专利名称：用于电路组件制造装置中的保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法及装置以及 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于电路组件制造装置、尤其是印刷电路板的元件安装装置中的保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法，其中借助该装置在一个印刷电路板类型的定标衬底的确定插放位置上用元件的盘状模仿件安装；其中模仿件相对定标衬底的定位参考标记的位置借助模仿件上位置确定的光学结构标记(例如4)由位置分辨光学传感器来捡测。
本发明还涉及用于实施保持装置的移动距离和/或角度位置定标方法、尤其是根据以上的方法的装置，其中借助该装置在一个印刷电路板类型的定标衬底的确定插放位置上用元件的模仿件安装；其中模仿件相对定标衬底的定位参考标记的位置借助模仿件上位置确定的光学结构标记(例如4)由位置分辨光学传感器来捡测；及其中由结构标记(例如4)对其预定理想位置的偏差来计算用于组件制造装置的控制机构的至少一个校正参数。
本发明还涉及用于实施保持装置的移动距离和/或角度位置定标方法、尤其是根据以上的方法的定标衬底，在该定标衬底上为模仿件设置的位置上装上模仿件后，根据定位参考标记可找到在电元件的模仿件上设在定位参考标记附近的光学结构标记。
迄今，为了电路组件制造装置中的保持装置、例如一个印刷电路板类型的定标衬底的移动距离和/或角度位置的定标，将在确定的插放位置上用元件的盘状模仿件安装。其中在保持装置旁模仿件由一个储料箱传送到定标衬底上，类似于元件从输送单元传送印刷电路板上的插放位置。对此通常是，使用一个类似印刷电路板的玻璃板作为定标衬底，在它的角区中具有定中标记。该具有双侧粘膜或具有喷胶的玻璃板将被放置在譬如构成为自动安装机的装置中，其上定中标记的位置借助自动安装机的分辨位置的印刷电路板照相机来获得。接着定标衬底在相对定中标记确定的位置上用元件的模仿件安装。
然后该安装玻璃板可用各种方式方法被测量。第一例子，例如由US5,573,204或DE4227667公知的方法中，将该安装玻璃板放置在一个光学测量机中。该玻璃板具有确定的标记，在该测量机中将测出这些标记相对玻璃板定中标记的相对位置。由与所需理想位置的位置偏差将在坐标方向及旋转方位上求出校正值，该校正值将作为校正参数被输入自动安装机中，在以后印刷电路板上安装元件时将考虑这些偏差。
在德国老专利申请19711476.8中(作为WO98/42171公开)提出另一方法，其中安装玻璃板在自动安装机中被印刷电路板照相机测量。该印刷电路板照相机对此测量在其视区中的玻璃板上具有的定位参考标记及小玻璃片上的确定标记，及由它们彼此的相对位置求出相应的校正值，在接着印刷电路板上安装元件时将考虑这些校正值。
但印刷电路板照相机具有个别依赖性及在短焦距物镜时具有尤其明显的摄影畸变。在自动安装机测量及多次使用该光学传感单元时由于该原因产生的系统性误差在±15μm的范围上。
本发明的任务是，给出一种改善的方法及装置，借助它可对电路组件制造装置中的保持装置的移动距离和/或角度位置定标，其中使用了在装置中具有的光传感装置。
根据本发明，该任务将通过具有以下特征的方法来解决，即，光学传感器测量第一校正标记及第二校正标记之间的距离，第一及第二校正标记以预定标称距离设置在定标衬底上，其中定位参考标记至少近似地在与光学传感器视区中第一校正标记的相同位置上被记录；及，通过被测量距离与标称距离的比较求出传感器校正系数，该校正系数在模仿件的位置确定时被考虑来用于补偿光学畸变。
根据本发明，该任务将通过具有以下特征的装置来解决，即，光学传感器测量第一校正标记及第二校正标记这样地被设置在定标衬底上，即它们的预定标称距离至少近似地相应于定位参考标记及结构标记(例如4)之间的距离及它们彼此的相对位置相应于定位参考标记对结构标记(例如4)的相对位置。
根据本发明，该任务将通过具有以下特征的定标衬底来解决，即，设有第一校正标记及第二校正标记，它们以预定标称距离彼此相隔地设在定标衬底上；其中该标称距离至少近似地等于定位参考标记及所配置的结构标记之间的距离。
在根据本发明的方法中，借助根据本发明的装置及根据本发明的定标衬底将以有利方式由光学传感器首先测量第一及第二校正标记之间的距离，第一及第二校正标记以预定标称距离设置在定标衬底(玻璃板)上。通过测量到的距离与标称距离的比较求出传感器校正系数，该校正系数在确定各个模仿件在定标衬底上的位置时被考虑。通过该方法光学传感器可在其视区的有限范围内精确地定标(局部测绘)。
