[发明专利]在装配元件时识别振动的元件载体

说明书

技术领域

本发明总体上涉及装配技术的技术领域。本发明尤其涉及一种方法和系统，用来在装配元件时表征元件载体的状态。此外，本发明还涉及一种用来在自动装配机中给元件载体装配元件的方法、一种用来表征元件载体的状态的系统、一种具有这种系统的自动装配机以及一种用来实施所述方法的计算机程序。 

背景技术

在所谓的表面贴装技术(SMT)中给元件载体装配元件时，元件借助装配头从元件-供应装置的拾取位置中拾取，并且传送到装配区域中并且安放在元件载体上的预先设定的元件-安装位置上。 

“元件载体”这一概念在此文献中可理解为各种可装配的物体，尤其是电路板。元件载体能够或多或少呈刚性，甚至是挠性的。此外，元件载体能够既具有刚性区域，也具有挠性区域。 

“元件”这一概念在此文献中可理解为所有可装配的元件，它们能够定位在元件载体上。元件尤其能够是两极或多极的SMT-元件或其它高度集成的平面的元件，例如球栅阵列、裸芯片和倒装焊芯片。此外，“元件”这一概念还可包含机械元件，例如连接销钉、插头、插座或类似物体或光电元件，例如发光二极管或光电二极管。此外，“元件”这一概念还可包含用于所谓收发器的所谓的RFID芯片。 

由于电子组件越来越微型化，并且由于电子市场上的价格压力，既在装配精度也在装配速度方面对现代自动装配机提出了很高的要求。为了达到高的装配速度，借助装配头实施的拾取、传送和安放过程对于所有元件来说当然必须快速进行。 

但在给元件载体装配元件时，在元件碰到元件载体的瞬间会出现一定的冲力，它由元件施加到元件载体上。典型的是，该冲力在装配速度 很高时也尤其高。当装配速度较低时或者当元件缓慢地安放在元件载体上时，该冲力还总是具有一定的值。 

这种冲力(可能还与其它冲撞力结合，所述其它冲撞力是在安装其它元件时出现的)可能给相关元件载体造成不期望的振动。对于已经安放好的元件来说，这种振动会导致惯性力在元件上生效，这种已安装好的元件例如由有粘性的焊膏保持在它们的位置上。根据元件大小和元件载体的设计，尤其在振动较强时可能会超过焊膏的粘附力，从而使相关的元件不期望地从元件载体或至少从期望的安装位置上脱落。因此，通过错误的元件明显地使装配工艺的缺陷率增多。 

为了减轻元件载体的不期望的振动，已知的是，在装配过程中将元件载体支承在适当的位置上。为了实现这样的支承，能够使用手动或自动放置的销钉，它贴靠在相关元件载体的底侧上。此外，为了支承元件载体，已知真空吸附座、所谓的格栅阵列和刷子。只有当相关的支承工具贴靠在元件载体的下方边缘上时，所有已知的支承工具才能生效。尽管已获支承，但朝上拱起的元件载体仍然会激起振动。从而提高了装配工艺的缺陷率。 

发明内容

本发明的目的是，在给元件载体自动装配元件时减少缺陷率。 

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。 

按本发明的第一方面的内容，其描述了一种用来表征元件载体的振动情况的方法。所述的方法具有：(a)将多个元件定位在元件载体上；(b)确定每个元件放置在元件载体上的相应的安装高度，以便获得多个装配高度的值；以及(c)在众多装配高度的基础上表征元件载体的振动情况，以便近似地确定元件载体的至少一个展示了这种振动情况的振动位置。 

所述方法是基于这样的认识，即在振动的元件载体上实际的装配高度取决于振动状态。实际的装配高度尤其取决于相关装配位置或者元件载体的相关位置与零位的当前偏转量，在零位置时，该元件载体完全处 于静止或者不振动。如果各装配高度彼此不同，那么从中可知，元件载体的振动是存在的。装配高度之间的差别越大，则倾向于该振动的振幅也越大。 

“表征元件载体的振动情况”这一表述在此文献中可理解为各种表示元件载体的至少一部分的高度位置的随时间的变化的信息。该高位位置的随时间的变化能够由任意的振动、振荡和/或波动引起，它们能够是协调的或非协调的。在非协调的振动中，元件载体的至少一个局部区域的偏转不是严格地按正弦或余弦形状来实施。 

该振动情况在最简单的情况下只检测，是否存在元件载体的至少一个局部区域的移动。但还可能的是，在进行所述表征时确定振动的振幅。如果该振幅超过了预先设定的参考振幅，则从中可得出，装配的缺陷率不再被接受，必须采取适当的措施来减轻元件载体的振动。