Beschreibung Vorrichtung und Verfahren zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen, wobei die Sub- strate auf zumindest einer linearen Transportstrecke trans- portierbar und in zumindest einem Bestückfeld der Trans- portstrecke fixierbar sind, wobei seitlich der Transportstrecke Stellplätze für Zufüh- reinheiten für die Bauelemente derart aneinandergereiht sind, daß Abholplätze der Bauelemente zumindest annähernd in einer Reihe angeordnet sind, wobei an einem Chassis der Vorrichtung zumindest eine Längs- führung angebracht ist, an der ein querstehender Positionier- arm verfahrbar ist, entlang dem ein die Bauelemente handha- bender Bestückkopf verfahrbar ist Durch die JP 9-321491 ist eine Bestückvorrichtung für Sub- strate bekannt geworden, bei der zwei Bestückköpfe zu beiden Seiten eines Führungsbalkens linear verfahrbar sind, der sich quer zur Transportstrecke für die Substrate erstreckt. Unter den Greifern der Bestückköpfe liegen zwei Reihen von Abhol- plätzen der einander entgegengesetzt gerichteten und stirn- seitig eng benachbarten Zuführeinrichtungen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß beim Bestücken das Substrat in der an- deren Koordinatenrichtung bewegt werden muß. Infolge der zu- nehmenden Miniaturisierung der Bauelemente steigen die Anfor- derungen an die Abholgenauigkeit. Die auf einer festen Bahn geführten Greifer können einer transversalen Abweichung der Abhollage im Gegensatz zu einem zweiachsig verfahrbaren Be- stückkopf nicht folgen.

Eine derartige Vorrichtung ist z. B. durch die US 5,002,448 bekannt geworden. Danach sind zwei einander entgegenragende Positionierarme so lang gehalten, daß sie beide das gesamte

Bestückfeld sowie die Abholplätze überdecken. Die Zuführein- heiten bestehen aus flachen Modulen, die in der Trans- portrichtung der Substrate derart aneinander gereiht sind, daß ihre Abholplätze in der Nähe des Bestückfeldes liegen.

Derartige Zuführmodule sind in der Regel als Fördereinrich- tungen für die in Gurten aufgenommenen Bauelemente ausgebil- det, die an den Abholplatz gefördert und dort in einer defi- nierten Lage bereitgestellt werden, die sich anhand von Posi- tionsmarken der einzelnen Module ermitteln läßt.

Im Gegensatz zu Vorrichtungen, bei denen die Substrate unter einer festen Bestückposition verschiebbar sind, hat die Ver- wendung eines X-Y-verfahrbaren Positionierkopfes den Vor- teil, daß es sich hier bei dem Positioniersystem um einen mehrachsigen flexibel nutzbaren Roboter handelt, der mit ei- ner Vielzahl von Funktionen und Hilfsfunktionen ausgestattet werden kann. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß sich der Bestückkopf auch beim Abholen der Bauelemente an die tat- sächliche Abhollage der Bauelemente in beiden Koordinaten- richtungen feinstufig annähern kann, was insbesondere bei den miniaturisierten Bauelementen von erheblicher Bedeutung ist.

Durch die Anordnung der Abholplätze in der Nähe der Trans- portstrecke können die Verfahrwege des Bestückkopfes kurz ge- halten werden, was sich günstig auf die Stückleistung aus- wirkt. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der schnell verfahrbare Positionierarm aus schwingungstechnischen Gründen in Anpassung auf die Länge des Bestückfeldes mög- lichst kurz gehalten werden soll, so daß die Einbaulänge für die Zuführmodule und damit die Anzahl der Stellplätze für die Zuführmodule entsprechend begrenzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anzahl der Stellplätze zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 ge- löst.

Durch das Aneinanderreihen der Zuführeinheiten quer zur Transportstrecke ist es möglich, die Einbaulänge zu vergrö- Bern und dementsprechend die Anzahl der Stellplätze zu erhö- hen. Dazu muß lediglich die stationäre Längsführung verlän- gert werden. Der Positionierarm kann in seiner Länge auf den maximalen Verfahrweg über dem Substrat beschränkt werden. Ei- ne solche Anordnung eignet sich besonders für Vorrichtungen mit einer geringeren Stückleistung, bei denen eine große Vielfalt der bereitzustellenden Bauelemente gewünscht ist.

Dabei ist es möglich, die häufig benötigten Bauelemente in der Nähe des Bestückfeldes anzuordnen und die selten benötig- ten Bauelemente im äußeren Abholbereich. Bei Verwendung eines Revolverbestückkopfes z. B. nach Anspruch 8 kann in einem Ab- holzyklus eine große Anzahl der Bauelemente aufgenommen wer- den, so daß der längere Verfahrweg des Kopfes nur zu einer relativ geringen Verzögerung führt.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 kann der Verfahrweg verkürzt oder die Anzahl der Stellplätze gesteigert werden.

Durch die Anordnung nach Anspruch 2 wird der Verfahrweg des Bestückkopfes zwischen den beiden Abholreihen kurz gehalten.

