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特許6999691光学センサを有するコンポーネント受け取り装置
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2021-12-24
(45)【発行日】2022-01-19
(54)【発明の名称】光学センサを有するコンポーネント受け取り装置
(51)【国際特許分類】
   H01L 21/677 20060101AFI20220111BHJP
   H01L 21/67 20060101ALI20220111BHJP
   B07C 5/10 20060101ALI20220111BHJP
【FI】
H01L21/68 A
H01L21/68 E
B07C5/10
【請求項の数】 14
(21)【出願番号】P 2019555684
(86)(22)【出願日】2017-04-11
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-06-11
(86)【国際出願番号】 EP2017058655
(87)【国際公開番号】W WO2018188731
(87)【国際公開日】2018-10-18
【審査請求日】2020-03-06
(73)【特許権者】
【識別番号】513144257
【氏名又は名称】ミュールバウアー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100147555
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 公一
(74)【代理人】
【識別番号】100160705
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 健太郎
(74)【代理人】
【識別番号】100174942
【弁理士】
【氏名又は名称】平方 伸治
(72)【発明者】
【氏名】コンスタンティン コッホ
【審査官】鈴木 孝章
(56)【参考文献】
【文献】独国特許発明第102015013494(DE,B3)
【文献】特開2013-162029(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H01L 21/677
H01L 21/67
B07C 5/10
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
コンポーネント(B)用の受け取り装置(200)であって、前記受け取り装置が、載置箇所(ABS)に対して少なくとも1つのリニアドライブ(LA4)によって少なくとも部分的に第1、第2及び/又は第3の軸線(X-、Y-、Z軸)に沿って管理されて変位し、かつ/又はドライブ(DA4)によって、受け取り装置(200)を通して案内される支持体(320)を、第1及び/又は第2の軸(X軸、Y軸)の1つに沿って管理して走行させるように、整えられており、かつ受け取り装置が位置センサ(K6)を有し、前記位置センサが、コンポーネント載置箇所(ABS)において支持体(320)のポケット内に部分的にのみ載置されたコンポーネント(B)を検出するために、コンポーネント載置箇所(ABS)に対応づけられており、その場合に位置センサ(K6)が支持体(320)に対して側方で受け取り装置(200)と次のように、すなわち位置センサ(K6)が受け取り装置(200と一緒に運動するように、結合されている、コンポーネント(B)用の受け取り装置(200)。
【請求項2】
受け取り装置が、回転ドライブ(DA3)によって、少なくとも部分的に、載置箇所(ABS)を含む第3の軸(Z軸)を中心に管理されて回転するように、整えられている、請求項1に記載のコンポーネント(B)用の受け取り装置(200)。
【請求項3】
センサ(K6)が、ドライブ(LA3)によって、第1の軸(X軸)に沿っ、かつ/又はドライブ(LA4)によって、第2の軸(Y軸)に沿っ、かつ/又はドライブ(DA3)によって、第3の軸(Z軸)を中心として、受け取り装置(200)と一緒に運動する、請求項1又は2に記載のコンポーネント(B)用の受け取り装置(200)。
【請求項4】
載置箇所(ABS)においてコンポーネント(B)の位置に関して、フレーム(350)内で案内される支持体(320)のポケットの上方の端縁を検出するために、センサ(K6)が受け取り装置(200)のフレーム(350)と堅固に結合されており、コンポーネント(B)を収容するためのポケットを有する支持体(320)が、前記フレーム内で案内される、請求項1から3のいずれか1項に記載のコンポーネント(B)用の受け取り装置(200)。
【請求項5】
センサ(K6)がストライプ-光センサとして形成されており、前記ストライプ-光センサが、フレーム(350)の1つの側に固定的に配置されており、かつ、フレーム(350)の反対側の側に配置されたストライプ光源(360)からの光バンド(LB)を検出するように、整えられている、請求項1から4のいずれか1項に記載のコンポーネント(B)用の受け取り装置(200)。
【請求項6】
センサ(K6)が次のように、すなわち光バンド(LB)を、支持体(320)の上面に対して少なくともほぼ平行に、支持体(320)の移送方向に対して横方向に、移送方向におけるポケットの寸法に少なくとも相当する長さで走査した後に、光バンドを検出し、この検出した光バンド(LB)をその長さについて評価するように、整えられており、その場合に光バンド(LB)が載置箇所(ABS)においてフレーム(350)内で案内される支持体(320)のポケットの上方の端縁に対して次のように、すなわち支持体(320)のポケット内に完全に載置されていないコンポーネント(B)がポケットから少なくとも部分的に張り出し、したがって光バンド(LB)がそれに応じて少なくとも部分的に遮られるように、方向付けされており、かつその場合にセンサK6が、それを制御装置(ECU)へ伝えるように整えられている、請求項4又は5に記載のコンポーネント(B)用の受け取り装置(200)。
【請求項7】
センサ(K6)が、支持体(320)の下方において側方にフレーム(350)に配置されており、かつ、偏向ミラー(M)が設けられており、前記偏向ミラーが支持体(320)の上側を走査する光バンド(LB)をフレーム(350)に固定されたセンサ(K6)へ案内し、かつ/又は、
光源(360)が、支持体(320)の下方において側方にフレーム(350)に配置されており、かつ、第2の偏向ミラーが、光バンド(LB)を、支持体(320)の上側を越えて偏向ミラー(M)へ案内する、
請求項1から6のいずれか1項に記載のコンポーネント(B)用の受け取り装置(200)。
【請求項8】
センサ(K6)が、白黒カメラとして、あるいはカラーカメラとして形成されている、請求項1から7のいずれか1項に記載のコンポーネント(B)用の受け取り装置(200)。
【請求項9】
画像特性センサ及び/又は位置センサ(K4)が、受け取るべきコンポーネント(B)もしくは受け取り箇所に特性エラー及び/又は位置エラーがある場合に、しかるべき補正運動を行わせるために、制御装置(ECU)によって補正指示を発生させる目的をもって、受け取るべきコンポーネント(B)の特性及び/又は位置をその特性及び/又は受け取り箇所(ES1、ES2)の少なくとも1つに対するその位置に関して、求めるために設けられており、かつ/又は、
第4の回転ドライブ(DA4)が、制御装置(ECU)からの制御信号によって駆動されて、受け取り装置(200)を通して案内される支持体(320)を機械的な牽引によって、第1及び/又は第2の軸(X-、Y軸)の1つに沿って管理して走行させるように
整えられており、かつ/又は、
第3の回転ドライブ(DA3)が、制御装置(ECU)からの制御信号によって駆動されて、画像特性及び/又は位置センサからの信号に従って、受け取り箇所(ES1、ES2)の少なくとも1つをそこに位置する支持体(320)のコンポーネント収容部と共に、載置箇所(ABS)を含む第3の軸(Z軸)を中心に管理して回転させるように、整えられており、かつ/又は、
少なくとも1つのリニアドライブが、制御装置(ECU)からの制御信号によって駆動されて、受け取り装置(200)を支持体(320)の隣接するコンポーネント収容部の間隔の一部だけ第1、第2及び/又は第3の軸(X-、Y-、Z軸)の1つに沿って管理して走行させるように、整えられており、かつ/又は、
回転ドライブ(DA4)が、受け取り装置(200)を通して案内される支持体(320)を支持体(320)の隣接するコンポーネント収容部の間隔に従って、第1及び/又は第2の軸(X-、Y軸)の1つに沿って前進させるように、整えられている、
請求項1から8のいずれか1項に記載の受け取り装置(200)。
【請求項10】
受け取り装置(200)の受け取り箇所(ES1、ES2)の少なくとも1つから、かつ/又は受け取り装置(200)内で案内されている支持体(320)から、欠陥のある、かつ/又は誤って位置決めされたことが認識されたコンポーネント(B)を除去するために、吸い出し及び/又は吹き出し装置(340)が設けられており、かつ/又は、
受け取り装置が転向装置(150)からコンポーネントを受け取り、前記転向装置の回転軸が受け取り装置(200)の移送方向に対して実質的に平行に方位づけされており、あるいは受け取り装置(200)がコンポーネント(B)を転向装置(150)から受け取り、前記転向装置の回転軸が受け取り装置(200)の移送方向に対して実質的に横方向に方位づけされている、
請求項1から9のいずれか1項に記載の受け取り装置(200)。
【請求項11】
転向装置(150)の中央に、受け取るべきコンポーネントの特性及び/又は位置を求めるため、かつ/又は受け取り装置内の受け取り箇所かつ/又はその中にあるコンポーネントの位置を求めるために、画像特性及び/又は位置センサ(K4)が設けられており、かつ転向装置(150)の周面に位置する、隣接する収容部(152)を通して、引き渡し箇所(ABS)の少なくとも1つ又は受け取り装置(200)内の受け取り箇所(ES1、ES2)の画像取り込みを実施するように、整えられている、請求項1から10のいずれか1項に記載の受け取り装置(200)。
【請求項12】
受け取り装置が載置箇所(ABS)に対して、リニアドライブによって少なくとも部分的に第1の軸(X軸)に沿って管理されて両方向に走行し、かつ/又は回転ドライブ(DA4)によって、受け取り装置(200)を通して案内される支持体(320)が第1及び/又は第2の軸の1つに沿って管理されて、支持体(320)の移送方向に走行し、かつ受け取り装置(200)を通して案内される支持体(320)に2つの受け取り箇所(ES1、ES2)が設けられており、前記受け取り箇所がコンポーネント(B)のための載置箇所(ABS)に対して、ドライブの管理された操作によって、少なくともほぼ整合するように方向づけされており、かつ画像特性及び/又は位置センサ(K4)が、受け取り装置内の受け取り箇所(ES1、ES2)の少なくとも1つにおける、その特性及び/又はその位置に関して調査すべきコンポーネントの特性及び/又は位置を供給し、その場合に特性及び/又は位置センサからの画像データに基づいて、コンポーネントに特性及び/又は位置エラーがある場合に、制御装置(ECU)によって、受け取り装置(200)及び/又はその中で案内される支持体(320)のしかるべき補正運動を行わせるために補正指示が行われ、かつ受け取り装置(200)に吸い出し及び/又は吹き出し装置(340)が対応づけられており、それによって受け取り装置(200)内の受け取り箇所(ES1、ES2)の少なくとも1つ、及び/又は受け取り装置(200)内で案内される支持体(320)から、欠陥のある、かつ/又は誤って位置決めされたことが認識されたコンポーネント(B)が除去される、請求項1から11のいずれか1項に記載の受け取り装置(200)。
【請求項13】
吸い出し位置が、載置箇所(ABS)と一致するか、あるいは第2の受け取り箇所(ES2)とは異なる位置に、載置箇所(ABS)に対して上流側又は下流側に設けられており、かつ/又は
その場合に吸い出し位置(ABS)が受け取り装置(200)内で案内される支持体の移送方向において、第1の受け取り箇所(ES1)よりも第2の受け取り箇所(ES2)からさらに離隔しており、かつ/又は
その場合に、欠陥のある、かつ/又は誤って位置決めされたことが認識されたコンポーネント(B)を除去するために、吸い出し装置及び/又は吹き出し装置(340)が、引き戻された(非作動)位置から吸い出し位置へ揺動又は移動されるように、整えられている、
請求項1から12のいずれか1項に記載の受け取り装置(200)。
【請求項14】
求項1に記載の受け取り装置(200)から欠陥のあるコンポーネント(B)を取り出す方法であって、その場合に方法が以下のステップ:
