专利名称：用于确定支撑件布局图案的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于确定用于支撑电路板的支撑件的布局图案(layout pattern)的装置，更为具体地，涉及用于确定用于支撑电路板的支撑柱(support pin)的位置的装置。
背景技术：
在用于将电子元件贴装到比如印制板的电路板上的贴装机(mounter)中，电路板被承载在该贴装机中的载轨(carrier rail)上且被放置在预定位置，并且随后贴装电子元件。
为了防止电路板在电路板自身的重量或在贴装电子元件时电路板上贴装的电子元件的重量下弯曲，在贴装机的载轨的下方提供支撑装置，该支撑装置用于利用多个支撑柱来支撑电路板。
如图35A中所示，在支撑设备上提供了支撑柱板502。在支撑柱板502上，在等间距的网格(grid)上提供了用于安装支撑柱的多个柱孔504。
传统技术(例如，参见日本特开平专利申请公开No.6-169198)已经建议了一种用于确定位置的方法，该方法用于确定支撑柱被安装在板上的位置，使得支撑柱与先前贴装在电路板的下表面上的电子元件不重叠。
图35B和图35C是支撑设备的侧视图。
根据这种传统方法，确定支撑柱510的位置，使得它们不会碰上贴装在电路板20的下表面上的电子元件508，如图35B所示。因此，如图35C所示，可以沿着图35B中的方向A移动支撑柱板502，使得从电路板20的下表面支撑电路板20，并且由此防止在将电子元件贴装在电路板20的上表面时电路板20弯曲。
在上述方法中，在确定支撑柱510的位置时，仅仅考虑该支撑柱510不会与电子元件508重叠。然而，在实际中，在已经贴装了电子元件的电路板20的下表面上存在引脚、焊盘、电路板分界部分等。因此，仅仅确定支撑柱510的位置使得它们不会碰上电子元件508是不够的。即使这样做了，仍然存在一个问题，即支撑柱510碰上贴装的电子元件508的引脚和焊盘，使得引脚损坏或焊盘脱落。
另外，在传统方法中，仅仅为电子元件508的一个布局图案确定支撑柱510的位置。因此，存在另一个问题，即每次电子元件508的布局图案发生改变时，用户需要花费大量时间和精力来确定支撑柱510的位置并将其安装进柱孔504中。
另外，由于在传统方法中考虑的是柱和仅在电路板的下表面上的元件之间的干扰，因此还存在另一个问题，即不可能防止由于将电子元件按压在电路板的上表面上以便将其贴装在电路板上而导致的电路板的弯曲。
此外，在所述传统方法中，对于每个贴装机，确定了仅用于元件的一个布局图案的柱位置。因此，还存在另一个问题，即每次制造工具发生改变或元件的布局图案发生改变时，需要花费大量时间和精力来确定柱位置。
针对上述问题构思了本发明，本发明的一个目的是提供一种装置，该装置用于确定支撑柱的布局图案，使得当电路板由所述支撑柱支撑时，所述支撑柱不会损坏已被贴装在电路板的下表面上的电子元件的引脚或者使所述电子元件的焊盘脱落。
本发明的另一个目的是提供一种装置，该装置用于确定支撑柱的布局图案，使得即使电子元件的布局图案发生改变，支撑柱的位置也不需要改变。
本发明的再一个目的是提供一种用于确定支撑柱的布局图案的装置，该装置不仅防止了由于电路板自身的重量引起的电路板弯曲，而且防止了由于将电子元件按压在电路板上以便将其贴装在电路板的上表面上而导致的电路板的弯曲。
本发明的又一个目的是提供一种用于确定支撑柱的布局图案的装置，即使贴装工具和元件的布局图案都发生改变，也不需要改变支撑柱的位置。
发明内容
为了实现上述目的，根据本发明的装置是一种用于确定用于支撑一个板的一个或多个支撑件的布局图案的装置，其包括贴装点数据存储器，用于保存待贴装在与所述板的贴装表面相对的表面上的元件的贴装点数据；形状数据存储器，用于保存待贴装在所述相对的表面上的元件的形状数据；以及支撑件布局图案确定单元，用于基于元件的贴装点数据和放大形状数据，确定支撑件的布局图案，其中所述放大形状数据是具有在所述元件的外部形状周围添加的边缘(margin)的形状的数据。
优选地，所述支撑件是用于支撑所述板的支撑柱，并且所述支撑件布局图案确定单元包括禁止柱区域确定单元，用于基于所述贴装点数据和所述放大形状数据，确定其中不允许放置支撑柱的禁止柱区域；以及支撑柱位置确定单元，用于基于所述禁止柱区域，确定放置所述支撑柱的柱位置。
例如，所述禁止柱区域确定单元基于所述贴装点数据和所述形状数据来确定将成为禁止柱区域的放大区域，所述放大区域是具有在待被贴装在所述板上的元件的外部形状周围添加的固定宽度的边缘的区域。
根据上述结构，基于所述放大形状数据来确定所述支撑柱位置，其中所述放大形状数据是具有在所述元件的外部形状周围添加的固定宽度的边缘的形状的数据。所述支撑柱位置也可以被确定，以便避开焊接区域。因此，可以避免所述支撑柱碰上所述板的下表面上的引脚区域和焊盘区域，并且由此防止在下表面上贴装的电子元件的引脚损坏以及防止其焊盘脱落。
优选地，所述贴装点数据存储器保存将在多个板中的每个上贴装的每个电子元件的贴装点数据，所述形状数据存储器保存将在所述每个板上贴装的所述每个元件的形状数据，所述支撑柱位置确定单元基于所述每个板上的禁止柱区域来确定所述柱位置。
根据这种结构，在确定所述支撑柱位置时考虑了所述元件相对于多个板的贴装点数据和形状数据。因此，即使在电子元件的布局图案发生改变时也不需要改变所述支撑柱位置，从而可以节省用户时间和精力。
更为优选地，根据本发明的装置还包括可用柱位置存储器，用于保存在支撑柱板上所述支撑柱被允许放置的可用柱位置。
优选地，所述可用柱位置存储器保存在多个贴装机中的每个的支撑柱板上的可用柱位置，并且所述支撑柱位置确定单元包括公共可用柱位置确定单元，用于基于所述每个贴装机的可用柱位置，确定为所述多个贴装机所共用的公共可用柱位置；以及公共柱位置确定单元，用于基于所述禁止柱区域，在所述公共可用柱位置之中确定所述支撑柱将被放置的公共柱位置。
根据这种结构，基于为多个贴装机的支撑柱板所共用的所述可用柱位置来确定所述支撑柱位置。因此，可以在所述多个贴装机之间共享所述支撑柱位置信息，并且由此不需要为每个贴装机改变支撑柱布局。
更为优选地，根据本发明的装置还包括第二柱位置更新单元，用于更新由所述支撑柱位置确定单元确定的支撑柱位置，使得所述支撑柱从所述板的下方支撑所述元件将被贴装在所述板上的点的周围。
通过如上所述更新支撑柱位置，可以防止在贴装所述元件时由于施加在所述板上的力而引起的该板的弯曲。
在本发明的另一个方面中的贴装机是将元件贴装在一个板上的贴装机，包括支撑柱板，其上安装一个或多个支撑柱；传感器，用于检查是否安装了所述支撑柱；以及警告单元，用于基于由支撑柱位置确定装置确定的柱位置，在所述支撑柱被安装在错误的位置时发出警告，所述柱位置是将放置用于在贴装机中支撑所述板的支撑柱的位置，其中所述支撑柱位置确定装置包括贴装点数据存储器，用于保存将被贴装在与所述板的贴装表面相对的表面上的元件的贴装点数据；形状数据存储器，用于保存将被贴装在所述相对的表面上的元件的形状数据；禁止柱区域确定单元，用于基于所述贴装点数据和放大形状数据，确定其中不允许放置支撑柱的禁止柱区域，其中所述放大形状数据是具有添加在所述元件的外部形状周围的边缘的形状的数据；以及支撑柱位置确定单元，用于基于所述禁止柱区域，确定所述支撑柱将被放置的柱位置。
通过如上所述在所述支撑柱被安装在错误的位置时发出警告，可以防止错误放置所述支撑柱。
在本发明的又一个方面中的贴装机是用于将元件贴装在一个板上的贴装机，包括支撑柱板，其上安装一个或多个支撑柱，被放置在所述支撑柱板上的柱孔下的所述一个或多个支撑柱；以及支撑柱放置单元，用于通过抬起所述支撑柱穿过位于由支撑柱位置确定装置确定的柱位置的柱孔，自动地放置所述支撑柱，所述柱位置是将放置用于在贴装机中支撑所述板的支撑柱的位置，其中所述支撑柱位置确定装置包括贴装点数据存储器，用于保存将被贴装在与所述板的贴装表面相对的表面上的元件的贴装点数据；形状数据存储器，用于保存将被贴装在所述相对的表面上的元件的形状数据；禁止柱区域确定单元，用于基于所述贴装点数据和放大形状数据，确定其中不允许放置支撑柱的禁止柱区域，其中所述放大形状数据是具有添加在所述元件的外部形状周围的边缘的形状的数据；以及支撑柱位置确定单元，用于基于所述禁止柱区域，确定所述支撑柱将被放置的柱位置。
