WO2009117979A1 - Method and device for machining a printed circuit board - Google Patents

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WO2009117979A1
WO2009117979A1 PCT/DE2009/000276 DE2009000276W WO2009117979A1 WO 2009117979 A1 WO2009117979 A1 WO 2009117979A1 DE 2009000276 W DE2009000276 W DE 2009000276W WO 2009117979 A1 WO2009117979 A1 WO 2009117979A1
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WO
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circuit board
optical sensor
conductive layer
machining head
groove
Prior art date
Application number
PCT/DE2009/000276
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German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Lange
Jan Van Aalst
Original Assignee
Lpkf Laser & Electronics Ag
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Publication date
Application filed by Lpkf Laser & Electronics Ag filed Critical Lpkf Laser & Electronics Ag
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/04—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching
    • H05K3/043—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching by using a moving tool for milling or cutting the conductive material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/22—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work
    • B23Q17/2233—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring existing or desired position of tool or work for adjusting the tool relative to the workpiece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/30—Nc systems
    • G05B2219/45—Nc applications
    • G05B2219/45035—Printed circuit boards, also holes to be drilled in a plate

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for processing a printed circuit board with a conductive layer arranged on a substrate, in which a processing head is moved in different spatial axes and a groove-shaped recess for complete electrical insulation of printed conductors is introduced into the conductive layer by means of a conical milling tool in which deviations of the condition of the printed circuit board, in particular of the conductive layer, are detected and from this a correction value for the distance of the machining head relative to the printed circuit board is determined and the relative distance of the machining head from the printed circuit board is adjusted.
  • a disadvantage in this method proves that fluctuations in the layer thickness of the conductive layer are disregarded and lead to changes in the width of the groove-shaped recess.
  • the method allows no statement about the state of the milling tool, so that the end of the useful life is not recognized.
  • the survey proves to be the time-consuming and error-prone to determine the surface of the circuit board, especially in curved printed circuit boards.
  • WO 99 064 882 A1 proposes an arrangement and a method in which the deflection of the printed circuit board is determined in advance of the actual solder paste height measurement.
  • the system consists of a vertically arranged video camera and a line laser, which is arranged at a defined angle to the vertical.
  • a calibration plate is locked in the system and measured.
  • the determined height values are stored as setpoints.
  • Each printed circuit board to be tested is measured in the same grid as the calibration plate before the actual solder paste height measurement.
  • the ascertained height values are compared with the stored nominal values and used as correction values for the solder paste height measurement.
  • optoelectronic devices are already available with which a control of the solder paste printing is possible. These devices allow a two- or three-dimensional test of solder paste pressure.
  • the three-dimensional measurement method provides a quantitative value of the height and volume of the solder paste on the individual pads of a printed circuit board.
  • DE 102 14 817 A1 discloses a method for the height measurement of a solder paste application and for the measurement of surface profiles with areally different ones Reflection properties known, which is based on a triangulation method.
  • This purpose is served by a device with a camera, a projector arranged at a predetermined angle to the camera for producing a line on the surface to be measured and an evaluation system.
  • an arranged at the same angle another projector for generating a light spot and a vertically movable relative to the surface to be measured lifting element is present, with which the camera and the projectors are firmly connected. This makes it possible to realize the height measurement of the solder paste application in one measurement run.
  • DE 43 18 956 A1 further relates to a method and an arrangement for checking printed circuit boards, wherein the printed circuit boards to be checked several times briefly illuminated and scanned grid-shaped.
  • the arrangement is equipped with one or more video cameras, a stroboscope or a flash lamp, a device for moving the circuit boards and the video camera or video cameras relative to each other, and means for evaluating the signals of the video camera or video cameras.
  • the printed circuit boards are checked optically with regard to conductor track construction, component assembly and solder joints.
  • the circuit boards are scanned in a grid-like manner by means of video cameras, the video signal is digitized and evaluated in an image processing unit.
  • difference image method in which a video camera is used to record a correct printed circuit board. Starting from this recording, the video signal of the printed circuit board to be tested is subtracted. In this way, a difference image is created on which only the differences of the two images can be seen.
  • edge detection In this procedure, light / dark transitions are checked for their presence and correct position.
  • the circuit board is held in an X-Y stage and repeatedly displaced therefrom by a predetermined distance in a stepping mode.
  • the video camera then captures an image each time the X-Y stage is stationary.
  • the illumination of the printed circuit boards by means of a permanently mounted stroboscope or a fixed flash lamp whose light is passed through one or more optical fibers to the scanned site.
  • DE 33 30 738 A1 relates to a method and a milling tool for processing printed circuit boards with a conductive layer arranged on a substrate, in which a machining head is moved in different spatial axes and a groove-shaped recess for complete electrical insulation of printed conductors in the conductive Layer is introduced by means of a conical milling tool.
  • the material thickness of the printed circuit board can be detected via a separate measuring and control device and the Z-axis subsequently readjusted.
  • DE 202 14 413 U1 relates to a mechanical depth controller for uniform immersion depth of milling cutters when engraving or insulation milling of printed conductors, which lead due to their V-shaped nature at different cutting depths caused by material irregularities to narrow and wide milling paths. In this way, a milling path with a constant width should be created.
  • a device for cutting a printed conductor on a printed circuit board with a laser beam according to DE 44 16 962 A1 is provided with a device for optically measuring the shape parameters, for example the width and the thickness of the conductor to be cut, and a control device for controlling the beam parameters of the laser beam depending on the shape parameters measured by the optical device, so that the conductor to be cut is cut appropriately.
  • the invention is based on the object, a method and apparatus for automatically adjusting the Fräskanalumble, for example after the tool change, for automatic control of Fräskanalbreite with varying thickness of the conductive layer, unevenness in the material surface and wear of the milling tool and to recognize the marginal service life to create the milling tool.
  • a method is provided, which is characterized by an optical sensor, by which a processing zone of the milling tool is detected and a control signal is determined as a correction value due to the detected by the optical sensor nature of the groove-shaped recess, wherein by means of the optical sensor, the width of Detected groove-shaped recess and due to the detected width of the groove-shaped recess, the relative distance of the machining head is set by the circuit board and in addition by means of the sensor different reflection properties of the conductive layer and the substrate are detected so derive in particular from the difference in brightness, whether the milling tool has completely removed the conductive layer in the milling channel, and wherein by means of the optical sensor, the nature of the groove-shaped recess defining edge is detected to make a tool change.
  • control program can be limited, for example, to the XY movement of the milling tool, while an automatic Z-axis control is achieved as the distance of the machining head from the surface of the printed circuit board.
  • the milling tool can be arranged on a machining head which can be moved in different spatial axes, which, for this purpose, can be correspondingly moved in the direction of the Z axis due to unevenness in the surface of the printed circuit board.
  • a holding-down device acting on the surface of the printed circuit board can be used to set the distance.
  • This can for example be equipped with a ring-shaped or fork-shaped bearing surface, by which a contact force on the circuit board is transferable.
  • the hold-down device is motor-driven in its height. In this case, the above-described control loop on the motor Z-adjustment of the blank holder is closed. From the distance between its support surface and the tip of the milling tool results in the milling depth.
  • the width of the groove-shaped recess in particular the adjusted due to an unevenness in the surface of the circuit board in conjunction with the conical shape of the milling tool changing width detected and used to control the Z-axis or the hold-down.
  • the milling result is recorded in a small spatial distance behind the milling tool continuously or at short intervals.
  • the thus detected width of the groove-shaped recess of the milling channel is compared with a known target width.
  • the derived deviation is used to determine the penetration depth of the milling tool.
  • the optical method makes it possible to detect and correct both unevenness in the surface and fluctuations in the thickness of the conductive layer, thus ensuring a largely constant milling channel width
  • the evaluation of the edge profile allows the assessment of the wear state of the milling tool. Due to the increasing wear of the milling cutter, the course changes on at least one edge of the groove-shaped recess of the milling channel in a writable, characteristic manner. By defining a limit value, the time for an automatic tool change can be defined and thus a wear-related interruption of the milling channel can be avoided.
  • the new milling tool is first moved to a lower end position of the engagement in the conductive layer and during the milling of the milling channel by means of the machining head in the direction of the Z-axis moved up until the detected by the sensor width of the Milling channel corresponds to a target value.
  • the width of the milling channel can be adjusted accordingly by a movement of the hold-down.
  • different reflection properties of the conductive layer and the substrate are distinguished by means of the sensor, so as to deduce in particular from the difference in brightness whether the milling tool has completely removed the conductive layer in the milling channel, that is, the groove bottom of the recess in the conductive layer or in the substrate lies.
  • the second-mentioned object to provide a device for processing a printed circuit board with a substrate disposed on a conductive layer, according to the invention is achieved in that the sensor as an optical sensor for detecting the processing zone of the milling tool, the width of the groove-shaped recess and the nature of a is formed groove-shaped recess limiting edge and due to the detected width of the groove-shaped recess, the relative distance of the machining head of the circuit board is adjustable and in addition by means of the sensor different reflective properties of the conductive layer and the substrate can be detected, so as to derive in particular from the difference in brightness, whether the Milling tool has completely removed the conductive layer in the milling channel.
