[发明专利]电子元件安装装置

说明书

本发明涉及到一个用来自动地把电子元件安装到一块板(如一块印刷电路板、液晶显示面板或等离子显示面板)上的电子元件安装装置。

在用于安装带有窄引线间距和窄引线宽度的方形扁平封装的电子器件和接线器这样的电子元件的电子元件安装装置中，传统的做法是在把元件安装到印刷电路板上之前对元件的引线位移进行自动检测。US-A-5200 799表示从本发明结果提出一个用于检查印刷电路板上元件封装状况的系统最近的已有技术，系统包括用于接收由于激光光束照亮印刷电路板而产生的散射光，并且把该接收到的散射光转换为位置信号的一个位置检测装置。这个位置信号用于获得印刷电路板上元件的亮度数据和至少两个高度数据。在两个高度数据之间差的基础上确定元件的合适高度数据。检查系统通过比较最后的高度数据与预定的参考数据来确定封装条件。

因此，这种光检测系统检查在基板上安装元件的不良状态，如位置不精确、缺失、上升和元件封装或者在印刷电路板上安装的焊接不良。

图9A-9D是根据已有技术的电子元件安装装置的安装过程的方框图。在大多数已有技术的电子元件安装装置中，通过如图9A-9D所示的过程顺序安装带有窄引线间距的电子元件。尤其是，在图9A所示的步骤中，装在输送盘3上的电子元件2是由安装装置的吸头部分7吸起。然后，在图9B所示的步骤中，被吸起的电子元件的图像由定位摄象机47所摄取，并且通过这些所获得的定位信息，利用图像处理装置对该电子元件2定位。

在图9C所示的步骤中，利用在图9B所示的步骤中获得的位置信息，用传送型的引线位移传感器48对元件2检查共面性，或者用另外的共面检查摄象机49获取引线端部或端部阴影的图像，以便该图像容易由图像处理装置做共面检查。

在图9D所示的步骤中，如果检查结果没有发现异常现象，基于图9B的步骤中获取的位置信息，对印刷电路板9以及要被安装在其上的电子元件2一同进行的校正计算。然后，把电子元件2安放在印刷电路板9上的特定位置。

然而，如果用上述已有技术的电子元件安装装置，通过图9A-9D所示的步骤中顺序执行元件安装，由于在图9B的步骤中定位摄象机47和引线位移传感器48或者在图9C的步骤中共面检查摄象机49彼此实际上是分开固定的，所以这就需要在图9C的步骤中利用图9B的步骤中获取的定位信息机械地定位元件，因此各步骤的过程不能同时执行，只能顺序处理，同时要安装的元件在各个步骤需要进行移动、停止、上升/下降或其它运动处理。结果，包括安装元件的移动、停止、上升/下降或其它运动工作时间在内，图9B和图9C的步骤中处理时间会直接影响整个安装时间，因此整个安装时间由于这些运动的操作时间而增加，这是一个缺点。

除此之外，当共面检查由图9C的步骤中的传送型引线位移传感器48执行时，它将必须各自地扫描要安装元件的四条边，在这里处理时间通常约是1到3秒。这种处理时间使元件安装时间延长。特别是在大量安装方形扁平封装器件和接线器中这将带来很大的缺陷。同时，还有当用共面检查摄象机49执行共面检查时，如前所述情况，考虑到摄象机的聚焦或者由于分辨率较低而分区摄取图像或其它操作，这需要较长的时间检查。这还引起安装周期的问题。

因此，本发明的目的是提供一种在需要三维形态检查(如共面检查)安装元件中，能够减少安装处理时间的电子元件安装装置，并且能够确保在元件安装中获取图像的水平和垂直两个方向的像素尺寸(分辨率)，并且还能够灵活地适用于窄间距元件如方形扁平封装器件和接线器安装情况中较高速度和较高分辨率(较高精度)的安装过程。

在实现本发明的这些方面和其它方面，根据本发明的第一个方面，在这儿提供的一种电子元件安装装置包括：

一个用来把要安装的电子元件输送到一个底板上的元件输送部分；

一个用来吸取电子元件的吸头部分；

一个用来移动吸头部分的吸头部分移动器件；

一个三维图像摄取器件，提供在吸头部分移动范围下面的位置，用来通过一激光光束对吸头部分所吸住的元件进行线扫描，从每条线获得元件所在位置的位置数据以及对应于该位置数据的元件的高度数据；

一个用来存储从三维图像摄取器件获取的高度数据如三维图像数据的图像存储器；和

一个用来执行对电子元件的三维图像数据图像处理的控制部分。

在这种设计中，安装元件的三维图像能够通过三维图像摄取器件来获取，并且能够对该三维图像执行图像处理，通过这一处理，电子元件的定位和三维元件的形态检查能够同时完成。