通过如上所述自动地放置所述支撑柱，可以防止错误地放置所述支撑柱。
值得注意的是，本发明不仅可以被具体实现为包括上述特征单元的用于确定支撑柱位置的各种装置，而且可以被具体实现为用于确定支撑柱位置的各种方法，作为步骤，其包括在此种装置中包括的特征单元，作为程序，其包括特征命令。还应该注意的是，这样的程序可以在诸如CD-ROM(便携光盘-只读存储器)的记录介质上分发，以及经由诸如因特网这样的传输介质进行分发。
根据本发明，可以提供一种装置，用于确定支撑柱的设置位置，使得已经被贴装在电路板的下表面上的电子元件的引脚不被损坏，焊盘不会脱落，并且在所述电路板由支撑柱支撑时，在不停止贴装工具的操作来进行调整的情况下，避免不必要地复制支撑柱的放置。还可以提供一种用于确定支撑柱的位置的装置，该装置不仅可以防止在贴装在电路板的下表面上的元件或所述元件的焊盘和支撑柱之间的干扰，而且可以在将元件贴装在所述板的上表面时防止该板弯曲。此外，可以提供一种装置，其用于确定公共支撑柱布局，使得在电子元件或贴装工具发生改变时，节省改变支撑柱位置所花费的时间和精力。
作为本申请的技术背景的进一步信息，在此将2003年10月23日提交的日本专利申请No.2003-363023的公开全文引入作为参考，包括说明书、附图和权利要求书。
从下述参照附图进行的描述中，本发明的这些和其他目的、优点和特征将变得更加明显，所述
了本发明的具体实施例。在附图中图1是示出根据本发明的元件贴装系统的整个构造的外部视图；图2是示出在元件贴装系统中使用的贴装机的整个构造的顶视图；图3是示出贴装机的线组拾取头(line gang pickup head)与元件盒(component cassette)之间的位置关系的简图；图4A是示出在贴装机中提供的两级内的四个元件供应单元的具体构造的一个实例的简图；图4B是示出在图4A的构造中各种类型的元件盒的数目和其在Z轴上的位置的表格；图5A是其中元件可由具有10个吸嘴的线组拾取头拾取的元件供应单元的Z轴中的位置的实例的简图；图5B是用于说明图5A中示出的Z轴中的位置的表格；图6A到图6D是示出待贴装的各种贴片电子元件的简图；图7是示出容纳元件的载带以及用于这个载带的供应带盘的一个实例的简图；图8是示出其中已经装载卷带式(taped)电子元件的元件盒的实例的简图；图9是示出优化装置的硬件构造的方框图；图10是示出如图9中示出的贴装点数据的实例的简图；图11是示出图9中示出的元件库的实例的简图；图12是示出图9中示出的贴装机信息的实例的简图；图13是支撑柱板、支撑柱以及其它的外部视图；图14是示出支撑柱位置确定装置的硬件构造的方框图；图15是示出支撑柱板数据的一个实例的简图；图16是用于说明电子元件的尺寸的简图；图17是用于说明电子元件焊盘的简图；图18是示出支撑柱位置确定处理的流程图；图19是示出有效支撑柱板数据区域的一个实例的简图；图20A是用于说明贴装板信息的简图；图20B是用于说明翻转贴装板信息的简图；图21是示出有效支撑柱板数据区域的另一个实例的简图；图22(a)是示出了通过将所述有效支撑柱板数据区域和所述翻转贴装板信息叠加而获得的叠加数据的一个实例的简图；图22(b)是示出支撑柱位置数据的一个实例的简图；图23是用于说明创建支撑柱位置数据的处理的简图；图24是用于示意性地说明基于多个电路板创建支撑柱位置数据的处理的简图；图25是示出在显示单元上显示的支撑柱位置信息的一个实例的简图；图26是示出在显示单元上显示的支撑柱位置信息的另一个实例的简图；图27是自动最优支撑柱位置计算处理的流程图；图28是示出在间距为“1”的网格中的柱位置的理想布局掩膜(mask)的一个实例的简图；图29是示出在间距为“2”的网格中的柱位置的理想布局掩膜的一个实例的简图；
图30是示出支撑柱位置数据的一个实例的简图；图31是示出了作为将如图30所示的支撑柱位置数据叠加在如图28所示的布局掩膜上的结果而获得的有效柱位置的简图；图32是示出了作为将如图30所示的支撑柱位置数据叠加在如图28所示的布局掩膜上的结果而获得的有效柱位置的简图，其中在该布局掩膜上将柱位置沿X方向移动一个间距；图33是用于说明所述支撑柱的加权的简图；图34是示出由聚氨酯泡沫(polyurethane foam)制成的装配架的一个实例的简图；以及图35A到图35C是用于说明用于支撑电路板的常规装置的简图。
具体实施例方式
参考附图，在下面描述根据本发明的实施例的元件贴装系统。
<贴装系统>
图1示出了根据本发明的贴装系统10的整个构造。如图所示，贴装系统10包括多个(这里是两个)贴装机100和200、优化装置300以及支撑柱位置确定装置600。贴装机100和200形成一条生产线，其中将电子元件贴装在向下游传送的电路板20上。优化装置300例如基于不同数据库中的信息，在生产开始时优化所需要的电子元件的贴装顺序，并且设置和控制具有通过优化产生的数值控制(NC)数据的贴装机100和200。支撑柱位置确定装置600确定在贴装机100和200贴装元件时支撑电路板20的支撑柱的位置。
贴装机100配备有两级(前级110和后级120)，该两级同时且彼此独立地操作，或者共同地，或者甚至交替地。这些级110和120中的每个是垂直的机器人贴装级，并且包括两个元件供应单元115a和115b，线组拾取头112、XY机器人113、元件识别照相机116、以及托盘(tray)供应单元117。元件供应单元115a和115b的每个都由多达48个元件盒114的阵列构成，所述元件盒存储元件带。线组拾取头112具有10个拾取吸嘴(下文简称为“吸嘴”)，所述吸嘴可以从元件盒114中拾取最多10个元件，并且将它们贴装在电路板20上。XY机器人113移动线组拾取头112。元件识别照相机116探查已经由线组拾取头112拾取的元件在二维或三维中的拾取状态。托盘供应单元117供应托盘元件。所述前级和后级独立于或平行于其它级而将元件贴装在板上。
在本说明书中，表述“元件带”指的是其中已经排列有多个同一类型的元件的带(载带)，其中这样的带由已经缠有该带的带盘(供应带盘)等供应。元件带通常用于将被称为“贴片元件”的相对小的元件供应到贴装机上。然而，在优化处理期间，“元件带”指的是指定假定已经被排列在一条虚拟带上的相同类型的一组元件的数据。在被称为“元件分割”的处理中，相同类型的一组元件(将可能被排列在单个的元件带上的元件)被分为多个元件带。值得注意的是，表述“元件类型”指的是比如电阻器和电容器这样的电子元件的类型。
还应该注意的是，由元件带供应的元件有时也被称为“卷带式元件”。
更为详细地，贴装机100是一种贴装设备，其包括通常被称为高速贴装机的贴装设备和被称为多功能贴装机的贴装设备两者的功能。高速贴装机是能够以每个元件大约0.1秒的速度贴装10mm2或更小的电子元件的设备，而多功能贴装机是这样一种设备，其能够贴装10mm2或更大的大型电子元件、诸如开关和连接器这样的不规则形状的元件、以及像QFP(方型扁平式封装)或BGA(球栅阵列)元件这样的IC元件。
简而言之，贴装机100被设计为能够贴装从0.6mm×0.3mm的贴装电阻到200mm的连接器的几乎所有类型的电子元件，其生产线通过将所需要的数目的贴装机100排列成一条直线来形成。
<贴装机的构造>
图2是示出旨在优化贴装顺序的贴装机100的整体构造的顶视图。
往返传送器118是一种移动平台，在该移动平台上放置从托盘供应单元117取到的元件，并将该移动平台移动到线组拾取头112可以从往返传送器118拾取元件的预定位置。吸嘴台119是其上放置与各种尺寸的元件对应的可互换的吸嘴的平台。
