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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR MONITORING AN SMD PRODUCTION PROCESS AND SMD PRODUCTION LINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/200328
Kind Code:
A1
Abstract:
In order to be able to perform a pre-process inline flat module quality inspection for the purpose of monitoring an SMD production process, it is proposed, in the course of the SMD production process involving at least one production line (FL), in which a flat module (FBG), in particular a circuit board (LP), is able to be fed to a screen-printing system (SDS1, SDS2) for production line-related SMD population, to detect firstly height differences (HU1, HU2, HU3) in the flat module (FBG, LP), which are able to be detected through contactless distance measurement (AM) in the course of a pre-process inline flat module quality inspection, in an entry region of a first screen-printing system (SDS1) when the flat module (FBG, LP) is fed to the first screen-printing system (SDS1), or in the first screen-printing system (SDS1), in order to ascertain distance measurement-based detection data (EFDAM) representing the height differences (HU1, HU2, HU3) and, secondly - as an alternative - to detect height differences (HUI) in the flat module (FBG, LP), which are able to be detected through a force/distance measurement (KAM) in the course of a pre-process inline flat module quality inspection, in a second screen-printing system (SDS2), in order to ascertain force/distance measurement-based detection data (EFDRAM) representing the height differences (HU4).

Inventors:
BLANK RENE (DE)
HANISCH MICHAEL (DE)
NERRETER STEFAN (DE)
SOMMERFELD DENNIS (DE)
WITTREICH ULRICH (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/057457
Publication Date:
September 29, 2022
Filing Date:
March 22, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
H05K13/08; B41F15/26; G01B11/06; H05K13/04
Foreign References:
US20140272103A12014-09-18
EP2690940A12014-01-29
JP2019212731A2019-12-12
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Überwachung einer SMD-Fertigung, bei dem im Zuge der SMD-Fertigung mit mindestens eines Fertigungslinie (FL) eine Flachbaugruppe (FBG), insbesondere eine Leiterplat te (LP), für eine fertigungslinienbezogene SMD-Bestückung ei nem Schablonendrucksystem (SDS1, SDS2) zuführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass a) Höhenunterschiede (HUI, HU2, HU3) der Flachbaugruppe (FBG, LP), die durch kontaktlose Abstandsmessung (AM) im Zuge einer Pre-Prozess-Inline-Flachbaugruppen-Qualitätskont rolle erfass bar sind, in einem Einlaufbereich eines ersten Schablonen drucksystems (SDS1), wenn die Flachbaugruppe (FBG, LP) dem ersten Schablonendrucksystem (SDS1) zugeführt wird, oder in dem ersten Schablonendrucksystem (SDS1) zur Ermittlung von die Höhenunterschiede (HU) repräsentierenden, abstandsmes- sungsbasierten Erfassungsdaten (EFDAM) erfasst werden oder b) Höhenunterschiede (HU4) der Flachbaugruppe (FBG, LP), die durch Kraft-/Abstandsmessung (KAM) im Zuge einer Pre-Prozess- Inline-Flachbaugruppen-Qualitätskontrolle erfassbar sind, in einem zweiten Schablonendrucksystem (SDS2) zur Ermittlung von die Höhenunterschiede (HU4) repräsentierenden, kraft- /abstandsmessungs-basierten Erfassungsdaten (EFDKAM) erfasst werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaktlose Abstandmessung (AM) entweder als Triangulati on (TRG) optisch und winkelbasiert oder mittels Konfokaltech- nik (KFT) konfokal oder auf Prinzipien zur Musterprojektion (PMP) oder auf Prinzipien zur Streifenprojektion (PSP) oder Kamera-basiert (KM) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die Höhenunterschiede (HUI, HU2, HU3), die durch kontaktlose Abstandsmessung (AM) erfassbar sind, durch Verwölbungen (VWB) der Flachbaugruppe (FBG, LP) und/oder unterschiedliche Metal- lisierungsschichtdicken (MSD) oder Lötstopplackschichtdicken (LLSD) der Flachbaugruppe (FBG, LP) hervorgerufen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenunterschiede (HU4), die durch die Kraft- /Abstandsmessung (KAM) erfassbar sind, durch Verwölbungen (VWB) der Flachbaugruppe (FBG, LP) hervorgerufen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft-/Abstandmessung (KAM) in dem zweiten Schablonen drucksystem (SDS2) für die Erfassung der Verwölbungen (VWB) durch eine Abstandshalterung (AH) für die Flachbaugruppe (FBG, LP) unterstützt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsdaten (EFDAM, EFDRAM) durch eine Analysesoftware (ASW) bezüglich der auftretenden Höhenunterschiede (HUI, HU2, HU3, HU4) analysiert und Hinweisinformationen (HIF) für einen Bediener oder einer Prozesssteuerung der SMD-Fertigung für Eingriffe in die SMD-Fertigung generiert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinweisinformationen (HIF) durch Vergleich der Erfas sungsdaten (EFDAM, EFDRAM) von unterschiedlichen Flachbaugrup pe (FBG, LP), insbesondere aus verschiedenen SMD- Fertigungslinien (FL), und daraus sich ergebende Auffällig keiten der Flachbaugruppe (FBG, LP) für eine dynamische Kor rektur detektiert, analysiert und/oder gemeldet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Erfassungsdaten (EFDAM, EFDRAM) mit der Analysesoftware (ASW) durch feste Regeln oder durch lernende Algorithmen ana lysiert werden.