根据上述保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法，其特征在于，定位参考标记到光学结构标记(例如4)的距离被选择得近似等于标称距离；及，光学结构标记相对定位参考标记的相对位置相应于第二校正标记相对第一校正标记的相对位置。在此有利构型中，各个光学结构标记彼此具有相对的相同位置(位置及距离)将保证光学传感器仅在对于它能精确测量的范围中被使用。
根据上述保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法，其特征在于，定位参考标记及光学结构标记的形状相应于第一校正标记及第二校正标记的形状。此方法可工作得特别精确，这时各个光学结构标记也具有相同或相似的形状。
根据上述保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法，其特征在于，标称距离被选择得小于光学传感器的视区；及第一校正标记及第二校正标记(6)同时地被光学传感器记录。此方法可既简单又快移也进行，这时标称距离被选择得小于光学传感器的视区，以致第一与第二校正标记、及定位参考标记与光学结构标记可同时地被光学传感器记录。
其精确度的进一步改善可这样地实现根据上述其中一项所述的保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法，其特征在于，定位参考标记至少近似地在与光学传感器视区中第一校正标记的相同位置上被记录。由此可保证，对于测量总是使用光学传感器的相同的、已用于定标的区域。
根据上述装置，其特征在于，在定位参考标记及结构标记之间的一个设想的连接线至少近似地垂直于模仿件的边。在这种用于实施所述方法的有利装置中，定位参考标记及结构标记之间的一个设想的连接线垂直于模仿件边地延伸，由此测量不会因模仿件另外边的附加反射而变得困难。
以下将借助附图以实施例来详细地说明本发明。其中
图1在其上置有元件的模仿件的定标衬底的正视图，及图2根据图1的具有第一及第二校正标记的定标衬底的放大片段。
在图1中表示一个定标衬底1，它在一个电元件安装自动机中在确定位置上安装了这些电元件的模仿件2。对此，使模仿件2从未示出的储料箱中取出及在一个未示出的保持装置上传送到定标衬底1并下降放置在为它设置的位置上，类似于元件从输送装置一直传送到印刷电路板的插放位置上。模仿件2由小玻璃片组成，它们各在两个对角上具有位于对角线上的十字线形式的标记4，作为光学结构标记。定标衬底1在该位置旁在到标记4的小距离上设有定位参考标记3，它们以高的位置精度设置。
标记4及参考标记3这样接近地相邻，即它们在一个位置分辨光学传感器的一个视区7中通过，该传感器被固定在元件的安装头上。该安装头这样地运行，即该传感器可定位在所有带标记的角区上。
位置分辨光学传感器与一个求值电子部分相连接，后者能够求出标记4到相应参考标记3的相对位置，而此时无需传感器移动。一个未示出的安装装置的控制机构具有一个求值组件，该组件将标记4到参考标记3的各个偏移处理成该机器的校正参数。该校正参数将自动地由控制机构接受。
为了光学传感器的精确定标，以一个预定的固定标称距离a在定标衬底上设置第一校正标记5及第二校正标记6。其中光学传感器首先测量第一校正标记5及第二校正标记6的距离，及由此通过与标称距离a的比较来求出传感器校正系数，在模仿件2的位置确定时将考虑该传感器校正系数。现在光学传感器接着测量定位参考标记3相对标记4的位置，及在此情况下使用与测量第一校正标记5及第二校正标记6时相同的视区7，因此可通过传感器校正系数的考虑来实现标记4及定位参考标记3之间相对位置的精确确定。可能的最高精确度将这样地达到，即在视区7中测量第一校正标记5的位置与在视区7中测量定位参考标记3的位置相一致。标记4则近似地位于视区7中具有第二校正标记6的位置上。因此使用了光学传感器的视区7的区域，该区域即为先前确定传感器校正系数时所使用的，由此实现了在自动安装机的测量中所需的精确度。
在此情况下标记4相对定位参考标记3这样地布置，即设想的它们之间的连接线垂直于模仿件的边缘。由此使有害反射对标记间彼此相对位置的影响减至最小。
权利要求