每级110和120中包括的元件供应单元115a和115b被设置在元件识别照相机116的左边和右边。线组拾取头112从元件供应单元115a或115b拾取元件，经过元件识别照相机116，并且随后重复一个操作以使线组拾取头112移动到电路板20上的贴装点，并且贴装所拾取的元件中的一个。值得注意的是，表述“贴装点”指的是一个板上应该贴装元件的坐标点，且有可能具有相同元件类型的元件被贴装在不同的点上。将被排列在某一元件类型的元件带上的元件(贴装点)的总数等于属于此种元件类型的元件的数目(应该被贴装的元件的总数)。
在本说明书中，所述重复的一系列处理的一个迭代以及在这样的迭代中处理的一组元件都被称为“任务”，在所述迭代中线组拾取头112拾取、传送以及贴装元件。作为一个例子，当线组拾取头112具有10个吸嘴时，单个任务可以贴装的元件的最大数目为10。还应该注意的是，“拾取操作”指的是从拾取头开始拾取元件时到线组拾取头112传送元件时执行的所有操作。在本说明书中，拾取操作不仅指的是由线组拾取头112利用单个吸嘴行程(stroke)(线组拾取头112的升高和降低)来拾取10个元件，而且指的是利用几个吸嘴行程来拾取10个元件。
值得注意的是，其上将贴装元件的电路板20被承载在载轨511上，被固定在预定位置，并且随后元件被贴装在电路板20上。用于支撑电路板20的支撑设备被设置在载轨511的下方。由于所述支撑设备与参照图35A到图35C描述的支撑设备相同，所以在此不重复其详细描述。
图3是线组拾取头112和元件盒114之间的位置关系的描述。线组拾取头112使用称为“组拾取”的方法，并且可以配备有最多10个拾取吸嘴112a-112b。当如此配置时，可以在单个吸嘴行程(线组拾取头112的一次升高和降低)内从元件盒114同时拾取最多10个元件。
值得注意的是，仅仅一个元件带被装载入“单盒”元件盒114中，而两个元件带被装载入“双盒”元件盒114中。元件供应单元115a或115b中的每个元件盒114(或元件带)的位置是利用Z轴中的值或Z轴上的位置来表示的，其中连续值被分配给从作为位置“1”的元件供应单元115a中的最左边位置开始的位置。因此，为了确定卷带式元件的贴装顺序，有必要确定元件(或元件带，或其中已经装载有元件带的元件盒114)的顺序(即，Z轴上的位置)。这里，“Z轴”指的是用来指定为每个贴装机(当配置有级时，则是级)放置的元件盒的安排位置的坐标轴(或其上的坐标值)。
如图4A中所示，元件供应单元115a、115b、215a和215b中的每个都能够存储最多48个元件带，其中在这些元件供应单元中的位置被分别编号为Z1到Z48、Z49到Z96、Z97到Z144、以及Z145到Z192。如图4B中所示，通过使用可以存储两个8mm宽的元件带的双盒送料器，每个元件供应单元(A块到D块)可以供应最多48种类型的元件。在元件供应单元中使用的元件带(元件盒)越宽，可以被装载入单个块的送料器的数目越低。
值得注意的是，在本说明书中，每级中的最左边元件供应单元115a和215a(块A和块C)被称为“左边块”，而每级中的最右边元件供应单元115b和215b(块B和块D)被称为“右边块”。
图5A和5B是示出元件供应单元的Z轴中的位置的实例的图形和表格，在该轴上可以由线组拾取头利用10个吸嘴来拾取元件。值得注意的是，在这些图形中以H1到H10给出的值表示所述10个吸嘴头的位置。
吸嘴头之间的间隔等于一个双盒送料器的宽度(21.5mm)，使得可以在单个吸嘴行程中拾取的Z个数目的元件是以两个来间隔开的(即，或者所有奇数或者所有偶数)。由于具有10个吸嘴的线组拾取头的移动在Z轴上的限制，存在某些吸嘴不能够拾取被放置在接近于元件供应单元的末端的元件的情况。此种情形用图5B中“-”标记表示。
下面将参照图6A到图8，详细描述元件盒114的构造。
图6A到图6D示出了各种贴片电子元件423a到423d。如图7中所示，元件423d被置于凹形存储仓(concave-shaped storagespace)424a中，该凹形存储仓424a被连续地形成在载带424中，并且通过在载带424上方施加覆带425来对元件423d进行密封。预定长度的这种载带424被缠绕在供应带盘426上，所得到的被供应给用户作为元件带。然而，值得注意的是，其中存储电子元件的仓的形状不限于凹形。图7中示出的载带424可以用其上粘合地固定元件的粘合带以及纸带来替代。
使用首先被装载入元件盒114(比如图8中所示的)的诸如电子元件423d这样的卷带式元件。在图8中，供应轨426被附接到轨侧板428，使得可以自由地旋转，其中轨侧板428与主框427相啮合。已经被拖离供应轨426的载带424由输送轮429来引导。其中已经安装此种电子元件供应装置的自动电子元件贴装装置(未示出)如下操作。也安装在所述装置中的输送杆(未示出)的移动使得电子元件供应装置的输送杆430沿图8中的Y1所示的方向移动。这种移动经由附接到输送杆430的连接物431传输，并且导致棘轮432旋转预定角度。设置输送轮429，使其连同棘轮432一起移动，并且因此移动固定间距，比如2mm或4mm的输送间距。值得注意的是，可以利用电动机驱动或汽缸驱动来从轨道输送载带424。
利用覆带分离单元433从载带424剥离覆带425，该覆带分离单元433位于输送轮429之前(朝向供应带盘426)。所分离的覆带425被缠绕在覆带收集带盘434上，并且将已经移除了覆带425的载带424传送到电子元件移除单元435。在由输送轮429输送载带424的同时，电子元件移除单元435连同棘轮432的移动而打开，真空吸入头(未示出)使用吸入来拾取贴片电子元件423d，由此将其从存储仓424a中移除。在此之后，由所述装置的输送杆施加的压力被去除，并且拉力弹簧436施加的力使得输送杆430沿图8中的Y2示出的方向移动。结果是，输送杆430返回到其原始位置。
贴装机100的特征操作如下。
(1)吸嘴互换当下一次贴装操作需要的吸嘴不在线组拾取头112上时，线组拾取头112被移动到其中执行吸嘴互换的吸嘴台。可用的吸嘴类型取决于将由线组拾取头112拾取的元件的尺寸。作为一个实例，提供“类型S”、“类型M”、以及“类型L”的吸嘴。
(2)元件拾取线组拾取头112移动到元件供应单元115a和115b，并且使用吸入来拾取电子元件。当不能同时拾取10个元件时，线组拾取头112可以被重新放置，并且可以进行几个吸嘴行程来拾取最多10个电子元件。
(3)识别扫描线组拾取头112以预定速度移过元件识别照相机116。元件识别照相机116形成已经被线组拾取头112拾取的所有电子元件的图像，并且检测是否已经在正确的位置拾取所述元件。
(4)元件贴装将电子元件连续地贴装在电路板20上。
重复上述操作(1)到(4)，由此将所有需要的电子元件贴装在电路板20上。操作(2)到(4)在贴装元件时构成贴装机100的主要操作，并且对应于一个“任务”。这意味着可以在单个任务中将最多10个电子元件贴装在一个板上。
<对贴装机的限制>
当优化元件的贴装顺序时的目的是使每单位时间由贴装机100处理的板的数目最大化。如同从上述贴装机100的功能和操作特性中所能理解的，优选的优化方法(优化算法)是这样一种算法，其选择可被有效地贴装到电路板上的10个电子元件，同时从元件供应单元中拾取所有10个电子元件，并且随后使用最短的可能路线来连续地贴装所述电子元件。利用此种优化算法确定的元件贴装顺序将理想地导致其中贴装机仅仅配置有一个吸嘴的情况时的产量的10倍。
然而，由于比如设备构造、成本以及可操作性这样的因素，每个贴装机都要受到关于元件能够被贴装的顺序的某些限制。更为现实的，元件贴装的顺序的优化因此是使每单位时间能够由贴装机100处理的板的数目最大化，受到各种限制。
下面描述贴装机100受到的主要限制。
<线组拾取头>
线组拾取头112具有10个贴装头，该10个贴装头可以独立地拾取和贴装被排列成一条直线的电子元件。可以附接最多10个拾取吸嘴，使得可以由线组拾取头112在单个吸嘴行程中拾取最多10个元件。