第1の受け取り箇所(ES1)におけるコンポーネント(B)について、支持体((320)のポケット内に正しく載置されていないコンポーネント(B)を検出し、
受け取り装置(200)をリニアドライブ(LA3)によって移送方向とは逆に移動させ、それによって正しく載置されなかったコンポーネント(B)が吸い出し位置に配置され、その場合に受け取り装置(200)内で案内される支持体(320)を移送せず、
正しく載置されなかったコンポーネント(B)を吸い出し位置において支持体のポケットから吸い出すことによって引き抜き、
受け取り装置(200)をリニアドライブ(LA3)によって移送方向に移動させ、それによってコンポーネント(B)のための空のポケットが第1の受け取り箇所(ES1)に配置され、その場合に受け取り装置(200)内で案内される支持体(320)を移送せず、
第1の受け取り箇所(ES1)において支持体(320)のポケット内にコンポーネント(B)を載置する、
を有する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コンポーネント用の受け取り装置に関する。この受け取り装置が、コンポーネント操作装置及び画像センサとの協働において説明されている。
【0002】
ここではコンポーネントは、例えば(電子的な)半導体コンポーネントであって、「チップ」又は「ダイ」とも称される。この種のコンポーネントは、通常、プリズム状の形態、複数の側面と上面及び端面を有する、実質的に多角形の、例えば四角形(矩形又は方形)の横断面を有している。コンポーネントの側面と2つの(下方と上方の)端面は、以下で一般的に側面と称する。コンポーネントは、4つとは異なる数の側面を有することもできる。コンポーネントは、光学的なコンポーネント(プリズム、ミラー、レンズなど)であってもよい。全体としてコンポーネントは、任意の幾何学形状を有することができる。
【0003】
出願人の企業上の実際からは、いわゆる収容及び載置装置が知られており、それらの装置内でコンポーネントが吸引器又は把持器によってコンポーネントテーブルから収容されて、次に支持体又は移送容器などの上に載置される。コンポーネントを載置する前に、通常コンポーネントの検査が行われる。そのために1つ又は複数のカメラによってコンポーネントの1つ又は複数の側面が記録されて、自動化された画像処理を用いて評価される。
【背景技術】
【0004】
この種の把持器は、コンポーネントを移送の間及びコンポーネントの、例えば下端面の画像を検出する間しっかりと保持する。例えば、独国特許出願公開第102008018586号明細書は、第1の作業位置から第2の作業位置へ移送されるコンポーネントの表面を検出するための光学的な検出装置、コンポーネントの少なくとも第1の表面へ向けられるカメラ、短波の光ビームを第1の表面へ送出する光源を示している。第2の光源が長波の光ビームをコンポーネントの少なくとも第2の表面へ送出する。カメラは、表面で反射された第1と第2の光ビームを受信する。例えば下面と全部で4つの側面とを有する四辺形コンポーネントの場合にそうであるように、1つ/複数の第2の表面は、1つ/複数の第1の表面に対して異なるように方向づけされている。
【0005】
欧州特許第1470747号明細書は、チップ取り出し装置、チップ取り出しシステム、装填システム及びチップを取り出してさらに処理する方法に関する。チップがウェファから取り出されて、引き渡し箇所へ移送され、同時に転向される。構造化された半導体ウェファからチップを取り出すためのこのチップ取り出し装置は、ウェファからチップを取り出して、取り出したチップをその長手軸又は横軸を中心に転向させるための回転可能な取り出し工具及び取り出したチップをその長手軸又は横軸を中心にあらたに転向させるための回転可能な転向工具を搭載しており、その転向工具が取り出し工具と協働する。取り出し工具が第1の引き渡し位置を有し、転向工具が第2の引き渡し位置を有しており、それらにおいてチップがさらに処理するために装填ヘッドへ引き渡し可能である。
【0006】
欧州特許出願公開第0906011号明細書は、電気的コンポーネントを取り出して基板上に装填するための装置に関する。この装置は、回転可能な引き渡し装置を有しており、その引き渡し装置が収容位置において供給モジュールから電気的コンポーネントを取り出して、第1の引き渡し位置において吸引バンドへさらに処理するために引き渡す。回転可能な装填ヘッドを用いて、コンポーネントが吸引バンドから収容されて、第2の引き渡し位置へ移送される。
【0007】
国際公開第02/054480号は、取り付けるべきチップの種々の表面を検査するための装置に関する。この装置は、第1の上方の移送ディスクを有しており、その移送ディスクは、供給ユニットからチップを取り出して、第1の引き渡し箇所へ移送するように、整えられている。チップは、第1の、上方の移送ローラの外表面に形成されている吸引開口部内に保持されて、上方の移送ディスクの回転によって移動される。装置はさらに、上方の移送ディスクと同様に形成された第2の、下方の移送ディスクを有しており、その下方の移送ディスクが取り出されたチップを第1の引き渡し位置において収容して、第2の引き渡し位置へ移送する。この装置は、移送ディスクの側方隣に、チップの上側と下側を検査するカメラが配置されていることによって、チップの検査を可能にする。チップは、さらに、最初の方位に対して転向されずに分類装置へ、さらに処理するために引き渡される。
【0008】
米国特許第4619043号明細書は、電子コンポーネント、特にチップを取り出してプリント基板上へ取り付ける装置と方法を開示している。この装置は、収容ユニット内にチップを収容して、収容したチップを第1の引き渡し位置へ移送するための移送手段を有している。したがって移送手段は、移送チェーンと回転可能なチェーンホィールとを有しており、それらが係合する。装置はさらに、第1の引き渡し位置においてチップを収容するための装填ヘッドを備えた回転可能な固定工具を有している。固定工具はさらに、収容したチップを回転運動によって第2の引き渡し位置へ移送するように、整えられており、チップが転向される。
【0009】
特開平2-193813号公報は、電子コンポーネントを収容して転向させる装置に関するものであって、そのコンポーネントは検査装置によって検査される。装置は、供給ユニットを有しており、その供給ユニットからチップ形状の電子コンポーネントが第1の回転するボディによって取り出されて、その周面に配置される。回転するボディの回転運動によって、電子コンポーネントが第1の引き渡し位置へ移送され、それによってコンポーネントがその長手軸又は横軸を中心に転向される。装置は、さらに、第2の回転するボディを有し、そのボディが取り出された電子コンポーネントを第1の引き渡し位置において収容して、第2の引き渡し位置へ移送する。電子コンポーネントをその長手軸又は横軸を中心にさらに転向させる。したがってこの装置は、コンポーネントの様々な面を検査することを可能にする。
【0010】
米国特許第6079284号明細書は、タブレットを広範囲に視覚検査する装置に関する。この装置は、第1の検査ドラムを有しており、この検査ドラムがその外表面に形成された吸引孔を用いて供給装置からタブレットを取り出して、それを回転によって第2の検査ドラムへ移送する。第2のドラムには、第1のドラムと同様に吸い込み孔が形成されており、それが引き渡し位置においてタブレットを収容する。装置は、さらに検査ユニットを有しており、それがタブレットの広範な検査を可能にする。
【0011】
他の技術的背景は、特開2001-74664号公報、特公平1-193630号公報、米国特許第5750979号明細書、国際公開第85/04385号、独国特許出願公開第19913134号明細書、特開平8-227904号公報から読み取ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0012】
【文献】独国特許出願公開第102008018586号明細書
【文献】欧州特許第1470747号明細書
【文献】欧州特許出願公開第0906011号明細書
【文献】国際公開第02/054480号
【文献】米国特許第4619043号明細書
【文献】特開平2-193813号公報
【文献】米国特許第6079284号明細書
【文献】特開2001-74664号公報
【文献】特開平1-193630号公報
【文献】米国特許第5750979号明細書
【文献】国際公開第85/04385号
【文献】独国特許出願公開第19913134号明細書
【文献】特開平8-227904号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
高いスループットにおいて、コンポーネントの正確な操作とその検査を可能にする、コンポーネントのための受け取り装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0014】
この課題は、コンポーネント用の受け取り装置によって、解決され、その受け取り装置は、載置箇所に対して少なくとも1つのリニアドライブによって少なくとも部分的に第1、第2及び/又は第3の軸に沿って管理されて変位し、かつ/又は、ドライブによって受け取り装置を通して案内される支持体を第1及び/又は第2の軸に沿って管理して走行させるように、整えられている。受け取り装置が位置センサを有し、その位置センサは、コンポーネント載置箇所内で支持体のポケット内に傾いて、又は捻れて、部分的にのみ載置されているコンポーネントを検出するために、コンポーネント載置箇所に対応づけられており、位置センサは、位置センサが受け取り装置の運動を直接的に受け取り装置と一緒に実施するように、支持体に対して側方において受け取り装置と結合されている。
【0015】
変形例において、コンポーネント用の受け取り装置の前段に、構造化されたコンポーネントストックからプリズム状のコンポーネントを取り出して、取り出したコンポーネントを受け取り装置に載置するためのコンポーネント操作装置が機能的に接続されている。複数の収容部を有する第1の転向装置は、供給箇所において構造化されたコンポーネントストックからコンポーネントを受け取って、受け取ったコンポーネントをその長手軸又は横軸を中心に第1のあらかじめ定められた角度だけ転向させて、引き渡し箇所へ移送するように、整えられている。複数の収容部を有する第2の転向装置は、引き渡し箇所において第1の転向装置の収容部からコンポーネントを受け取って、受け取ったコンポーネントをその長手軸又は横軸を中心に第2のあらかじめ定められた角度だけ転向させて、載置箇所へ移送するように、整えられている。第1と第2の転向装置に対応づけられた位置及び特性センサは、第1と第2の転向装置の位置データ、収容部内にあるコンポーネントの位置データ、及び/又は、収容部内にあるコンポーネントの特性を検出して、制御装置に提供するように、整えられている。制御装置は、第1の回転ドライブによって第1の転向装置を第1の軸を中心に管理して回転させ、第1のリニアドライブによって第1の転向装置を第1の軸に沿って管理して走行させ、第2の回転ドライブによって第2の転向装置を第1の軸と共線でない第2の軸を中心に管理して回転させ、かつ第2のリニアドライブによって第2の転向装置を第2の軸に沿って管理して走行させるように、整えられている。
【0016】
すなわちここに提示される配置は、コンポーネントのための統合された受け取り装置/検査装置を形成する。受け取り箇所と(載置)ポケットという概念は、ここでは同じ意味で使用される。欠陥部品は、排除することができる。引き渡しプロセスに統合されている、コンポーネントの光学的な検査は、複数の調査プロセスに分割される。それは、コンポーネントの端面及び/又は側面、並びに、引き渡し/受け取り箇所における収容部の位置を光学的に検出するために、1つ又は複数の画像センサを利用する。この画像センサは、複数の調査プロセスにおいてそれぞれコンポーネントの端面及び/又は側面の1つのものの少なくとも1つの画像を検出するように、整えられている。コンポーネントの給送/移送は、転向装置の収容部がそれぞれコンポーネントを保持する間に行われる。保持されたコンポーネントは、移送の間に個々の調査プロセスを通過する。画像センサの検出した(画像)データは、マニピュレータ(収容部)と受け取り箇所の位置制御を調整するためにも用いられる。コンポーネント移送は、コンポーネントを実質的に連続して、又はクロック制御でそのルートに沿って移送するように、整えられている。
【0017】
ここで提示される完全なアッセンブリは、機能的に2つの視点:操作と検査を一体化している。これら2つの機能は、コンポーネントの複数(6まで、又はそれ以上)の面を迅速かつ正確に質的に判定するために互いに縒り合わさっており、コンポーネントがコンポーネントストックから個別に取り出されて、検査によって良好部品として分類されて、1つ又は複数の受け取り箇所に正確に載置される。