9. SMD-Fertigungsstraße (SMD-FS1, SMD-FS2) zur Überwachung einer SMD-Fertigung, mit mindestens einer Fertigungslinie (FL) und einem Schablonendrucksystem (SDS1, SDS2), in das im Zuge der SMD-Fertigung eine Flachbaugruppe (FBG), insbesonde re eine Leiterplatte (LP), für eine fertigungslinienbezogene SMD-Bestückung zuführbar ist, gekennzeichnet durch a) eine Abstand-Sensormesseinrichtung (A-SME, TRG, KFT, PMP) zur kontaktlosen Abstandsmessung (AM), al) mit der Höhenunterschiede (HUI, HU2, HU3) der Flachbau gruppe (FBG, LP) erfasst werden, die durch kontaktlose Ab standsmessung (AM) im Zuge einer Pre-Prozess-Inline- Flachbaugruppen-Qualitätskontrolle erfassbar sind, a2) die entweder in einem Einlaufbereich (ELB) eines ersten Schablonendrucksystems (SDS1), wenn die Flachbaugruppe (FBG, LP) dem ersten Schablonendrucksystem (SDS1) zugeführt wird, oder in dem ersten Schablonendrucksystem (SDS1) angeordnet ist und a3 ) die Höhenunterschiede (HUI, HU2, HU3) repräsentierende, abstandsmessungsbasierte Erfassungsdaten (EFDAM) ermittelt, oder b) eine Kraft-/Abstand-Sensormesseinrichtung (KA-SME) zur Kraft-/Abstandsmessung (KAM), bl ) mit der Höhenunterschiede (HU4) der Flachbaugruppe (FBG, LP) erfasst werden, die durch Kraft-/Abstandsmessung (KAM) im Zuge einer Pre-Prozess-Inline-Flachbaugruppen- Qualitätskontrolle erfassbar sind, b2) die in einem zweiten Schablonendrucksystem (SDS2) ange ordnet ist und b3 ) die Höhenunterschiede (HU4) repräsentierende, kraft- /abstandsmessungsbasierte Erfassungsdaten (EFDKAM) ermittelt.

10. SMD-Fertigungsstraße (SMD-FS1, SMD-FS2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstand-Sensormesseinrichtung (A-SME) derart ausgebildet ist, dass die kontaktlose Abstandmessung (AM) entweder als Triangulation (TRG) optisch und winkelbasiert oder mittels Konfokaltechnik (KFT) konfokal oder auf Prinzipien zur Mus- terprojektion (PMP) oder auf Prinzipien zur Streifenprojekti on (PSP) oder Kamera-basiert (KM) durchgeführt wird.

11. SMD-Fertigungsstraße (SMD-FS1, SMD-FS2) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenunterschiede (HUI, HU2, HU3), die durch kontaktlose Abstandsmessung (AM) erfassbar sind, Verwölbungen (VWB) der Flachbaugruppe (FBG, LP) und/oder unterschiedliche Metalli sierungsschichtdicken (MSD) oder Lötstopplackschichtdicken (LLSD) der Flachbaugruppe (FBG, LP) sind.

12. SMD-Fertigungsstraße (SMD-FS1, SMD-FS2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenunterschiede (HU4), die durch die Kraft- /Abstandsmessung (KAM) erfassbar sind, Verwölbungen (VWB) der Flachbaugruppe (FBG, LP) sind.

13. SMD-Fertigungsstraße (SMD-FS1, SMD-FS2) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft-/Abstand-Sensormesseinrichtung (KA-SME) eine Ab standshalterung (AH) für die Flachbaugruppe (FBG, LP) auf weist, durch die die Kraft-/Abstandmessung (KAM) in dem zwei ten Schablonendrucksystem (SDS2) für die Erfassung der Ver wölbungen (VWB) unterstützt wird.