在本说明书中，组成线组拾取头112的头(能够拾取一个元件的一个部分)中的每一个被称为“贴装头”或简称为“头”。
在拾取元件时和在贴装元件时，形成线组拾取头112的10个贴装头被排列成一条直线，这对线组拾取头112的可移动范围造成了限制。更为详细地，如图5B所示，存在关于哪个贴装头能够访问位于元件供应单元的任一末端上(也就是说，接近左元件供应单元115a的左端以及接近右元件供应单元115b的右端)的元件。
当将电子元件贴装在一个板上时，也存在关于线组拾取头112的可移动范围的限制。
<元件识别照相机>
作为元件识别照相机116，贴装机100具有形成二维图像的2D照相机以及还可以检测高度的3D照相机。作为2D照相机，取决于将要被拍摄的区域的大小，可以提供2DS照相机以及2DL照相机，以供使用。2DS照相机能够高速地拍摄小区域，而2DL照相机的特征在于，具有最大范围60mm×220mm。所述3D照相机用于在三维中检测IC元件的任何引脚是否被弯曲。
取决于使用的照相机，拍摄电子元件时使用的识别扫描速度不同。当在同一个任务中存在由2DS照相机拍摄的元件和由3D照相机拍摄的元件时，需要以每个照相机的扫描速度来执行识别扫描，使得两个扫描操作成为必要。
<元件供应单元>
可以以元件带的形式来封装电子元件，其中由所述带来容纳元件，或者以板的形式中的托盘的形式来封装电子元件，按照与元件的大小保持一致来划分所述板的区域。
卷带式元件的供应是由元件供应单元115a和115b执行的，而托盘元件的供应是由托盘供应单元117执行的。
电子元件的卷带化是标准化的，具有8mm到72mm宽度的带可用于不同尺寸的元件。通过设置由具有用于带宽度的合适宽度的元件盒(“带送料器单元”)中的带(或者换言之，“元件带”)容纳的元件，可以从该带可靠地和连续地获得电子元件。
其中设置元件盒的元件供应单元被设计为使得宽度最多为12mm的元件带可以以21.5mm的间距无间隙地装载。当带的宽度为16mm或更大时，所述带需要被设置为留下合适的间隙，该合适的间隙取决于带的宽度。为了同时拾取多个电子元件(也就是，在线组拾取头112的单个吸嘴行程中)，贴装头和元件盒应该以相同的间距对准。当使用12mm宽或更窄的带来供应每个元件时，能够通过线组拾取头112同时拾取10个元件。
值得注意的是，组成每个元件供应单元的两个元件供应单元(左块115a和右块115b)的每个能够容纳12mm宽或更窄的最多48个带。
<元件盒>
元件盒可以是仅仅容纳一个元件带的单盒送料器和容纳最多两个盒的双盒送料器。在同一个双盒送料器中放置的两个元件盒需要具有相同的输送间距(2mm或4mm)。
<其他限制>
除了由于贴装机100的构造而产生的上述限制之外，贴装机100还受到由于使用贴装机100的制造工具而产生的下述操作限制。
(1)固定布置作为一个例子，为了降低重放元件带所需要的工作量，存在一些情形，其中在元件供应单元内的固定位置(Z轴上的位置)上设置特定的元件带(或容纳这个元件带的元件盒)。
(2)关于资源的限制存在一些情形，其中为同一类型的元件提供的元件带的数目、用于容纳元件带的送料器的数目、双盒送料器的数目以及(每种类型的)吸嘴的数目受到某些限制。
<优化装置>
优化装置300是用于确定元件贴装的顺序的装置，使得能够在被告知将要制造的物品(板和将要贴装到其上的元件)和制造工具(具有有限资源的贴装机和级)时，在最短可能时间内制造完成的板，以增加每单位时间内能够制造的板的数目。
更为详细地，为了最小化将元件贴装在每个板上花费的时间量，计算机判定装载有元件带的元件盒应该被设置在哪个贴装机(级)的哪个位置(Z轴)，每个贴装机(级)的线组拾取头应该以何种顺序尽可能从元件盒拾取最多可能数目的元件，以及所拾取的元件应该以何种顺序在哪个位置(贴装点)被贴装在板上。所述计算机通过查找最优方案来进行这种判定。
当进行此种操作时，所述优化需要满足与所使用的贴装机(级)一起呈现的上述限制。
<优化装置的硬件构造>
优化装置300是通过使比如个人计算机的标准计算机系统执行体现本发明的优化程序来实现的。当未连接到实际的贴装机100时，优化装置300的还可以作为单机仿真器(一种元件贴装顺序的优化工具)。
图9是示出图1中示出的优化装置300的硬件构造的方框图。为了在由于组成生产线的制造工具的性能规格而产生的各种限制下使得在板上贴装元件的流水线生产节拍(tact)时间(形成生产线的多级的单个生产节拍时间中的最大生产节拍时间)最小化，优化装置300基于元件贴装CAD(计算机辅助设计)装置等提供的所有元件的信息，确定每级应该贴装哪些元件、以及每级的元件贴装顺序。通过进行此种操作，优化装置300产生最优NC数据。如图19所示，优化装置300包括计算控制单元301、显示单元302、输入单元303、存储器304、优化程序存储单元305、通信接口单元306、以及数据库单元307。
应该注意的是，在本说明书中，表述“生产节拍时间”指的是贴装元件所需要的总时间。
计算控制单元301是CPU(中央处理单元)、数值处理器等。根据来自用户的指令，计算控制单元301将需要的程序从优化程序存储单元305加载入存储器304，并且执行它们。根据执行结果，计算控制单元301控制编号为302到307的组成单元。
显示单元302是CRT(阴极射线管)、LCD(液晶显示器)等，而输入单元303是比如键盘或鼠标的输入设备。这些组件是由计算控制单元301控制的，且用于允许与优化装置300的用户交互。
通信接口单元306是LAN(局域网)适配器等，且被用于允许优化装置300与贴装机100和200、支撑柱位置确定装置600、以及CAD装置(未示出)进行通信，所述CAD装置设计电子元件的布局、布线图案等。
存储器304是提供计算控制单元301的工作区的RAM(随机访问存储器)等。优化程序存储单元305是硬盘等，存储了实现优化装置300的功能的各种优化程序。
数据库单元307是硬盘等，存储了在优化装置300执行的优化处理中使用的输入数据(贴装点数据307a、元件库307b以及贴装机信息307c)、以及由优化处理产生的贴装点数据和其它数据。
图10到12分别示出了贴装点数据307a、元件库307b、以及贴装机信息307c。
贴装点数据307a是示出将被贴装的所有元件的贴装点的信息集合。如图10中所示，一个贴装点pi包括元件类型ci、X坐标xi、Y坐标yi、贴装角θi、以及控制数据i。在这种情况下，表述“元件类型”指的是图12中示出的元件库307b中的元件的名称，“X坐标”和“Y坐标”是贴装点的坐标(指示电路板上的具体位置的坐标)，“贴装角”是贴装元件期间所述头的旋转角，而“控制数据”是与元件的贴装相关的限制信息(比如可以使用的拾取吸嘴的类型以及线组拾取头112应该移动的最大速度)。应该注意的是，最终将产生的“NC数据”是导致最短流水线生产节拍时间的贴装点的顺序列表。还应该注意的是，X轴方向是电路板20的行进方向，而Y轴方向是垂直于X轴方向的方向。
元件库307b是其中在一起收集了可由贴装机100和200处理的各种元件类型的具体信息。如图11所示，元件库307b中的每项包括元件尺寸、生产节拍时间(经历某种条件的每个元件类型的生产节拍时间)，以及其他限制信息(比如可以使用的拾取吸嘴的类型、元件识别照相机116使用的识别方法、以及线组拾取头112应该移动的最高速度)。应该注意的是，在图11中，各种类型的元件的外形也被示出，作为参考目的。
贴装机信息307c是示出形成生产线的各级的构造以及这些级受到的限制的信息。如图12所示，贴装机信息307c包括以下信息，比如，表示级编号的单元ID、与线组拾取头的类型相关的头信息、与可以被附加到线组拾取头的吸嘴的类型相关的吸嘴信息、与元件盒114的最大数目相关的送料器信息，以及与其上托盘被存储在托盘供应单元117中的层数相关的托盘信息。
