用來安裝電子元件的設備的製作方法
2023-09-20 06:30:35 3
專利名稱：用來安裝電子元件的設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種設備，用來在基片上安裝電子元件。
通常，用來在基片例如電路板或引線結構上安裝由吸力吸住的電子元件的設備包括護罩，能夠由電機帶動向上向下移動；噴嘴保持器，安裝在護罩上，在其下端帶有吸氣噴嘴，用以吸住電子元件。在這種用來安裝電子元件的設備中，電子元件被吸氣噴嘴的真空吸力吸附在吸氣噴嘴上，噴嘴保持器和吸氣噴嘴由電機帶動和護罩一起向下移動，由此將吸住的電子元件安裝在電路基片上。同時，安裝在護罩上的噴嘴保持器由於彈簧彈性向下偏移，可相對於護罩向上或向下移動一預定距離。因此，當吸氣噴嘴吸住的電子元件安裝在基片上，護罩進一步下降時，噴嘴保持器和安裝在噴嘴保持器上的吸氣噴嘴停住，因而壓縮彈簧。
然而，如上所述，當電子元件被安裝在基片上，並且護罩繼續下降，噴嘴保持器和吸氣噴嘴落在安裝在基片上電子元件的上面。因此，吸氣噴嘴和噴嘴保持器的重量及壓縮彈簧的回覆力通過吸氣噴嘴傳到電子元件上。導致電子元件的破裂或損壞。
為了解決上述問題，本發明的目的是提供一種具有改進結構的用來安裝電子元件的設備，其中通過吸氣噴嘴施加給安裝在基片上的電子元件的外力，即噴嘴保持器的重量，被降低。
相應的，為了達到上述目的，所提供的安裝電子元件的設備包括機架；護罩，能夠向上或向下移動，安裝在機架上；噴嘴保持器，能夠相對於護罩向上或向下移動一預定的距離，安裝在護罩上並彈性的向下偏移；以及吸氣噴嘴，與噴嘴保持器的下端相連，用來在護罩下降過程中，通過其真空吸力吸牢將要安裝在基片上的電子元件；一個彈性力施加裝置，用來在護罩下降的過程中向噴嘴保持器提供一向上的彈性力，在吸附到吸氣噴嘴上的電子元件被安裝在基片上的狀態下，用以減少通過吸氣噴嘴施加給電子元件的外力。
參照附圖，通過詳細的描述其優選實施例，本發明上述的目的和優點將顯而易見，其中
圖1是根據本發明的一個實施例，電子元件被安裝在基片上之前的安裝電子元件設備的側視圖；以及圖2是根據本發明的一個實施例，電子元件安裝在基片上時的安裝電子元件設備的側視圖。
參照圖1，滾珠螺杆(ball screw)11和電機12安裝在機架10上。機架由驅動裝置(未示出)驅動水平移動。滾珠螺杆11垂直布置，其兩端通過軸承(未示出)可旋轉的連接在機架10上。從動輪111與滾珠螺杆11的上端相連接，主動輪121與電機12的旋轉軸相連接。傳動帶13將輪121的旋轉傳送到輪111。參照標號15表示一傳感器，用來測定電機12的旋轉轉數。
滑塊20與滾珠螺杆11螺旋連接，由此滑塊20隨著滾珠螺杆11的旋轉垂直運動。託架21固定在滑塊20上，帶有一個測力計90，將在後文描述。支撐22固定在滑塊20上，軸承23安裝在護罩和支撐22之間，允許護罩30旋轉。
噴嘴保持器40安裝在護罩30上，通過一對滾珠花鍵(ball spline)31能夠向上或向下移動。噴嘴保持器40包括保持器體41，及布置在保持器體41上部的通氣管42。保持器體41有一貫穿於通氣管42和保持器體41的空氣通道411。法蘭件43與保持器體41相連接，螺旋壓簧44的下端安裝在法蘭件43上。螺旋壓簧的上端安裝在固定於護罩30上部的端蓋32的底面，噴嘴保持器40通過螺旋壓簧44向下彈性偏移。通氣管42通過軸承(未示出)與保持器體41相連接，可以相對於保持器體41旋轉。通氣管42包括連接件421，用來連接真空源(未示出)；空氣通道422，從連接件421延伸至通氣管42的下端。空氣通道422和411是彼此的延伸。參照標號45表示一固定在保持器體41上的定程器，以限定噴嘴保持器40的下降位置，參照標號46表示布置在定程器45和通氣管42之間的軸承。
