表面貼裝機的組件支撐頭的製作方法
2023-04-27 08:35:46 3
表面貼裝機的組件支撐頭的製作方法
【專利摘要】根據示例性實施例的一方面，提供一種表面貼裝機的組件支撐頭，所述組件支撐頭包括：頭主體；旋轉頭，多個支撐裝置在所述旋轉頭中被安裝為支撐組件，並且所述旋轉頭被安裝為相對於安裝在所述頭主體處的頭軸旋轉；非接觸式傳輸裝置，安裝在所述頭主體和所述旋轉頭之間，其中，所述非接觸式傳輸裝置包括：第一芯，具有環形並設置在所述頭主體上；第二芯，具有環形並設置在所述旋轉頭上，以面對第一芯；第一線圈，纏繞第一芯；第二線圈，纏繞第二芯並被設置為面對第一線圈，以通過電磁感應接收供應至第一線圈的電力。
【專利說明】表面貼裝機的組件支撐頭
[0001]本申請要求於2013年9月6日在日本專利局提交的第2013-0185221號日本專利申請和於2013年10月21日在韓國知識產權局提交的第10-2013-0125540號韓國專利申請的優先權，所述兩個申請的公開內容通過引用被全部包含於此。
【技術領域】
[0002]一個或更多個示例性實施例涉及一種被構造為將組件(例如，集成電路(IC)晶片)安裝在基底上的表面貼裝機的組件支撐頭。
【背景技術】
[0003]表面貼裝機是這樣一種裝置:被構造為通過使用具有支撐裝置(例如，管嘴)的組件支撐頭從組件供應單元拾取並支撐組件，將該組件傳送至印刷電路板，並將該組件安裝在印刷電路板上的期望的位置上。
[0004]包括頭主體(具有多個支撐裝置)和旋轉頭(被安裝為圍繞豎直軸可旋轉)的旋轉組件支撐頭已經作為組件支撐頭的示例進行了介紹(例如，參見第1998-284889號日本專利特許公開)。
[0005]在旋轉組件支撐頭中，電力從頭主體被供應至旋轉頭，以驅動安裝在旋轉頭中的傳感器、多個支撐裝置的致動器等。通常，如在第1998-284889號日本專利特許公開中披露的，滑環機構被用作電力供應機構。然而，在滑環機構中，滑環和旋轉刷(brush rotate)彼此接觸，從而降低了耐用性並阻礙了單元尺寸減小。
[0006]另一方面，第2006-515715號日本專利特許公開披露了一種包括非接觸式能量和數據傳輸裝置的旋轉組件支撐頭(參見第2006-515715號日本專利特許公開的第0034段至0036段和圖1)。
[0007]圖1示出了第2006-515715號日本專利特許公開中披露的能量和數據傳輸裝置的主要部件。該能量和數據傳輸裝置包括:環形第一芯100和第二芯200，用於傳輸能量(電力)；第一板形天線300和第二板形天線400，用於傳輸數據(信號)。
[0008]第一芯100具有倒置的U形截面，並且第二芯200被設置為使第一芯100的開口端封閉。
[0009]第一板形天線300和第二板形天線400被設置為在通過第一芯100 (截面為倒置的U形)形成的中空腔室中彼此面對。第一芯100和第一板形天線300被設置在頭主體500上。第二芯200和第二板形天線400被設置在圍繞旋轉軸600相對於頭主體500旋轉的旋轉頭700上。也就是說，旋轉頭700上的第二芯200和第二板形天線400相對於頭主體500上的第一芯100和第一板形天線300旋轉。根據第2006-515715號日本專利特許公開，由於上述結構，不論旋轉頭700相對於頭主體500的旋轉運動如何，數據(信號)都可經由第一板形天線300和第二板形天線400在頭主體500和旋轉頭700之間雙向交換，同時能量(電力)經由第一芯100和第二芯200從頭主體500傳輸至旋轉頭700。
[0010]第2006-515715號日本專利特許公開披露了用於傳輸能量的磁場的方向大體上垂直於用於傳輸數據的電場的方向(參見第2006-515715號日本專利特許公開的權利要求12和第0018段)。參照圖1，從第一天線300和第二天線400的布置明顯的是，用於傳輸數據的電場的方向是豎直方向。因此，用於傳輸能量的磁場的方向是由圖1中示出的環形箭頭所指示的方向。