【0018】
コンポーネント操作装置は、2つの、好ましくは制御して駆動される、好ましくは互いに対して実質的に直交して(90°プラスマイナス15°まで)配置された、ほぼ星形又はホィール形状の転向装置を有している。これらの転向装置は、矩形の形状を有することもできる。これらの転向装置の各々は、その回転軸に対して径方向に走行可能な複数の収容部を有しており、それによってコンポーネントがそれぞれ収容部上に固定されて、コンポーネント引き取りと引き渡しの間の揺動角度内で、検査、欠陥品排除のための1つ又は複数のプロセスステーション及び場合によっては他のステーションへ供給される。
【0019】
ここに提示されるコンポーネント操作装置において、星形又はホィール形状の転向装置は、径方向外側を向いた収容部にコンポーネントを支持し、それらの収容部は2つの転向装置の(仮想の)周面に配置されている。これは、1つ又は2つの転向装置の収容部がその回転軸に対して共平面又は平行に方位づけされているコンポーネント操作装置に対する差異と見なされる。
【0020】
以上では、複数の調査プロセスについて述べられているが、それは時間的推移又は順序(最初に第1の調査プロセスにおける画像検出、そしてその後他の調査プロセスにおける画像検出)を定めるものではない。むしろ、逆の順序がより好ましい場合も、考えられる。個々の転向装置における収容部の数に従って、転向装置の各々に同時に複数のコンポーネントを収容することもできるので、調査プロセスは、異なるコンポーネントにおいても、同時に行われる。
【0021】
個々の調査プロセス内で画像センサによって検出されるコンポーネントの(上方/下方の)端面及び/又は(側方の)側面は、コンポーネントの互いに異なる端面及び/又は側面とすることができる。
【0022】
光学的調査の視点において、コンポーネントを有するコンポーネント移送は、実質的に静止状態なし、又はほぼなしのコンポーネントパスを完成させる。移動の間、又は最少の静止時間の間、コンポーネントの1つ又は複数の端面及び/又は側面が画像センサによって検出される。これらの画像は、次に画像処理の方法によって評価される。この光学的検出/調査の変形例において、画像センサとして1つ又は複数のカラーカメラ又は白黒カメラが設けられている。
【0023】
画像センサは、1つ又は複数のミラー、光学的プリズム、レンズなどを有することができる。
【0024】
画像センサに、放射源又は光源を対応づけることができる。各源は、コンポーネントの少なくとも1つのセクションを照明するために異なるスペクトル領域又は波長領域を有する光/放射を放出するように、整えることができる。波長領域は、少なくとも部分的に互いに異なり、重畳し、又は一致することができる。すなわち、例えば、第1の光源の光は赤であり、第2の光源の光は青であることができる。しかしまた逆の対応づけ、又は他の波長ペアリング(例えば赤外赤外線と可視光)を選択することもできる。
【0025】
光源は、コンポーネントを有する収容部がそれぞれの検出領域にある場合に、制御配置によって瞬間的に短くオンにすることができるので、コンポーネントの端面及び/又は側面はそれぞれのセンサによって検出するために短い閃光によって露光することができる。代替的に永続的な照明を使用することができる。
【0026】
変形例において、コンポーネント操作装置には放出装置が対応づけられており、それは、それぞれコンポーネントを構造化されたコンポーネントストックから、制御装置によってしかるべく位置決めされた、第1の転向装置の収容部へ放出するように、整えられている。これは、ニードルを用いてウェファ支持体箔を通してコンポーネントを放出する、コンポーネント排出器(イジェクタ)又は支持体箔におけるコンポーネントの付着接着剤を所望に溶融させるレーザーパルス発生器とすることができる。放出装置には、位置及び/又は特性センサが対応づけられており、それは、放出すべきコンポーネントに対する放出装置の位置、及び/又は、放出すべきコンポーネントの位置データ、及び/又は、放出すべきコンポーネントの特性を検出して、放出装置を操作するための制御装置に提供するように、整えられている。
【0027】
変形例において、コンポーネント操作装置には、載置箇所に対応づけられた、移送されてくるコンポーネントのための受け取り装置が搭載されている。受け取り装置に位置及び/又は特性センサが対応づけられており、それは、載置箇所へ移送されるコンポーネントの位置データ、受け取り装置内の受け取り箇所及び/又はその中にあるコンポーネントの位置データ及び/又は特性データを検出して、制御装置に提供するように整えられている。制御装置は、第3の回転ドライブを用いて受け取り装置を少なくとも部分的に、載置箇所を含む第3の軸を中心に回転させるように、整えられている。制御装置は、また、受け取り装置を少なくとも第3のリニアドライブを用いて少なくとも部分的に軸に沿って管理して走行させるようにも、整えられている。そしてまた制御装置は、リニアドライブを用いて、受け取り装置を通して案内される支持体を、第1及び/又は第2の軸に沿って管理して走行させるように、整えられている。この支持体は、コンポーネントを個別化された形状で収容するために用いられる。
【0028】
変形例において、コンポーネント操作装置において、第1及び/又は第2の転向装置の収容部は、それぞれの転向装置の回転軸又は回転中心に対して管理されて退出または進入し、かつ/又は移送すべきコンポーネントを受け取って放出するために管理されて負圧及び/又は過圧を供給され、かつ/又はそのそれぞれの径方向の運動軸を中心に移動せず、又はそれぞれの径方向の運動軸を中心にある回転角度だけ管理されて回動するように、整えられている。
【0029】
この種類のコンポーネント操作装置の変形例においては、第1及び/又は第2の転向装置の収容部に、供給箇所(第1と第2の転向装置の間の引き渡し箇所)において径方向に出入りするように走行するために、これらに対応づけられたリニアドライブが設けられている。これらのリニアドライブが適切に位置決めされた収容部内へそれぞれの転向装置の外側から嵌入し、それぞれの収容部を径方向に出るように、かつ入るように走行させる。他の変形例においては、これらのリニアドライブは、それぞれの収容部を単に出るように走行させ、一方で復帰ばねがそれぞれの収容部を入るように走行させる。他の変形例において、収容部の各々に、双方向の、又は1方向のラジアルドライブが対応づけられている。
【0030】
コンポーネント操作装置の変形例において、以下の機能を実現するために、弁が個々の収容部の各々に個別かつ正しい位置で、以下の機能を自由に、又は位置制御して実現するために、負圧と過圧を供給する:(i)コンポーネントの吸引、(ii)コンポーネントの保持、(iii)制御された吹き出しパルス及び/又は自由な吹き出しによってコンポーネントを吹き出すこと、又はそれなしで、コンポーネントを載置する。
【0031】
コンポーネント操作装置の変形例において、第1の転向装置に供給箇所と引き渡し箇所の間で、かつ/又は第2の転向装置に引き渡し箇所と載置箇所の間で、それぞれ位置及び特性センサが対応づけられている。これらのセンサは、移送されるコンポーネントの位置データ及び/若しくは特性、並びに/又は、マニピュレータ(収容部)と受け取り箇所の位置調整するための位置データを検出して、制御装置に提供するように、整えられている。
【0032】
コンポーネント操作装置の変形例において、位置及び特性センサの少なくともいくつかは、それぞれ移送されるコンポーネントの少なくとも1つの端面及び/又は1つ又は複数の側面を検査し、その位置データ及び/又は特性を検出し、かつ制御装置に提供するように、整えられている。
【0033】
コンポーネント操作装置の変形例において、第1の転向装置の中央及び/又は第2の転向装置の中央に、それぞれ画像特性及び/又は位置センサが、受け取るべきコンポーネントの特性及び/又は位置を求めるため、もしくは受け取り装置内の受け取り箇所又はその中にあるコンポーネントの位置を求めるために、設けられている。その後、このセンサ/これらのセンサの特性データ及び/又は位置データに基づいて、受け取るべきコンポーネントもしくは受け取り箇所に特性エラー及び/又は位置エラーがある場合に、制御装置によって補正を行うことができる。1つ/複数の画像センサは、第1及び/又は第2の転向装置の転向運動の間に、隣接する収容部の間で画像取り込みを実施し、かつ放出ユニット、コンポーネントストック又はウェファ、転向装置及び/又は受け取り装置のしかるべき補正運動を行わせるために、制御装置に提供するように、整えられている。他の変形例において、放出ユニットは固定である。
【0034】
これらの画像特性及び/又は位置センサに加えて、又はその代わりに、第1と第2の転向装置に対して外部に、受け取るべきコンポーネントの特性及び/又は位置を求めるため、もしくは受け取り装置内の受け取り箇所及び/又はその中にあるコンポーネントの位置を求めるために、画像特性及び/又は位置センサを設けることができる。このセンサ/これらのセンサの特性データ及び/又は位置データに基づいて、受け取るべきコンポーネントもしくは受け取り箇所の特性エラー及び/又は位置エラーがあった場合に制御装置によって補正を行うことができる。上述した検査システムに関係なく、かつ機能的に構成要素として操作システムに対応づけて、2つの転向装置のそれぞれ中央に、上を向いたコンポーネントストックカメラ(90°ミラーシステムと照明を有する)、又は、好ましくは(しかしながら必須ではなく)構造の等しい下方を向いた載置カメラとしてのアッセンブリを配置することができる。それらは、コンポーネントもしくは受け取り箇所の位置エラーが発生した場合に位置補正する目的で、コンポーネントもしくは受け取り箇所の位置を検出するために用いられる。画像取り込みは、それぞれ2つの転向装置の揺動運動の間に、収容部の間の窓領域を通して行われ、それに続いてウェファもしくは受け取り装置補正運動が行われる。ここでは、外部に配置されたウェハカメラもしくは載置カメラを有する代替案も、可能である。
【0035】
コンポーネント操作装置の変形例において、引き渡し箇所及び/又は載置箇所の前段又は後段に排出箇所が接続されており、それは、制御装置によって制御されて、位置及び/又は特性センサの少なくとも1つによって欠陥品として認識されたコンポーネントを排出し、良品として受け取り装置内へ載置しないように、整えられている。
【0036】
コンポーネント操作装置の変形例において、第1及び/又は第2の転向装置にそれぞれ整数nの収容部が対応づけられている。n>=2が成立する。第1の転向装置の収容部の数と、第2の転向装置の収容部の数は、同じであっても、異なっていてもよい。
【0037】
コンポーネント操作装置の変形例において、第1、第2及び/又は第3の軸は、互いに対してそれぞれ90°プラスマイナス最大10°又は15°の角度を形成する。
【0038】
コンポーネント操作装置の変形例において、位置/特性センサは、一致する、又は互いに異なる検出スペクトルを有する画像センサ、又は接触又は非接触で距離を測定する位置センサ又は接触又は非接触で検出する特性センサである。
【0039】
位置及び特性センサは、直線的又は屈曲した光学軸を有する画像センサとすることができる。
【0040】
位置及び特性センサのカメラシステムは、そのミラー及び照明ユニットを含めて、その空間的な配置によって次のように、すなわちそれぞれ向き合ったコンポーネント面とその2つの側面のコンポーネント検査が、唯一のプロセス位置において並列に実現可能であるように、組み合わせることができる。例えば直方体形状のコンポーネント6つすべての側面を完全に検査するために、全体として2つのプロセス位置で充分である。そのために2つのプロセス位置の各々において、コンポーネントの6つの側面の3つが検出される。変形例において、各転向装置の検査位置として、それぞれ第3のプロセス位置を、ほぼ水平に回転軸又は揺動軸の高さに定めることができる。
【0041】
付加的な位置測定課題は、2つの他のカメラシステム(前側/後ろ側カメラ)に対応づけることができる。
【0042】
コンポーネント操作装置の変形例において、第1及び/又は第2の転向装置は少なくともほぼ星形又はホィール形状に形成されている。これらの転向装置は、正確に配置することができ、かつそれぞれの軸に沿った、もしくはそれぞれの軸を中心とする位置決めは、軸方向に配置された線形もしくは回転作用する駆動装置によって、高解像度の(例えばロータリー又はリニアの)エンコーダと組み合わせて、行うことができる。それぞれの収容部は、外周に分配して配置することができ、かつ移送すべきコンポーネントのための径方向外側を向いた吸引接触箇所を有することができる。
【0043】