Durch Anordnung der Abholplätze im Mittelbereich des Bestück- feldes nach Anspruch 4 wird der mittlere Verfahrweg zwischen den Bestückplätzen und den Abholplätzen verringert.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 kann die Anzahl der Stellplätze verdoppelt werden.

Durch die Anordnung nach Anspruch 6 kann die Länge des Posi- tionierarmes kurz gehalten werden. Die Linearführung kann oh-

ne kinematische Nachteile in einem Stück beide Abholbereiche und das Bestückfeld überdecken.

Durch Weiterbildung nach Anspruch 7 läßt sich die Stücklei- stung mit geringem Mehraufwand verdoppeln, indem die beiden Bestückköpfe alternierend bestücken bzw. abholen. Insbesonde- re bei der Verwendung des Revolver-Bestückkopfes nach An- spruch 8 dauert die Bestückphase aufgrund der höheren Posi- tioniergenauigkeit und der größeren Verfahrwege in zwei Koor- dinatenrichtungen länger als die Abholphase, so daß der län- gere Verfahrweg zeitlich voll kompensiert wird.

Bei der Vorrichtung nach Anspruch 9 kann die Anzahl der Zu- führeinheiten und damit die Anzahl der bereitgestellten Bau- elementetypen erheblich erhöht werden.

Das Verfahren nach Anspruch 10 verkürzt insbesondere bei ei- nem Revolverkopf mit großer Aufnahmekapazität an Bauelementen in Verbindung mit der doppelreihigen Anordnung nach den An- sprüchen 3 und 4 die Verfahrzeit, da bei einer derartigen Verfahrschleife der Anfang und das Ende der Abholvorgänge in der Nähe des Bestückfeldes liegen können.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 zeigt schematisiert eine Seitenansicht einer Vor- richtung zum Bestücken von Substraten mit elektri- schen Bauelementen, Figur 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung auf Figur 1.

Nach den Figuren 1 und 2 weist die Vorrichtung eine lineare Transportstrecke 1 für Substrate 2 in Form von Leiterplatten auf, die in einem Bestückfeld 3 der Transportstrecke 1 fi- xierbar sind. Seitlich der Transportstrecke 1 sind Stellplät- ze für schmale modulare Zuführeinheiten 4 wechselbar aneinan- dergereiht, die in der Nähe ihrer Stirnseiten 12 Abholplätze

5 für elektronische Bauelemente 6 aufweisen. Die Zuführein- heiten 4 stehen parallel zur Transportstrecke 1 und die Reihe der Abholplätze 5 erstreckt sich senkrecht dazu. Auf jeder Seite der Transportstrecke 1 sind zwei zueinander parallele Reihen der sich einander gegenüberstehenden Zuführeinheiten 4 angesetzt, deren Abholplätze 5 an den einander zugewandten Stirnseiten 12 mit geringem Abstand zu beiden Seiten einer gemeinsamen Mittelachse M angeordnet sind, die sich durch die Mitte des Bestückfeldes 3 erstreckt.

Auf einer Seite des Bestückfeldes 3 ist an einem Chassis 11 der Vorrichtung eine Längsführung 7 abgestützt, die sich sich senkrecht zur Transportstrecke 1 erstreckt. An der Längsfüh- rung 7 ist ein querstehender Positionierarm 8 verfahrbar, entlang dem ein Bestückkopf 9 zum Handhaben der Bauelemente 6 verfahrbar ist. Dieser ist als Revolverkopf ausgebildet und weist eine Vielzahl von sternförmig abstehenden, als Saugpi- petten ausgebildeten Greifern 10 zur Aufnahme einer entspre- chend großen Anzahl der Bauelemente 6 auf. Der Positionierarm 8 überdeckt die volle Länge des Substrats 2 in der Trans- portrichtung. Die Längsführung 7 erstreckt sich über die Ab- holbereiche zu beiden Seiten der Transportstrecke 1 und über die Breite des Bestückfeldes 3, so daß der Bestückkopf 9 die Bauelemente (6) sämtlicher Abholplätze 5 erreichen und auf dem Substrat 2 absetzen kann.

Auf der Längsführung 7 kann ein weiterer, strichpunktiert an- gedeuteter Positionierarm 8 mit einem weiteren Bestückkopf 9 angesetzt werden, wobei jeder der beiden Bestückköpfe 9 nur auf einen der Abholbereiche auf einer Seite der Trans- portstrecke zugreift. Die beiden Bestückköpfe 9 können so be- trieben werden, daß wechselweise jeweils einer Bauelemente 6 abholt und der andere die zuvor abgeholten Bauelemente 6 auf das Substrat 2 aufsetzt.

Auf den dem Bestückfeld abgewandten Außenseite der Reihe der- Zuführeinheiten können zusätzliche Stellplätze für zusätzli-

che strichpunktiert angedeutete Zuführeinheiten angeordnet werden, die sich quer zur Transportrichtung der Substrate er- strecken und deren Abholplätze auf ihrer dem Bestückfeld zu- gewandten Seite parallel zur Transportstrecke aneinander ge- reiht sind.