14. SMD-Fertigungsstraße (SMD-FS1, SMD-FS2) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstand-Sensormesseinrichtung (A-SME) und die Kraft- /Abstand-Sensormesseinrichtung (KA-SME) jeweils mit einer Auswerteeinrichtung (AWE) verbunden und derart ausgebildet sind, dass die Erfassungsdaten (EFDAM, EFDKAM) durch eine Ana lysesoftware (ASW) in der Auswerteeinrichtung (AWE) bezüglich der auftretenden Höhenunterschiede (HUI, HU2, HU3, HU4) ana lysiert und Hinweisinformationen (HIF) für einen Bediener oder einer Prozesssteuerung der SMD-Fertigung für Eingriffe in die SMD-Fertigung generiert werden.

15. SMD-Fertigungsstraße (SMD-FS1, SMD-FS2) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (AWE) mit der Analysesoftware (ASW) derart ausgebildet ist, dass die Hinweisinformationen (HIF) durch Vergleich der Erfassungsdaten (EFDAM, EFDRAM) von unter schiedlichen Flachbaugruppen (FBG, LP), insbesondere aus ver schiedenen SMD-Fertigungslinien (FL), und daraus sich erge bende Auffälligkeiten der Flachbaugruppe (FBG, LP) für eine dynamisch Korrektur detektiert, analysiert und/oder gemeldet werden.

16. SMD-Fertigungsstraße (SMD-FS1, SMD-FS2) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinrichtung (AWE) mit der Analysesoftware (ASW) derart ausgebildet ist, dass die Erfassungsdaten (EFDAM,

EFDRAM) mit der Analysesoftware (ASW) durch feste Regeln oder durch lernende Algorithmen analysiert werden.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Überwachung einer SMD-Fertigung und SMD- FertigungsStraße

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung einer SMD-Fertigung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru ches 1 und eine SMD-Fertigungsstraße gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.

In einer "Service-Mounted Device <SMD>"-Fertigung, auch als Elektronikmontage bezeichnet, werden in einer SMD-Fertigungs straße mit mindestens einer Fertigungslinie Flachbaugruppen, z.B. Leiterplatten, für eine SMD-Bestückung einem Schablonen drucksystem zum Lotpastenauftrag zugeführt. Dieser Auftrag von Lotpaste oder anderen Stoffen oder Medien, wie z.B. Kle ber, Lacke, Sinterpasten, etc., auf den Flachbaugruppen bzw. Leiterplatten erfolgt in einem schnellen, hochautomatisierten Prozess mittels Drucken.

Um für einen solchen Prozess sicherstellen zu können, dass dieser bei unterschiedlichen Fertigungsbedingungen mit poten ziellen Fehlerquellen für die Fertigung von SMD-bestückten Flachbaugruppen bzw. Leiterplatten den Ansprüchen an Qualität in Bezug auf Funktionstauglichkeit der SMD-bestückten Flach baugruppe bzw. Leiterplatte genügt, sind gemäß dem Stand der Technik stichprobenartige Qualitätskontrollen vorgesehen.

Unterschiedliche Fertigungsbedingungen mit potenziellen Feh lerquellen für die Fertigung von SMD-bestückten Flachbaugrup pen bzw. Leiterplatten liegen z.B. dann vor, wenn

- die Flachbaugruppen bzw. Leiterplatten von verschiedenen Lieferanten und/oder aus verschiedenen Herstellungschargen stammen,

- eine auf die Flachbaugruppen bzw. Leiterplatten aufgetrage ne Lötstopplackschicht starken Prozessschwankungen unterwor fen ist, - es durch einen ersten Lötprozess auf einer ersten Seite ei ner doppelseitig zu bestückenden Flachbaugruppe bzw. Leiter platte zu Verwölbungen der Flachbaugruppe bzw. Leiterplatte kommt, welche sich negativ und qualitätsbeeinflussend auf den Druck, die Bestückung und den Lötprozess für eine zweite Sei te der Flachbaugruppe bzw. Leiterplatte auswirken können.

Bisher gibt es nur die stichprobenartigen Qualitätskontrol len, die in der Regel an separaten Systemen außerhalb des normalen Fertigungsflusses in der SMD-Fertigungsstraße erfol gen. Deshalb werden auftretende Fehler häufig nicht erkannt und führen zu hohen Nacharbeitskosten.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Überwachung einer SMD-Fertigung und SMD- Fertigungsstraße anzugeben, mit dem bzw. der eine Pre- Prozess-Inline-Flachbaugruppen-Qualitätskont rolle durchge führt werden kann.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem im Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1 definierten dem Verfahren durch die im Kenn zeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Darüber hinaus wird die Aufgabe ausgehend von der im Oberbe griff des Patentanspruchs 9 definierten SMD-Fertigungsstraße durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 9 angegebenen Merkmale gelöst.