[0011]雖然未在第2006-515715號日本專利特許公開中示出纏繞第一芯100和第二芯200的線圈，但是線圈應如圖2中所示纏繞第一芯100和第二芯200，以實現磁場的方向。也就是說，線圈110和210應分別沿著第一芯100和第二芯200的周向纏繞第一芯100和第二芯200。因此，圖2中示出的單元可沿著周向布置，以形成環形結構，或者用於使線圈110和線圈210纏繞到第一芯100和第二芯200的多個通孔可沿著周向形成，以實現磁場的方向。然而，由於不論發生何種情況，第一芯100和第二芯200都是不連續地布置在周向上，因此當旋轉頭700 (第二芯200)旋轉時，會限制能量有效地傳輸的旋轉位置(能量可傳輸位置)。當第一芯100和第二芯200未在能量傳輸位置上出現時，傳輸能量的效率低。
[0012]參照圖3，當第二芯200設置在由實線所指示的能量可傳輸位置上時，可有效地傳輸能量，但是當第二芯200設置在由虛線所指示的位置上時，傳輸能量的效率低。
【發明內容】
[0013]—個或更多個示例性實施例包括組件支撐頭,不論旋轉頭的旋轉位置如何,組件支撐頭都能按照非接觸的方式將電力從頭主體穩定地傳輸至旋轉頭。
[0014]另外的方面將在接下來的描述中進行部分的闡述，並且部分將通過描述而清楚，或者可通過本實施例的實踐而了解。
[0015]根據示例性實施例的一方面，提供一種表面貼裝機的組件支撐頭，所述組件支撐頭包括:頭主體；旋轉頭，多個支撐裝置在所述旋轉頭中被安裝為支撐組件，並且所述旋轉頭被安裝為相對於安裝在所述頭主體處的頭軸旋轉；非接觸式傳輸裝置，安裝在所述頭主體和所述旋轉頭之間，其中，所述非接觸式傳輸裝置包括:第一芯，具有環形並設置在所述頭主體上；第二芯，具有環形並設置在所述旋轉頭上，以面對第一芯；第一線圈，纏繞第一芯；第二線圈，纏繞第二芯並被設置為面對第一線圈，以通過電磁感應接收供應至第一線圈的電力。
[0016]第一通孔可形成在第一芯的中部，第二通孔可形成在第二芯的中部，並且所述頭軸可被安裝為插入到第一通孔和第二通孔中。
[0017]第一環形槽可形成在第一芯中，以與第一通孔同心，並且所述第一線圈可被安裝為沿著第一環形槽纏繞。
[0018]第二環形槽可形成在第二芯中，以與第二通孔同心，並且所述第二線圈可被安裝為沿著第二環形槽纏繞。
[0019]所述非接觸式傳輸裝置還可包括:第三線圈，被構造為纏繞第一芯；第四線圈，被構造為纏繞第二芯並被設置為面對第三線圈，其中，供應至第三線圈和第四線圈中的一個線圈的信號通過電磁感應被傳輸至第三線圈或第四線圈中的另一個線圈。
[0020]所述第三線圈和第四線圈可被設置為與第一線圈和第二線圈的內部相鄰。
[0021]第一通孔可形成在第一芯的中部，第二通孔可形成在第二芯的中部，第三線圈可沿著第一通孔的圓周設置，並且第四線圈可沿著第二通孔的圓周設置。
[0022]第一環形凹口可沿著第一通孔的圓周形成，並且第三線圈可被安裝為沿著第一環形凹口纏繞。
[0023]第二環形凹口可沿著第二通孔的圓周形成，並且第四線圈可被安裝為沿著第二環形凹口纏繞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]通過下面結合附圖對實施例進行的描述，這些和/或其他方面將會變得清楚和更易於理解，其中:
[0025]圖1是示出第2006-515715號日本專利特許公開中披露的能量和數據傳輸裝置的主要部件的視圖；
[0026]圖2是示出第2006-515715號日本專利特許公開中披露的線圈纏繞在能量和數據傳輸裝置上的方向的視圖；
[0027]圖3是示出第2006-515715號日本專利特許公開中披露的操作能量和數據傳輸裝置時的狀態的示意圖；