上述信息被如下分类。所使用的类型是装置选项数据(对于每级)，资源数据(在每级中可被安装的盒的数目、以及每级中的吸嘴的数目)，吸嘴台布局数据(对于配备有吸嘴台的每个台)、初始吸嘴模式数据(对于每级)、以及Z轴布局数据(对于每级)。
<支撑柱位置确定装置>
支撑柱位置确定装置600是这样一种装置，其用于基于与支撑柱板502的形状相关的支撑柱板数据、元件贴装点数据、元件形状数据、元件焊盘信息、以及电路板20的轮廓(contour)信息，来确定支撑柱板502上的柱孔504的位置，其中所述支撑柱板502用于在其上安装支撑柱510。
图13是支撑板502、支撑柱510和其它的外部视图。在贴装电子元件508之前，用户将支撑柱510安装在支撑柱板502上的柱孔504中。电路板20被放置在支撑柱510上，并且通过线组拾取头112将电子元件508贴装在电路板20上。
<支撑柱位置确定装置的硬件构造>
支撑柱位置确定装置600是通过使比如个人计算机的标准计算机系统执行体现本发明的支撑柱位置确定程序来实现的。当未连接到实际的贴装机100时，支撑柱位置确定装置600还可用作单机仿真器(一种支撑柱位置确定工具)。
图14是示出图1中示出的支撑柱位置确定装置600的硬件构造的方框图。支撑柱位置确定装置600基于将被贴装在电路板20上的元件的贴装点，确定每级的支撑设备的支撑柱板502上用于安装支撑柱510的柱孔504的位置，并且生成支撑柱510的最优位置信息。如图14所示，支撑柱位置确定装置600包括计算控制单元601、显示单元602、输入单元603、存储器604、支撑柱位置确定程序存储单元605、通信接口单元606、以及数据库单元607。
计算控制单元601是CPU、数值处理器等。根据来自用户的指令，计算控制单元601将需要的程序从支撑柱位置确定程序存储单元605加载到存储器604，并且执行它们。根据执行结果，计算控制单元601控制编号为602到607的组成单元。
显示单元602是CRT、LCD等，而输入单元603是比如键盘或鼠标的输入设备。这些组件是由计算控制单元601控制的，且用于允许与支撑柱位置确定装置600的用户交互。
通信接口单元606是LAN适配器等，且被用于允许支撑柱位置确定装置600与贴装机100和200、优化装置300、以及上述CAD装置(未示出)进行通信。
存储器604是提供计算控制单元601的工作区的RAM等。支撑柱位置确定程序存储单元605是硬盘等，其存储实现支撑柱位置确定装置600的功能的各种程序。
数据库单元607是硬盘等，其存储在支撑柱位置确定装置600执行的支撑柱位置确定处理中使用的输入数据(支撑柱板数据607a、贴装点数据607b、形状数据607c、焊盘信息607d以及板轮廓信息607e)、以及在支撑柱位置确定处理中生成的支撑柱位置信息和其它数据。
如图15所示，支撑柱板数据607a指示组成用于电路板20的支撑设备的支撑柱板502的形状以及能够放置支撑柱510的可用柱孔504的位置。由于支撑柱板数据607a的切除部分516、螺钉位置512等，所以缺少一部分柱孔504。支撑柱板数据607a还指示用于与电路板20对准的基准孔的位置。
贴装点数据607b是示出将被贴装的所有元件的贴装点的信息的集合。这种贴装点数据607a与图10中示出的相同。应该注意的是，计算控制单元601并不总是需要将贴装点数据607b存储到数据库单元607中。取而代之，可以通过通信接口单元606来使用在优化装置300中存储的贴装点数据307a。
形状数据607c是元件形状的数据，包括如图11所示的元件库307b中包括的信息中的至少元件名称和元件尺寸。应该注意的是，元件尺寸在这里表示具有在外接矩形519周围添加的固定宽度边缘520的外接矩形522的尺寸，其中外接矩形519包括电子元件508或另一元件本身和其引脚518，如图16所示。更为具体地，固定宽度边缘520可以基于焊盘位置和焊盘形状来确定，因为它包括其中施加焊锡来焊接电子元件508等的区域。应该注意的是，可以为每个类型的电子元件确定固定宽度边缘520，或者对于该板的所有电子元件确定固定宽度边缘520。如果为每个类型的电子元件确定边缘，则可以以较高的精度来确定其中不应该安装支撑柱的区域。
如图17所示，焊盘信息607d是表示作为电子元件508的焊接区域的焊盘524的形状的信息。应该注意的是，在焊盘信息607d不可用的情形下，可以使用指示将锡膏施加于电路板20所使用的掩膜的形状的掩膜信息。
板轮廓信息607e是指示将元件贴装在其上之前电路板20的轮廓信息。
<支撑柱位置确定处理>
接着，参照附图来描述由上述支撑柱位置确定装置600执行的支撑柱位置确定处理。
图18是支撑柱位置确定处理的流程图。
计算控制电路601从每个贴装机100的数据库单元607加载如图15所示的支撑柱板数据607a(S4)。所有贴装机100的所加载的支撑柱板数据607a与作为基点的基准孔514叠加(S6)。根据这个处理，获得在所有支撑柱板数据607a中彼此重合的柱孔504，创建有效支撑柱板数据区域并将其显示在显示单元602上(S10)。例如，创建并显示如图19所示的支撑柱板数据区域。
接着，对于在某一时间周期(例如，一天)内其上将贴装元件的所有类型的电路板20(将被贴装在电路板20上的电子元件的所有布局图案)，重复下述处理。更为具体地，对于电路板20的第一贴装表面(双面板的一个表面，在其上首先贴装元件)，加载贴装点数据607b、元件形状数据607c、焊盘信息607d以及板轮廓信息607e，并且创建如图20A所示的贴装板信息614a(S14)。更为详细地，贴装板信息614a表示电路板20上的禁止区域612，在该禁止区域，由于元件、引脚、焊盘等被放置在其上，所以不应该安装支撑柱510。应该注意的是，基于外接矩形522来获得其中不应该安装支撑柱510的禁止区域612。如上所述，外接矩形522是通过在包括电子元件508或另一元件本身和其引脚518的外接矩形519周围添加固定宽度边缘520来获得的。因此，使用这种方法，可以通过简单的处理来获得禁止区域612。值得注意的是，外接矩形522可以通过使用电子元件的引脚的位置和形状以及电子元件的焊盘的位置和形状，而不是使用固定宽度边缘520来获得。如果按照上述方式获得外接矩形522，则可以高精度地获得禁止区域612，但是必须参考电子元件的引脚和焊盘的所有位置和形状。因此，获得禁止区域612的处理相对复杂。应该注意的是，贴装板信息614a还具有用于将其与支撑柱板502对准的基准孔610。
接着，创建如图20B所示的翻转贴装板信息614b(S16)。这种翻转贴装板信息614b是贴装板信息614a的水平翻转版本。贴装板信息614a被水平地翻转以获得支撑柱510的位置，在该位置，当元件被贴装在第二贴装表面(在下一次放置时元件将被贴装的表面)上时，所述柱与作为电路板的下表面的第一贴装表面接触。
接着，利用基准孔作为基点，翻转贴装板信息614b被叠加在有效支撑柱板数据区域计算处理(S2到S8)中计算出的有效支撑柱板数据区域上，以便创建叠加数据(S18)。为了说明简单，有效支撑柱板数据区域应该是如图21所示的区域。图22(a)示出了作为将有效支撑柱板数据区域和如图20B所示的翻转贴装板信息614b叠加的结果而获得的叠加数据。
作为叠加的结果，其中不应该安装支撑柱510的禁止区域612中包括的柱孔504被从叠加数据中删除，以便创建如图22(b)所示的支撑柱位置数据616(S20)。换言之，可以在其中柱孔504仍然保留在支撑柱位置数据616中的位置上安装支撑柱510。
接着，执行在支撑柱位置数据616上叠加另一类型板的翻转贴装板信息614b的处理，以便更新支撑柱位置数据616(S14到S20)。例如，通过叠加如图23(a)所示的支撑柱位置数据616和如图23(b)所示的翻转贴装板信息614b，支撑柱位置数据616被更新，如图23(c)所示。为所有贴装板执行这种处理，以便最后创建支撑柱位置数据616(S12到S22)。