Die der Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 9 zugrundeliegenden Idee besteht darin, zur Überwachung einer SMD-Fertigung, bei dem im Zuge der SMD-Fertigung mit mindes tens eines Fertigungslinie eine Flachbaugruppe, insbesondere eine Leiterplatte, für eine fertigungslinienbezogene SMD- Bestückung einem Schablonendrucksystem zuführbar ist, Höhen unterschiede der Flachbaugruppe, die durch kontaktlose Ab standsmessung im Zuge einer Pre-Prozess-Inline- Flachbaugruppen-Qualitätskontrolle erfassbar sind, in einem Einlaufbereich eines ersten Schablonendrucksystems, wenn die Flachbaugruppe dem ersten Schablonendrucksystem zugeführt wird, oder in dem ersten Schablonendrucksystem zur Ermittlung von die Höhenunterschiede repräsentierenden, abstandsmes- sungsbasierten Erfassungsdaten erfasst werden oder aber, al ternativ dazu, Höhenunterschiede der Flachbaugruppe, die durch Kraft-/Abstandsmessung im Zuge einer Pre-Prozess- Inline-Flachbaugruppen-Qualitätskontrolle erfassbar sind, in einem zweiten Schablonendrucksystem zur Ermittlung von die Höhenunterschiede repräsentierenden, kraft-/abstandsmessungs- basierten Erfassungsdaten erfasst werden. Das Erfassen er folgt dabei "inline" mit einem Inline-Sensorsystem, wie z.B. einer Abstand-Sensormesseinrichtung zur kontaktlosen Ab standsmessung oder einer Kraft-/Abstand-Sensormesseinrichtung zur Kraft-/Abstandsmessung.

Die sich hierbei, wenn die die SMD-Fertigung derartig über wacht wird, ergebenden Vorteile sind:

- Durch Nutzung der anfallenden Erfassungsdaten und gezielte Reaktion darauf können Fehlleistungskosten, z.B. Aufwände, die infolge von Reparaturen entstehen, reduziert oder sogar vermieden werden.

- Die Erfassung der Daten mit einem Inline-Sensorsystem führt zu keiner erhöhten Prozesszeit, wie sie sich z.B. bei einer stichprobenartigen Qualitätskontrolle oder zusätzlichen Über prüfungen der einzelnen Prozessschritte mittels einer "Solder Paste Inspection <SPI>"-Prüfroutine, einer "Automatic optical Inspection <AOI>"-Prüfroutine und/oder einer "Automatic X-Ray Inspection <AXI>"-Prüfroutine erfolgen. AOI-/SPI-Prüfroutinen ergeben würden.

- Durch Nutzung eines preisgünstigen Inline-Sensorsystems für die Abstandsmessung zu einem Punkt kann in Verbindung mit dem Weitertransport der Flachbaugruppe bzw. der Leiterplatte durch ein für die Zuführung der Flachbaugruppe bzw. der Lei terplatte verantwortliches Transportsystem ein kostengünsti ger Linienscan für jede Flachbaugruppe bzw. Leiterplatte er zeugt werden. Dadurch können qualitätskritische Schwankungen der Eingangsqualität der Flachbaugruppen bzw. der Leiterplat ten in einem sehr frühen Stadium des Fertigungsprozesses er- kannt werden und somit rechtzeitig geeignete Maßnahmen abge leitet und umgesetzt werden.

- Vorhandene und zusätzlich erfasste Erfassungsdaten werden wertschöpfend und qualitätsverbessernd genutzt.

Weiterhin ist gemäß den Ansprüchen 2 und 10 von Vorteil, wenn die kontaktlose Abstandmessung entweder als Triangulation op tisch und winkelbasiert oder mittels Konfokaltechnik konfokal oder auf Prinzipien zur Musterprojektion oder auf Prinzipien zur Streifenprojektion oder Kamera-basiert durchgeführt wird.

Gemäß den vorteilhaften Weiterbildungen in den Ansprüchen 3 und 11 können solche, durch die kontaktlose Abstandsmessung erfassbare Höhenunterschiede erfasst werden, die durch Ver wölbungen der Flachbaugruppe und/oder unterschiedliche Metal lisierungsschichtdicken oder Lötstopplackschichtdicken der Flachbaugruppe hervorgerufen werden.