1．用于电路组件制造装置、尤其是印刷电路板的元件安装装置中的保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法，其中借助该装置在一个印刷电路板类型的定标衬底(1)的确定插放位置上用元件的盘状模仿件(2)安装；其中模仿件(2)相对定标衬底(1)的定位参考标记(3)的位置借助模仿件(2)上位置确定的光学结构标记(例如4)由位置分辨光学传感器来捡测，其特征在于，光学传感器测量第一校正标记(5)及第二校正标记(6)之间的距离，第一及第二校正标记以预定标称距离(a)设置在定标衬底(1)上，其中定位参考标记(3)至少近似地在与光学传感器视区(7)中第一校正标记(5)的相同位置上被记录；及通过被测量距离与标称距离(a)的比较求出传感器校正系数，该校正系数在模仿件(2)的位置确定时被考虑来用于补偿光学畸变。
2．根据权利要求1所述的保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法，其特征在于，定位参考标记(3)到光学结构标记(例如4)的距离被选择得近似等于标称距离(a)；及光学结构标记(4)相对定位参考标记(3)的相对位置相应于第二校正标记(6)相对第一校正标记(5)的相对位置。
3．根据权利要求2所述的保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法，其特征在于，定位参考标记(3)及光学结构标记(4)的形状相应于第一校正标记(5)及第二校正标记(6)的形状。
4．根据权利要求1,2或3所述的保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法，其特征在于，标称距离(a)被选择得小于光学传感器的视区(7)；及第一校正标记(5)及第二校正标记(6)同时地被光学传感器记录。
5．根据权利要求1至4中的一项所述的保持装置的移动距离和/或角度位置定标的方法，其特征在于，定位参考标记(3)至少近似地在与光学传感器视区(7)中第一校正标记(5)的相同位置上被记录。
6．用于实施保持装置的移动距离和/或角度位置定标方法、尤其是根据以上权利要求中一项的方法的装置，其中借助该装置在一个印刷电路板类型的定标衬底(1)的确定插放位置上用元件的模仿件(2)安装；其中模仿件(2)相对定标衬底(1)的定位参考标记(3)的位置借助模仿件(2)上位置确定的光学结构标记(例如4)由位置分辨光学传感器来检测；及其中由结构标记(例如4)对其预定理想位置的偏差来计算用于组件制造装置的控制机构的至少一个校正参数，其特征在于，光学传感器测量第一校正标记(5)及第二校正标记(6)这样地被设置在定标衬底(1)上，即它们的预定标称距离(a)至少近似地相应于定位参考标记(3)及结构标记(例如4)之间的距离及它们彼此的相对位置相应于定位参考标记(3)对结构标记(例如4)的相对位置。
7．根据权利要求6所述的装置，其特征在于，校正标记(5,6)，定位参考标记(3)及结构标记(例如4)各构成十字状。
8．根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，在定位参考标记(3)及结构标记(4)之间的一个设想的连接线至少近似地垂直于模仿件(2)的边。
9．用于实施保持装置的移动距离和/或角度位置定标方法、尤其是根据以上权利要求中一项的方法的定标衬底(1)，在该定标衬底(1)上为模仿件(2)设置的位置上装上模仿件后，根据定位参考标记(3)可找到在电元件的模仿件(2)上设在定位参考标记附近的光学结构标记(4)，其特征在于，设有第一校正标记(5)及第二校正标记(6)，它们以预定标称距离(a)彼此相隔地设在定标衬底(1)上；其中该标称距离至少近似地等于定位参考标记(3)及所配置的结构标记(4)之间的距离。
全文摘要
公知的方法通过装在定标衬底(1)上的电元件的模仿件(2)位置的光学测量来对电路组件制造装置中保持装置的移动距离和/或角度位置定标。为此使用了模仿件(2)上的标记(4)及定标衬底(1)上的定位参考标记(3)。作为光学传感器使用的印刷电路板照相机具有显著的照相畸变，它使定标变得困难。通过根据本发明的方法、装置及定标衬底(1)可求得一个传感器校正系数，其中用印刷电路板照相机对以预定标称距离(a)彼此设置在定标衬底(1)的预定位置上的两个校正标记(5,6)的位置进行测量，及将测量结果于该标称距离(a)相比较。
文档编号H05K13/00GK1318275SQ99810235
公开日2001年10月17日 申请日期1999年9月1日 优先权日1998年9月2日
发明者W·米勒 申请人:西门子生产及后勤系统股份公司