总之，如图24所示，通过叠加如图24(a)到图24(c)所示的电路板的所有支撑柱位置数据616，最终可以获得如图24(d)所示的支撑柱位置数据616。
接着，根据所获得的支撑柱位置数据616自动地计算最优支撑柱位置，从而创建支撑柱位置信息(S24)。换言之，自动地确定支撑柱510的最优位置，使得可以在不需要关注于特定区域的情况下对它们进行放置，并且它们支撑所有电路板20同时防止其弯曲。这个处理稍后描述。
自动计算出的支撑柱位置信息被显示在显示单元602上(S26)。图25是示出在显示单元602上显示的支撑柱位置信息的一个实例的简图。支撑柱位置数据616显示在显示单元602的左边，而板规格窗口618、层显示窗口620、以及支撑柱位置信息输出窗口622被显示在显示器的右边。在板规格窗口618中指定了将被显示在支撑柱位置数据616上的电路板，在层显示窗口620中指定了将被显示在支撑柱位置数据616上的信息，并且在支撑柱位置信息输出窗口622中指定了支撑柱位置数据616是否被作为支撑柱位置信息输出。应该注意的是，图25仅仅是显示的一个例子，并且显示单元602可以显示任何其它信息和采用任何其它方式。
在板规格窗口618中输入电路板编号来指定电路板。层显示窗口620包括用于标记电路编号、元件、焊盘、掩膜以及支撑柱的复选框。这五个信息项具有多层结构，且当标记多个复选框时，可以在屏幕上显示按层叠加的多个信息。由于在图25中仅仅标记了支撑柱复选框，所以仅仅柱孔504和基准孔514被显示在支撑柱位置数据616上。支撑柱位置信息输出窗口622包括确定按钮622a和取消按钮622b。
通过点击确定按钮622a，用户可以在支撑柱位置数据616被编辑的处理时将其输出作为支撑柱位置信息，并且将其写入数据库单元607。用户可以通过点击确定按钮622a来停止编辑。应该注意的是，在操作输入单元603时，通过改变柱孔504的位置来编辑支撑柱位置数据616。
例如，如图26所示，当用户在层显示窗口620上标记支撑柱复选框和元件复选框，并且将电路板20的编号输入到板规格窗口618中时，将与该编号对应的电路板20的第二贴装表面的板信息从数据库单元607加载到计算控制单元601中(S28)。随后，柱孔504、基准孔514以及将被贴装在第二贴装表面上的元件被叠加并显示在支撑柱位置数据616中(S30)。由于将被贴装在第二贴装表面上的元件也被显示，所以可以编辑支撑柱位置数据616，使得柱孔504正好在将被贴装在第二贴装表面上的元件的下方(S32)。通过按照上述方式编辑柱位置，可以通过支撑柱510来正确地支撑其中元件将被贴装的地点，因此可以向电路板20上贴装元件时防止电路板20弯曲。
当在上述编辑之后点击确定按钮622a时，支撑柱位置数据616被作为支撑柱位置信息写入数据库单元607中，并且终止所述处理。
应该注意的是，由于在贴装线上仅仅电路板的一个表面上贴装元件的情况下没有元件被贴装在第一贴装表面上，所以在第一贴装表面上不存在限制区域，所述限制区域是其中因为于贴装的元件重叠而不能放置支撑柱的区域。因此，支撑柱被放置在其中它们支撑将被贴装在第二贴装表面上的元件的紧邻周围的位置上。
另外，执行自动计算支撑柱位置的处理并非必要。换言之，可以使用编辑功能，在支撑柱位置数据616的允许范围内手动地确定所述柱位置。
<自动最优支撑柱位置计算处理>
接着，参照附图详细地描述自动最优支撑柱位置计算处理(图18中的S24)。在这个处理中，自动地确定支撑柱510的位置，使得可以在不关注特定区域的情况下放置可用支撑柱510，并且支撑柱510支撑整个电路板20，同时防止其弯曲。
图27是自动最优支撑柱位置计算处理的流程图。
首先，用户输入柱间距和用于支撑电路板20所需要的柱的数目(S42)。理想的布局掩膜是基于输入的柱间距来定义的(S44)。例如，为如图21所示的支撑柱板数据指定间距“1”，创建如图28所示的理想的布局掩膜。更为详细地，从如图21所示的支撑柱板数据上的柱孔中每隔一个选择柱孔504，以便创建理想的布局掩膜。当指定间距“2”时，从如图28所示的布局掩膜上的柱孔中进一步每隔一个选择柱孔504，以便创建如图29所示的理想的布局掩膜。
接着，为布局掩膜上的柱孔的所有可能重叠位置重复下述处理(S46到S52)。例如，创建下述四种类型的布局掩膜如图28所示的布局掩膜；其中柱孔从如图28所示的那些沿X方向移动一个间距的布局掩膜；其中柱孔沿Y方向移动一个间距的布局掩膜；以及其中柱孔分别沿X和Y方向都移动一个间距的布局掩膜。
如图30所示，这四种类型的布局掩膜中的每个都被叠加在支撑柱位置数据616上(S48)。在其上将贴装元件的所有电路板中，在支撑柱位置数据616上显示的电路板20具有最大尺寸。
作为将所述四个类型的布局掩膜中的每个都叠加在支撑柱位置数据616上的结果，计算出电路板20上的有效柱位置的数目(S50)。例如，当如图28所示的布局掩膜和如图30所示的支撑柱位置数据616被叠加时，其中布局掩膜和支撑柱位置数据616二者上的柱位置彼此重叠的有效柱位置是图31中的双圆环，位置的数目是13。同样，当其中柱孔从如图28所示的那些沿X方向移动一个间距的布局掩膜被叠加在如图30所示的支撑柱位置数据616上时，有效柱位置由图32中的双圆环表示，并且位置的数目为13。
从按照上述方式获得的所有可能重叠位置中，采用具有最大数目的有效柱位置的支撑柱布局(S54)。然而，在如图31和图32所示的具有两个或更多个具有最大数目的有效柱位置的情况下，例如，给支撑柱位置分配权重，并且采用具有最大加权数的有效柱位置的支撑柱布局。例如，按照如图33所示的方式分配权重。更为详细地，如此确定权重，使得较小权重被分配给放置在由载轨511支撑的电路板20的水平边缘部分632中的支撑柱，而较大权重被分配给放置在未由载轨511支撑的电路板20的中心部分630和垂直边缘部分634中的支撑柱。
将按照上述方式计算出的支撑柱布局中包括的有效柱位置的数目与用户输入的柱数目相比较(S56)。当两个数目相同时(S56中为“＝”)，确定了在支撑柱位置采用处理(S54)中采用的支撑柱布局中包括的有效柱位置是最优支撑柱位置(S60)，并且终止所述处理。
当有效支撑柱位置的数目大于输入的柱数目时(S56中为“＞”)，按照分配给柱的权重的降序来选择与所输入的柱数目相同数目的有效支撑柱，所选择的有效支撑柱位置被确定为最优支撑柱位置(S58)，并且终止所述处理。
当有效支撑柱位置的数目小于输入的柱数目时(S56中为“＜”)，从最接近于其中在所采用的布局掩膜中既没有有效柱位置也没有可用柱位置的区域的无效柱位置中，使数目上少的柱位置为有效，所述有效支撑柱位置被确定为最优支撑柱位置(S64)，并且终止所述处理。或者，按照区域尺寸的降序，使当前无效的支撑柱位置成为有效，以补偿其中没有柱位置的区域。
按照上述方式来执行自动最优支撑柱位置计算处理(图18中的S24)。在这个处理中，根据理想的布局掩膜来确定支撑柱位置。因此，确定了支撑柱位置，使得每单位面积放置的支撑柱的数目相等。
如上所述，根据本实施例，考虑到电子元件的引脚和焊盘来确定支撑柱位置。因此，不存在支撑柱碰上板的下表面上的引脚或焊盘的机会。换言之，不存在贴装在板的下表面上的电子元件的引脚损坏或其焊锡脱落的机会。
另外，在本实施例中，获得了在多种类型的电子元件的任何一种布局图案中都可用的支撑柱位置。因此，即使电子元件的布局图案发生改变，也不需要改变支撑柱位置，这节省用户的时间和精力。
此外，在本实施例中，在多个贴装机的支撑柱板数据被叠加后，创建有效支撑柱板数据区域，并且随后基于该区域获得支撑柱位置。因此，所述多个贴装机可以共享支撑柱位置信息，并且因此不需要为每个贴装机改变支撑柱位置。
虽然在上面详细地描述了根据本发明的元件贴装系统的实施例，但是本发明不限于这个实施例。
例如，还可能的是，在贴装机100的支撑柱板502上设置传感器，将支撑柱位置信息从支撑柱位置确定装置600下载到贴装机100，并且当用户将支撑柱安装在用户不应该将其安装的位置上时，贴装机100发出警告。