Alternativ dazu können gemäß den vorteilhaften Weiterbildun gen in den Ansprüchen 4 und 12 können auch solche, durch die Kraft-/Abstandsmessung erfassbare Höhenunterschiede erfasst werden, die durch Verwölbungen der Flachbaugruppe hervorgeru fen wird. Hierfür ist es gemäß den Ansprüchen 5 und 13 von Vorteil, die Kraft-/Abstandmessung in dem Schablonendrucksys tem (SDS) für die Erfassung der Verwölbungen durch eine Ab standshalterung für die Flachbaugruppe unterstützt wird.

Bei den Erfassungsdaten ist es gemäß den Weiterbildungen in den Ansprüchen 6 und 14 vorteilhaft, wenn diese durch eine Analysesoftware bezüglich der auftretenden Höhenunterschiede analysiert und Hinweisinformationen für einen Bediener oder einer Prozesssteuerung der SMD-Fertigung für Eingriffe in diese generiert werden. Hierbei ist es gemäß den Weiterbil dungen in den Ansprüchen 7 und 15 von Vorteil, dass die Hin weisinformationen durch Vergleich der Erfassungsdaten (von unterschiedlichen Flachbaugruppe, insbesondere aus verschie denen SMD-Fertigungslinien, und daraus sich ergebende Auffäl- ligkeiten der Flachbaugruppe detektiert, analysiert, gemeldet und/oder dynamisch korrigiert werden.

Dazu es gemäß den Weiterbildungen in den Ansprüchen 8 und 16 zweckmäßig, wenn die Erfassungsdaten mit der Analysesoftware durch feste Regeln oder durch lernende Algorithmen analysiert werden.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispielen der Erfin dung anhand der FIGUREN 1 bis 5 erläutert. Es zeigen:

FIGUR 1 eine Draufsicht auf eine erste SMD-Fertigungsstraße zur Überwachung einer SMD-Fertigung mittels kontaktloser Ab standsmessung (erstes Ausführungsbeispiel),

FIGUR 2 eine Abstands-Sensormesseinrichtung zur kontaktlosen Abstandsmessung mittels Triangulation in Querschnittsdarstel lung,

FIGUR 3 eine Perspektivdarstellung der ersten SMD- Fertigungsstraße zur Überwachung der SMD-Fertigung gemäß der FIGUR 1 mit der Abstands-Sensormesseinrichtung zur kontaktlo sen Abstandsmessung mittels Triangulation gemäß der FIGUR 2 außerhalb eines ersten Schablonendrucksystems,

FIGUR 4 eine Funktionseinheit aus der Abstands Sensormessein richtung zur kontaktlosen Abstandsmessung gemäß der FIGUR 2 und einer Auswerteeinrichtung,

FIGUR 5 eine Draufsicht auf eine zweite SMD-Fertigungsstraße zur Überwachung einer SMD-Fertigung mittels Kraft- /Abstandsmessung (zweites Ausführungsbeispiel).

FIGUR 1 zeigt -als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfin dung - eine Draufsicht auf eine erste SMD-Fertigungsstraße SMD-FS1 zur Überwachung einer SMD-Fertigung mittels kontakt loser Abstandsmessung AM. Die SMD-Fertigungsstraße SMD-FS1 enthält eine Fertigungslinie FL und ein erstes Schablonen- drucksystem SDS1, in das im Zuge der SMD-Fertigung eine Flachbaugruppe FBG, die z.B. als eine Leiterplatte LP ausge bildet sein kann, für eine fertigungslinienbezogene SMD- Bestückung zuführbar ist. Die Flachbaugruppe FBG bzw. die Leiterplatte LP wird dabei bekanntermaßen und vorzugsweise auf einem zur Fertigungslinie FL gehörenden Transportband TB dem ersten Schablonendrucksystem SDS1 zugeführt.

Die kontaktlose Abstandsmessung AM passiert gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Abstand-Sensormesseinrichtung A-SME, die entweder in einem Einlaufbereich ELB des ersten Schablonendrucksystems SDS1 oder in dem ersten Schablonen drucksystem SDS1 angeordnet ist. Der Einlaufbereich ELB des ersten Schablonendrucksystems SDS1 ist in Transportrichtung TR der Flachbaugruppe FBG, LP der Bereich im Wesentlichen un mittelbar vor dem Schablonendrucksystem SDS1, wenn die Flach baugruppe FBG, LP dem ersten Schablonendrucksystem SDS1 zuge führt wird, und zwar bevor die Flachbaugruppe FBG, LP in das Schablonendrucksystem SDS1 eintritt oder einläuft.