  • the device for use in the method consists in particular of a spindle with a collet for the milling tool, the milling tool, a depth limiter with Z-adjustment, an optical element, the sensor, an evaluation with a connection to a Z-axis associated controller and a connection to a control unit of the device in which also the desired value of the groove-shaped recess of the milling channel and a limit value for triggering a tool change procedure are stored.
  • the milling tool can be moved in any direction of the coordinate system spanned by the X-axis and the Y-axis.
  • An advantageous optical detection of the milling channel is achieved when, by means of the optical sensor, a field in the direction of the trajectory behind the milling tool can be detected.
  • it will often be considered sufficient if only the main directions of movement parallel to the X-axis and the Y-axis are detected, because on the one hand the tracks are mainly parallel to these axes and on the other hand, bumps and fluctuations the layer thickness of the conductive layer in practice does not occur abruptly. Furthermore, the limit value for triggering a change procedure for the milling tool is not reached suddenly.
  • all machining directions can be detected at angles with an integer multiple of 45 °.
  • the optical sensor is movable by means of a drive in different positions relative to the machining head.
  • the sensor is guided around the milling tool by a motor in such a way that an observation field is always detected behind the milling tool as a function of the movement path.
  • the observation area is variable by means of a movable mirror associated with the optical sensor.
  • the mirror is optionally the image of a desired number of, for example, 2 or 4 observation fields in the vicinity of the processing area of the Milling tool deflected to the optical sensor, which is arranged for this purpose in particular on the machining head.
  • the optical sensor is arranged stationary, wherein at least two mirrors are provided, wherein a first mirror is movable only in the direction of a first spatial axis corresponding to the position of the machining head and the second mirror in the direction of two Spaces is movable according to the position of the machining head.
  • the optical sensor can also be used in accordance with the invention if an arrangement of the sensor directly on the machining head is not possible or not desirable.
  • the first mirror is inclined by 45 ° relative to the plane spanned by the Z axis and the X axis or the Z axis and the Y axis
  • the second mirror is inclined relative to the plane defined by the X axis and the Y axis Level arranged inclined by 45 °.
  • other mirrors may be provided to observe different fields of observation, in particular depending on the trajectory of the milling tool.
  • the device can be equipped with a prism arrangement such that at the same time several, for example, four observation fields, which enclose the milling tool, are directed onto a respective field of the optical sensor.
  • the observation field is evaluated, which is located behind the milling tool in the direction of movement.
  • optical sensor a black and white camera can be used.
  • the optical sensor has a camera, in particular a CCD or a CMOS camera.
  • at least one line camera can be used, which is arranged for example at an angle of 45 ° to the main processing directions in order to detect the milling channels in two mutually perpendicular directions of operation.
  • the device has a particular monochromatic illumination device for the processing zone, wherein the illumination performed pulsed and these pulses can be synchronized with the image acquisition.
  • the invention allows for various embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in
  • 1a is a side view of an apparatus for processing a printed circuit board in several working positions
  • FIG. 1b is a plan view of the printed circuit board shown in FIG. 1;
  • Fig. 2 shows another device for processing a printed circuit board with a stationary optical sensor in a plan view.
  • Figures 1a and 1b show a device 1 for processing a printed circuit board 2 in a side view and in a plan view.
  • the device 1 serves, in particular, to introduce a groove-shaped recess 3 as a milling channel into a conductive layer 4 of the printed circuit board 2 for producing electrically insulated interconnects along a predetermined path of movement.
  • the device 1 has a conical milling tool 5 with which the arranged on a substrate 6 conductive layer 4 is removed.
  • the milling tool 5 is arranged on a movable in different spatial axes machining head 7.
  • the apparatus 1 is further provided with an optical sensor 8 configured as a camera so as to detect a fluctuating width b occurring due to unevenness in the surface of the circuit board 2 and the conical milling tool 5, and accordingly to maintain a constant width b of the groove-shaped recess 3 at the bottom of the conductive layer 4 to move the machining head 7 in the Z-axis direction.
  • the milling result is recorded in a small spatial distance behind the milling tool 5 continuously or at short time intervals.
  • the complete removal of the conductive layer 4 in a groove bottom 9 is additionally detected by the optical sensor 8, also based on the different reflection properties of the conductive layer 4 and the substrate 6.
  • the nature of the groove-shaped recess 3 bounding edge 10 for determining the state of wear of the milling tool 5 is detected.
  • the detected width b of the groove-shaped recess 3 of the milling channel is compared with a known target width. In this way, a constant width b shown in dashed lines in the region B is ensured on the underside of the conductive layer 4, whereas on the upper side of the conductive layer 4 there is a broadening of the groove-shaped recess 3.
  • the processing head 7 is moved for this purpose in the direction of the Z-axis in the area B according to the course of material accumulation of the conductive layer 4 down and then moved in the area C to the original level corresponding to the area A upwards.
  • the optical sensor 8 In order to be able to direct the optical sensor 8 to a processing zone arranged behind the milling tool 5 in the direction of movement of the machining head 7, the optical sensor 8 is attached to a receptacle 12 by means of a drive (not shown) in different positions relative to the machining head 7 in FIG Arrow direction 13 pivotally arranged around the Z-axis.
  • the device 14 has two mirrors 16, 17, wherein a first mirror 16 exclusively in the direction of the X-axis and the second mirror 17 in the direction of the X-axis and the Y-axis according to the position of the machining head 7 is movable.
  • the first mirror 16 is inclined by 45 ° with respect to a plane spanned by the Z-axis and the X-axis and by the Z-axis and the Y-axis
  • the second mirror 17 is inclined by the X-axis and the second mirror 17 Y axis spanned plane arranged inclined by 45 °.
  • the image is first deflected as a partial beam 18 by means of the second mirror 17 arranged on the machining head 7, starting from an observation direction in the direction of the plane spanned by the X-axis and the Y-axis.
  • This sub-beam 18 is then deflected at the first mirror 16 in the same plane as a partial beam 19 in the direction of the X-axis and thus impinges on the stationary optical sensor 15 regardless of the respective position of the machining head 7.

Abstract

The invention relates to a method and to a device (1) for machining a printed circuit board (2). The device (1) is used to introduce a groove-shaped recess (3) in the form of a milled channel into a conductive layer (4) of the printed circuit board (2) in order to produce conductors along a predetermined movement path that are electrically insulated from each other. To this end, the device (1) has a conical milling tool (5), by which the conductive layer (4) disposed on a substrate (6) is removed. In order to machine the printed circuit board (2), the milling tool (5) is disposed on a machining head (7) that can be displaced in different spatial axes. The device (1) is furthermore equipped with an optical sensor (8) configured as a camera in order to detect the width (b) and accordingly displace the machining head (7) in the direction of the z-axis. During the milling operation, the milling result is detected a short spatial distance behind the milling tool (5) either continuously or in short time intervals. To this end, the optical sensor (8) not only detects the width (b) of the groove-shaped recess (3), but additionally, on the basis of the different reflection properties of the conductive layer (4) and the substrate (6), also the complete removal of the conductive layer (4) in a groove base (9).

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bearbeitung einer Leiterplatte Method and device for processing a printed circuit board
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bearbeitung einer Leiterplatte mit einer auf einem Substrat angeordneten leitfähigen Schicht, bei dem ein Bearbeitungskopf in verschiedenen Raumachsen verfahren wird und eine nutenförmige Ausnehmung zur vollständigen elektrischen Isolierung von Leiterbahnen in die leitfähige Schicht mittels eines konischen Fräswerkzeugs eingebracht wird, bei dem Abweichungen der Beschaffenheit der Leiterplatte, insbesondere der leitfähigen Schicht, erfasst und daraus ein Korrekturwert für den Abstand des Bearbeitungskopfs gegenüber der Leiterplatte bestimmt und der relative Abstand des Bearbeitungskopfs von der Leiterplatte eingestellt wird.The invention relates to a device and a method for processing a printed circuit board with a conductive layer arranged on a substrate, in which a processing head is moved in different spatial axes and a groove-shaped recess for complete electrical insulation of printed conductors is introduced into the conductive layer by means of a conical milling tool in which deviations of the condition of the printed circuit board, in particular of the conductive layer, are detected and from this a correction value for the distance of the machining head relative to the printed circuit board is determined and the relative distance of the machining head from the printed circuit board is adjusted.
Der Einsatz von Vorrichtungen zur Herstellung von Prototypen-Leiterplatten mittels eines Fräswerkzeuges wird durch mangelhafte Zuverlässigkeit der bekannten Verfahren eingeschränkt. Insbesondere ist es zwingend erforderlich, die vollständige elektrische Isolierung von Leiterbahnen in die leitfähige Schicht, insbesondere eine Kupferauflage, durch eine nutenförmige Ausnehmung als Fräskanäle einzubringen.The use of devices for the production of prototype circuit boards by means of a milling tool is limited by the lack of reliability of the known methods. In particular, it is absolutely necessary to introduce the complete electrical insulation of printed conductors into the conductive layer, in particular a copper coating, through a groove-shaped recess as milling channels.