転向装置が互いに対して軸方向に90°変位して配置される利点は、1つの転向装置から次のそれへ引き渡す場合の移送プロセスの間、コンポーネントの位置が収容部軸を中心に、もしくは収容部のそれぞれの運動軸(もしくは転向装置軸)に対して90°回転し、そのために収容部自体が回転走行可能に軸承される必要がないことにある。コンポーネントのこの方位変化が、さらに、4つのコンポーネント切断面(=コンポーネント側面)のきわめて簡略化された検査を可能にする。そのために、コンポーネント切断面へ向いた、収容部運動軸に対して直交して(したがって転向装置の軸方向に)配置されたカメラシステムが用いられ、そのカメラシステムはコンポーネント切断面(=コンポーネントの側面)自体に対して好ましくはきわめて小さい間隔を有する。
【0044】
収容部とコンポーネントの互いに対する、もしくは引き渡し及び検査位置に対するエラー位置の検出は、収容部位置もしくはコンポーネント位置を測定する測定システムとしてのカメラシステムを利用して行われる。精度に関して要請がきわめて高い場合には、付加的に転向装置ごとにボンドツール位置検出のためのそれぞれ3つの距離測定するセンサを設けることができる。
【0045】
カメラの光学軸が、検査されるコンポーネント表面を「貫通する」。それが、収容部位置のための参照システムを形成する。それに基づいて、回転する転向装置の理想の収容部運動平面に対して平行な平面内に配置された距離測定するセンサによって、目標運動軌跡からの収容部運動軌跡の偏差が求められる。それに基づいて、引き渡し位置において発生する位置エラーを定めることができ、かつ制御装置によって補償することができる。
【0046】
付加的な位置センサの機能原理に応じて、進行するプロセス内で、又はサイクリックに繰り返される参照走行の間にも(例えば走査接触する測定センサによって必要)、収容部位置に対する参照測定が実現される。そのために、空間的な位置エラーを検出するためのプロセス開始時にも、熱的にもたらされる変位を算入するためのプロセスの間も、サイクリックな参照走行(短時間のプロセス中断をもって接触するセンサの場合)が必要であり、後者は、比較的長くなることがあり得る。
【0047】
変形例において、転向装置の位置エラーを補償するために、特にコンポーネント引き渡し位置における収容部及びその上に固定されているコンポーネントが(引き渡し及び検査位置において)ロータドライブの回転補正運動及び直交して、軸方向における線形補正運動を実施する。そのために、変形例において、ロータ駆動アッセンブリを走行キャリッジ上に配置することができ、かつ位置制御されるドライブ、例えば偏心ドライブによって、制限された距離セグメントだけ走行させることができる。
【0048】
コンポーネント操作装置の変形例において、複数の収容部を転向装置に結合することは、コンポーネント引き渡し位置から、順序において次の位置への補正値の伝達を必要とする。この補正は、固定の引き渡し位置で開始することができ、かつ最後のコンポーネントが受け取り箇所へ引き渡された場合に終了することができる。3つまでの軸に沿った加算的な位置エラーと3つまでの軸を中心とする回動が、受け取り装置によって補償される。
【0049】
コンポーネント操作装置の変形例において、収容部は、そのそれぞれの転向装置に回転可能に軸承されていない。すなわち移送自体の間のコンポーネントの方位エラー補償は、行うことができない。したがって変形例において、後段に位置する周辺領域内に、特に受け取り装置内に、軸位置補正の他に、回転補正可能性も設けられる。
【0050】
コンポーネント操作装置の他の変形例において、回転補正は、回転可能に軸承された収容部によって行われる。したがって移送自体の間にコンポーネントの方位エラーの補償を行うことができる。方位エラーは、上方及び/又は下方の転向装置の回転可能に軸承された収容部によって、好ましくは下方の転向装置の収容部によって、補正される。
【0051】
ここに提示される変形例は、従来技術に比較してコスト的により好ましく、より大きいコンポーネントスループット、検査のためのより多い時間を提供し、かつ移動される質量はより少ない。
【0052】
もっと正確には、受け取り装置のため、特に上述した種類のコンポーネント受け取り装置のための解決が提示され、それにおいてコンポーネント用の受け取り装置は、載置箇所に対して少なくとも1つのリニアドライブによって少なくとも部分的に第1、第2及び/又は第3の軸に沿って管理されて変位し、かつ/又は駆動装置によって、受け取り装置を通して案内される支持体を第1及び/又は第2の軸の1つに沿って管理して走行させるように、整えられている。受け取り装置が位置センサを有し、その位置センサは、コンポーネント載置箇所において支持体のポケット内に部分的にのみ載置されたコンポーネントを検出するために、コンポーネント載置箇所に対応づけられており、位置センサは、位置センサが受け取り装置の運動を直接的に受け取り装置と一緒に実施するように、支持体に対して側方において受け取り装置と結合されている。
【0053】
変形例において、この受け取り装置は、回転ドライブによって少なくとも部分的に、載置箇所を含む第3の軸を中心に管理されて回転するように、整えられている。
【0054】
この変形例において、センサは、第1の軸に沿った、かつ/又は第2の軸に沿った、かつ/又は第3の軸を中心とする、受け取り装置の運動を、受け取り装置と共に実施することができる。
【0055】
そのために、変形例においては、センサは、受け取り装置のフレームと堅固に結合されており、そのフレーム内でコンポーネントを収容するためのポケットを有する支持体が案内されている。すなわち、センサは、載置箇所においてコンポーネントの位置に関して、フレーム内で案内される支持体のポケットの上方の端縁を検出する。
【0056】
変形例においてセンサは、ストライプ-光センサとして形成されている。それは、フレームの一方の側の固定位置に配置され、かつ、フレームの逆の側に配置されたストライプ-光源から放射された光バンドを検出するように、整えられている。
【0057】
さらにセンサは、この光バンドが支持体の移送方向に対して横方向に支持体の上面に対してほぼ平行に、移送方向におけるポケットの寸法に相当する長さにおいて走査した後に、光バンドを検出して、その検出した光バンドをその長さに関して評価するように、整えることができる。光バンドは光源によって、載置箇所においてフレーム内で案内される支持体のポケットの上方の端縁に対して次のように、すなわち支持体から少なくとも部分的に張り出す、支持体のポケット内に完全に載置されていないコンポーネントが、それに応じて光バンドを少なくとも部分的に遮るように、方向付けすることができる。そのためにセンサは、それを制御装置へ伝達するように、整えられている。
【0058】
変形例において、センサは、支持体の下方においてフレームに側方に配置することができ、かつ、偏向ミラー(M)は、支持体の上側を走査する光バンドをフレームに固定されたセンサへ案内するために、設けることができる。代替的又は付加的に、光源を支持体の下方においてフレームに側方に配置することができ、かつ、第2の偏向ミラーが、光バンドを支持体の上側を介して偏向ミラーへ案内することができる。
【0059】
センサは、白黒カメラとして、又はカラーカメラとして形成することができる。
【0060】
受け取るべきコンポーネントもしくは受け取り箇所に特性及び/又は位置エラーがある場合に、制御装置によってしかるべき補正運動を行わせるための補正指示を形成する目的で、受け取り装置に、受け取るべきコンポーネントの特性及び/又は位置を、受け取り箇所の少なくとも1つに対するその特性及び/又はその位置に関して求めるための、画像特性及び/又は位置センサを設けることができ、かつ/又は、
第4の回転ドライブが、制御装置からの制御信号によって駆動されて、受け取り装置を通して案内される支持体を第1及び/又は第2の軸の1つに沿って管理して走行させるように、整えられており、かつ/又は、
第3の回転ドライブが、制御装置からの制御信号によって駆動されて、画像特性及び/又は位置センサからの信号に従って、受け取り箇所の少なくとも1つをそこにある支持体のコンポーネント収容部と共に、載置箇所を含む第3の軸を中心に管理して回転させるように、整えられており、かつ/又は、
少なくとも1つのリニアドライブが、制御装置からの制御信号によって駆動されて、受け取り装置を支持体の隣接するコンポーネント収容部の間隔の一部だけ、第1、第2及び/又は第3の軸の1つに沿って管理して走行させるように、整えられており、かつ/又は、
回転ドライブが、受け取り装置を通して案内される支持体を、支持体の隣接するコンポーネント収容部の間隔に従って、第1及び/又は第2の軸の1つに沿って前進させるように、整えられている。
【0061】
吸い出し及び/又は吹き出し装置を受け取り装置に対応づけることができ、それによって移送装置内の受け取り箇所の少なくとも1つから、かつ/又は受け取り装置内で案内されている支持体から、欠陥のあるかつ/又は誤って位置決めされたと認識されたコンポーネントを除去することができ、かつ/又は、
受け取り装置は、その回転軸が受け取り装置の移送方向に対して実質的に平行に方位づけされた転向装置からコンポーネントを受け取り、又は、
受け取り装置は、その回転軸が受け取り装置の移送方向に対して実質的に横方向に方位づけされている転向装置からコンポーネントを受け取る。
【0062】
受け取るべきコンポーネントの特性及び/若しくは位置を求めるため、又は、受け取り装置内の受け取り箇所及び/若しくはその中にあるコンポーネントの位置を求めるため、転向装置の中央の画像特性及び/又は位置センサを、受け取り装置へ向けることができ、そのセンサは、転向装置の周面に位置する、隣接する収容部の間を通して、載置箇所又は受け取り装置の受け取り箇所の少なくとも1つの画像取り込みを実施するように、整えられている。
【0063】
受け取り装置は、載置箇所に対して、リニアドライブによって少なくとも部分的に第1の軸に沿って管理されて両方向に走行することができ、かつ/又は、受け取り装置を通して案内される支持体は、回転ドライブによって、第1及び/又は第2の軸の1つに沿って管理されて支持体の移送方向に走行することができる。受け取り装置を通して案内される支持体に2つの受け取り箇所を設けることができ、それらはコンポーネントのための載置箇所に対して、ドライブの管理された操作によって少なくともほぼ整合するように方向付けされており、かつ、画像特性及び/又は位置センサは、受け取り装置内の少なくとも1つの受け取り箇所内の、その特性及び/又は位置に関して調査すべきコンポーネントの特性及び/又は位置を提供し、特性及び/又は位置センサからの画像データに基づいて、コンポーネントの特性エラー及び/又は位置エラーがある場合に、制御装置によって受け取り装置及び/又はその中で案内される支持体のしかるべき補正運動を行わせるために、補正指示が行われる。さらに、受け取り装置内の少なくとも1つの受け取り箇所かつ/又は受け取り装置内で案内される支持体から、欠陥のあるかつ/又は誤って位置決めされたと認識されたコンポーネントを除去するために、吸い出し及び/又は吹き出し装置を受け取り装置に対応づけることができる。
【0064】
ここで提示される解決は、転向装置の位置及び/又は姿勢を、受け取り装置の位置決め及び/又は回転によって同時に補償することを可能にする。したがって、従来技術に比較して、機械のコンポーネントスループットを増大させることができる。載置バンドのバンド駆動におけるあそびを回避するために、従来技術においては、ドライブが互いに対して調整されなければならない。ここに提示される解決は、それを回避する。というのは、移送が常に1方向のみに行われるからである。これは特に、支持体バンドのポケットが接着性のカバーバンドによって次々と閉鎖される適用において役立つ。支持体バンドを再び戻るように移送する場合に、カバーバンドを再び剥がそうとすると、問題が生じてしまう。駆動におけるあそびを無視することができる。
【0065】
他の変形例においては、逆方向に移送することもできる。
【0066】
コンポーネントの位置の補正は、受け取り装置において行われる。そのためにより多くの時間が提供される。コンポーネントが載置されるバンドの逆移送はもはや不要である。したがって受け取り装置は、より単純に構成することができる。従来技術におけるような、バンドを逆移送するための第2の駆動ホィールは、もはや不要である。むしろ、必要とされる状況において、受け取り装置全体が載置バンドの移送方向とは逆に移動される。利点は、移送バンドの移送を介してのみ位置決めがもたらされる、既知の変形例に対して、コンポーネントの位置決め精度が高まることである。続いて移送バンド上に(自己接着する)カバーバンド(Cover-Tape)を取り付けることも、ずっと容易に行うことができる。
【0067】