此外，还可以按照下述方式配置贴装机100。在支撑柱板502的所有柱孔504下面预先设置支撑柱510，将支撑柱位置信息从支撑柱位置确定装置600下载到贴装机100，基于该信息，应该被放置在该确定的位置的支撑柱被自动地升高穿过柱孔。值得注意的是，还可以使用电动机等来机械地升高支撑柱。
此外，在一个多图案板的情况下，还可能的是不将支撑柱放置在与该板上的分界部分对应的位置上，所述分界部分是在板布局图案之间设置用于将其分界的。这是因为如果支撑柱被放置在与容易被折断的分界部分对应的位置上，那么当元件被贴装在电路板上时，该电路板可能被折断。值得注意的是，所述分界部分可能是一系列规则间隔的孔或打孔线。
此外，在自动支撑柱位置计算处理中，支撑柱可以被优选放置在将被贴装在第二贴装表面上的元件的下面。通过这样做，当元件被贴装在第二贴装表面上时可以防止电路板弯曲。
此外，在基于第一贴装表面的禁止区域612来计算贴装板信息614a的处理(图14中的S14)中，如图20A所示，在禁止区域612中不应该放置支撑柱510，基于贴装在电路板20的第一贴装表面上的元件以及其焊盘的图像数据来确定该禁止区域612。
此外，虽然在上述实施例中使用支撑柱板和支撑柱来支撑电路板，但是可以使用具有预定形状的装配架来支撑电路板，其中所述装配架是对比如聚氨酯泡沫、硅树脂或金属(例如，铁)的块状材料(massive material)进行加工而制成的。图34是示出由聚氨酯泡沫制成的装配架的一个实例的简图。多个孔532被设置在装配架530上。聚氨酯单元531对应于其中安装支撑柱510的部分。当电路板20被放置在装配架530上时，贴装在电路板20的下表面上的电子元件508适合于孔532。因此，可以在不损坏在电路板20的下表面上贴装的电子元件508的情况下，通过将电路板20放置在装配架530上来支撑电路板20。值得注意的是，聚氨酯单元531易于变形。因此，如果具有较低高度的电子元件508不适合于孔532而是与聚氨酯单元531接触，也不存在问题。换言之，即使具有较低高度的电子元件508与聚氨酯单元531接触，由于聚氨酯单元531的柔性，这些电子元件也不会被损坏或从电路板20分离。另外，在电子元件508被贴装后，这种类型的装配架530还可以用作封装材料。
此外，在执行电路板上的布线的丝网印刷的处理中，被称为支撑板的板件被用作支撑电路板的构件，但是还可以使用上述支撑板和支撑柱的组合，或者取代支撑板，使用由聚氨酯泡沫、硅树脂或金属等制成的装配架。
此外，还可以经由通信接口单元306，将在支撑柱位置确定装置600中使用的信息，比如贴装点数据607b、元件形状数据607c、焊盘信息607d以及板轮廓信息607e，从CAD装置下载到支撑柱位置确定装置600。
工业实用性本发明可以应用于为贴装机确定支撑柱位置的支撑柱定位装置，尤其应用于旨在被用于贴装多种类型的元件的一个贴装机或被用于多个贴装机的支撑柱定位装置等。
权利要求
1.一种用于确定用于支撑一个板的一个或多个支撑件的布局图案的装置，包括贴装点数据存储器，用于保存待贴装在与所述板的贴装表面相对的表面上的元件的贴装点数据；形状数据存储器，用于保存待贴装在所述相对的表面上的所述元件的形状数据；以及支撑件布局图案确定单元，用于基于所述元件的贴装点数据和放大形状数据，确定所述支撑件的布局图案，其中所述放大形状数据是具有在所述元件的外部形状周围添加的边缘的形状的数据。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述支撑件是用于支撑所述板的支撑柱，以及所述支撑件布局图案确定单元包括禁止柱区域确定单元，用于基于所述贴装点数据和所述放大形状数据，确定其中不允许放置支撑柱的禁止柱区域；以及支撑柱位置确定单元，用于基于所述禁止柱区域，确定将放置所述支撑柱的柱位置。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述禁止柱区域确定单元基于所述贴装点数据和所述形状数据来确定将成为所述禁止柱区域的放大区域，所述放大区域是具有在将被贴装在所述板上的所述元件的外部形状周围添加的固定宽度的边缘的区域。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述禁止柱区域确定单元基于所述贴装点数据、所述形状数据、所述元件的焊盘的位置以及所述焊盘的形状来确定所述禁止柱区域。
5.如权利要求2所述的装置，其中所述禁止柱区域确定单元基于将被贴装在所述相对的表面上的所述元件和所述元件的焊盘的图像数据来确定所述禁止柱区域。
6.如权利要求2所述的装置，其中在所述形状数据存储器中保存的所述形状数据是包括所述元件和所述元件的引脚的尺寸的形状的数据。
7.如权利要求2所述的装置，还包括掩膜信息存储器，用于保存将用于把焊锡施加到所述板上的掩膜的形状信息，其中所述支撑柱位置确定单元基于所述禁止柱区域和所述掩膜形状信息来确定所述柱位置。
8.如权利要求2所述的装置，其中所述贴装点数据存储器保存将被贴装在多个板中的每个上的每个元件的贴装点数据，所述形状数据存储器保存将被贴装在所述每个板上的所述每个元件的形状数据，以及所述支撑柱位置确定单元基于所述每个板上的禁止柱区域来确定所述柱位置。
9.如权利要求2所述的装置，还包括可用柱位置存储器，用于保存支撑柱板上的所述支撑柱被允许放置的可用柱位置。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述可用柱位置存储器保存在多个贴装机中的每个的支撑柱板上的所述可用柱位置，以及所述支撑柱位置确定单元包括公共可用柱位置确定单元，用于基于所述每个贴装机的可用柱位置，确定为所述多个贴装机共用的公共可用柱位置；以及公共柱位置确定单元，用于基于所述禁止柱区域，在所述公共可用柱位置之中确定所述支撑柱将被放置的公共柱位置。
11.如权利要求2所述的装置，还包括第一柱位置更新单元，用于更新由所述支撑柱位置确定单元确定的所述柱位置，使得在整个支撑柱板上每单位面积上的支撑柱的数目相等。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述第一柱位置更新单元包括柱间距输入接收单元，用于接收从外部输入的所述支撑柱之间的间距；以及第一更新单元，用于更新由所述支撑柱位置确定单元确定的所述柱位置，使得所述输入的间距被维持，并且使将被放置在所述支撑柱板上的支撑柱的数目变为最大。
13.如权利要求12所述的装置，其中所述第一柱位置更新单元还包括柱数目输入接收单元，用于接收将被放置在所述支撑柱板上的支撑柱的数目，所述支撑柱的数目是从外部输入的；以及第二更新单元，用于将由所述第一更新单元获得的将被放置在所述支撑柱板上的所述支撑柱的数目与所述输入的支撑柱的数目进行比较，并且在由所述第一更新单元获得的所述支撑柱的数目大于所述输入的支撑柱的数目的情况下，根据分配给所述支撑柱的预定权重，更新由所述支撑柱位置确定单元确定的所述支撑柱位置，使得将被放置在所述支撑柱板上的所述支撑柱的数目等于所述输入的支撑柱的数目。
14.如权利要求13所述的装置，其中根据用于承载所述板的载轨的位置和放置在所述载轨上的所述板的位置，将所述权重分配给所述支撑柱。
15.如权利要求13所述的装置，还包括第二柱位置更新单元，用于更新由所述支撑柱位置确定单元确定的所述支撑柱位置，使得所述支撑柱从所述板的下方支撑所述元件将被贴装在所述板上的点的周围。
16.如权利要求12所述的装置，其中所述第一柱位置更新单元还包括柱数目输入接收单元，用于接收将被放置在所述支撑柱板上的支撑柱的数目，所述支撑柱的数目是从外部输入的；以及第二更新单元，用于将由所述第一更新单元获得的将被放置在所述支撑柱板上的所述支撑柱的数目与所述输入的支撑柱的数目进行比较，并且在由所述第一更新单元获得的所述支撑柱的数目小于所述输入的支撑柱的数目的情况下，通过从基于所述输入的间距确定的柱位置中添加最接近于所述禁止柱区域的支撑柱，更新由所述支撑柱位置确定单元确定的所述支撑柱位置，使得将被放置在所述支撑柱板上的所述支撑柱的数目等于所述输入的支撑柱的数目。