Mehrere Faktoren beeinflussen das Bearbeitungsergebnis negativ. Dazu zählen Unebenheiten der Leiterplattenoberfläche ebenso wie Schmutz, Frässtaub und Späne, eine schwankende Schichtstärke der elektrisch leitfähigen Schicht, die Tiefeneinstellung sowie der Zustand des konischen Fräswerkzeuges.Several factors influence the processing result negatively. These include unevenness of the PCB surface as well as dirt, milling dust and chips, a fluctuating layer thickness of the electrically conductive layer, the depth setting and the condition of the conical milling tool.
In der Praxis werden solche Verfahren sowie dementsprechende Vorrichtungen, durch die solche Fehlereinflüsse vermieden werden, bereits vielfach eingesetzt. Beispielsweise ist es bereits gekannt, die Topographie einer Leiterplatte vor der Bearbeitung auf einem Fräsplotter zu vermessen. Dazu wird ein elektrisches Feld zwischen der leitfähigen Schicht der Leiterplatte und dem Fräswerkzeug angelegt und das Fräswerkzeug durch Verfahren in der Z-Achse an einer vorbestimmten Anzahl von über die Fläche der Leiterplatte verteilten Positionen mit der Leiterplatte in Kontakt gebracht. Aus der Weginformation der Z-Achse wird die Höhe zu jedem Punkt erfasst. Durch eine Interpolation wird dann ein angenähertes Profil der Oberfläche bestimmt. Während der Bearbeitung wird der Abstand des Bearbeitungskopfes gegenüber der Leiterplatte derart eingestellt, dass sich eine einheitliche Eindringtiefe des Fräswerkzeuges ergibt.In practice, such methods and corresponding devices, by which such error influences are avoided, already used many times. For example, it has already been known to measure the topography of a printed circuit board before processing on a milling plotter. For this purpose, an electric field is applied between the conductive layer of the printed circuit board and the milling tool and the milling tool is brought into contact with the printed circuit board by Z-axis processes at a predetermined number of positions distributed over the surface of the printed circuit board. From the path information of the Z axis the height is recorded at each point. An approximate profile of the surface is then determined by interpolation. During machining, the distance of the machining head relative to the printed circuit board is adjusted so that there is a uniform penetration depth of the milling tool.
Als nachteilig erweist sich bei diesem Verfahren, dass Schwankungen in der Schichtstärke der leitfähigen Schicht unberücksichtigt bleiben und zu Änderungen in der Breite der nutenförmigen Ausnehmung führen. Insbesondere ist die nutenförmige Ausnehmung umso breiter, je tiefer das konische Fräswerkzeug in die leitfähige Schicht eindringt und diese durchdringt. Weiterhin gestattet das Verfahren keine Aussage über den Zustand des Fräswerkzeuges, sodass das Ende der Nutzungsdauer nicht erkannt wird. Außerdem erweist sich die Vermessung zur Bestimmung der Oberfläche der Leiterplatte insbesondere bei gewölbten Leiterplatten als zeitaufwendig und fehlerbehaftet.A disadvantage in this method proves that fluctuations in the layer thickness of the conductive layer are disregarded and lead to changes in the width of the groove-shaped recess. In particular, the deeper the conical milling tool penetrates into the conductive layer and penetrates the groove-shaped recess, the wider it is. Furthermore, the method allows no statement about the state of the milling tool, so that the end of the useful life is not recognized. In addition, the survey proves to be the time-consuming and error-prone to determine the surface of the circuit board, especially in curved printed circuit boards.
In der WO 99 064 882 A1 wird eine Anordnung und ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem im Vorfeld der eigentlichen Lotpastenhöhenmessung die Durchbiegung der Leiterplatte bestimmt wird. Das System besteht aus einer senkrecht angeordneten Videokamera und einem Linienlaser, der im definierten Winkel zur Senkrechten angeordnet ist. Dabei wird eine Kalibrierplatte im System arretiert und ausgemessen. Die ermittelten Höhenwerte werden als Sollwerte gespeichert. Jede zu prüfende Leiterplatte wird vor der eigentlichen Lotpastenhöhenmessung im gleichen Raster wie die Kalibrierplatte ausgemessen. Die ermittelten Höhenwerte werden mit den abgespeicherten Sollwerten verglichen und als Korrekturwerte für die Lotpastenhöhenmessung verwendet.WO 99 064 882 A1 proposes an arrangement and a method in which the deflection of the printed circuit board is determined in advance of the actual solder paste height measurement. The system consists of a vertically arranged video camera and a line laser, which is arranged at a defined angle to the vertical. A calibration plate is locked in the system and measured. The determined height values are stored as setpoints. Each printed circuit board to be tested is measured in the same grid as the calibration plate before the actual solder paste height measurement. The ascertained height values are compared with the stored nominal values and used as correction values for the solder paste height measurement.
Als hinderlich erweist es sich dabei, dass Lotpaste und Lötstoplack sehr unterschiedliche Reflexions- und Streuungseigenschaften aufweisen können. Auch aus diesem Grund ist ein zweimaliges Vermessen der Leiterplatte notwendig, was zur Erhöhung der Gesamtprüfzeiten führt.As a hindrance, it proves that solder paste and Lötstoplack can have very different reflection and scattering properties. Also for this reason, a two-time measurement of the circuit board is necessary, which leads to an increase in Gesamtprüfzeiten.
In der Praxis werden bereits optoelektronische Geräte angeboten, mit denen eine Kontrolle des Lotpastendruckes möglich ist. Diese Geräte erlauben eine zwei- oder dreidimensionale Prüfung des Lotpastendruckes. Das dreidimensionale Messverfahren liefert einen quantitativen Wert der Höhe und des Volumens der Lotpaste auf den einzelnen Pads einer Leiterplatte.In practice, optoelectronic devices are already available with which a control of the solder paste printing is possible. These devices allow a two- or three-dimensional test of solder paste pressure. The three-dimensional measurement method provides a quantitative value of the height and volume of the solder paste on the individual pads of a printed circuit board.
Durch die DE 102 14 817 A1 ist ein Verfahren zur Höhenmessung eines Lotpastenauftrages und zur Vermessung von Oberflächenprofilen mit flächenhaft unterschiedlichen Reflexionseigenschaften bekannt, welches auf einem Triangulationsverfahren beruht. Hierzu dient eine Vorrichtung mit einer Kamera, ein unter einem vorbestimmten Winkel zur Kamera angeordneten Projektor zur Erzeugung einer Linie auf der zu vermessenden Oberfläche und ein Auswertesystem. Weiterhin sind ein im gleichen Winkel angeordneter weiterer Projektor zur Erzeugung eines Lichtpunktes und ein vertikal gegenüber der zu vermessenden Oberfläche verfahrbares Hubelement vorhanden, mit dem die Kamera und die Projektoren fest verbunden sind. Dadurch ist es möglich, die Höhenmessung des Lotpastenauftrages in einem Messgang zu realisieren.DE 102 14 817 A1 discloses a method for the height measurement of a solder paste application and for the measurement of surface profiles with areally different ones Reflection properties known, which is based on a triangulation method. This purpose is served by a device with a camera, a projector arranged at a predetermined angle to the camera for producing a line on the surface to be measured and an evaluation system. Furthermore, an arranged at the same angle another projector for generating a light spot and a vertically movable relative to the surface to be measured lifting element is present, with which the camera and the projectors are firmly connected. This makes it possible to realize the height measurement of the solder paste application in one measurement run.