[0028]圖4是示出根據示例性實施例的組件支撐頭的結構的概念圖；
[0029]圖5是示出根據示例性實施例的非接觸式傳輸裝置(non-contact typetransmiss1n device)中產生的磁場的截面圖；
[0030]圖6A是根據示例性實施例的第一芯和第二芯的平面圖；
[0031]圖6B是根據不例性實施例的第一芯和第二芯的截面圖；
[0032]圖7是示出根據修改的實施例的非接觸式傳輸裝置中產生的磁場的截面圖；
[0033]圖8是根據示例性實施例的被構造為使用非接觸式傳輸裝置來傳輸電力和信號的系統的框圖。
【具體實施方式】
[0034]現在，將詳細地描述實施例,其示例在附圖中示出，其中，相同的標號始終指示相同的元件。就這一點而言，本實施例可具有不同的形式並且不應被解釋為局限於在此闡述的描述。因此，下面通過參照附圖僅描述實施例，以解釋本說明書的各方面。
[0035]圖4是示出根據示例性實施例的組件支撐頭I的結構的概念圖。圖4的組件支撐頭I應用於表面貼裝機，以從表面貼裝機的組件供應單元拾取並支撐電子組件，將該電子組件傳送至印刷電路板，並將該電子組件安裝在印刷電路板上的期望的位置上。
[0036]組件支撐頭I包括:頭主體10 ;頭軸20 ;旋轉頭30，被安裝為沿著頭軸20的周向相對於頭主體10可旋轉；非接觸式傳輸裝置40，設置在頭主體10和旋轉頭30之間。
[0037]在頭主體10中，安裝第一伺服電機11和第二伺服電機12，第一伺服電機11使旋轉頭30旋轉，第二伺服電機12控制布置在旋轉頭30上的多個管嘴31的向上/向下運動。雖然圖4中未示出，但是頭主體10中還包括控制第一伺服電機11、第二伺服電機12和旋轉頭30的操作的主控制器。
[0038]不限制布置頭軸20的方向，但是考慮到大部分表面安裝操作在重力作用下執行，頭軸20可被豎直地布置。頭軸20與頭主體10 —體地形成。
[0039]旋轉頭30的外形大體上與頭軸20穿過其中部的圓筒形狀相同。當第一伺服電機11運轉時，旋轉頭30沿著頭軸20的周向R相對於頭主體10旋轉。
[0040]用作用於支撐電子組件的支撐裝置的多個管嘴31沿著旋轉頭30的周向布置。管嘴31中的每個管嘴被安裝為通過致動器(未示出，包括安裝在旋轉頭30中的伺服電機)等沿著軸的周向T旋轉並通過第二伺服電機12沿著軸的方向Z運動。
[0041]非接觸式傳輸裝置40包括第一芯41和第二芯42，並且還包括作為電力傳輸線圈的第一線圈43和第二線圈44以及作為信號傳輸線圈的第三線圈45和第四線圈46。
[0042]第一芯41與頭主體10 —體地設置。第二芯42與旋轉頭30 —體地設置。
[0043]如圖6A和圖6B中所示，第一芯41和第二芯42具有相同的形狀並且彼此相對地設置為在它們之間具有間隙G，以豎直地彼此對稱。
[0044]參照圖6A和圖6B，第一芯41和第二芯42按照環形形成，並且第一通孔41a和第二通孔42a分別形成在第一芯41和第二芯42的中部。
[0045]在第一芯41中，第一環形槽41b與第一通孔41a同心地形成，並且第一環形凹口41c沿著第一通孔41a的圓周形成。
[0046]在第二芯42中，第二環形槽42b與第二通孔42a同心地形成，並且第二環形凹口42c沿著第二通孔42a的圓周形成。
[0047]頭軸20被安裝為插入到第一通孔41a和第二通孔42a中。頭軸20與頭主體10一體地布置，使得頭軸20具有微小的空隙，以在第二芯42的通孔42a中可旋轉。
[0048]由於第一芯41與頭軸20 —起固定在頭主體10上，因此頭軸20固定地安裝在第一芯41的第一通孔41a中。