Bei einer derartig konzipierten SMD-Fertigung, wo die einzel nen Fertigungssysteme, von denen in der FIGUR 1 nur das Schablonendrucksystem SDS1 dargestellt ist, mit entsprechend zwischengeschalteten Transportbändern verkettet sind, kann bereits zu Beginn der SMD-Fertigung mit dem Eintreten bzw. Einlaufen der Flachbaugruppe FBG bzw. der Leiterplatte LP in das erste Schablonendrucksystem SDS1 simultan die Eingangs qualität der Flachbaugruppe FBG, LP analysiert werden.

Alternativ zu der Darstellung in der FIGUR 1 ist es auch mög lich, dass die erste SMD-Fertigungsstraße SMD-FS1 mehr als eine Fertigungslinie FL und mehr als ein Transportband TB aufweist. So ist es vorstellbar, dass mehrere Flachbaugruppen FBG, LP zu verschiedenen Fertigungslinien FL gehörend, auf unterschiedlichen Transportbändern dem ersten Schablonen drucksystem SDS1 parallel zugeführt werden. In diesem Fall enthält die erste SMD-Fertigungsstraße SMD-FS1 zur Überwa- chung der SMD-Fertigung, für die kontaktlose Abstandsmessung AM jeweils eine Abstand-Sensormesseinrichtung A-SME pro Fer tigungslinie FL.

Die Abstand-Sensormesseinrichtung A-SME ist vorzugsweise der art ausgebildet ist, dass die kontaktlose Abstandmessung AM als Triangulation TRG optisch und winkelbasiert (vgl. FIGUREN 2 bis 4) durchgeführt wird. Alternativ dazu kann die kontakt lose Abstandmessung AM auch mittels Konfokaltechnik KFT kon- fokal oder auf Prinzipien zur Musterprojektion PMP oder auf Prinzipien zur Streifenprojektion PSP oder Kamera-basiert KM durchgeführt werden.

FIGUR 2 zeigt in einer Querschnittsdarstellung und im Detail wie mit der Abstands-Sensormesseinrichtung A-SME durch eine optische und winkelbasierte Triangulation TRG Abstände kon taktlos gemessen AM werden können. Gemäß dieser Darstellung lassen sich, wenn die Flachbaugruppe FBG bzw. die Leiterplat te LP in der angegebenen Transportrichtung TR in dem Einlauf bereich ELB des ersten Schablonendrucksystems SDS1 die Ab stand-Sensormesseinrichtung A-SME passiert, durch die opti sche und winkelbasierte Triangulation TRG unterschiedliche Abstände zwischen der Abstands-Sensormesseinrichtung A-SME und einer Oberfläche der Flachbaugruppe FBG bzw. der Leiter platte LP messen. Da diese Oberfläche der Flachbaugruppe FBG, LP durch auftretende Verwölbungen VWB der Flachbaugruppe FBG, LP und/oder unterschiedliche Metallisierungsschichtdicken MSD einer Leiterbahnstrukturen enthaltene Metallisierungsschicht MS auf der Flachbaugruppe FBG, LP oder unterschiedliche Löt stopplackschichtdicken LLSD einer Lötstopplackschicht LLS auf der Flachbaugruppe FBG, LP bestimmt wird, ergeben sich bei der optischen und winkelbasierten Triangulationsmessung TRG die unterschiedlichen Abstände. Diese Abstände korrespondie ren zu unterschiedlichen Bauhöhen der Flachbaugruppe FBG, LP und werden im Folgenden als Höhenunterschiede HUI, HU2, HU3 bezeichnet. So gibt ein erster Höhenunterschied HUI den ge messenen Abstand zwischen der Abstands-Sensormesseinrichtung A-SME und der Oberfläche der Flachbaugruppe FBG, LP an, die durch ein Trägermaterial der Flachbaugruppe FBG, LP ohne die Metallisierungsschicht MS und die Lötstopplackschicht LLS ge bildet wird. Ein zweiter Höhenunterschied HU2 gibt den gemes senen Abstand zwischen der Abstands-Sensormesseinrichtung A- SME und der Oberfläche der Flachbaugruppe FBG, LP an, die durch das Trägermaterial der Flachbaugruppe FBG, LP inklusive der Metallisierungsschicht MS gebildet wird, während ein dritter Höhenunterschied HU3 den gemessenen Abstand zwischen der Abstands-Sensormesseinrichtung A-SME und der Oberfläche der Flachbaugruppe FBG, LP angibt, die durch das Trägermate rial der Flachbaugruppe FBG, LP inklusive der Metallisie rungsschicht MS und der Lötstopplackschicht LLS gebildet wird. Aufgrund dieser Abstandsdefinitionen lassen sich z.B. durch (i) die ersten Höhenunterschiede HUI die Verwölbungen VWB auf der Flachbaugruppe FBG, LP, (ii) die zweiten Höhenun terschiede HU2 die unterschiedlichen Metallisierungsschicht dicken MSD auf der Flachbaugruppe FBG, LP und (iii) die drit ten Höhenunterschieden HU3 die unterschiedlichen Lötstopp lackschichtdicken LLSD auf der Flachbaugruppe FBG, LP ermit teln.