変形例において、受け取り装置は、固定配置のベースプレートの上方に配置されており、3つのドライブのモータは、ベースプレートの下方に配置されている。受け取り装置の位置は、X、Y軸内でかつZ軸を中心に回転調整することができる。受け取り装置の各移動方向には、専用のドライブが設けられている。個々のドライブの位置は、固定されていない。Z補正のための回転軸は、コンポーネント載置位置の近傍に位置し、又は、その中央にくる。
【0068】
受け取り装置の変形例において、この受け取り装置に2つの受け取り箇所が設けられており、それらは回転ドライブ及び/又はリニアドライブを管理して操作することによって、載置箇所に対して少なくともほぼ整合するように方向付けされる。2つの受け取り箇所は、支持体の隣接するコンポーネント収容部の間隔に応じて互いに対して位置決めされる。
【0069】
受け取り装置の変形例において、受け取るべきコンポーネントの特性及び/又は位置を、受け取り装置内の少なくとも1つの受け取り箇所に対するその特性及び/又は位置に関して求めるために、画像特性及び/又は位置センサが設けられている。この画像特性及び/又は位置センサは、下方の転向装置の中心に配置されている。このセンサからの画像データによって、受け取るべきコンポーネントもしくは受け取り箇所に特性エラー及び/又は位置エラーがある場合に、制御装置によってしかるべき補正運動を行わせるために、補正指示を形成することができる。
【0070】
他の変形例において、受け取り装置において2つの他の特性及び/又は位置センサが設けられている。一方のセンサは、品質エラーを調査するために、上方から第2の窓へ向けられている。他方のセンサは、上述したセンサよりも良好にコンポーネントの傾きを検出することができるようにするために、第1の窓の側方に配置されている。
【0071】
受け取り装置の変形例において、第4の回転ドライブが、制御装置からの制御信号によって駆動されて、機械的牽引によって、受け取り装置を通して案内される支持体を第1及び/又は第2の軸の1つに沿って管理して、支持体の隣接するコンポーネント収容部の間隔の約80-120%、好ましくは約100%プラスマイナス最大3%だけ、走行させるように、整えられている。この回転ドライブは、制御装置からの制御信号によって駆動されて、画像特性及び/又は位置センサからの信号に従って、受け取り箇所の少なくとも1つをそこにある支持体のコンポーネント収容部と共に、載置箇所を含む第3の軸を中心に管理してプラスマイナス6°まで、好ましくはプラスマイナス3°まで回動させるように、整えることもできる。さらに、追加的又は代替的に、少なくとも1つのリニアドライブは、制御装置からの制御信号によって駆動されて、受け取り装置を、支持体の隣接するコンポーネント収容部の間隔のプラスマイナス最大約20%だけ、好ましくはプラスマイナス3%まで第1、第2及び/又は第3の軸の1つに沿って管理して走行させるように、整えることができる。
【0072】
受け取り装置の変形例において、第4の回転ドライブは、受け取り装置を通して案内される支持体を、支持体の隣接するコンポーネント収容部の間隔に応じて第1及び/又は第2の軸の1つに沿って前進させるように、整えられている。
【0073】
受け取り装置の変形例において、受け取り装置内の少なくとも1つの受け取り箇所からかつ/又は受け取り装置内で案内される支持体から、欠陥のあるかつ/又は誤って位置決めされたと認識されたコンポーネントを除去するために、吸い出し及び/又は吹き出し装置が設けられている。
【0074】
受け取り装置の変形例の駆動において、第4の回転ドライブによって駆動されるスプロケットが、載置バンドを移送方向に移送するための載置バンドの移送穴内へ嵌入する。スプロケットは、好ましくは前進方向のみに回転する。載置バンドは、規則的な間隔でコンポーネントのための載置ポケットを有している。載置ポケットあたり、スプロケットは固定の角度量(例えば30°、60°、90°、180°...360°)回転する。第2の転向装置の中央のカメラによる画像記録から、コンポーネントが載置されている、載置ポケットの位置が認識される。さらに、第2の転向装置の周面に設けられたカメラによって、次に載置すべきコンポーネントが収容部にねじれて保持されるか、が認識される。これらの位置情報から、制御装置において、どの距離量及び/又は角度量だけ受け取り装置を位置決めし直さなければならないかが、計算される。さらに、受け取り装置を位置決めする場合に、コンポーネントを引き渡し箇所において上方の転向装置から下方の転向装置へ正しく引き取るために、転向装置がx方向とy方向にしかるべく移動されることも、考慮される。その後、受け取り装置は、必要な限りにおいて、コンポーネントの微調整を保証するために、(x、y)軸に沿って線形に走行し、場合によっては回転する。
【0075】
コンポーネントが載置位置に載置された場合に、その上方に配置された第2の転向装置の中央のカメラは、コンポーネントが欠陥を有するか、すなわち載置によって損傷されたか、又は、その前にすでに欠陥を有しているか、も検出する。前もってすでにコンポーネントが欠陥を有していると認識されている限りにおいて、そのコンポーネントは載置されない。
【0076】
受け取り装置内の載置位置は、同時に第1の吸い出し位置とすることもできる。そのために、受け取り装置において、負圧を有する吸い出し器が載置位置に配置されている。支持体バンドの移送方向において、第2の代替的な吸い出し位置が存在する。すなわち、受け取り装置に2つの窓が設けられている:載置位置を有する第1の窓、及び、吸い出し位置を有する第2の窓。2つの窓の間隔は、支持体バンドの間隔に対応し、この間隔に対して調節可能である。コンポーネントが正しく載置されず、したがってその中に斜めに配置されている又はまだ部分的に張り出している場合に、これは、第2の転向装置の中央のカメラによって認識される。支持体バンドは、正しく載置されなかったコンポーネントのせいで、それ以上移送できない。したがって、そのコンポーネントは、載置位置において吸い出されて、次に載置すべきコンポーネントに代えられる。コンポーネントが損傷している場合には、それをこの位置で同様に除去して、次に載置すべきコンポーネントに代えることができる。第2の窓の位置において、(場合によっては他のカメラによって)エラーについて検査することができる。コンポーネントが欠陥を有すると認識された場合に、受け取り装置全体が戻るように移動されて、欠陥を有すると認識されたコンポーネントが載置位置において吸い出される。
【0077】
代替的に、欠陥を有すると認識されたコンポーネントを除去するために、第2の吸い出し位置を使用することができる。
【0078】
ここに提示される配置によって、エラーを認識するためにコンポーネントを検査することが、可能である。コンポーネントは、第1及び第2の転向装置によって載置され、欠陥を有すると認識されたコンポーネントは載置位置において除去される。これは、共通の位置において行われる。
【0079】
受け取り装置は、3つの方向において移動する:X軸方向とY軸方向及び載置位置の中央/近傍の(Z)垂直軸を中心に。これも、支持体バンドが移送方向に移送されて、受け取り装置が、コンポーネント載置に対して位置決めするために、バンド移送方向に対して垂直に移動される、従来の配置に対する差異と見なされる。載置箇所は、皿(トレイ、例えばJedecトレイ)の形態で、又は、アンテナテープとしても、存在することができる。
【0080】
他の変形例においては、受け取り装置内の少なくとも1つの受け取り箇所から、かつ/又は、受け取り装置内で案内される支持体から、欠陥を有するかつ/又は誤って位置決めされたと認識されたコンポーネントを除去するために、受け取り装置に吸い出し及び/又は吹き出し装置が対応づけられている。
【0081】
変形例において、受け取り装置は、コンポーネントを、その回転軸が受け取り装置の移送方向に対して実質的に平行に方位づけされている転向装置から受け取ることができる、又は、他の変形例において、受け取り装置は、コンポーネントを、その回転軸が受け取り装置の移送方向に対して実質的に横方向に方位づけされている転向装置から受け取ることができる。
【0082】
変形例において、転向装置の中央に、受け取るべきコンポーネントの特性及び/若しくは位置を求めるために、又は、受け取り装置内の受け取り箇所及び/若しくはその中にあるコンポーネントの位置を求めるために、画像特性及び/又は位置センサが設けられている。この画像特性及び/又は位置センサは、転向装置の周面に位置する、隣接する収容部の間を通して、受け取り装置内の少なくとも1つの受け取り箇所の画像取り込みを実施するように、整えられている。
【0083】
代替的な変形例において、受け取るべきコンポーネントの特性及び/若しくは位置を求めるために、又は、受け取り装置内の受け取り箇所及び/若しくはその中にあるコンポーネントの位置を求めるために、転向装置の中央に偏向ミラー又はプリズムが配置されており、それが、転向装置の外部に配置された画像特性及び/又は位置センサに対応づけられている。偏向ミラー又はプリズムは、転向装置の外部に配置されている画像特性及び/又は位置センサと共に、転向装置の周面に配置された、隣接する収容部の間を通して、受け取り装置内の少なくとも1つの受け取り箇所の画像取り込みを実施するように、整えられている。
【0084】
受け取り装置は、載置箇所に対して、リニアドライブによって少なくとも部分的に第1の軸に沿って管理されて2つの方向に走行される。受け取り装置を通して案内される支持体が、回転ドライブによって、第1及び/又は第2の軸の1つに沿って管理されて支持体の移送方向に走行される。受け取り装置を通して案内される支持体には、2つの受け取り箇所が設けられており、それらは、ドライブの管理された操作によって、コンポーネントのための受け取り箇所に対して少なくともほぼ整合するように方向付けされる。画像特性及び/又は位置センサが、受け取り装置内の少なくとも1つの受け取り箇所内の、その特性及び/又はその位置に関して調査すべきコンポーネントの特性及び/又は位置を供給する。特性及び/又は位置センサからの画像データに基づいて、コンポーネントの特性エラー及び/又は位置エラーがある場合に、制御装置によって受け取り装置及び/又はその中で案内される支持体のしかるべき補正運動を実施させるために、補正指示が行われる。受け取り装置に、吸い出し及び/又は吹き出し装置が対応づけられており、それによって受け取り装置内の少なくとも1つの受け取り箇所及び/又は受け取り装置内で案内される支持体から、欠陥を有する及び/又は誤って位置決めされたと認識されたコンポーネントが除去される。
【0085】
特に上述した構造/機能方法の、受け取り装置からエラーのあるコンポーネントを除去する方法は、以下のステップを有している:
第1の受け取り箇所においてコンポーネントのための支持体のポケット内に正しく載置されていないコンポーネントを検出し、
受け取り装置をリニアドライブによって移送方向に沿って、正しく載置されなかったコンポーネントが第2の受け取り箇所にくるように、移動させ、受け取り装置内で案内される支持体を移送せず、
第2の受け取り箇所においてコンポーネントのためのポケットから、正しく載置されていないコンポーネントを吸い出し、
受け取り装置をリニアドライブによって走行方向とは逆に戻るように移動させ、それによって第1の受け取り箇所にコンポーネントのための空のポケットが配置され、受け取り装置内で案内される支持体を移送せず、
第1の受け取り箇所における支持体のポケット内へコンポーネントを載置する。
【0086】
品質要請が増大し、同時に電子コンポーネントの寸法が減少し、それらのコンポーネントをさらにどんどん短くなるプロセス時間内で処理しなければならないことに基づいて、従来のセンサ配置は充分でないことが認識されている。
【0087】
したがって変形例として画像センサが提案され、そのセンサは、特に以上で開示された種類のコンポーネント操作装置内で、コンポーネントの位置及び/又は特性を検出するのに適しており、かつそのために定められている。この画像センサには、少なくとも2つの互いに異なる検出スペクトルが設けられている。それは特に、受け取り装置の受け取り箇所内に位置するコンポーネントの特性エラー及び/又は位置エラーを検出するのに適しておりかつそのために定められている。この画像センサは、放射源と協働するのに適しておりかつそのために定められており、その放射源は、放射スペクトルと放射当接角度かつ/又は画像センサに対する放射反射角度に関して、このセンサに合わせて調整されている。画像センサは、その後段に配置されている画像評価部の検出スペクトルの各々について、別々の画像を提供するのに適しておりかつそのように整えられている。
【0088】