[0049]第一線圈43被安裝為沿著第一芯41的第一環形槽41b纏繞。第二線圈44被安裝為沿著第二芯42的第二環形槽42b纏繞。也就是說，第一線圈43和第二線圈44被安裝為沿著頭軸20的圓周纏繞，並被設置為以間隙G而彼此面對，以傳輸電力。
[0050]第三線圈45被安裝為沿著第一芯41的第一環形凹口 41c纏繞。第四線圈46被安裝為沿著第二芯42的第二環形凹口 42c纏繞。也就是說，第三線圈45和第四線圈46被安裝為沿著頭軸20的圓周纏繞，並被設置為以間隙G而彼此面對，以傳輸信號。
[0051]由於在上述結構中，如圖5所示，沿著頭軸20的圓周設置的第一線圈43和第二線圈44之間均勻地產生用於傳輸電力的磁場M1，所以不管旋轉頭30的旋轉位置如何，都可通過電磁感應以非接觸的方式將穩定的電力從頭主體10持續地並有效地傳輸至旋轉頭30。
[0052]此外，如圖5所示，由於沿著頭軸20的圓周設置的第三線圈45和第四線圈46之間均勻地產生用於傳輸信號的磁場M2，所以不管旋轉頭30的旋轉位置如何，都可通過電磁感應以非接觸的方式在頭主體10和旋轉頭30之間傳輸信號。因此，各種信號(例如，來自頭主體10的控制信號、來自旋轉頭30的傳感器信號等)可在頭主體10和旋轉頭30之間傳輸。在本公開中，術語「信號」應理解為包括以信號的形式傳輸的數據的概念。
[0053]具體地講,在本實施例中，如圖5所不,用於傳輸信號的第三線圈45和第四線圈46被設置為與用於傳輸電力的第一線圈43和第二線圈44的內部(內周)相鄰，更具體地講，第三線圈45和第四線圈46設置在第一通孔41a和第二通孔42a的圓周的邊緣上，從而縮短用於傳輸信號的磁場M2的磁路。因此,可防止在用於傳輸信號的磁場M2和用於傳輸電力的磁場Ml之間發生串擾(crosstalk)。
[0054]此外，雖然用於傳輸信號的第三線圈45和第四線圈46可被設置為與用於傳輸電力的第一線圈43和第二線圈44的外部相鄰(如圖7中所示)，但是用於傳輸信號的磁場M2的磁路增加，這種情況降低了磁場密度。因此，可在磁場M2和用於傳輸電力的磁場Ml之間發生串擾。此外，為了增加磁場M2的磁場密度，應增加流過第三線圈45或第四線圈46的電流量或第三線圈45或第四線圈46的纏繞次數，從而增加了裝置的尺寸和製造成本。因此，用於傳輸信號的第三線圈45和第四線圈46可被設置與用於傳輸電力的第一線圈43和第二線圈44的內周相鄰(如圖5中所示)。
[0055]接下來，將在下面詳細地描述根據本實施例的被構造為使用非接觸式傳輸裝置40傳輸電力和信號的系統。圖8是該系統的框圖。
[0056]非接觸式傳輸裝置40包括用於傳輸電力和信號的傳輸單元47和接收單元48。圖4的第一芯41、第一線圈43和第三線圈45連接到傳輸單元47。圖4的第二芯42、第二線圈44和第四線圈46連接到接收單元48。也就是說，傳輸單元47設置在頭主體10上，並且接收單元48設置在旋轉頭30上。
[0057]首先，將在下面描述用於傳輸電力的系統的結構。48V的直流(DC)從外部被供應至傳輸單元47，通過高頻電力傳輸電路被轉換為10kHz的交流(AC)並被供應至第一線圈43。通過電磁感應在第二線圈44處產生感應電流,該感應電流通過接收單元48的整流電路被轉換為DC，並通過兩個DC-DC轉換器被轉換為24V和5V的DC電力。
[0058]24V的DC電力用於激活用於驅動旋轉頭30的多個管嘴31的各種傳感器或致動器。5V的DC電力用於激活圖8的接收單元48的信號收發電路、中央處理單元(CPU)、輸入/輸出(I/O)控制電路等。
[0059]然後，將描述用於傳輸信號的系統的結構。如圖8中所示，可根據公知的方法將信號從頭主體10傳輸到旋轉頭30。此外，在圖8中示出的用於傳輸信號的系統中，傳輸單元47和接收單元48中的每個包括用於在頭主體10和旋轉頭30之間傳輸信號(數據)的信號收發電路。例如，可按照非接觸的方式在頭主體10和旋轉頭30之間傳輸各種信號(例如，來自頭主體10的控制信號、來自旋轉頭30的傳感器信號等)。