17.如权利要求12所述的装置，其中所述第一柱位置更新单元还包括柱数目输入接收单元，用于接收将被放置在所述支撑柱板上的支撑柱的数目，所述支撑柱的数目是从外部输入的；以及第二更新单元，用于将由所述第一更新单元获得的将被放置在所述支撑柱板上的所述支撑柱的数目与所述输入的支撑柱的数目进行比较，并且在由所述第一更新单元获得的所述支撑柱的数目小于所述输入的支撑柱的数目的情况下，通过按照区域大小的降序顺序，将支撑柱添加到其中不存在将被放置的支撑柱的区域，更新由所述支撑柱位置确定单元确定的所述支撑柱位置，使得将被放置在所述支撑柱板上的所述支撑柱的数目等于所述输入的支撑柱的数目。
18.如权利要求2所述的装置，其中所述贴装点数据存储器还保存将被贴装在所述板的贴装表面上的元件的贴装点数据，所述形状数据存储器还保存将被贴装在所述板的贴装表面上的所述元件的形状数据，以及所述支撑柱位置确定单元基于所述禁止柱区域来确定所述柱位置，使得所述支撑柱从所述板的下方支撑所述元件将被贴装在所述电路板上的点的周围。
19.如权利要求2所述的装置，其中所述支撑柱位置确定单元不将所述支撑柱放置在与分界部分相对应的位置上，所述分界部分被设置在所述板上的多个布局图案之间，用于划分所述多个布局图案。
20.如权利要求2所述的支撑件布局图案确定装置，还包括显示单元，用于显示彼此叠加的所述柱位置和将被贴装在所述板上的元件的布局图案；以及编辑单元，用于根据来自用户的指令编辑所述柱位置。
21.如权利要求1所述的装置，其中所述支撑件是用于支撑所述板的块状件，以及所述支撑件布局图案确定单元基于所述贴装点数据和所述放大形状数据来确定所述块状件中的孔的位置。
22.如权利要求21所述的支撑件布局图案确定装置，其中所述块状件是由聚氨酯泡沫、硅树脂和金属中的一个制成的。
23.一种用于确定用于支撑一个板的一个或多个支撑件的布局图案的装置，包括贴装点数据存储器，用于保存将被贴装在所述板的贴装表面上的元件的贴装点数据，形状数据存储器，用于保存将被贴装在所述贴装表面上的所述元件的形状数据；以及支撑件布局图案确定单元，用于基于所述元件的贴装点数据和形状数据，确定所述支撑件的布局图案，使得所述支撑件从所述板的下方支撑所述元件将被贴装在所述板上的点的周围。
24.如权利要求23所述的装置，其中所述支撑件是用于支撑所述板的支撑柱，以及所述支撑件布局图案确定单元基于所述元件的贴装点数据和形状数据，确定所述支撑柱将被放置的柱位置，使得所述支撑柱从所述板的下方支撑所述元件将被贴装在所述板上的点的周围。
25.如权利要求23所述的装置，其中所述支撑件是用于支撑所述板的块状件，以及所述支撑件布局图案确定单元基于所述元件的贴装点数据和形状数据，确定所述块状件的形状，使得所述块状件从所述板的下方支撑所述元件将被贴装在所述板上的点的周围。
26.如权利要求25所述的装置，其中所述块状件由聚氨酯泡沫、硅树脂和金属中的一个制成的。
27.一种用于将元件贴装在板上的贴装机，其中根据由支撑件布局图案确定装置确定的支撑件的布局图案，将所述板放置在用于支撑所述板的所述支撑件上，以及所述支撑件布局图案确定装置包括贴装点数据存储器，用于保存将被贴装在与所述板的贴装表面相对的表面上的元件的贴装点数据，形状数据存储器，用于保存将被贴装在所述相对的表面上的所述元件的形状数据，以及支撑件布局图案确定单元，用于基于所述元件的贴装点数据和放大形状数据，确定所述支撑件的布局图案，其中所述放大形状数据是具有在所述元件的外部形状周围添加的边缘的形状的数据。
28.如权利要求27所述的贴装机，其中所述支撑件是用于支撑所述板的支撑柱，所述支撑件布局图案确定单元包括禁止柱区域确定单元，用于基于所述贴装点数据和所述放大形状数据，确定其中不允许放置支撑柱的禁止柱区域；以及支撑柱位置确定单元，用于基于所述禁止柱区域，确定将放置所述支撑柱的柱位置，以及根据由所述支撑柱位置确定单元确定的所述柱位置，将所述支撑柱安装在支撑柱板上。
29.一种用于将元件贴装在板上的贴装机，包括支撑柱板，其上安装一个或多个支撑柱；传感器，用于检查是否安装了所述支撑柱；以及警告单元，用于基于由支撑柱位置确定装置确定的柱位置，在所述支撑柱被安装在错误的位置时发出警告，所述柱位置是用于在所述贴装机中支撑所述板的所述支撑柱将被放置的位置；其中所述支撑柱位置确定装置包括贴装点数据存储器，用于保存将被贴装在与所述板的贴装表面相对的表面上的元件的贴装点数据；形状数据存储器，用于保存将被贴装在所述相对的表面上的所述元件的形状数据；禁止柱区域确定单元，用于基于所述贴装点数据和放大形状数据，确定其中不允许放置支撑柱的禁止柱区域，其中所述放大形状数据是具有在所述元件的外部形状周围添加的边缘的形状的数据；以及支撑柱位置确定单元，用于基于所述禁止柱区域，确定所述支撑柱将被放置的所述柱位置。
30.一种用于将元件贴装在板上的贴装机，包括支撑柱板，其上安装一个或多个支撑柱；被放置在所述支撑柱板上的柱孔下方的所述一个或多个支撑柱；以及支撑柱放置单元，用于通过抬起所述支撑柱穿过位于由支撑柱位置确定装置确定的柱位置的所述柱孔，自动地放置所述支撑柱；其中所述支撑柱位置确定装置包括贴装点数据存储器，用于保存将被贴装在与所述板的贴装表面相对的表面上的元件的贴装点数据；形状数据存储器，用于保存将被贴装在所述相对的表面上的所述元件的形状数据；禁止柱区域确定单元，用于基于所述贴装点数据和放大形状数据，确定其中不允许放置支撑柱的禁止柱区域，其中所述放大形状数据是具有在所述元件的外部形状周围添加的边缘的形状的数据；以及支撑柱位置确定单元，用于基于所述禁止柱区域，确定所述支撑柱将被放置的所述柱位置。
31.一种用于确定用来支撑贴装机中的一个板的一个或多个支撑柱的位置的方法，该贴装机将元件贴装在所述板上，所述方法包括基于贴装点数据和放大形状数据，确定其中不允许放置支撑柱的禁止柱区域，其中所述贴装点数据是将被贴装在与所述板的贴装表面相对的表面上的元件的贴装点数据，所述放大形状数据是具有在所述元件的外部形状周围添加的边缘的形状的数据；以及基于所述禁止柱区域，确定所述支撑柱将被放置的柱位置。
32.一种用于确定用来支撑贴装机中的一个板的一个或多个支撑柱的位置的计算机可执行的程序，该贴装机将元件贴装在所述板上，所述程序使得计算机执行基于贴装点数据和放大形状数据，确定其中不允许放置支撑柱的禁止柱区域，其中所述贴装点数据是将被贴装在与所述板的贴装表面相对的表面上的元件的贴装点数据，所述放大形状数据是具有在所述元件的外部形状周围添加的边缘的形状的数据；以及基于所述禁止柱区域，确定所述支撑柱将被放置的柱位置。
全文摘要
一种支撑柱位置确定装置(600)，其确定支撑柱被放置的位置，使得已经被贴装在电路板的下表面上的电子元件的引脚不会受损或者其焊盘不会脱落，所述支撑柱位置确定装置包括数据库单元(607)；支撑柱位置确定程序存储单元(605)；以及计算控制单元(601)。数据库单元(607)保存元件贴装点数据(607b)、元件形状数据(607c)、以及在支撑柱板上支撑柱被允许放置的可用柱位置(支撑柱板数据(607a))。支撑柱位置确定程序存储单元(605)存储支撑柱位置确定程序，该程序用于基于所述元件的贴装点数据和形状数据，在可用柱位置中确定支撑柱将被放置的位置。计算控制单元(601)执行支撑柱位置确定程序。元件形状数据是具有在所述元件自身的外部形状周围添加的固定宽度的边缘的形状的数据。
文档编号H05K13/00GK1871885SQ20048003115
公开日2006年11月29日 申请日期2004年10月15日 优先权日2003年10月23日
发明者吉田几生, 山崎映人, 小西亲, 前西康宏, 山崎琢也, 西田裕吉, 松本昌也 申请人:松下电器产业株式会社