FIGUR 3 zeigt in einer Perspektivdarstellung die ersten SMD- Fertigungsstraße SMD-FS1 zur Überwachung der SMD-Fertigung gemäß der FIGUR 1 mit der im Einlaufbereich ELB des ersten Schablonendrucksystems SDS1 -also außerhalb des ersten Schab lonendrucksystems SDS1 - positionierten Abstands-Sensormess einrichtung A-SME zur kontaktlosen Abstandsmessung AM mittels Triangulation TRG gemäß der FIGUR 2. Wenn die auf dem Trans portband RB sich befindende Flachbaugruppe FBG, LP in Trans portrichtung TR dem ersten Schablonendrucksystem SDS1 zuge führt wird, scannt die im Einlaufbereich ELB des Schablonen drucksystems SDS1 positionierte Abstands-Sensormessein richtung A-SME die Flachbaugruppe FBG, LP zur kontaktlosen Abstandsmessung mittels der Triangulation TRG. Bei dieser Ab tastung (Scan) ermittelt die Abstands-Sensormesseinrichtung A-SME, TRG auf der Basis einer punktbezogenen Abstandsmessung Erfassungsdaten EFD AM , die die Höhenunterschiede HUI, HU2,

HU3 repräsentieren. Durch diese punktförmige Abstandsmessung zu einem Punkt kön nen in Verbindung mit dem Weitertransport der Flachbaugruppe FBG, LP als vorteilhafte Weiterbildung ein Linienscan der Flachbaugruppe FBG, LP und entsprechende linienscanbasierte Erfassungsdaten erzeugt werden.

FIGUR 4 zeigt eine Funktionseinheit aus der Abstands- Sensormesseinrichtung A-SME zur kontaktlosen Abstandsmessung gemäß den FIGUREN 2 und 3 sowie einer Auswerteeinrichtung AWE. Im Zuge dieser Funktionseinheit ist die Abstand- Sensormesseinrichtung A-SME mit der Auswerteeinrichtung AWE verbunden und derart ausgebildet, dass die durch das Abtasten der Flachbaugruppe FBG, LP mittels der Triangulation TRG er zeugten Erfassungsdaten EFD AM durch eine Analysesoftware ASW in der Auswerteeinrichtung AWE bezüglich der auftretenden Hö henunterschiede HUI, HU2, HU3 analysiert und Hinweisinforma tionen HIF für einen Bediener oder einer Prozesssteuerung der SMD-Fertigung für Eingriffe in die SMD-Fertigung generiert werden.

Die Auswerteeinrichtung AWE mit der Analysesoftware ASW der art ausgebildet ist, dass die Hinweisinformationen HIF durch Vergleich der Erfassungsdaten EFD AM von unterschiedlichen Flachbaugruppen FBG, LP, insbesondere aus verschiedenen SMD- Fertigungslinien FL, und daraus sich ergebende Auffälligkei ten der Flachbaugruppe FBG, LP für eine dynamisch Korrektur detektiert, analysiert und/oder gemeldet werden. Die Korrek tur kann dabei von dem Bediener oder der Prozesssteuerung vorgenommen werden. Im letztgenannten Fall ist die Auswer teeinrichtung AWE dazu mit der Prozessteuerung verbunden (in der FIGUR 4 nicht explizit dargestellt).

Weiterhin ist die Auswerteeinrichtung AWE mit der Analy sesoftware ASW derart ausgebildet ist, dass die Erfassungsda ten EFD AM mit der Analysesoftware ASW durch feste Regeln oder durch lernende Algorithmen analysiert werden. FIGUR 5 zeigt -als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfin dung - eine Draufsicht auf eine zweite SMD-Fertigungsstraße SMD-FS2 zur Überwachung einer SMD-Fertigung mittels Kraft- /Abstandsmessung KAM. Die SMD-Fertigungsstraße SMD-FS2 ent hält eine Fertigungslinie FL und ein zweites Schablonendruck system SDS2, in das im Zuge der SMD-Fertigung die Flachbau gruppe FBG, die z.B. als eine Leiterplatte LP ausgebildet sein kann, für eine fertigungslinienbezogene SMD-Bestückung zuführbar ist. Die Flachbaugruppe FBG bzw. die Leiterplatte LP wird dabei bekanntermaßen und vorzugsweise wieder auf dem zur Fertigungslinie FL gehörenden Transportband TB dem zwei ten Schablonendrucksystem SDS2 zugeführt.