[0060]如上所述，根據實施例，均呈環形的第一芯41和第二芯42被設置為彼此相對並且第一線圈43和第二線圈44被設置為沿著頭軸20的圓周彼此相對，從而在第一線圈43和第二線圈44之間均勻地產生磁場。因此，不論旋轉頭30的旋轉位置如何，都可通過電磁感應以非接觸的方式將穩定的電力從頭主體10持續並有效地傳輸至旋轉頭30。
[0061]此外，根據實施例，由於頭軸20被安裝為插入到第一通孔41a和第二通孔42a中，因此第一芯41和第二芯42可被設置為與頭軸20相鄰。因此，可減小第一芯41和第二芯42的尺寸並且可設置以降低第一芯41和第二芯42的磁路的長度，從而提高電力傳輸的效率。
[0062]如上所述，根據本實施例的一方面，不論旋轉頭的旋轉位置如何，都可按照非接觸的方式將穩定的電力從頭主體持續並有效地傳輸至旋轉頭。
[0063]此外，根據本實施例的一方面，當線圈用於傳輸信號時，可按照非接觸的方式使信號與電力一起傳輸。
[0064]應理解的是，在此描述的示例性實施例應被認為僅是描述性的意義，而不用於限制的目的。每個實施例中的特徵和方面的描述通常應被理解為可用於其他實施例中的其他相似的特徵或方面。
[0065]雖然已經參照附圖描述了一個或更多個實施例，但是本領域的普通技術人員將要理解的是，在不脫離由權利要求限定的本發明構思的精神和範圍的情況下，可在形式和細節方面對其做出各種改變。
【權利要求】
1.一種表面貼裝機的組件支撐頭，所述組件支撐頭包括: 頭主體； 旋轉頭，多個支撐裝置在所述旋轉頭中被安裝為支撐組件，並且所述旋轉頭被安裝為相對於安裝在所述頭主體處的頭軸旋轉； 非接觸式傳輸裝置，安裝在所述頭主體和所述旋轉頭之間， 其中，所述非接觸式傳輸裝置包括: 第一芯，具有環形並設置在所述頭主體上； 第二芯，具有環形並設置在所述旋轉頭上，以面對第一芯； 第一線圈，纏繞第一芯； 第二線圈，纏繞第二芯並被設置為面對第一線圈，以通過電磁感應接收供應至第一線圈的電力。
2.如權利要求1所述的組件支撐頭，其中，在第一芯的中部形成第一通孔， 在第二芯的中部形成第二通孔， 所述頭軸被安裝為插入到第一通孔和第二通孔中。
3.如權利要求2所述的組件支撐頭，其中，在第一芯中形成第一環形槽，以與第一通孔同心， 所述第一線圈被安裝為沿著第一環形槽纏繞。
4.如權利要求2所述的組件支撐頭，其中，在第二芯中形成第二環形槽，以與第二通孔同心， 所述第二線圈被安裝為沿著第二環形槽纏繞。
5.如權利要求1所述的組件支撐頭，其中，所述非接觸式傳輸裝置還包括: 第三線圈，被構造為纏繞第一芯； 第四線圈，被構造為纏繞第二芯並被設置為面對第三線圈， 其中，供應至第三線圈和第四線圈中的一個線圈的信號通過電磁感應被傳輸至第三線圈和第四線圈中的另一個線圈。
6.如權利要求5所述的組件支撐頭，其中，所述第三線圈和第四線圈被設置為與第一線圈和第二線圈的內部相鄰。
7.如權利要求6所述的組件支撐頭，其中，在第一芯的中部形成第一通孔， 在第二芯的中部形成第二通孔， 第三線圈沿著第一通孔的圓周設置， 第四線圈沿著第二通孔的圓周設置。
8.如權利要求7所述的組件支撐頭，其中，沿著第一通孔的圓周形成第一環形凹口， 第三線圈被安裝為沿著第一環形凹口纏繞。
9.如權利要求7所述的組件支撐頭，其中，沿著第二通孔的圓周形成第二環形凹口， 第四線圈被安裝為沿著第二環形凹口纏繞。
【文檔編號】H05K13/04GK104427852SQ201410453731
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月5日 優先權日:2013年9月6日
【發明者】緒方雄二, 大村達也 申請人:三星泰科威株式會社