它们，但如今越来越进行这样的应用，即LED主要必须指向其发出光线的发光表面或安装的LED芯片的中点。
[0003]但在实践中典型地在LED元件的几何中心和发出光线的发光表面之间存在着(不期望的)偏置，该几何中心在实践中借助连接触点(如连接面或连接脚)的空间位置来确定。这种偏置能够在O和100 Mm (100 x l(T6m)之间。
[0004]但为了不使该几何中心，而是发光二极管(LED)的发出光线的表面的中点正好指向光学结构的或接收光线的光电元件的光学轴线，必须在用LED元件装配元件载体时借助光学系统来测量发出光线的发光表面，然后将LED元件这样定位和固定在元件载体上，使得相关的LED的发出光线的发光表面的中点正好来到在自动装配机的装配程序中提到的装配位置上，而不是LED元件的几何中心来到该装配位置上。
[0005]为了大致确定发出光线的发光表面和LED元件的几何中心之间的空间偏置，已知的是，要么已在供应单元中，要么在自动装配机内的特定位置上测量该LED元件，LED元件借助该供应单元传输至自动装配机。然后，该LED元件借助容纳工具(例如吸管)如此提取，即容纳工具安放在发出光线的发光表面的事先测定的中点上。随后，该LED元件无另一位置修正地在预先设定的额定位置上安放在元件载体上。此作法的问题是，不能再为LED元件进行位置修正，但如果LED元件例如在暂时摆放时略微扭转或滑动时，则所述位置修正是必要的，因为发出光线的发光表面的事先进行的位置测量或多或少都是无用的。此外，在极端情况下可能在发光表面和电连接触点之间出现如此强烈的偏置，即在装配时在理想地朝发光表面的中点对齐的基础上LED元件不再能以需要的质量来钎焊。在这种情况下，应该阻止用相关LED元件进行的装配。但由于缺乏有关发出光线的发光表面和电连接触点之间的偏置的信息，无法实现这一点。因此，在用LED元件装配元件载体时，工艺稳定性相对不闻。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是，改善电子元件的装配，以使电子元件的结构特征在已装配的元件载体上的定位得到改善。
[0007]此目的通过独立权利要求的内容得以实现。在从属权利要求中描述了本发明的有利的实施例。
[0008]按本发明的另一角度，描述了一种将电子元件安装在元件载体上的方法。所述的方法具有:(a)借助第一照相机光学地探测到元件的第一侧的第一图像，在该侧面上能够识别到元件的第一结构特征，(b)借助第二照相机光学地探测到元件的第二侧的第二图像，在该侧面上能够识别到元件的第二结构特征，其中第一侧和第二侧是相对而置的，并且其中第二结构特征配置得连接到元件载体上的预先确定的位置上，(C)确定电子元件的方位，因此第一结构特征的中心以期望的位置相对于元件载体对齐，其中第二结构特征能够与预先确定的位置相应地偏置，并且(d)将电子元件安装在元件载体上，其中第一结构特征的中心相对于元件载体对齐，其中第二结构特征与预先确定的位置是偏置的。
[0009]所述方法是以下面的知识为基础:为了借助自动装配机用电子元件自动地装配元件载体，在准备阶段或在即将开始装配时进行元件的位置测量。在此，该元件由元件-止动装置(例如吸管)保持住。在此，以已知的方式确定元件相对于元件-止动装置的可能的偏置和/或角度位置。借助第一结构特征(例如电接口或元件的外轮廓)的位置的光学探测来实现所述确定。然后在装配元件时，在元件于元件载体上的安放过程中，该确定的空间偏置和/或角度位置通过适当地调节元件-止动装置的位置和/或角度位置来平衡。但如果这两个结构特征相互具有未知的空间偏置，并且如果组件具有用元件装配的元件载体，(还)取决于第二结构特征相对于元件载体的空间位置，然后能够在安放元件时以适当的方式考虑这两个结构特征之间的按本发明确定的空间偏置。
[0010]按本发明的实施例，该方法还包含在第一和第二图像的基础上测量第二结构特征和第一结构特征之间的空间偏置。在此，尤其能够确定第一结构特征的正确的空间位置。
[0011]当元件安放或定位在待装配的元件载体上时，既能考虑(i)第一结构特征和元件-止动装置之间的偏置和/或元件相对于元件-止动装置的角度位置，也能考虑这两个结构特征之间的空间偏置。此外在需要时在安放元件时也能够考虑这两个用(i)和(ii)标出的、或多或少需要平衡的方面。
[0012]应注意,在将电子元件安装或安放在元件载体之前,该元件必要时还能够由额外的(第三)照相机光学地探测到，以便以已知的方式确定由元件-止动装置容纳的元件的位置和/或方位，对于该元件来说元件的这两个结构特征之间的空间偏置是已知的。
[0013]那么，如果这两个结构特征分别能够只从一个方向光学地探测到，则该描述的按本发明的方法可尤其以有利的方式应用，因为它们在另一方向通过元件的主体遮盖，即在这种情况下，借助例如第一结构特征的光学探测不能获得第二结构特征位于哪个位置上的信息。然后，所述的方法不仅是目前最好的方案，也是唯一可行的方案，用来确定两个设置在元件的相对侧上的结构特征之间的空间偏置。
[0014]按本发明的另一实施例，在一个平面中确定空间偏置，该平面相对于第一侧和/或第二侧平行地定向。其优点是，能够尤其精确地确定空间偏置。如果这两个图像在垂直于所述平面的方向上拍摄，则这一点尤其适用。
[0015]该平面能够优选与待测量的电子元件的主平面重合。该主平面可例如通过包含在元件中的主导体基底的表面给出。备选地亦或组合，该主平面还能与元件的壳体的表面重合，或与之平行地定向。
[0016]按本发明的另一实施例，第一照相机和第二照相机相互具有固定的空间关系。通过这两个照相机之间的固定且尽量准确已知的空间关系，描述的方法能够以高的精度来实施。在此非强制必要的是，永久地给出这两个照相机之间的固定的空间关系。如要在拍摄图像的时刻精确地知道这两个照相机的相对的空间关系，然后在确定空间偏置时相应地加以考虑，就已足够。
[0017]按本发明的另一实施例，第一照相机的第一光学轴线和第二照相机的第二光学轴线共线地相互定向。在这种情况下，这两个照相机相互间的相对的空间布局能够以尤其高的精度来实现。因此为了高度精确地实现这两个照相机的定向，应用了一种方法，其中照相机直接相对而置并且分别拍摄另一照相机的图像。例如在DE 102 49 669 B3中描述了这种用来确定两个照相机之间的相对空间位置的方法。然后借助这两个拍摄的照相机图像，能够这样再调校这两个照相机中的至少一个的位置，使得这两个照相机能够在其光学轴线方面至少几何完美地相互定向。
[0018]应注意，为了简单且同时还精确地实现两个照相机的精确的空间定向，能够应用专门的玻璃构件，它由两个照相机探测到。借助位于玻璃构件上的标志，能够以更高的精度将两个照相机对齐。
[0019]这两个照相机的至少几乎完美的对齐是尤其有利的，即能够以高的精度实施在此文献中描述的方法，并因此改善借助装配建立的电子组件的精度。
[0020]按本发明的另一实施例，第一照相机和/或第二照相机是在自动装配机内可移动的照相机。
[0021]该可移动的照相机能够例如在自动装配机内借助定位或龙门吊车系统来移动。该可移动的