Die Kraft-/Abstandsmessung KAM passiert gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer Kraft-/Abstand-

Sensormesseinrichtung KA-SME, die in dem zweiten Schablonen drucksystem SDS2 angeordnet ist. Die Flachbaugruppe FBG, LP wird wieder in der Transportrichtung TR dem zweiten Schablo nendrucksystems SDS2 zugeführt.

Auch bei dieser derartig konzipierten SMD-Fertigung, wo die einzelnen Fertigungssysteme, von denen in der FIGUR 5 nur das Schablonendrucksystem SDS2 dargestellt ist, mit entsprechend zwischengeschalteten Transportbändern verkettet sind, kann bereits zu Beginn der SMD-Fertigung mit dem Eintreten bzw. Einlaufen der Flachbaugruppe FBG bzw. der Leiterplatte LP in das zweite Schablonendrucksystem SDS2 simultan die Eingangs qualität der Flachbaugruppe FBG, LP analysiert werden.

Auch hier ist es wieder alternativ zu der Darstellung in der FIGUR 5 möglich, dass die zweite SMD-Fertigungsstraße SMD-FS2 mehr als eine Fertigungslinie FL und mehr als ein Transport band TB aufweist. So ist es vorstellbar, dass mehrere Flach baugruppen FBG, LP zu verschiedenen Fertigungslinien FL gehö rend, auf unterschiedlichen Transportbändern dem zweiten Schablonendrucksystem SDS2 parallel zugeführt werden. In die sem Fall enthält die zweite SMD-Fertigungsstraße SMD-FS2 zur Überwachung der SMD-Fertigung, für die Kraft-/Abstandsmessung KAM jeweils eine Kraft-/Abstand-Sensormesseinrichtung KA-SME pro Fertigungslinie FL.

Die Kraft-/Abstand-Sensormesseinrichtung KA-SME weist für die Kraft-/Abstandmessung KAM eine Abstandshalterung AH für die Flachbaugruppe FBG, LP auf, durch die die Kraft- /Abstandmessung KAM in dem zweiten Schablonendrucksystem SDS2 unterstützt wird. Durch diese Abstandshalterung AH lassen sich bei der Kraft-/Abstandsmessung KAM Verwölbungen VWB der Flachbaugruppe FBG, LP auf einfache Art ermitteln, indem z.B. und vorzugsweise durch die Abstandshalterung AH vierte Höhen unterschiede HU4, hervorgerufen durch die Verwölbungen VWB der Flachbaugruppe FBG, LP, kraft-/abstandmessungsbasiert KAM erfasst werden. Infolge der erfassten vierten Höhenunter schiede HU4 werden die vierten Höhenunterschiede HU4 reprä sentierende, kraft-/abstandsmessungsbasierte Erfassungsdaten EFD RAM ermittelt.

Diese kraft-/abstandsmessungsbasierten Erfassungsdaten EFD RAM werden wieder der Auswerteeinrichtung AWE mit der Analy sesoftware ASW zugeführt, wo sie analysiert und wo die Hin weisinformationen HIF für den Bediener oder der Prozesssteue rung der SMD-Fertigung für Eingriffe in die SMD-Fertigung ge neriert werden.

Die Auswerteeinrichtung AWE mit der Analysesoftware ASW ist wieder derart ausgebildet ist, dass die Hinweisinformationen HIF durch Vergleich der Erfassungsdaten EFDK AM von unter schiedlichen Flachbaugruppen FBG, LP, insbesondere aus ver schiedenen SMD-Fertigungslinien FL, und daraus sich ergebende Auffälligkeiten der Flachbaugruppe FBG, LP für eine dynamisch Korrektur detektiert, analysiert und/oder gemeldet werden.

Die Korrektur kann dabei von dem Bediener oder der Prozess steuerung vorgenommen werden. Im letztgenannten Fall ist die Auswerteeinrichtung AWE dazu mit der Prozessteuerung verbun den (in der FIGUR 5 nicht explizit dargestellt). Weiterhin ist die Auswerteeinrichtung AWE mit der Analy sesoftware ASW derart ausgebildet ist, dass die Erfassungsda ten EFDK AM mit der Analysesoftware ASW durch feste Regeln oder durch lernende Algorithmen analysiert werden.