[发明专利]确定电子元件取向的方法、传感器系统及装配机

说明书

本发明确定电子元件取向的方法、传感器系统及装配机，电子元件具有多个连接触点，该方法具有：（a）照亮该元件，使得来自元件的两个相对侧表面的倾斜照射方向的照明光线只入射到这两个侧表面之一上，根据待确定的取向只入射到该元件的下方表面或上方表面上；（b）拍摄该元件的图像，被照亮的表面至少在此图像中成像；（c）评估所摄图像是否存在明亮区域，明亮区域的基础分别是照明光线在连接触点之一上的反射；（d）如果存在至少一个这样的明亮区域，则评估所摄图像以获得该明亮区域相对于壳体的相对位置；（e）基于关于至少一个这样的明亮区域的存在的第一信息，和/或基于关于至少一个明亮区域的相对位置的第二信息，来确定该元件的取向。

技术领域

本发明通常涉及制造装配技术这一技术领域，准确的说，涉及待装配到元件载体上的电子元件的光学测量。本发明尤其涉及用来确定电子元件的取向的方法和传感器系统，该电子元件具有从元件壳体中突出的弯曲的连接触点。此外，本发明还涉及一种具有传感器系统的自动装配机。

背景技术

元件载体与电子元件的自动装配典型地在具有装配头的自动装配机中进行，该装配头（i） 将待装配的元件从元件-供应装置的元件-拾取位置中拾取出来；（ii） 将拾取出来的元件传递到装配区域中，待装配的元件载体位于此装配区域中；以及（iii）在各预先设定的元件-安装位置将传递到该装配区域中的元件安放在该元件载体上。为了拾取该元件，典型的装配头应用了一个或多个元件-拾取装置，它们典型地构成为真空-抽吸夹具。

在装配工艺中通常还对相对于z-方向具有非对称连接结构的元件进行加工，沿着z-方向确定经装配的元件的高度。这意味着，只有当该元件以正常的取向安放在元件载体上时，该元件才能与设置在相关元件载体上的元件-连接面形成导电接触。在元件的取向错误（颠倒“upside down”）时，导电接口朝上并因此远离元件载体，因此不能朝相关的元件载体建立导电接触。

具有非对称导电连接结构的元件例如是包装在所谓的SOT（小外形晶体管SmallOutline Transistor）壳体中的元件。这种元件具有多个弯曲的导电连接触点，它们分别包括双重弯曲的金属条。金属条的上方平坦部段（典型的是，水平地）从壳体包装的上方区域中突出来，并且在上方弯曲部段处终止，该上方平坦部段与相关的经包装的芯片导电连接。（倾斜）朝上指且通常未弯曲的中间部段连接到此上方弯曲部上，该中间部段在下方弯曲部段处终止。金属条的（水平延伸的）下方平坦部段连接到此下方弯曲部段，其在元件装配时平放在预定的元件-连接面上，并且（在钎焊之后）朝元件载体的导体电路结构建立导电接触。

弯曲的导电连接触点在此文献中称为“鸥翼-连接触点”，或者用英文的且实践中常用的概念“鸥翼式（Gullwing）-连接触点”表示。除了上面提到的SOT壳体形状以外，具有这种“鸥翼式（Gullwing）-连接触点“的壳体形状例如还可以是以下壳体形式：DIP（双列直插式封装技术Dual in-line package）、SO（小外形封装small Outline）、 TSSOP（薄收缩小外形封装Thin-Shrink Small Outline Package）、QFP（四面扁平封装Quad FlatPackage）、 BQFP（保險桿四面薄型扁平接腳封裝Bumpered Quad Flat Package）、 TQFP（四面薄型扁平接腳封裝thin quad flat pack）、LQFP（薄型扁平Low-profile Quad FlatPackage）。

已公开的是，具有这种弯曲连接触点的电子元件在装配过程中必须以正确的取向安放在元件载体上，这些弯曲连接触点位于（铸造的）元件包装之外。在以错误取向装配的情况下，此时弯曲连接触点朝上并因此远离元件载体的表面，相关的元件不能与元件载体的导体电路结构电连接。