吸氣噴嘴50與噴嘴保持器40的末端相連接。吸氣噴嘴50有一與保持器體41的空氣通道411相連接的空氣通道51貫穿其中。當電子元件與吸氣噴嘴50相接觸，並且吸氣噴嘴50的空氣通道411的內部處於真空狀態，電子元件被真空吸力吸住。
旋轉電機60固定在固定於支撐22上的託架69上，用來提供動力，以改變吸附在吸氣噴嘴50上的電子元件1的位置。護罩30和與護罩30花鍵連接的噴嘴保持器40由傳動帶62驅動旋轉，傳動帶62繞附在連接旋轉電機60旋轉軸的輪61和護罩30上。因此，連接在噴嘴保持器40上的吸氣噴嘴50旋轉，由此旋轉吸附在吸氣噴嘴50上的電子元件1，以改變電子元件1的位置。
同時，定程器47固定在保持器體41的下部，板70被置於沿隨著保持器體41的下降而下降的定程器47的下降路程上。板70固定在導向滑塊72上，導向滑塊72沿著安裝在機架10上的導軌71向上或向下移動。彈簧85的上端安裝在板70的底面，彈簧的下端安裝在支撐80上。支撐80固定在與機架10螺旋連接的螺旋件89上，通過鎖緊或鬆開螺旋件89控制彈簧85的壓力以靠近或離開板70。本發明的這一實施例，彈性力施加裝置包括定程器47，板70和彈簧85，在護罩30下降的過程中對噴嘴保持器40施加一向上的彈性力，由此降低施加給安裝在基片2上的電子元件1的外力，此處外力是通過吸氣噴嘴50來施加的。
同時，作為動力傳感器的測力計90被安裝在託架21上，用來測量通過輸入端子輸入的外力。測力計90的輸入端子91接觸噴嘴保持器40的最頂面，與噴嘴保持器40的接觸點，即，輸入端子91的頂端成球狀，與噴嘴保持器40以點接觸。
下面將描述將電子元件安裝在基片2上的過程。
隨著將被安裝在基片2上的電子元件1接觸到吸氣噴嘴50，並且空氣通道411,422和51中的氣體通過通氣管42排放出去，空氣通道411,422和51的內部為真空，電子元件1由真空吸力吸附在吸氣噴嘴50上。如圖1所示，電機12在下面的狀態下運行，機架10水平移動，將吸附在吸氣噴嘴50上的電子元件1置於基片2的正上方。隨著電機12運轉，滾珠螺杆11由輪111和121及傳動帶13帶動旋轉，與滾珠螺杆11螺旋連接的滑塊20，固定在滑塊20上的託架21及支撐22下降。隨著支撐22的下降，安裝在支撐22上的護罩30和安裝在護罩30上的噴嘴40下降，因此吸在吸氣噴嘴50上的電子元件1靠近基片2。在噴嘴保持器40下降過程中，固定在噴嘴保持器40上的定程器47與板70。接觸。此時，吸在吸氣噴嘴50上的電子元件1離開基片2一預定距離。然後，隨著護罩30由電機12帶動下降，和噴嘴保持器40的定程器47接觸的板70與噴嘴保持器40一起下降，由此壓縮彈簧85。此時，在吸在吸氣噴嘴50上的電子元件1接觸基片2的位置處，噴嘴保持器40不再下降，然而，與噴嘴保持器40花鍵連接的護罩30進一步下降，壓縮螺旋壓簧44，然後護罩30停住。施加給安裝在基片2上的電子元件1的外力可以由如下的公式1計算出。
(公式1)F=W1+T1-(T2-W2)其中，F表示施加給電子元件1的外力；W1表示噴嘴保持器40，吸氣噴嘴50和定程器57的總重量；以及W2表示板70和導向滑塊72的重量。並且，T1表示螺旋壓簧44的回覆力，T2表示彈簧85的回覆力。小的力如導軌71和導向滑塊72間的摩擦力不考慮。
施加給已安裝的電子元件1的外力，在傳統技術中是噴嘴保持器40和吸氣噴嘴50的重量及螺旋壓簧44的回覆力，在本發明中，如公式1表明，是沒有板70和導向滑塊72的重量的回覆力。並且，當彈簧85和螺旋壓簧44具有參照零件40、47、50、70和72的重量的尺寸時，沒有外力施加給安裝了的電子元件上，因此減少了安裝在基片2上的電子元件1的破裂或損壞。