この画像センサにおいて、例えば少なくとも2つの互いに異なる、可視領域及び不可視領域内の検出スペクトルが設けられている。それらは、カラーセンサの赤のカラー領域(630nmプラスマイナス30nm)、及び/又は、緑のカラー領域(530nmプラスマイナス60nm)、及び/又は、青のカラー領域(460nmプラスマイナス50nm)として形成することもできる。
【0089】
画像センサの変形例において、光学的に有効な部材が設けられており、それらは、センサを、受け取り装置内の少なくとも1つの受け取り箇所にある及び/又は受け取り装置内で案内される支持体内にある、コンポーネントと光学的に結合するように、整えられている。
【0090】
画像センサの変形例において、光学的に有効な部材は、偏向ミラー、プリズム、カラーフィルタ及び/又はレンズを有している。
【0091】
光学的に有効な部材及び/又は放射源のいくつかは、他のものとは関係なく能動化し、方向づけし、かつ/又は調整/合焦させるように、整えることができる。
【0092】
ここに開示される統合された操作/検査装置は、画像センサを使用しており、それらのセンサは、一方で、コンポーネントのすべての又はほぼすべての端面及び/又は側面を検査し、他方で、第1及び/又は第2の転向装置並びに受け取り箇所においてマニピュレータ(収容部)を位置決めするための重要なデータも提供する。
【0093】
第1(上方)の転向装置の画像センサは、変形例において、転向装置の中央のカラーカメラである。代替的に、カメラは、白/黒カメラであってもよく、それは、更なる変形例では、側方において、転向装置の中央の45°偏向ミラーと協働する。このカメラは、上方の転向装置が回転する間に、2つの収容部の間の間隙を通して、次のステップにおいてコンポーネント排出器によってコンポーネントストックから個別化されるコンポーネントを検出する。その際に獲得された画像から、コンポーネントの検査も、コンポーネントストック内のその正確な位置決定も、可能である。画像取り込みは、上方の転向装置の回転の間に、覗き窓とも称される期間内に実施される。
【0094】
ここに開示される、統合された操作/検査装置は、さらに、上方の転向装置において側方のカメラの形式の画像センサを使用する。これらのカメラは、上方の転向装置の径方向外側の約90°において、コンポーネントの軌跡が正面で中央のカメラによって検出され、かつ、中央のカメラの両側に位置するカメラによってそれぞれ互いに対向する側面が検出されるように、配置されている。これらのカメラは、必ずしもカラーカメラである必要はない。複数の画像取り込みを行うことができる。というのは、上方の転向装置が短時間(10msから60ms、例えば40ms)それぞれ後段のコンポーネント引き渡しのために180°位置に停止するからである。この短時間の停止期間は、検査のために充分である。この目的のために白/黒カメラを使用することもできる。2つの側方のカメラによる側方検査によって、コンポーネントの端面が損傷について検査される。中央のカメラによる背面検査によって、コンポーネント背面が損傷について検査される。背面検査のために、複数の画像取り込みを実施して、種々の欠陥を強調することができる。ここで使用されるカメラは、同様にカラーカメラであってもよい。しかし必ずしもそうする必要はない。というのは、以上ですでに述べたように、静止期間に基づいて充分な時間が提供されるからである。
【0095】
ここに開示される、統合された操作/検査装置は、さらに、下方の転向装置における側方のカメラの形式の画像センサを使用する。これらのカメラは、下方の転向装置の径方向外側の約90°において、コンポーネントの軌跡が中央のカメラによって正面で検出され、かつ、中央のカメラの両側に位置するカメラによってそれぞれ互いに対向する側面が検出されるように、配置されている。これらのカメラは、必ずしもカラーカメラである必要はない。むしろ、白/黒カメラも使用することができる。この位置において、コンポーネントは、エラーについて調査され、かつ、画像データが、位置データについて評価される。2つの側方のカメラによる側方検査によって、コンポーネントの切断面が損傷について調査される。中央のカメラによる背面検査によって、コンポーネント背面が損傷について検査される。背面検査のために、複数の画像取り込みを実施して、種々の欠陥を強調することができる。その後コンポーネントを受け取り装置内に載置するために、コンポーネントの位置データ(x、y、回動)を側方検査によって求めることができる。他の変形例においては、そのために、背面検査が使用される。この情報は、制御装置によって、任意の補正を実施するために使用される。ここで使用されるカメラは、同様にカラーカメラとすることができる。しかしそれは、必ずしも必要ではない。というのは、静止期間の間に充分な時間が提供されるからである。
【0096】
ここに開示される統合された操作/検査装置は、さらに、下方の転向装置の中央のカメラの形式の他の画像センサを使用する。このカメラは、3つの個別のチャネルR、G、Bを有するカラーカメラとすることができる。3チップカラーカメラが使用されるか、1チップカラーカメラが使用されるかは、重要ではない。3チップカメラは、各カラーR、G、Bのために別々の画像センサを有しており、1チップカメラはその代わりに画像センサの前で能動化されるフィルタを使用する。ここで使用される白/黒カメラは、例えば255グレイスケールを備える1つのチャネルを有し、カラーカメラの場合には、3つのチャネルの各々がカラーの例えば255の輝度レベルを有する。重要なことは、カメラの3つのカラーチャネルが互いに別々に応答可能/読みだし可能であること、又は、制御装置において3つのカラーチャネルの少なくとも1つの分割を行うことができること、である。各チャネルのために、異なる露光時間が可能である。ここでは例として以下の露光時間を使用することができる:5ms(緑)、12ms(赤)、15ms(青)。ここに開示される統合された操作/検査装置において、それぞれ能動化されたカラーチャネルに応じて、異なる照明カラーも使用される。白色光は、すべてのカラーの混合であるので、この照明カラーによってすべてのチャネルを同時に応答させることができる。しかしこれは、得られる画像品質が要請に対応しないので、ここでは絶対に行われない。
【0097】
変形例において、画像センサに半透明のミラーが対応づけられており、そのミラーは、カメラチップの光学軸に対して約45°の角度で配置されており、かつ、しかるべき光源からの2つの、より多くの、又は、任意の数の、異なる検出スペクトルのカラー光を光学的に結合して、検査領域上へ向けるために、用いられる。検査領域へ、したがってコンポーネント端面又は側面と場合によってはポケット内のその周囲へ向けられたこの光が、そこで反射されて、画像センサの少なくとも1つのカメラチップによって検出される。
【0098】
さらに変形例において、画像センサに、検査箇所を中心とするリング光源としての光源が対応づけられている。このリング光源は、第3のカラー領域内で約5°-45°の角度で散乱光を供給する。検査領域へ向けられたこの光も、そこで反射されて、画像センサの少なくとも1つのカメラチップによって検出される。光又は種々の色の光源は、任意に配置することができる、又は、同一の放射角度を有することもできる。
【0099】
ここに開示される統合された操作/検査装置は、下方の転向装置の中央に、受け取り装置の同軸の照明を結合するための偏向ミラーを使用する。もっと正確には、受け取り装置を通して案内される、コンポーネント用の載置ポケットを有する載置バンドの形式の支持体が、カメラによって検出される。唯一の画像記録によって、エラー、例えばコンポーネントが斜めに載置され、それによって載置ポケット内に正しく位置決めされていないことについて、又は、品質欠陥について、検査が行われる。さらに、この唯一の画像記録によって、次のコンポーネントを載置するための載置バンドの載置ポケットの位置データも検出される。個々のカラーチャネルから獲得すべき情報は、調査すべき課題位置に従って任意に、例えば以下のように、分割することができる:照明タイプ1を有する画像チャネル1:次のコンポーネントを位置決めするための載置バンドの載置ポケットの位置。照明タイプ2を有する画像チャネル2:コンポーネントの品質検査(亀裂、レーザーマーク、破断など)。照明タイプ3を有する画像チャネル3:特殊なコンポーネント又は顧客固有のエラーについての特殊な検査。
【0100】
統合された操作/検査装置の変形例において、コンポーネントは、「ブラインド」載置される。すなわち、本来の載置プロセスは、載置プロセスの前に画像記録から獲得された、先行するコンポーネントに対応づけられた情報又は位置データに基づいている。載置プロセスの瞬間において、第2の転向装置の中央のカメラは載置箇所を見ない。というのは、その時に載置される収容部が視野を遮るからである。
【0101】
変形例において、コンポーネントがねじれているかの情報又は位置データは、下方の転向装置の周面のカメラが提供する。この情報又は位置データは、受け取り装置の制御装置へ伝達される。その前に載置バンドの載置ポケット内に載置されたコンポーネントの画像記録から、受け取り装置の位置が知られている。2つのポケットの間の間隔は、同様にわかっている。それに基づいて、次に載置すべきコンポーネントのために、受け取り装置をどの角度及びx-とy-量だけ移動させなければならないかを、計算することができる。
【0102】
他の装置視点から、しかるべき補完的又は代替的方法ステップが生じる。
【0103】
ここに提示される画像センサ技術は、従来のセンサ配置よりも少ない画像取り込みで間に合わせることができる。獲得された画像データは、欠陥部品排除のためにも、操作/検査装置のアクターの位置決めのためにも評価される。この統合されたアーキテクチャ及びそれによって可能になるやり方が、プロセス時間を削減し、かつ、増大されたスループットにおいて検査品質の向上を提供する。
【0104】
他の特徴、特性、利点及び可能な変形が、以下の説明から当業者にとって明らかになり、その説明において添付の図面が参照される。図はコンポーネントのための光学的な調査装置を図式的に示している。
【図面の簡単な説明】
【0105】
図1】構造化されたコンポーネントストックからプリズム状又は円筒状のコンポーネントを取り出して、受け取り装置に載置するためのコンポーネント操作装置を図式的に示す側面図である。
図2】コンポーネントの側面に関して、図1のコンポーネント操作装置の様々な位置及び特性センサの方位を図式的に示している。
図3】コンポーネント操作装置の1つ又は2つの転向装置の周面に配置された位置及び特性センサを図示的に示す上面図である。
図4】コンポーネント操作装置と共に使用するための受け取り装置の第1の変形例を図式的に示す斜視図である。
図5】コンポーネント操作装置と共に使用するための、付属の照明配置を有する位置及び特性センサを図式的に示している。
図6】コンポーネント操作装置と共に使用するための、受け取り装置の第2の変形例を図式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0106】
図1には、構造化されたコンポーネントストックから電子半導体チップの形式のプリズム状のコンポーネントBを取り出して、受け取り装置200に載置するためのコンポーネント操作装置100が示されている。ここに提示されるコンポーネント操作装置100は、コンポーネント操作装置の上方の領域内に水平に配置されているコンポーネントストック、ここではウェファディスク、からコンポーネントBを固定位置の排出ユニット110によって受け取る。
【0107】
排出ユニット110は、図示される変形例において、コンポーネントストックからコンポーネントを個々に自由にし、それによって第1の転向装置130へ供給するために、制御ECUによって制御されるニードルを用いて作業し、又はレーザービームによって非接触で作業する。この第1の転向装置130は、星又はホィールの形状を有し、その周面に、個別化されたコンポーネントBのための複数(図示される例においては8つ)の収容部132を有している。収容部132の各々は、第1の転向装置130の0°位置において排出ユニット110にもっとも近くなった場合に、配給箇所SPSにおいてコンポーネントを構造化されたコンポーネントストックから受け取るように、整えられている。
【0108】
収容部132は、星状又はホィール形状の第1の転向装置130の(仮想の)周面に径方向外側を向いて配置されており、かつコンポーネントBを支持する。第1の転向装置130の収容部132は、回転軸(ここではX軸)に対して径方向に走行可能である。したがってこの収容部132は、それぞれ収容部132の1つに固定されているコンポーネントBをコンポーネント引き取りとコンポーネント引き渡しの間の揺動角度内-ここでは0°と180°の間-で移送することができる。
【0109】