Die DE 43 18 956 A1 betrifft ferner ein Verfahren und eine Anordnung zur Überprüfung von Leiterplatten, wobei die zu überprüfenden Leiterplatten mehrfach kurzzeitig beleuchtet und rasterförmig abgetastet werden. Hierzu ist die Anordnung mit einer oder mehreren Videokameras, einem Stroboskop oder einer Blitzlampe, einer Einrichtung zur Bewegung der Leiterplatten und der Videokamera oder der Videokameras relativ zueinander, und einer Einrichtung zur Auswertung der Signale der Videokamera oder der Videokameras ausgestattet. Die Leiterplatten werden optisch hinsichtlich Leiterbahnaufbau, Bauteilbestückung und Lötstellen überprüft. Dazu werden die Leiterplatten rasterförmig mittels Videokameras abgetastet, das Videosignal wird digitalisiert und in einer Bildverarbeitungseinheit ausgewertet. Eine Möglichkeit ist das Differenzbildverfahren, bei dem mit einer Videokamera eine korrekte Leiterplatte aufgenommen wird. Ausgehend von dieser Aufnahme wird jeweils das Videosignal der zu testenden Leiterplatte subtrahiert. Auf diese Weise entsteht ein Differenzbild, auf dem nur die Unterschiede der beiden Bilder zu sehen sind. Eine weitere Möglichkeit ist die Kantendetektion. Bei diesem Verfahren werden Hell/Dunkelübergänge auf Vorhandensein und korrekte Lage überprüft.DE 43 18 956 A1 further relates to a method and an arrangement for checking printed circuit boards, wherein the printed circuit boards to be checked several times briefly illuminated and scanned grid-shaped. For this purpose, the arrangement is equipped with one or more video cameras, a stroboscope or a flash lamp, a device for moving the circuit boards and the video camera or video cameras relative to each other, and means for evaluating the signals of the video camera or video cameras. The printed circuit boards are checked optically with regard to conductor track construction, component assembly and solder joints. For this purpose, the circuit boards are scanned in a grid-like manner by means of video cameras, the video signal is digitized and evaluated in an image processing unit. One possibility is the difference image method, in which a video camera is used to record a correct printed circuit board. Starting from this recording, the video signal of the printed circuit board to be tested is subtracted. In this way, a difference image is created on which only the differences of the two images can be seen. Another possibility is edge detection. In this procedure, light / dark transitions are checked for their presence and correct position.
Bei dem Verfahren ist jedoch während einer Bewegung der zu überprüfenden Leiterplatte eine Bildaufnahme nicht möglich. Deshalb wird die Leiterplatte in einer X-Y-Stufe gehaltert und von dieser wiederholt in einer Schrittfolgebetriebsart um eine vorgegebene Distanz versetzt. Von der Videokamera wird dann jeweils bei stillstehender X-Y-Stufe ein Bild erfasst. Die Beleuchtung der Leiterplatten erfolgt mittels eines fest montierten Stroboskops oder einer fest montierten Blitzlampe, deren Licht durch einen oder mehrere Lichtleiter an die abzutastende Stelle geleitet wird.In the method, however, image acquisition is not possible during movement of the circuit board to be checked. Therefore, the circuit board is held in an X-Y stage and repeatedly displaced therefrom by a predetermined distance in a stepping mode. The video camera then captures an image each time the X-Y stage is stationary. The illumination of the printed circuit boards by means of a permanently mounted stroboscope or a fixed flash lamp whose light is passed through one or more optical fibers to the scanned site.
Die DE 33 30 738 A1 betrifft ein Verfahren und ein Fräswerkzeug zur Bearbeitung von Leiterplatten mit einer auf einem Substrat angeordneten leitfähigen Schicht, bei dem ein Bearbeitungskopf in verschiedenen Raumachsen verfahren wird und eine nutenförmige Ausnehmung zur vollständigen elektrischen Isolierung von Leiterbahnen in die leitfähige Schicht mittels eines konischen Fräswerkzeugs eingebracht wird. Damit eine unnötige Verletzung des Substrats verhindert wird, kann über eine separate Mess- und Steuereinrichtung die Materialstärke der Leiterplatte erfasst und dadurch die Z-Achse nachgesteuert werden.DE 33 30 738 A1 relates to a method and a milling tool for processing printed circuit boards with a conductive layer arranged on a substrate, in which a machining head is moved in different spatial axes and a groove-shaped recess for complete electrical insulation of printed conductors in the conductive Layer is introduced by means of a conical milling tool. In order to prevent unnecessary damage to the substrate, the material thickness of the printed circuit board can be detected via a separate measuring and control device and the Z-axis subsequently readjusted.
Die DE 202 14 413 U1 bezieht sich auf einen mechanischen Tiefenregler zur gleichmäßigen Eintauchtiefe von Fräsern beim Gravieren oder Isolationsfräsen von Leiterbahnen, die aufgrund ihrer V-förmigen Beschaffenheit bei unterschiedlichen Frästiefen verursacht durch Materialunebenheiten zu schmalen und breiten Fräsbahnen führen. Auf diese Weise soll eine Fräsbahn mit konstanter Breite geschaffen werden.DE 202 14 413 U1 relates to a mechanical depth controller for uniform immersion depth of milling cutters when engraving or insulation milling of printed conductors, which lead due to their V-shaped nature at different cutting depths caused by material irregularities to narrow and wide milling paths. In this way, a milling path with a constant width should be created.
Eine Einrichtung zum Schneiden einer Leiterbahn auf einer gedruckten Leiterplatte mit einem Laserstrahl gemäß der DE 44 16 962 A1 ist mit einer Vorrichtung zum optischen Messen der Formparameter, beispielsweise der Breite und der Dicke der zu schneidenden Leiterbahn, und einer Steuerungsvorrichtung zum Steuern der Strahlparameter des Laserstrahls abhängig von den Formparametern, die von der optischen Vorrichtung gemessen wurden, ausgestattet, sodass die zu schneidende Leiterbahn passend geschnitten wird.A device for cutting a printed conductor on a printed circuit board with a laser beam according to DE 44 16 962 A1 is provided with a device for optically measuring the shape parameters, for example the width and the thickness of the conductor to be cut, and a control device for controlling the beam parameters of the laser beam depending on the shape parameters measured by the optical device, so that the conductor to be cut is cut appropriately.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Einstellung der Fräskanalbreite, beispielsweise nach dem Werkzeugwechsel, zur automatischen Regelung der Fräskanalbreite bei schwankender Schichtstärke der leitfähigen Schicht, bei Unebenheiten in der Materialoberfläche und bei Abnutzung des Fräswerkzeuges sowie zur Erkennung der Grenznutzungsdauer des Fräswerkzeuges zu schaffen.The invention is based on the object, a method and apparatus for automatically adjusting the Fräskanalbreite, for example after the tool change, for automatic control of Fräskanalbreite with varying thickness of the conductive layer, unevenness in the material surface and wear of the milling tool and to recognize the marginal service life to create the milling tool.
Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.The above object is achieved by a method according to the features of claim 1. The further embodiment of the invention can be found in the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, welches gekennzeichnet ist durch einen optischen Sensor, durch welchen eine Bearbeitungszone des Fräswerkzeuges erfasst wird und aufgrund der von dem optischen Sensor erfassten Beschaffenheit der nutenförmigen Ausnehmung ein Steuersignal als Korrekturwert bestimmt wird, wobei mittels des optischen Sensors die Breite der nutenförmigen Ausnehmung erfasst und aufgrund der erfassten Breite der nutenförmigen Ausnehmung der relative Abstand des Bearbeitungskopfs von der Leiterplatte eingestellt wird und zusätzlich mittels des Sensors unterschiedliche Reflexionseigenschaften der leitfähigen Schicht und des Substrats erfasst werden, um so insbesondere aus dem Helligkeitsunterschied abzuleiten, ob das Fräswerkzeug die leitfähige Schicht in dem Fräskanal vollständig abgetragen hat, und wobei mittels des optischen Sensors die Beschaffenheit einer die nutenförmige Ausnehmung begrenzenden Kante erfasst wird, um einen Werkzeugwechsel vorzunehmen. Hierdurch wird es erstmals möglich, sowohl Unregelmäßigkeiten in dem Aufbau der Leiterplatte als auch Verschleißerscheinungen des Fräswerkzeugs zugleich zu erfassen, indem hierzu die nutenförmige Ausnehmung des Fräskanals in der bevorzugt durch eine Kupferschicht gebildeten leitfähigen Schicht mittels des optischen Sensors im Bereich des Fräswerkzeugs erfasst wird. In überraschend einfacher Weise kann so mit einem vergleichsweise geringen Aufwand die Bearbeitung einer Leiterplatte erfolgen, ohne zuvor die Leiterplatte oder das Fräswerkzeug zu vermessen. Vielmehr bildet der optische Sensor einen Teil eines Regelkreises, der selbst dann eine zuverlässige Frästiefe sicherstellt, wenn die Oberfläche erhebliche Wölbungen aufweist, ohne dass die Topografie der Leiterplatte hierzu in dem Steuerprogramm erfasst werden muss. Insbesondere kann das Steuerprogramm beispielsweise auf die X-Y-Bewegung des Fräswerkzeugs beschränkt werden, während eine selbsttätige Regelung der Z-Achse als Abstand des Bearbeitungskopfs gegenüber der Oberfläche der Leiterplatte erreicht wird. Zur Bearbeitung der Leiterplatte kann das Fräswerkzeug an einem in verschiedenen Raumachsen verfahrbaren Bearbeitungskopf angeordnet sein, welcher hierzu aufgrund einer Unebenheit in der Oberfläche der Leiterplatte in Richtung der Z-Achse entsprechend verfahrbar ist.According to the invention, a method is provided, which is characterized by an optical sensor, by which a processing zone of the milling tool is detected and a control signal is determined as a correction value due to the detected by the optical sensor nature of the groove-shaped recess, wherein by means of the optical sensor, the width of Detected groove-shaped recess and due to the detected width of the groove-shaped recess, the relative distance of the machining head is set by the circuit board and in addition by means of the sensor different reflection properties of the conductive layer and the substrate are detected so derive in particular from the difference in brightness, whether the milling tool has completely removed the conductive layer in the milling channel, and wherein by means of the optical sensor, the nature of the groove-shaped recess defining edge is detected to make a tool change. This makes it possible for the first time to detect both irregularities in the structure of the circuit board and wear of the milling tool at the same time by the groove-shaped recess of the milling channel is detected in the preferably formed by a copper layer conductive layer by means of the optical sensor in the milling tool. In a surprisingly simple way can be done with a relatively low cost, the processing of a circuit board without first measuring the circuit board or the milling tool. Rather, the optical sensor forms part of a control loop, which ensures a reliable milling depth even if the surface has significant curvature without the topography of the circuit board has to be detected in the control program for this purpose. In particular, the control program can be limited, for example, to the XY movement of the milling tool, while an automatic Z-axis control is achieved as the distance of the machining head from the surface of the printed circuit board. For processing the printed circuit board, the milling tool can be arranged on a machining head which can be moved in different spatial axes, which, for this purpose, can be correspondingly moved in the direction of the Z axis due to unevenness in the surface of the printed circuit board.