同時，如圖1所示，當電子元件1沒有安裝到基片2上，噴嘴保持器40接觸到測力計90的輸入端子91而不壓輸入端子91時，一個反作用力，與施加給安裝在基片2上的電子元件1的外力相同，通過噴嘴保持器40輸入給測力計90的輸入端子91，因此外力F可以通過測量輸入的反作用力而被測出。例如，當施加給電子元件1的外力增加，螺旋件89被鎖緊，並提升支撐80，壓縮彈簧85為一預定的長度。那麼，在電子元件1安裝在基片2的狀態下，回復力增加，從而減少施加給安裝在基片2上的電子元件1的外力。
在護罩30和噴嘴保持器40由如圖1所示位置處下降到如圖2所示位置的過程中，優選的，通過控制電機12的旋轉轉數，護罩30和噴嘴保持器40快速下降至噴嘴保持器40的定程器47接觸到板70，隨後護罩30和噴嘴保持器40慢慢下降。這是用來避免定程器47和板70的快速接觸，由此有效的消除碰撞噪音。此外，彈簧85和螺旋壓簧44的振動也可以消除，因此彈簧85向噴嘴保持器40穩定地施加彈性力。
如圖2所示，當吸在吸氣噴嘴50上的電子元件1被安裝在基片2上，通過向空氣通道411，422和51噴射空氣不再保持真空狀態，因此不再保持對電子元件1的吸附狀態。那麼，當由電機12驅動的滾珠螺旋杆11向反方向旋轉而使噴嘴保持器40向上移動，電子元件1從噴嘴保持器40的吸氣噴嘴50上脫離，安裝到基片2上。
如上所述，根據本發明的用來安裝電子元件的設備包括護罩；能夠向上或向下移動一預定距離的噴嘴保持器，安裝在護罩上彈性的向下偏移；以及一個彈性力施加裝置，用來在噴嘴保持器下降的狀態下提供一向上的彈性力。當吸在吸氣噴嘴上的電子元件安裝在基片上時，通過吸氣噴嘴向電子元件施加的外力被彈性力施加裝置減小，因此有效地消除了電子元件的破裂和損壞。
權利要求
1．一個用來在基片上安裝電子元件的設備，包括機架；護罩，能夠向上或向下移動，安裝在機架上；噴嘴保持器，能夠相對於護罩向上或向下移動一預定的距離，安裝在護罩上並彈性的向下偏移；以及吸氣噴嘴，與噴嘴保持器的下端相連，用來通過其真空吸力吸牢將要安裝的電子元件，其特徵為一個彈性力施加裝置，用來在護罩下降的過程中向噴嘴保持器提供一向上的彈性力，在吸附到吸氣噴嘴上的電子元件被安裝在基片上的狀態下，用以減少通過吸氣噴嘴施加給電子元件的外力。
2．如權利要求1所述的設備，其特徵在於，彈性力施加裝置包括一個定程器，安裝在噴嘴保持器上；一塊板，沿隨著噴嘴保持器的下降而下降的定程器的下降路途，能夠向上或向下移動一預定的距離；以及一個彈簧，用來向板提供沿板上升方向的彈性力。
3．如權利要求1所述的設備，其特徵在於，還包括一測量裝置，用來測量施加給電子元件的外力。
4．如權利要求3所述的設備，其特徵在於，測量裝置包括一個測力計，其一個輸入端子與噴嘴保持器的頂端接觸。
5．如權利要求4所述的設備，其特徵在於，測力計的輸入端子與噴嘴保持器的頂端點接觸。
全文摘要
一個用來在基片上安裝電子元件的設備,包括:護罩;噴嘴保持器,能夠向上或向下移動一預定的距離,安裝在護罩上彈性地向下偏移;以及一向上彈性力施加裝置,用來在噴嘴保持器下降的狀態下向噴嘴保持器提供彈性力。當吸附在吸氣噴嘴上的電子元件安裝在基片上,通過噴嘴保持器施加給電子元件的外力被彈性力施加裝置減少,由此有效地消除電子元件的破裂或損壞。
文檔編號B23P19/00GK1210441SQ9811661
公開日1999年3月10日 申請日期1998年7月28日 優先權日1997年8月30日
發明者李俊昊 申請人:三星電子株式會社