第1の転向装置130はコンポーネントBを、詳しく説明されない制御ECUによって制御されて、第1の軸、ここではX軸を中心に第1の引き渡し箇所USへ第1のあらかじめ定められた角度、ここでは180°だけ、回転させる。コンポーネントBは、その長手軸又は横軸を中心に転向される。複数の、ここでは同様に8つの第2の収容部152を有する、第1の転向装置130に似た第2の転向装置150は、コンポーネントが第2の転向装置130の0°位置において引き渡し箇所USにもっとも近くなった場合に、引き渡し箇所USにおいて第1の転向装置130の収容部132からコンポーネントBを受け取るように、整えられている。
【0110】
第2の転向装置150は受け取ったコンポーネントBを、制御ECUによって制御されて、第2の軸、ここではY軸、を中心に第2のあらかじめ定められた角度、ここでは約180°だけその長手軸又は横軸を中心に転向させて、載置箇所ABSへ移送する。
【0111】
第1、第2及び/又は第3の軸は、互いに対してそれぞれ90°プラス/マイナス最大10°又は15°の角度を形成し、かつ3次元の直交する座標系において方位づけされている。
【0112】
2つの星状又はホィール形状の転向装置130、150は、互いに対して直交して配置されており、その他、その構造においては互いに一致している。図1の表示とは異なり、2つの転向装置130、150の配置は、受け取り装置200の移送方向に関してZ軸を中心に90°回動することもできる。この場合においては、下方の転向装置150が受け取り装置200の移送方向に対して少なくともほぼ横方向に方位づけされている。
【0113】
第1と第2の転向装置130、150には、位置及び特性センサK1...K4が対応づけられている。図1に示すように、これらのセンサは、配置全体の複数の箇所に位置している。これらのセンサは、第1と第2の転向装置130、150の位置データ、収容部132、152にあるコンポーネントBの位置データ及び収容部132、152にあるコンポーネントBの特性データを検出するように、整えられている。その際に獲得されたデータは、制御へ提供される。ここに示す形態において、第1のカメラ配置K1は、第1の転向装置130の中央において垂直上方にコンポーネントストックへ向けられている。3つのカメラを有する第2のカメラ配置K2(図1においては見られない)は第1の転向装置130の周辺において90°で、それを通過するコンポーネントBへ向けられている。この第2のカメラ配置K2についての詳細は、図3に関連して説明される。第2のカメラ配置K2に相当する、3つのカメラを有する第3のカメラ配置K3が、第2の転向装置150の周辺において、それを通過するコンポーネントBへ90°で向けられている。第4のカメラ配置K4は、第2の転向装置150の中央において、載置箇所ABS又は受け取り装置200内の第1の受け取り箇所ES1へ向けられている。
【0114】
制御ECUは、第1の回転ドライブDA1によって第1の軸(ここではX軸)を中心に第1の転向装置130を管理して回転させ、かつ第1のリニアドライブLA1によって第1の転向装置130を第1の軸に沿って管理して走行させるように、整えられている。
【0115】
制御ECUはさらに、第2の回転ドライブDA2によって第2の転向装置150を第1の軸(ここではX軸)と共線でない第2の軸(ここではY軸)を中心に管理して回転させ、かつ第2のリニアドライブLA2によって第2の転向装置150を第2の軸に沿って管理して走行させるように、整えられている。
【0116】
画像センサは、コンポーネントBの端面及び/又は側面を検査して、第1と第2の転向装置130、150をその軸線に沿って、かつそれを中心に位置決めするための、並びに、収容部132、152及びそれに配置されたコンポーネントBと受け取り箇所の、関連データも、提供する。
【0117】
コンポーネント操作装置100には、載置箇所ABSに対応づけられた、そこへ移送されるコンポーネントBのための受け取り装置200が搭載されている。受け取り装置200には、位置及び特性センサK4、K5が対応づけられており、それらは、載置箇所ABSへ移送されたコンポーネントBの位置データ、受け取り装置200内の受け取り箇所E1、E2及びその中にあるコンポーネントBの位置データと特性を検出して、制御ECUのために提供するように、整えられている。位置及び特性センサK5は、第2の受け取り箇所ES2に設けられた第2の窓へ向けられた、第5のカメラ配置である。制御ECUは、第3の回転ドライブDA3を用いて受け取り装置200を、載置箇所ABSを含む第3の軸(ここではZ軸)を中心に管理して回転させ、かつ第3と第4のリニアドライブLA3、LA4を用いて受け取り装置を第1と第2の軸に沿って管理して走行させるように、整えられている。第4の回転ドライブDA4を用いて制御ECUは、受け取り装置200を通して案内される支持体320を第1の軸(ここではX軸)に沿って管理して走行させる。この支持体320は、個別化された形状のコンポーネントBを第2の転向装置150から収容するために、用いられる。転向装置130、150と回転ドライブDA1、DA2..は、そのそれぞれの回転位置を定めるために、それぞれ制御ECUと接続されている、これ以上説明しない高解像度のアングルエンコーダを有している。
【0118】
受け取り装置200内で第4の回転ドライブDA4は、制御ECUからの制御信号によって駆動されて、受け取り装置200を通して案内される支持体320を第1の軸(ここではX軸)に沿って管理して、支持体320の隣接するコンポーネント収容部(ポケット)の間隔の約100%プラスマイナス最大3%だけ走行させるために、用いられる。間隔は、互いに連続する2つのポケットの中心間隔から生じる。第3の回転ドライブDA3は、制御ECUからの制御信号によって駆動されて、第2の転向装置150の中央の画像特性及び位置センサからの信号に従って、受け取り箇所ES1の1つをそこにある支持体320のコンポーネント収容部と共に載置箇所を含むZ軸を中心に管理してプラスマイナス6°まで回転させるように、整えられている。
【0119】
受け取り装置200の第4の回転ドライブDA4は、図4に示す変形例において、スプロケットを有しており、そのスプロケットが、支持体320(載置バンド)の移送穴325内へ嵌入して、それを移送方向に移送する。スプロケットは、好ましくは前進方向のみに回転する。
【0120】
この変形例において、受け取り装置200において、受け取り箇所ES1の下流側に吸い出し及び/又は吹き出し装置340が設けられている。しかしこれは、選択肢である。それによって、制御ECUからの制御信号によって駆動されて、損傷した、又は誤って位置決めされたことがわかったコンポーネントが、そのポケットから除去される。
【0121】
収容部132、152内にコンポーネントBを吸引するため、収容部132、152内にコンポーネントBを保持するため、制御される吹き出しパルスを用いて、又はそれなしで、コンポーネントBを載置するため、かつ収容部132、152からコンポーネントBを自由に吹き出すために、これらの収容部は詳しく示されない圧縮空気ユニットと接続されている。圧縮空気ユニットは、コンポーネントを個別に収容し、保持し、かつ、再び放出するために、制御ECUによって管理されて、個々の収容部132、152に弁制御装置によってそれぞれ必要な時点又は期間で、過圧又は負圧を供給する。
【0122】
制御ECU並びに位置及び特性センサによって個々のステーションにおいて獲得された検査結果が肯定的である限りにおいて、それぞれのコンポーネントBは、そのときに載置箇所ABSに位置する受け取り箇所ES1、したがって支持体320のポケット内へ載置される。獲得された検査結果が否定的である限りにおいて、コンポーネントBはさらに1つの位置だけ第1の吸い出し器330へ回転されて、そこで第2の転向装置150の収容部152から排除される。この受け取り箇所ES1を監視する位置及び特性センサ(図5も参照)によって、載置されたコンポーネントBが載置後に位置又は特性のエラーを有することが明らかになった場合に、それは、受け取り箇所ES1に対して下流側に位置する第2の吸い出し器340によって支持体320のポケットから吸い出される。この場合において次に、制御ECUによって管理されて、受け取り装置200全体が支持体320と共に支持体320の2つのポケットの中心間隔だけ、第3のリニアドライブユニットLA3によって支持体320の移送方向とは逆に戻される。その後、次のコンポーネントBが第2の転向装置150において支持体320のからになったポケット内へ挿入される。
【0123】
他の変形例において、受け取り箇所ES1において斜めになったコンポーネントを吸い出すために、第1の受け取り箇所ES1に、付加的な詳しく示されない吸い出し装置が対応づけられている。品質エラーがあった場合に、位置及び特性センサK4によって、又は第2の窓における位置及び特性センサK5によって、それを検出することができる。位置及び特性センサK5が品質エラーを検出した限りにおいて、受け取り装置200が支持体320と共に戻るように移送されて、その後載置箇所においてコンポーネントBが支持体320のポケットから吸い出される。
【0124】
斜めに、したがって支持体320のポケットの内部に部分的にのみ収容された、又はコンポーネント載置箇所ABS/受け取り箇所ES1に載置されたコンポーネントの傾きは、受け取り箇所ES1に対応づけられた、他の位置及び特性センサK6によって認識することができる。この位置及び特性センサK6は、ここに示す変形例において、支持体320に対して側方に配置されており、かつ支持体320の上エッジの上方の方向変換ミラーを介して受け取り箇所ES1を検出する。センサK6は、ここに示す変形例において、受け取り装置200と堅固に結合されており、それによって受け取り装置の変位運動、又はもっと正確に言うと、受け取り装置200のフレーム350の、ドライブLA3によってもたらされる、第1の軸(ここではX軸)に沿った変位運動、ドライブLA4によってもたらされる、第2の軸(ここではY軸)に沿った変位運動、又はドライブDA3によってもたらされる、第3の軸(ここではZ軸)を中心とする変位運動が、直接センサK6によって一緒に実施される。それによってセンサK6によって検出された情報は、不正確さ/不鮮明さがより少ない。というのは、例えば受け取り装置200の外部にセンサがある場合のように、検出すべき対象がセンサK6に対して空間的に移動しないからである。載置箇所ABS/受け取り装置200内の第1の受け取り箇所ES1へ向けられた、第2の転向装置150内の中央の第4のカメラ配置K4は、例えば受け取り装置200の外部に位置する、この種のセンサである。
【0125】
特にセンサK6は、フレーム350と堅固に結合されており、その中でコンポーネントBを収容するためのポケットを有する支持体320が案内されている。したがってセンサK6について、コンポーネントの位置に関して、載置箇所における支持体320のポケットの上方の端縁を検出するための、空間的にはっきりと定められた測定状況が生じる。
【0126】
これによって、移送速度がきわめて高く、それに基づいて、コンポーネントあたりの状況検出、評価及び反応のための時間が短い場合でも、正確な措置をとる可能性が拓かれる。正しい措置は、場合によっては、コンポーネントが調査されたポケット内に正確に位置しているので、支持体320をさらに移送することであり、又は支持体320の調査されたポケットからのコンポーネントの吸い出しを実施して、場合によっては調査されたポケットに他のコンポーネントBを新たに充填することである。
【0127】
センサK6は、ここに示す変形例において、単純なストライプ-光センサであって、それが、図6内の後方の、フレーム350の長手側の固定位置に配置されている。この(ストライプ-光)センサK6は、図6内で前方の、フレーム350の長手側の固定位置に配置されたストライプ光源360からの光バンドLBによって照射される。もっと正確に言うと、ストライプ光源360に対して、センサK6に対応づけられた偏向ミラーMが配置されており、その偏向ミラーが、支持体320の上面に対して平行に光源360から送出された光バンドLBを、(ストライプ-光)センサK6へ方向変換させる。光バンドLBが支持体320をその上面に対して最小の間隔で、支持体320の移送方向に対して横方向に、移送方向におけるポケットの寸法を両側で上回る長さにおいて走査する。支持体320のポケット内に完全に載置されていないコンポーネントBは、ポケットから少なくとも部分的に張り出し、したがって光バンドLBをそれに応じて部分的に遮る。図6に示す(部分的な)陰は、(ストライプ-光)センサK6によって容易かつ効率的に検出されて、このセンサから制御ECUへ伝達される。
【0128】
