專利名稱：帶有整體式力傳感器的夾緊元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種權利要求1前序部分所述的帶有整體式力傳感器的夾緊元件。
有多種材料被用作基片。一方面，由金屬片沖壓制成的金屬條，即所謂的引線框，用作基片。通常，這種引線框仍然比較厚而且很堅固。在另一方面，由塑料制成的箔片也被用作基片，它薄得像一張紙。基片從料堆或儲料臺中取出，送入包含至少一個夾緊元件的傳送裝置，利用該傳送裝置基片沿著傳送方向循環(huán)移動并送到至少一個加工站。通常，芯片焊接機包括兩個加工站，一個叫分配站，在這里向基片位置涂敷一部分粘合劑，另一個叫接合站，在這里半導體集成電路片被置于基片上。另一方面，引線接合器只有單個的加工站，在這里半導體集成電路片被布線在基片上。在加工后，基片被進一步傳送，插入到一個儲料臺中。這種儲料臺是一個容器，帶有許多相互上下疊置的凹槽，基片就被插入到它們中間的空格里。不幸的是，在基片到達它在儲料臺里的最終位置前，經(jīng)常會發(fā)生基片掛在或卡在儲料臺某個地方的事。這時基片就會受到損害，特別是當它比較薄時甚至會被毀壞。
為了防止基片在這種情況下受到損害或毀壞，在一些自動裝配機械中使用了一個滾輪擱在基片的邊上，當沿著傳送方向傳送基片時，滾輪就在基片上滾動并且傳遞一個信號，即它是轉(zhuǎn)動的。一旦基片掛在某處，則它的位置相對滾輪就不再發(fā)生變化滾輪是固定的。滾輪不動發(fā)出信號以立即停止傳送裝置。這種探測方法對于相對堅固的基片能夠起到很好的作用，而對用塑料制成的薄箔片卻不起作用。
另一種可行的方法在于盡可能減少由夾緊元件所產(chǎn)生的用于夾持基片的夾緊力，從而一旦基片掛在某處夾緊元件僅僅沿著基片滑動。在一方面，設置夾緊元件是一件困難的工作。另一方面，還須對夾緊元件加以一個特定的驅(qū)動力以使得夾爪可靠地開合。這種方法同樣不能用于薄箔片。
本發(fā)明包含權利要求1給出的特征。有利的設計源自從屬權利要求。
用于沿著預定傳送方向來傳送基片的夾緊元件包括第一和第二支腿，它帶有用于夾緊基片的第一和第二夾爪。這兩個夾爪的每一個都有一個夾板，能夠相對于相應的支腿沿傳送方向移動。傳感器檢測第一夾板相對第一支腿的偏轉(zhuǎn)。傳感器的輸出信號包含這兩個夾爪是要保持閉合還是張開的信息一旦所測的偏轉(zhuǎn)超過一個預定閥值，夾緊元件就會張開。
附圖中

圖1示出一個帶有整體式力傳感器的夾緊元件，圖2示出沿圖1中線I-I的夾緊元件，圖3示出沿圖1中線II-II的夾緊元件，以及圖4示出控制信號的級數(shù)和力傳感器的輸出信號。
夾緊元件1用于沿著一個平行于軸5的給定的傳送方向12(圖2)來傳送基片8。例如從開頭所引用的EP 330 831中可以獲知一種適合于這種用途的傳送裝置。螺釘9確保當加速和制動時兩個支腿2和3的相對位置相對于傳送方向12不會發(fā)生變化，而相對位置的變化會導致力傳感器中產(chǎn)生一個錯誤信號。
圖3顯示沿著圖1中線II-II的夾緊元件1的夾爪6和7。每個夾爪6和7都包括相互平行的一個固定板13和一個夾板14，它們由兩個橋接器15和16連結在一起。只有夾板14和固定板13從圖中上夾爪7能夠看到。固定板13被固定到相應的支腿2或3上，而兩個夾板14具有彼此相對的夾緊面以夾緊基片8。夾板14由兩個橋接器15和16可沿傳送方向相對于固定板13移動地承載。固定板13、夾板14以及橋接器15和16由單件材料加工而成并形成一個剛性連接。兩個夾爪6和7可以同樣形成。但它們還可有一個與圖3所示的實施例不同的幾何形狀，從而下夾爪6的橋接器15和16沿垂直方向，而另一方面，上夾爪7的橋接器15和16沿平行方向。