Weiterhin kann alternativ oder auch ergänzend ein auf die Oberfläche der Leiterplatte wirkender Niederhalter zur Einstellung des Abstands eingesetzt werden. Dieser kann beispielsweise mit einer ring- oder gabelförmigen Auflagefläche ausgestattet sein, durch welche eine Anpresskraft auf die Leiterplatte übertragbar ist. Der Niederhalter ist in seiner Höhe motorisch verfahrbar. In diesem Fall wird der oben beschriebene Regelkreis über die motorische Z-Verstellung des Niederhalters geschlossen. Aus dem Abstand zwischen seiner Auflagefläche und der Spitze des Fräswerkzeugs ergibt sich die Frästiefe.Furthermore, alternatively or additionally, a holding-down device acting on the surface of the printed circuit board can be used to set the distance. This can for example be equipped with a ring-shaped or fork-shaped bearing surface, by which a contact force on the circuit board is transferable. The hold-down device is motor-driven in its height. In this case, the above-described control loop on the motor Z-adjustment of the blank holder is closed. From the distance between its support surface and the tip of the milling tool results in the milling depth.
Dabei wird mittels des optischen Sensors die Breite der nutenförmigen Ausnehmung, insbesondere die sich aufgrund einer Unebenheit in der Oberfläche der Leiterplatte in Verbindung mit der konischen Formgebung des Fräswerkzeugs einstellende veränderte Breite erfasst und zur Steuerung der Z-Achse oder des Niederhalters herangezogen. Während des Fräsvorgangs wird das Fräsergebnis in einem geringen räumlichen Abstand hinter dem Fräswerkzeug kontinuierlich oder in kurzen zeitlichen Abständen erfasst. Die so erfasste Breite der nutenförmigen Ausnehmung des Fräskanals wird mit einer vorbekannten Sollbreite verglichen. Die daraus abgeleitete Abweichung wird genutzt, um die Eindringtiefe des Fräswerkzeugs zu regeln. Das optische Verfahren erlaubt es, sowohl Unebenheiten in der Oberfläche als auch Schwankungen der Stärke der leitfähigen Schicht zu erfassen und auszuregeln und gewährleistet so eine weitgehend konstante FräskanalbreiteIn this case, by means of the optical sensor, the width of the groove-shaped recess, in particular the adjusted due to an unevenness in the surface of the circuit board in conjunction with the conical shape of the milling tool changing width detected and used to control the Z-axis or the hold-down. During the milling process, the milling result is recorded in a small spatial distance behind the milling tool continuously or at short intervals. The thus detected width of the groove-shaped recess of the milling channel is compared with a known target width. The derived deviation is used to determine the penetration depth of the milling tool. The optical method makes it possible to detect and correct both unevenness in the surface and fluctuations in the thickness of the conductive layer, thus ensuring a largely constant milling channel width
Dadurch dass mittels des optischen Sensors die Beschaffenheit einer die nutenförmige Ausnehmung begrenzenden Kante erfasst wird, erlaubt die Auswertung des Kantenverlaufs die Einschätzung des Abnutzungszustandes des Fräswerkzeuges. Aufgrund des zunehmenden Verschleißes des Fräsers verändert sich der Verlauf an mindestens einer Kante der nutenförmigen Ausnehmung des Fräskanals in einer beschreibbaren, charakteristischen Weise. Durch Festlegung eines Grenzwertes kann der Zeitpunkt für einen automatischen Werkzeugwechsel definiert werden und damit eine verschleißbedingte Unterbrechung des Fräskanals vermieden werden.Characterized that by means of the optical sensor, the nature of the groove-shaped recess defining edge is detected, the evaluation of the edge profile allows the assessment of the wear state of the milling tool. Due to the increasing wear of the milling cutter, the course changes on at least one edge of the groove-shaped recess of the milling channel in a writable, characteristic manner. By defining a limit value, the time for an automatic tool change can be defined and thus a wear-related interruption of the milling channel can be avoided.
Nach einem Wechsel des Fräswerkzeugs wird das neue Fräswerkzeug zunächst in eine untere Endposition des Eingriffs in die leitfähige Schicht verfahren und während der Fräsbearbeitung des Fräskanals mittels des Bearbeitungskopfs in Richtung der Z-Achse so lange nach oben verfahren, bis die von dem Sensor erfasste Breite des Fräskanals einem Sollwert entspricht. Alternativ kann selbstverständlich durch eine Verfahrbewegung des Niederhalters die Breite des Fräskanals entsprechend eingestellt werden.After a change of the milling tool, the new milling tool is first moved to a lower end position of the engagement in the conductive layer and during the milling of the milling channel by means of the machining head in the direction of the Z-axis moved up until the detected by the sensor width of the Milling channel corresponds to a target value. Alternatively, of course, the width of the milling channel can be adjusted accordingly by a movement of the hold-down.
Zusätzlich werden mittels des Sensors unterschiedliche Reflexionseigenschaften der leitfähigen Schicht und des Substrats unterschieden, um so insbesondere aus dem Helligkeitsunterschied abzuleiten, ob das Fräswerkzeug die leitfähige Schicht in dem Fräskanal vollständig abgetragen hat, ob also der Nutengrund der Ausnehmung in der leitfähigen Schicht oder in dem Substrat liegt.In addition, different reflection properties of the conductive layer and the substrate are distinguished by means of the sensor, so as to deduce in particular from the difference in brightness whether the milling tool has completely removed the conductive layer in the milling channel, that is, the groove bottom of the recess in the conductive layer or in the substrate lies.
Die zweitgenannte Aufgabe, eine Vorrichtung zur Bearbeitung einer Leiterplatte mit einer auf einem Substrat angeordneten leitfähigen Schicht zu schaffen, wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass der Sensor als ein optischer Sensor zur Erfassung der Bearbeitungszone des Fräswerkzeugs, der Breite der nutenförmigen Ausnehmung und der Beschaffenheit einer die nutenförmige Ausnehmung begrenzenden Kante ausgeführt ist und aufgrund der erfassten Breite der nutenförmigen Ausnehmung der relative Abstand des Bearbeitungskopfs von der Leiterplatte einstellbar ist und zusätzlich mittels des Sensors unterschiedliche Reflexionseigenschaften der leitfähigen Schicht und des Substrats erfassbar sind, um so insbesondere aus dem Helligkeitsunterschied abzuleiten, ob das Fräswerkzeug die leitfähige Schicht in dem Fräskanal vollständig abgetragen hat. Auf diese Weise ist es nicht erforderlich, wie beim Stand der Technik zunächst in einem vorhergehenden Arbeitsschritt die Topographie der Leiterplatte zu erfassen, sondern es wird erfindungsgemäß während des Bearbeitungsprozesses aufgrund des Sensors ein Regelkreis realisiert, welcher eine direkte Anpassung durch Einstellung der Z-Achse, also des Abstands des Bearbeitungskopfs von der Leiterplatte, gestattet.The second-mentioned object to provide a device for processing a printed circuit board with a substrate disposed on a conductive layer, according to the invention is achieved in that the sensor as an optical sensor for detecting the processing zone of the milling tool, the width of the groove-shaped recess and the nature of a is formed groove-shaped recess limiting edge and due to the detected width of the groove-shaped recess, the relative distance of the machining head of the circuit board is adjustable and in addition by means of the sensor different reflective properties of the conductive layer and the substrate can be detected, so as to derive in particular from the difference in brightness, whether the Milling tool has completely removed the conductive layer in the milling channel. In this way, it is not necessary, as in the prior art, first in one previous step to capture the topography of the circuit board, but it is realized according to the invention during the machining process due to the sensor, a control loop, which allows a direct adjustment by adjusting the Z-axis, ie the distance of the machining head of the circuit board.