ここに示される変形例において、(ストライプ-光)センサK6は、スペースの理由から、偏向ミラーMが支持体320の上面を走査する光バンドLBを、フレーム350に固定された(ストライプ-光)センサK6へ案内するように、フレーム350の側方の固定位置に配置されている。光源360は、(ストライプ-光)センサK6と同様に下方においてフレーム350に固定することもでき、かつ、図示されない第2の偏向ミラーを介して、支持体320の上方の光バンドLBをその上面に対して最小の間隔で、支持体320の移送方向に対して横方向に偏向ミラーMへ案内する。
【0129】
単純な(ストライプ-光)センサの代わりに、センサK6として白黒カメラ又はカラーカメラを設けることもできる。(ストライプ-光)センサとしての変形例においても、カメラとしてのそれにおいても、センサK6にとって光と視認状況が明確に充分である場合に、ストライプ光源360は、省くこともできる。ストライプ光源360は、並べて位置決めされた複数の個別の光源から、又は、光ビームを形成する適切な光学素子を有する単独光源から、形成することができる。放出される光は、可視の又は不可視のスペクトル内にあり、かつセンサK6の受信スペクトルに合わせられている。
【0130】
すなわち、支持体320のポケット内に載置されたコンポーネントが、ポケット内に正しく載置されておらず、その代わりにポケット内で傾いており、したがってコンポーネントの角部又はエッジが上方の端縁を越えて(部分的に)張り出している場合に、きわめて確実かつきわめて迅速に認識される。これは、垂直上方からポケットへ向けられているセンサ配置K4によっても、可能ではある。もちろんは、第2の転向装置152の中心のセンサK4が第2の転向装置152の2つの収容部の間で、載置箇所ABS又は受け取り装置200内の第1の受け取り箇所ES1への自由な視野を再び有するまでの間は、支持体320は満たされているポケットと共に留まらなければならない。これは、スループットへの時間的制限となる。というのは、満たすべき次のポケットの新規方向付けは、同様に充分な時間を必要とするからである。
【0131】
以上で詳細に説明した、支持体320の上エッジの上方でコンポーネント載置箇所ABSにあるポケットの領域内で横方向に検査するセンサK6は、この制限をもたない。というのは、これは受け取り装置200のフレームに設けられたハウジング内の支持体320の側方に統合されているからである。これは、実際には外側からは見えず、支持体320の上エッジの上方の偏向ミラーを介して見ている。
【0132】
このセンサK6、及び、場合によっては、光源は、受け取り装置200のフレーム350と堅固に結合されており、かつ、ポケットが第2の転向装置152のコンポーネントBを載置する収容部152に対して整合されている場合(6時の位置にある場合)に、受け取り装置200と共に移動される。それに対してセンサK4、K5は固定位置に配置されている。これが、確実かつ迅速な画像評価を困難にする。といるのは、受け取り装置200のフレーム350は、稼働中にこれらのセンサK4、K5に対して移動するからである。
【0133】
センサK6が、ポケット内で傾いているコンポーネントを認識して、それを制御ECUへ伝達した場合に、この制御ECUは受け取り装置200を戻させる。もっと正確に言うと、そのフレーム320をその中にある支持体と共に吸い出し位置へ、戻させる。傾いたコンポーネントを除去するために、吸い出し器340が、例えば斜め上から、又は側方から、吸い出し位置へ近づくように移動する。同時に、傾いたコンポーネントを有するポケットを備えたフレーム320が、リニアドライブLA3によってX方向に、吸い出し位置APへ近づくように移動する。支持体を移送する回転ドライブDA4は、回転しない。他の変形例においては、受け取り装置200は全体として、そのドライブと共にキャリッジ上でX方向に長手移動可能に堅固なベースプレート上に取り付けられている。受け取り装置200は駆動のためのベースプレートと共に、第2の転向装置152の下方の作業位置に固定可能であって、かつ例えば保守目的のために、第2の転向装置152に対して摺動可能であり、かつその後保守位置に固定可能である。
【0134】
すなわち、ポケット内に正しく載置されないコンポーネントの傾き又は張り出しを認識して、除去することができる。
【0135】
受け取り装置200から欠陥のあるコンポーネントBを取り出す方法は、1つの変形例において、以下のステップを実施する:
支持体320のポケット内に正しく載置されていないコンポーネントBが、第1の受け取り箇所ES1において検出され、そのために特に受け取り装置200に、上述したやり方でセンサ配置が搭載されており;
受け取り装置200が、移送方向とは逆に、正しく載置されていないコンポーネントBが吸い出し位置へ来るような距離だけ移動され、受け取り装置200内で案内されている支持体320は移送されない;
正しく載置されていないコンポーネントBが、吸い出し位置において支持体320のポケットから吸い出され;
受け取り装置200が移送方向に、空になったポケットが第1の受け取り箇所ES1にくるような距離だけ移動され、受け取り装置200内で案内されている支持体320は移送されず、かつ
第1の受け取り箇所ES1において支持体320のポケット内にコンポーネントBが載置される。
【0136】
吸い出し位置は、図6に示すように、第2の受け取り箇所ES2と一致することができる。しかし吸い出し位置は、第2の受け取り箇所ES2とは異なる位置に、載置箇所ABSの上流側又は下流側に設けることができる。吸い出し位置は、受け取り装置内で案内されている支持体の移送方向において、第2の受け取り箇所ES2から、第1の受け取り箇所ES1からよりも、さらに離隔することができる。吸い出し装置450は、引き戻された(非作動)位置から吸い出し位置へ向かって揺動又は移動するように、整えることもできる。
【0137】
図1と組み合わせて図2から明らかなように、第1の転向装置130の中央の位置及び特性センサとしてのカメラ配置K1は、コンポーネントストックへ向けられている。それによってコンポーネントBの端面D2が位置と欠陥について検査される。カメラ配置K1は、第1の転向装置130の転向の間に2つの隣接する収容部132の間を通して画像取り込みを実施するように、整えられている。制御装置はこれらのデータから、放出ユニット、コンポーネントストックもしくはウフェァおよび第1の転向装置130のしかるべき補正運動を発生させる。
【0138】
第2のカメラ配置K2は、位置及び特性センサとして、第1の転向装置130の周辺のその3つのカメラが約90°でコンポーネントBの3つの面S2、S4及びD1へ向けられている。カメラ配置K2の3つのカメラK2-1、K2-2及びK2-3が、図3に上面図で示されている。中央のカメラK2-2がコンポーネントBの端面D1を検査し、2つの外側のカメラK2-1とK2-3がそれぞれのミラーSP1とSP2を介してコンポーネントBの側面S2とS4を検査する。取得された画像取り込みから、これらの面おける可能な欠陥の他に、その収容部132におけるコンポーネントBの正確な位置と回転も定められる。この情報は制御ECU内で、検査されたコンポーネントBが引き渡し箇所USにおいて第1の転向装置130から第2の転向装置150へ引き渡される場合に、第1の転向装置130と第2の転向装置150のその軸に沿った方向づけと回転方位を変化させるために、使用される。
【0139】
第3のカメラ配置K3は、位置及び特性センサとして、第2の転向装置150の周辺の外部のその3つのカメラが、コンポーネントBの3つの面S1、S3及びD2へ約90°で向けられている。このカメラ配置K3は、その構造とその配置において、図3の3つのカメラと2つのミラーを有するカメラ配置K2に相当する。その際に検出された画像取り込みから、これらの面におけるコンポーネントBの可能な欠陥の他に、第2の転向装置150のその収容部152におけるコンポーネントBの正確な位置と回転も定められる。この情報が制御ECU内で、検査されたコンポーネントBが引き渡し箇所USにおいて第2の転向装置150から載置箇所ABSに位置する受け取り箇所ES1内へ、したがって支持体320のポケット内へ載置される場合に、第2の転向装置150と受け取り装置200のその軸線に沿った方向付け及び回転方位を変化させるために、使用される。
【0140】
第4のカメラ配置K4は、位置及び特性センサとして、第2の転向装置150の中央で受け取り装置200内の受け取り箇所E1へ向けられている。このカメラ配置K4も、第2の転向装置150の転向運動の間に2つの隣接する収容部の間を通して画像取り込みを実施するように、整えられている。制御ECUは、その後、第2の転向装置150と受け取り装置200のしかるべき補正運動を行わせる。
【0141】
図5に示す位置及び特性センサ400は、画像センサとして、カメラ配置K1-K5の変形例である。このセンサ400は、可視の光スペクトルを記録するカメラチップ410を有している。この画像センサ400において、互いに異なる3つの検出スペクトルは、カラーセンサの赤い色領域(630nmプラスマイナス30nm)、緑の色領域(530nmプラスマイナス60nm)、そして青の色領域(460nmプラスマイナス50nm)として形成されている。
【0142】
画像センサ400には、半透明のミラー420が対応づけられており、そのミラーはカメラチップ410の光学軸に対して約45°の角度で配置されている。半透明のミラー420は、しかるべき光源440から2つの検出スペクトルの、ここでは緑の色領域と青の色領域の、色の光を光学的に結合して、コンポーネントBの正面へ向けるために、用いられる。コンポーネントBへ向けられた、緑と青の色領域内のこの光を、カメラチップ410が検出する。それぞれ空間的な条件に応じて、他の偏向ミラー、プリズム、カラーフィルタ又はレンズを設けることもできる。
【0143】
ある形態において、他の光源450が、載置箇所ABSに位置する受け取り箇所ES1の回りに環状光源として配置されて、約5°-45°の角度で赤の色領域内の散乱光をコンポーネントBの上面へ供給する。コンポーネントBへ向けられた赤の色領域内のこの光も、カメラチップ410が検出する。
【0144】
光学的に作用する部材及び/又は放射源の各々は、他のものから独立して方向付けし、かつ/又は調整し、かつ/又は合焦するように、整えることができる。
【0145】
カメラチップ410は、この変形例において、3つの個別チャネルR、G、Bを有するカラーカメラである。しかしまた、より多いチャネルを有するカメラとすることもできる。カメラの3つのカラーチャネルは、互いに別々に応答可能/読み出される。唯一の画像記録によって、コンポーネントBがエラーについて、例えばコンポーネントBが斜め載置されたので支持体320内に設けられているポケット内に正しく位置決めされていないことが、又は品質欠陥について、検査される。さらにこの唯一の画像記録によって、次のコンポーネントBを載置するために、支持体320のポケットの正確な位置が検出される。個々のカラーチャネルから獲得すべき情報は、以下のように分割される:照明タイプ1を有する画像チャネル1:次のコンポーネントを位置決めするための載置バンドの載置ポケットの位置。照明タイプ2を有する画像チャネル2:コンポーネントの品質検査(亀裂、レーザーマーク、破断など)。照明タイプ3を有する画像チャネル3:特殊なコンポーネント又は顧客固有のエラーについての特殊な検査。
【0146】
ここに提示される画像センサ技術によって、欠陥部品排除及びアクターの位置決めを実現するために、従来のセンサ配置よりも少ない画像取り込みしか必要とされない。
【0147】
なお、ここには数値領域と数値が開示されているが、開示された値と上述した領域内部の数値的下位領域の間のすべての数値は、同様に開示されているものと見なされる。
【0148】
上述した装置の変形例及びその構造と駆動の視点は、単に構造、機能方法及び特性を理解しやすくするために用いられる;それらは開示を、実施例に限定するものではない。図は、部分的に図式的であり、重要な特性及び効果は、機能、作用原理、技術的形態及び特徴を明らかにするために、著しく拡大して示されている。図内及びテキスト内で開示されている、各機能方法、各原理、各技術的形態及び各特徴は、すべての請求項、テキスト内及び他の図内の各特徴、この開示に含まれ、又はそれらから生じる他の機能方法、原理、技術的形態及び特徴と、自由かつ任意に組み合わせることができるので、考えられるすべての組合せは、上述したやり方に対応づけられる。テキスト内の、すなわち説明の各セクション内、請求項内のすべての個別の形態の間の組合せ、及びテキスト内、請求項内及び図内の種々の変形例の間の組合せも、含まれている。特許請求の範囲も、開示及びそれに伴ってすべての示された特徴の互いに対する組合せ可能性を制限するものではない。すべての開示された特徴は、個々に、かつ他のすべての特徴との組合せにおいて、ここに開示されている。
図1
図2
図3
図4
図5
図6