每一個施加于被夾緊的基片8上的力，無論是順著還是逆著傳送方向12，都會引起夾板14相對于剛性連接于夾緊元件1的支腿2和3的固定板13發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這樣，橋接器15和16就會變形。橋接器15和16的變形通過傳感器來檢測并計算其值。傳感器優(yōu)選地由四個變形測量儀17-20組成，這些變形測量儀布線成一個橋接電路。這四個變形測量儀17-20膠粘在橋接器15和16上，從而，如順著傳送方向12所見，每個橋接器的一側(cè)有一個變形測量儀。這四個變形測量儀17-20代表了壓電電阻器。橋接電路的輸出信號Uout被放大并形成一個信號U，它表示夾爪6和7是保持閉合還是張開。信號U是一個雙重信號，代表“夾緊”和“張開”兩種狀態(tài)。固定板13、夾板14以及兩個橋接器15和16與這四個變形測量儀17-20一起構成了力傳感器。
在傳送基片8時，各種力施加于夾爪6和7上，其中有加速和制動時產(chǎn)生的力，以及基片8在支撐物上滑動所產(chǎn)生的磨擦力。這些力合起來導致夾板14相對于剛性連接于夾緊元件1的支腿2和3的固定板13發(fā)生連續(xù)變化的偏轉(zhuǎn)。
下面，說明了兩個例子以解釋如何從信號Uout形成信號U。在這兩個例子中，利用公知的統(tǒng)計方法處理信號Uout以便消除或至少減弱噪音和/或干擾信號。例1在此實施例中，一旦信號Uout超過預定閥值Us，信號U就會賦予“張開”的值。當夾緊元件1所傳送的基片8掛在某處，那么夾板14相對于剛性連接于夾緊元件1的支腿2和3的固定板13繼續(xù)加大偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)一旦超過與閥值Us相應的限度時，就會發(fā)出指令以張開夾爪6和7。例2在此實施例中，有關傳送運動的當前狀況的數(shù)據(jù)也予以考慮。以下，變量表示時間。圖4顯示施于和夾緊元件1沿傳送方向12的給定加速度級數(shù)相應的指定驅(qū)動力的控制信號Ust(t)，以及傳感器發(fā)出的信號Uout(t)。信號Uout(t)以一定的時間偏移緊隨控制信號Uout(t)。
基片8的傳送是循環(huán)進行的夾緊元件1穩(wěn)固地夾緊基片8，將其傳送一個特定的距離，松開對基片8的夾緊然后退回一個特定的距離。如需要的話，下一個循環(huán)就會接著進行。為了在一個循環(huán)中傳送基片8，控制信號Ust(t)包括三個連續(xù)的階段加速階段、無加速階段以及制動階段。信號Uout(t)在無加速階段不會消失，這是因為基片8在支撐物上滑動，或在引入到儲料臺時磨擦凹槽或側(cè)壁所產(chǎn)生的摩擦力在起作用。
現(xiàn)在從控制信號Ust(t)形成信號Ua(t)，它非常接近地對應于力傳感器中因加速所產(chǎn)生的信號。然后形成一個由信號Ua(t)修正的輸出信號Uout，korr(t)Uout，korr(t)＝Uout(t)-Ua(t)在此實施例中，一旦經(jīng)過修正的輸出信號Uout，korr(t)或一個源出于此的信號超過預定閥值Us時，信號U也賦予“張開”的值。
信號Ua(t)從控制信號Ust(t)形成，例如其中控制信號Ust(t)按比例增減并在時間上有偏移Ua(t)＝k*Ust(t-Δt1)參數(shù)Δt1表示一個恒定時間段，參數(shù)k是一個常數(shù)，它將由校準所確定。
第二個例子的優(yōu)點在于，通過這種數(shù)值計算，由夾緊元件1的加速所引起的夾爪6和7的偏轉(zhuǎn)不認為是由于基片8被卡住引起的。
在這兩個例子中，傳感器信號Uout(t)或Uout，korr(t)會產(chǎn)生信號峰值，這是由電干擾造成的，而不是因為基片被掛住或卡住。因此，優(yōu)選地使用信號技術中常規(guī)的方法來濾出這種信號峰值，并且信號U只從經(jīng)過過濾的信號中形成，從而當所傳送的基片確實被卡住時信號U只從數(shù)值“閉合”變化到數(shù)值“張開”。