Die Vorrichtung zur Anwendung bei dem Verfahren besteht dabei insbesondere aus einer Spindel mit einer Spannzange für das Fräswerkzeug, dem Fräswerkzeug, einem Tiefenbegrenzer mit Z-Verstellung, einem optischen Element, dem Sensor, einer Auswerteelektronik mit einer Verbindung zu einem der Z-Achse zugeordneten Kontroller und einer Verbindung zu einer Steuereinheit der Vorrichtung, in welcher auch der Sollwert der nutenförmigen Ausnehmung des Fräskanals und ein Grenzwert zur Auslösung einer Werkzeugswechselprozedur gespeichert sind.The device for use in the method consists in particular of a spindle with a collet for the milling tool, the milling tool, a depth limiter with Z-adjustment, an optical element, the sensor, an evaluation with a connection to a Z-axis associated controller and a connection to a control unit of the device in which also the desired value of the groove-shaped recess of the milling channel and a limit value for triggering a tool change procedure are stored.
Grundsätzlich kann das Fräswerkzeug in jede Richtung des durch die X-Achse und die Y- Achse aufgespannten Koordinatensystems bewegt werden. Eine vorteilhafte optische Erfassung des Fräskanals wird hingegen dann erreicht, wenn mittels des optischen Sensors ein Feld in Richtung der Bewegungsbahn hinter dem Fräswerkzeug erfassbar ist. Im praktischen Anwendungsfall der Vorrichtung zur Bearbeitung der Leiterplatte wird es dabei oftmals als ausreichend anzusehen sein, wenn lediglich die Hauptbewegungsrichtungen parallel zur X-Achse und zur Y-Achse erfasst werden, weil einerseits die Leiterbahnen vorwiegend parallel zu diesen Achsen verlaufen und andererseits Unebenheiten und Schwankungen der Schichtstärke der leitfähigen Schicht in der Praxis nicht sprunghaft auftreten. Weiterhin wird auch der Grenzwert zur Auslösung einer Wechselprozedur für das Fräswerkzeug nicht plötzlich erreicht.In principle, the milling tool can be moved in any direction of the coordinate system spanned by the X-axis and the Y-axis. An advantageous optical detection of the milling channel, however, is achieved when, by means of the optical sensor, a field in the direction of the trajectory behind the milling tool can be detected. In the practical application of the apparatus for processing the circuit board, it will often be considered sufficient if only the main directions of movement parallel to the X-axis and the Y-axis are detected, because on the one hand the tracks are mainly parallel to these axes and on the other hand, bumps and fluctuations the layer thickness of the conductive layer in practice does not occur abruptly. Furthermore, the limit value for triggering a change procedure for the milling tool is not reached suddenly.
Bei einer praxisnahen Ausführung können alle Bearbeitungsrichtungen unter Winkeln mit einem ganzzahligen Vielfachen von 45° erfasst werden. Bei einer weiteren Variante der Vorrichtung ist der optische Sensor mittels eines Antriebs in verschiedene Positionen relativ zu dem Bearbeitungskopf beweglich. Der Sensor wird hierzu motorisch derart um das Fräswerkzeug herumgeführt, dass stets ein Beobachtungsfeld in Abhängigkeit der Bewegungsbahn hinter dem Fräswerkzeug erfasst wird.In a practical implementation, all machining directions can be detected at angles with an integer multiple of 45 °. In a further variant of the device, the optical sensor is movable by means of a drive in different positions relative to the machining head. For this purpose, the sensor is guided around the milling tool by a motor in such a way that an observation field is always detected behind the milling tool as a function of the movement path.
Bei anderen, ebenfalls besonders Erfolg versprechenden Abwandlung der Vorrichtung ist der Beobachtungsbereich mittels eines dem optischen Sensor zugeordneten beweglichen Spiegels variabel. Mittels des Spiegels wird wahlweise das Abbild einer gewünschten Anzahl von beispielsweise 2 oder 4 Beobachtungsfeldern im Umfeld des Bearbeitungsbereiches des Fräswerkzeuges auf den optischen Sensor abgelenkt, der hierzu insbesondere an dem Bearbeitungskopf angeordnet ist.In other, also particularly promising modification of the device, the observation area is variable by means of a movable mirror associated with the optical sensor. By means of the mirror is optionally the image of a desired number of, for example, 2 or 4 observation fields in the vicinity of the processing area of the Milling tool deflected to the optical sensor, which is arranged for this purpose in particular on the machining head.
Weiterhin wird eine besonders Erfolg versprechende Abwandlung dann erreicht, wenn der optische Sensor ortsfest angeordnet ist, wobei zumindest zwei Spiegel vorgesehen sind, wobei ein erster Spiegel ausschließlich in Richtung einer ersten Raumachse entsprechend der Position des Bearbeitungskopfes beweglich ist und der zweite Spiegel in Richtung von zwei Raumachsen entsprechend der Position des Bearbeitungskopfes beweglich ist. Hierdurch kann der optische Sensor auch dann in erfindungsgemäßer Weise eingesetzt werden, wenn eine Anordnung des Sensors unmittelbar an dem Bearbeitungskopf nicht möglich oder nicht erwünscht ist. Hierzu wird der erste Spiegel gegenüber der durch die Z- Achse und die X-Achse oder die Z-Achse und die Y-Achse aufgespannten Ebene um 45° geneigt und der zweite Spiegel gegenüber der durch die X-Achse und die Y-Achse aufgespannten Ebene um 45° geneigt angeordnet. Selbstverständlich können auch weitere Spiegel vorgesehen sein, um unterschiedliche Beobachtungsfelder insbesondere in Abhängigkeit der Bewegungsbahn des Fräswerkzeuges beobachten zu können.Furthermore, a particularly promising modification is achieved when the optical sensor is arranged stationary, wherein at least two mirrors are provided, wherein a first mirror is movable only in the direction of a first spatial axis corresponding to the position of the machining head and the second mirror in the direction of two Spaces is movable according to the position of the machining head. In this way, the optical sensor can also be used in accordance with the invention if an arrangement of the sensor directly on the machining head is not possible or not desirable. For this purpose, the first mirror is inclined by 45 ° relative to the plane spanned by the Z axis and the X axis or the Z axis and the Y axis, and the second mirror is inclined relative to the plane defined by the X axis and the Y axis Level arranged inclined by 45 °. Of course, other mirrors may be provided to observe different fields of observation, in particular depending on the trajectory of the milling tool.
Weiterhin kann die Vorrichtung mit einer Prismenanordnung derart ausgestattet sein, dass zugleich mehrere, beispielsweise vier Beobachtungsfelder, die das Fräswerkzeug einschließen, auf ein jeweiliges Feld des optischen Sensors gelenkt werden. Aufgrund des die Bewegungsbahn festlegenden Steuerprogrammes wird jeweils das Beobachtungsfeld ausgewertet, welches sich in Bewegungsrichtung hinter dem Fräswerkzeug befindet.Furthermore, the device can be equipped with a prism arrangement such that at the same time several, for example, four observation fields, which enclose the milling tool, are directed onto a respective field of the optical sensor. On the basis of the control path defining the control program, in each case the observation field is evaluated, which is located behind the milling tool in the direction of movement.
Als optischer Sensor kann eine schwarz-weiß Kamera verwendet werden. Eine besonders Erfolg versprechende Variante wird auch dadurch realisiert, dass der optische Sensor eine Kamera, insbesondere eine CCD- oder eine CMOS-Kamera hat. Weiterhin kann zumindest eine Zeilenkamera eingesetzt werden, die beispielsweise unter einem Winkel von 45° zu den Hauptbearbeitungsrichtungen angeordnet ist, um die Fräskanäle in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Arbeitsrichtungen zu erfassen.As optical sensor a black and white camera can be used. A particularly promising variant is also realized in that the optical sensor has a camera, in particular a CCD or a CMOS camera. Furthermore, at least one line camera can be used, which is arranged for example at an angle of 45 ° to the main processing directions in order to detect the milling channels in two mutually perpendicular directions of operation.
Ebenfalls besonders sinnvoll ist eine Ausführungsform, bei der die Vorrichtung eine insbesondere monochromatische Beleuchtungseinrichtung für die Bearbeitungszone aufweist, wobei die Beleuchtung gepulst ausgeführt und diese Pulse mit der Bildaufnahme synchronisiert werden können. Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inAlso particularly useful is an embodiment in which the device has a particular monochromatic illumination device for the processing zone, wherein the illumination performed pulsed and these pulses can be synchronized with the image acquisition. The invention allows for various embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in
Fig. 1a eine Seitenansicht einer Vorrichtung zur Bearbeitung einer Leiterplatte in mehreren Arbeitspositionen;1a is a side view of an apparatus for processing a printed circuit board in several working positions;
Fig. 1b eine Draufsicht auf die in Figur 1 gezeigte Leiterplatte;FIG. 1b is a plan view of the printed circuit board shown in FIG. 1; FIG.
Fig. 2 eine weitere Vorrichtung zur Bearbeitung einer Leiterplatte mit einem ortsfesten optischen Sensor in einer Draufsicht.Fig. 2 shows another device for processing a printed circuit board with a stationary optical sensor in a plan view.
Die Figuren 1a und 1b zeigen eine Vorrichtung 1 zur Bearbeitung einer Leiterplatte 2 in einer Seitenansicht sowie in einer Draufsicht. Die Vorrichtung 1 dient dabei insbesondere dem Einbringen einer nutenförmigen Ausnehmung 3 als Fräskanal in eine leitfähige Schicht 4 der Leiterplatte 2 zur Herstellung von gegeneinander elektrisch isolierten Leiterbahnen entlang einer vorbestimmten Bewegungsbahn. Hierzu hat die Vorrichtung 1 ein konisches Fräswerkzeug 5 mit dem die auf einem Substrat 6 angeordnete leitfähige Schicht 4 abgetragen wird. Zur Bearbeitung der Leiterplatte 2 ist das Fräswerkzeug 5 an einem in verschiedenen Raumachsen verfahrbaren Bearbeitungskopf 7 angeordnet. Die Vorrichtung 1 ist weiterhin mit einem als eine Kamera ausgeführten optischen Sensor 8 ausgestattet, um so eine aufgrund einer Unebenheit in der Oberfläche der Leiterplatte 2 und des konischen Fräswerkzeuges 5 auftretende schwankende Breite b zu erfassen und entsprechend zur Einhaltung einer konstanten Breite b der nutenförmigen Ausnehmung 3 an der Unterseite der leitfähigen Schicht 4 den Bearbeitungskopf 7 in Richtung der Z-Achse zu verfahren. Während des Fräsvorgangs wird das Fräsergebnis in einem geringen räumlichen Abstand hinter dem Fräswerkzeug 5 kontinuierlich oder in kurzen zeitlichen Abständen erfasst. Dabei wird durch den optischen Sensor 8 neben der Breite b der Ausnehmung 3 zusätzlich auch basierend auf den unterschiedlichen Reflexionseigenschaften der leitfähigen Schicht 4 und des Substrats 6 der vollständige Abtrag der leitfähigen Schicht 4 in einem Nutengrund 9 erfasst. Darüber hinaus wird zusätzlich auch die Beschaffenheit einer die nutenförmige Ausnehmung 3 begrenzenden Kante 10 zur Bestimmung des Verschleißzustands des Fräswerkzeugs 5 erfasst. Die erfasste Breite b der nutenförmigen Ausnehmung 3 des Fräskanals wird mit einer vorbekannten Sollbreite verglichen. Auf diese Weise wird an der Unterseite der leitfähigen Schicht 4 eine konstante, im Bereich B gestrichelt dargestellte Breite b sichergestellt, während es demgegenüber an der Oberseite der leitfähigen Schicht 4 zu einer Verbreiterung der nutenförmigen Ausnehmung 3 kommt. Der Bearbeitungskopf 7 wird zu diesem Zweck in Richtung der Z-Achse im Bereich B entsprechend dem Verlauf der Materialanhäufung der leitfähigen Schicht 4 nach unten bewegt und im Anschluss daran im Bereich C auf das dem Bereich A entsprechende Ursprungsniveau nach oben bewegt. Um den optischen Sensor 8 in jeder Phase des Bearbeitungsprozesses auf eine in Bewegungsrichtung des Bearbeitungskopfs 7 hinter dem Fräswerkzeug 5 angeordnete Bearbeitungszone richten zu können, ist der optische Sensor 8 an einer Aufnahme 12 mittels eines nicht gezeigten Antriebs in verschiedene Positionen relativ zu dem Bearbeitungskopf 7 in Pfeilrichtung 13 um die Z-Achse herum schwenkbeweglich angeordnet.Figures 1a and 1b show a device 1 for processing a printed circuit board 2 in a side view and in a plan view. In this case, the device 1 serves, in particular, to introduce a groove-shaped recess 3 as a milling channel into a conductive layer 4 of the printed circuit board 2 for producing electrically insulated interconnects along a predetermined path of movement. For this purpose, the device 1 has a conical milling tool 5 with which the arranged on a substrate 6 conductive layer 4 is removed. For processing the circuit board 2, the milling tool 5 is arranged on a movable in different spatial axes machining head 7. The apparatus 1 is further provided with an optical sensor 8 configured as a camera so as to detect a fluctuating width b occurring due to unevenness in the surface of the circuit board 2 and the conical milling tool 5, and accordingly to maintain a constant width b of the groove-shaped recess 3 at the bottom of the conductive layer 4 to move the machining head 7 in the Z-axis direction. During the milling process, the milling result is recorded in a small spatial distance behind the milling tool 5 continuously or at short time intervals. In this case, in addition to the width b of the recess 3, the complete removal of the conductive layer 4 in a groove bottom 9 is additionally detected by the optical sensor 8, also based on the different reflection properties of the conductive layer 4 and the substrate 6. In addition, in addition, the nature of the groove-shaped recess 3 bounding edge 10 for determining the state of wear of the milling tool 5 is detected. The detected width b of the groove-shaped recess 3 of the milling channel is compared with a known target width. In this way, a constant width b shown in dashed lines in the region B is ensured on the underside of the conductive layer 4, whereas on the upper side of the conductive layer 4 there is a broadening of the groove-shaped recess 3. The processing head 7 is moved for this purpose in the direction of the Z-axis in the area B according to the course of material accumulation of the conductive layer 4 down and then moved in the area C to the original level corresponding to the area A upwards. In order to be able to direct the optical sensor 8 to a processing zone arranged behind the milling tool 5 in the direction of movement of the machining head 7, the optical sensor 8 is attached to a receptacle 12 by means of a drive (not shown) in different positions relative to the machining head 7 in FIG Arrow direction 13 pivotally arranged around the Z-axis.
In der Figur 2 ist eine weitere Vorrichtung 14 zur Bearbeitung der Leiterplatte 2 in einer Draufsicht dargestellt, bei der ein als Kamera ausgeführter optischer Sensor 15 ortsfest angeordnet ist. Hierbei hat die Vorrichtung 14 zwei Spiegel 16, 17, wobei ein erster Spiegel 16 ausschließlich in Richtung der X-Achse und der zweite Spiegel 17 in Richtung der X- Achse und der Y-Achse entsprechend der Position des Bearbeitungskopfes 7 beweglich ist. Der erste Spiegel 16 ist gegenüber einer durch die Z-Achse und die X-Achse sowie einer durch die Z-Achse und die Y-Achse aufgespannten Ebene um 45° geneigt, und der zweite Spiegel 17 gegenüber der durch die X-Achse und die Y-Achse aufgespannten Ebene um 45° geneigt angeordnet. Ausgehend von einer Bearbeitungszone des Fräswerkzeuges 5 wird so das Bild mittels des an dem Bearbeitungskopf 7 angeordneten zweiten Spiegels 17 zunächst ausgehend von einer Beobachtungsrichtung in Richtung der durch die X-Achse und die Y- Achse aufgespannten Ebene als Teilstrahl 18 abgelenkt. Dieser Teilstrahl 18 wird anschließend an dem ersten Spiegel 16 in derselben Ebene als Teilstrahl 19 in Richtung der X-Achse abgelenkt und trifft so unabhängig von der jeweiligen Position des Bearbeitungskopfes 7 auf den ortsfesten optischen Sensor 15. 2 shows a further device 14 for processing the printed circuit board 2 in a plan view, in which an optical sensor 15 designed as a camera is arranged in a stationary manner. Here, the device 14 has two mirrors 16, 17, wherein a first mirror 16 exclusively in the direction of the X-axis and the second mirror 17 in the direction of the X-axis and the Y-axis according to the position of the machining head 7 is movable. The first mirror 16 is inclined by 45 ° with respect to a plane spanned by the Z-axis and the X-axis and by the Z-axis and the Y-axis, and the second mirror 17 is inclined by the X-axis and the second mirror 17 Y axis spanned plane arranged inclined by 45 °. Starting from a processing zone of the milling tool 5, the image is first deflected as a partial beam 18 by means of the second mirror 17 arranged on the machining head 7, starting from an observation direction in the direction of the plane spanned by the X-axis and the Y-axis. This sub-beam 18 is then deflected at the first mirror 16 in the same plane as a partial beam 19 in the direction of the X-axis and thus impinges on the stationary optical sensor 15 regardless of the respective position of the machining head 7.