可選地，如圖3的例子中，夾爪6和7各有一個從固定板13出來的剛性部件21，它有一個指向橋接器15的表面22和指向橋接器16的表面23。(圖中只能看到固接于夾爪6的固定板13上的部件21，夾爪7上的部件21不能看到。)在運作過程中，部件21用來防止夾爪6和7上的橋接器15和16的過度機械拉伸。在停頓狀態(tài)下，表面22和橋接器15被一個氣隙隔開，同樣地表面23和橋接器16也被一個氣隙隔開。在夾緊元件加速和制動時，這些氣隙的大小由于橋接器15和16的偏轉(zhuǎn)而發(fā)生變化。停頓狀態(tài)下的氣隙大小形成為在橋接器15或橋接器16發(fā)生塑性變形前，橋接器15可以停留在表面22上或橋接器16可以停留在表面23上。
權利要求
1.一種夾緊元件，包括一個第一和第二支腿(2；3)，分別帶有一個第一和第二夾爪(6；7)用以夾緊基片(8)，這兩個夾爪(6；7)的每個都包括一個可以沿一個預定方向相對于相應的支腿(2；3)偏轉(zhuǎn)的夾板(14)，以及一個傳感器，用來測量第一夾板(14)相對第一支腿(2)的偏轉(zhuǎn)，傳感器的輸出信號包含是否要保持閉合還是張開這兩個夾爪(6；7)的信息。
2.如權利要求1所述的夾緊元件，其特征在于，第一夾板(14)經(jīng)由兩個橋接器(15；16)與固接于第一支腿(2)的第一固定板(13)連結在一起，并且第二夾板(14)經(jīng)由另外兩個橋接器(15；16)與固接于第二支腿(3)的第二固定板(13)連結在一起。
3.如權利要求2所述的夾緊元件，其特征在于，傳感器由變形測量儀構成，該變形測量儀固定于連結第一夾板(14)和第一固定板(13)的兩個橋接器(15；16)上。
4.如權利要求1所述的夾緊元件，還包括一個螺釘(9)，它固接于兩個支腿中的一個(2或3)上并支撐在這兩個支腿中的另一個(3或2)上。
5.如權利要求2所述的夾緊元件，還包括一個螺釘(9)，它固接于兩個支腿中的一個(2或3)上并支撐在這兩個支腿中的另一個(3或2)上。
6.如權利要求3所述的夾緊元件，還包括一個螺釘(9)，它固接于兩個支腿中的一個(2或3)上并支撐在這兩個支腿中的另一個(3或2)上。
7.如權利要求1所述的夾緊元件，還包括一個剛性部件(21)來限制夾板(14)的最大可能的偏轉(zhuǎn)。
8.如權利要求2所述的夾緊元件，還包括一個剛性部件(21)來限制夾板(14)的最大可能的偏轉(zhuǎn)。
9.如權利要求3所述的夾緊元件，還包括一個剛性部件(21)來限制夾板(14)的最大可能的偏轉(zhuǎn)。
10.如權利要求4所述的夾緊元件，還包括一個剛性部件(21)來限制夾板(14)的最大可能的偏轉(zhuǎn)。
11.如權利要求5所述的夾緊元件，還包括一個剛性部件(21)來限制夾板(14)的最大可能的偏轉(zhuǎn)。
12.如權利要求6所述的夾緊元件，還包括一個剛性部件(21)來限制夾板(14)的最大可能的偏轉(zhuǎn)。
全文摘要
用于沿著預定傳送方向來傳送基片的夾緊元件包括第一和第二支腿(2；3)，它帶有用于夾緊基片(8)的第一和第二夾爪(6；7)。這兩個夾爪(6；7)的每一個都有一個夾板(14)，它能夠相對于相應的支腿(2或3)沿傳送方向移動。傳感器檢測第一夾板(14)相對第一支腿(2)的偏轉(zhuǎn)。一旦所測的偏轉(zhuǎn)超過一個預定閥值，夾緊元件就會張開。
文檔編號G01M99/00GK1472790SQ0314844
公開日2004年2月4日 申請日期2003年6月27日 優(yōu)先權日2002年6月28日
發(fā)明者拉斐爾·伯恩哈德斯格魯特, 亞歷山大·格雷貝爾, 漢斯約里·古杰, 彼得·赫斯, 尼科利諾·翁達, 大 格雷貝爾, 拉斐爾 伯恩哈德斯格魯特, 諾 翁達, 赫斯, 里 古杰 申請人:Esec貿(mào)易公司