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Bearbeitung einer Leiterplatte mit einer auf einem Substrat angeordneten leitfähigen Schicht, bei dem ein Bearbeitungskopf in verschiedenen Raumachsen verfahren wird und eine nutenförmige Ausnehmung zur vollständigen elektrischen Isolierung von Leiterbahnen in die leitfähige Schicht mittels eines konischen Fräswerkzeugs eingebracht wird, bei dem Abweichungen der Beschaffenheit der Leiterplatte, insbesondere der leitfähigen Schicht, erfasst und daraus ein Korrekturwert für den Abstand des Bearbeitungskopfs gegenüber der Leiterplatte bestimmt und der relative Abstand des Bearbeitungskopfs von der Leiterplatte eingestellt wird, gekennzeichnet durch einen optischen Sensor, durch welchen eine Bearbeitungszone des Fräswerkzeugs erfasst wird und aufgrund der von dem optischen Sensor erfassten Beschaffenheit der nutenförmigen Ausnehmung ein Steuersignal als Korrekturwert bestimmt wird, wobei mittels des optischen Sensors die Breite der nutenförmigen Ausnehmung erfasst und aufgrund der erfassten Breite der nutenförmigen Ausnehmung der relative Abstand des Bearbeitungskopfs von der Leiterplatte eingestellt wird und zusätzlich mittels des Sensors unterschiedliche Reflexionseigenschaften der leitfähigen Schicht und des Substrats erfasst werden, um so insbesondere aus dem Helligkeitsunterschied abzuleiten, ob das Fräswerkzeug die leitfähige Schicht in dem Fräskanal vollständig abgetragen hat, sowie mittels des optischen Sensors die Beschaffenheit einer die nutenförmige Ausnehmung begrenzenden Kante erfasst wird, um einen Werkzeugwechsel vorzunehmen.Anspruch [en] A process for processing a printed circuit board having a conductive layer disposed on a substrate, wherein a processing head is moved in different spatial axes and a groove-shaped recess for complete electrical insulation of printed conductors is introduced into the conductive layer by means of a conical milling tool, wherein the deviations of Condition of the circuit board, in particular the conductive layer, detected and therefrom a correction value for the distance of the machining head relative to the circuit board determined and the relative distance of the machining head is set by the circuit board, characterized by an optical sensor, through which a processing zone of the milling tool is detected and a control signal is determined as a correction value on the basis of the nature of the groove-shaped recess detected by the optical sensor, the width of the groove-shaped recess being detected by means of the optical sensor St and due to the detected width of the groove-shaped recess, the relative distance of the machining head is adjusted by the circuit board and additionally detected by the sensor different reflection properties of the conductive layer and the substrate, so as to derive in particular from the difference in brightness, if the milling tool, the conductive layer in has completely removed the milling channel, and by means of the optical sensor, the nature of the groove-shaped recess defining edge is detected to make a tool change.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des optischen Sensors die Beschaffenheit der Kante insbesondere in Bezug auf die Bewegungsbahn berücksichtigt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that by means of the optical sensor, the condition of the edge is taken into account, in particular with respect to the movement path.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des optischen Sensors partielle Abweichungen der Kante quer zu der Bewegungsbahn, insbesondere wellige Ausnehmungen und/oder Aufwürfe in der Kante erfasst werden. 3. The method according to claims 1 or 2, characterized in that by means of the optical sensor partial deviations of the edge transverse to the movement path, in particular wavy recesses and / or jarring in the edge are detected.
4. Vorrichtung (1, 14) zur Bearbeitung einer Leiterplatte (2) mit einer auf einem Substrat (6) angeordneten leitfähigen Schicht (4) mittels eines an einem in verschiedenen Raumachsen verfahrbaren Bearbeitungskopfs (7) angeordneten, insbesondere zum Einbringen einer nutenförmigen Ausnehmung (3) zur vollständigen elektrischen Isolierung von Leiterbahnen in die leitfähige Schicht (4) bestimmten konischen Fräswerkzeugs (5), mit einem optischen Sensor (8, 15) zur Erfassung möglicher Abweichungen der Beschaffenheit der Leiterplatte (2), insbesondere der leitfähigen Schicht (4), und mit einer Steuereinheit zur Bestimmung eines Korrekturwerts für den Abstand des Bearbeitungskopfs (7) gegenüber der Leiterplatte (2), wobei der relative Abstand des Bearbeitungskopfs (7) von der Leiterplatte einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (δ, 15) als ein optischer Sensor (8, 15) zur Erfassung der Bearbeitungszone des Fräswerkzeugs (5), der Breite (b) der nutenförmigen Ausnehmung (3) und der Beschaffenheit einer die nutenförmige Ausnehmung (3) begrenzenden Kante (10) ausgeführt ist und aufgrund der erfassten Breite (b) der nutenförmigen Ausnehmung (3) der relative Abstand des Bearbeitungskopfs (7) von der Leiterplatte (2) einstellbar ist und zusätzlich mittels des Sensors (8, 15) unterschiedliche Reflexionseigenschaften der leitfähigen Schicht (4) und des Substrats (6) erfassbar sind, um so insbesondere aus dem Helligkeitsunterschied abzuleiten, ob das Fräswerkzeug (5) die leitfähige Schicht (4) in dem Fräskanal vollständig abgetragen hat.4. Device (1, 14) for processing a printed circuit board (2) with a conductive layer (4) arranged on a substrate (4) by means of a movable on different spatial axes machining head (7), in particular for introducing a groove-shaped recess ( 3) for complete electrical insulation of printed conductors in the conductive layer (4) of certain conical milling tool (5), with an optical sensor (8, 15) for detecting possible deviations of the condition of the printed circuit board (2), in particular the conductive layer (4) and with a control unit for determining a correction value for the distance of the machining head (7) from the printed circuit board (2), wherein the relative distance of the machining head (7) from the printed circuit board is adjustable, characterized in that the sensor (δ, 15) as an optical sensor (8, 15) for detecting the processing zone of the milling tool (5), the width (b) of the groove-shaped Ausnehmu ng (3) and the nature of the groove-shaped recess (3) limiting edge (10) is executed and due to the detected width (b) of the groove-shaped recess (3), the relative distance of the machining head (7) of the circuit board (2) adjustable is and in addition by means of the sensor (8, 15) different reflection properties of the conductive layer (4) and the substrate (6) are detectable, so as to derive in particular from the difference in brightness, whether the milling tool (5) the conductive layer (4) in the Milling channel has completely removed.
5. Vorrichtung (1 , 14) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (8, 15) auf eine in Bewegungsrichtung des Bearbeitungskopfs (7) hinter dem Fräswerkzeug (5) angeordnete Bearbeitungszone gerichtet ist.5. Device (1, 14) according to claim 4, characterized in that the optical sensor (8, 15) is directed to a in the direction of movement of the machining head (7) behind the milling tool (5) arranged processing zone.
6. Vorrichtung (1 , 14) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des optischen Sensors (8, 15) ein Feld in Richtung der Bewegungsbahn hinter dem Fräswerkzeug (5) erfassbar ist.6. Device (1, 14) according to claim 4 or 5, characterized in that by means of the optical sensor (8, 15) a field in the direction of the movement path behind the milling tool (5) can be detected.
7. Vorrichtung (1, 14) nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (8) mittels eines Antriebs in verschiedene Positionen relativ zu dem Bearbeitungskopf (7) beweglich ist.7. Device (1, 14) according to at least one of claims 4 to 6, characterized in that the optical sensor (8) by means of a drive in different positions relative to the machining head (7) is movable.
8. Vorrichtung (1, 14) nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Beobachtungsbereich mittels eines im Beobachtungsbereich des optischen Sensors angeordneten beweglichen Spiegels variabel ist. 8. Device (1, 14) according to at least one of claims 4 to 7, characterized in that the observation area is variable by means of a arranged in the observation region of the optical sensor movable mirror.
9. Vorrichtung (1) nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (8) mit dem Bearbeitungskopf verbunden ist.9. Device (1) according to at least one of claims 4 to 8, characterized in that the optical sensor (8) is connected to the machining head.
10. Vorrichtung (14) nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (15) ortsfest angeordnet ist, wobei zumindest zwei Spiegel (16, 17) vorgesehen sind, wobei ein erster Spiegel (16) in Richtung einer ersten Raumachse (X-Achse) entsprechend der Position des Bearbeitungskopfs (7) beweglich ist und der zweite Spiegel (17) in Richtung von zwei Raumachsen (X-Achse, Y-Achse) entsprechend der Position des Bearbeitungskopfs (7) beweglich ist.10. Device (14) according to at least one of claims 4 to 9, characterized in that the optical sensor (15) is arranged stationary, wherein at least two mirrors (16, 17) are provided, wherein a first mirror (16) in the direction a first space axis (X-axis) corresponding to the position of the machining head (7) is movable and the second mirror (17) in the direction of two spatial axes (X-axis, Y-axis) according to the position of the machining head (7) is movable.
11. Vorrichtung (1, 14) nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der optische Sensor (8, 15) eine Kamera, insbesondere eine CCD- oder eine CMOS-Kamera hat.11. Device (1, 14) according to at least one of claims 4 to 10, characterized in that the optical sensor (8, 15) has a camera, in particular a CCD or a CMOS camera.
12. Vorrichtung (1, 14) nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1, 14) eine insbesondere monochromatische Beleuchtungseinrichtung für die Bearbeitungszone aufweist. 12. Device (1, 14) according to at least one of claims 4 to 11, characterized in that the device (1, 14) has a particular monochromatic illumination device for the processing zone.
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