專利名稱：通過吸力作用吸持元件的吸嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸嘴，更具體地說，涉及一種運用于元件安裝裝置中通過吸力作用吸持元件的吸嘴，該元件安裝裝置用于將元件如電子元件安裝于電路形成體，如電路板上。
該吸嘴1包括具有第一吸嘴通道2a的外管口部件2；相對于外管口部件2可以移動的管體3，該管體具有與第一吸力通道2a相通的第二吸力通道3a；和置于外管口部件2和管體3之間彈簧4，其沿位移方向(

圖13中上、下方向)向管體3施加一個預定方向的(圖13中向下方向)彈性作用力。第二吸力通道3a沿管體3位移方向延伸。第二吸力通道3a的一端(圖13中的下端)沿位移方向在管體3的前端面3b(圖13中的下端面)具有開口，其另一端(圖13中的上端)沿位移方向在管體3的后端面3c(圖13中的上端面)具有開口，這樣，第二吸力通道3a與第一吸力通道2a相通。
吸嘴1通過管口支架7與電子元件安裝裝置的安裝頭部分5的管口軸6活動式連接。管口支架7在其內(nèi)層具有容納滾珠7a的內(nèi)襯套7b和在其中壓入內(nèi)襯套7b的外襯套7a。滾珠7a嵌入到形成于外管口部件2上的結(jié)合凹部2b中，這樣，吸嘴1固定到管口軸6上。
管口軸6上的吸力通道6a與真空吸力泵8相連。這樣，真空吸力泵8產(chǎn)生的吸力，通過管口軸6的吸力通道6a、外管口部件2上的第一吸力通道2a和管體3的第二吸力通道3a，將電子元件B吸持到管體3的前端面3b上。管口軸6通過機械方式與提升機構(gòu)9和轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)10相連。吸嘴1與管口軸6一起在提升機構(gòu)9驅(qū)動下作上、下直線運動，并連同管口軸6在轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)10驅(qū)動下繞其軸線作旋轉(zhuǎn)運動。
從電子元件安裝裝置的元件進給部分(圖中未示出)中通過吸力作用拾取電子元件B時，吸嘴1下降到預定高度位置(吸附高度位置)，在此位置，管體3的前端面3a與電子元件B相接觸。接下來，電子元件B在真空吸力泵8吸力作用下被吸附到管體3的前端面3a上。然后，通過吸力吸持住電子元件B的吸嘴1上升到初始高度位置。
將電子元件B安裝到電路板(圖中未示出)上時，使吸嘴1下降到預定高度位置(安裝高度位置)，在此位置，電子元件B與電路板相接觸。吸嘴1進一步下降以對已與電路板接觸的電子元件B施加作用力。通過此作用力，將電子元件B安裝到電路板上。
彈簧4的作用是消除吸力和安裝過程中對元件產(chǎn)生的沖擊作用。更具體地說，彈簧4在元件吸附過程中對電子元件B與管體3接觸時產(chǎn)生的沖擊予以吸收。同時，彈簧4在元件安裝過程中對電子元件B與電路板接觸時產(chǎn)生的沖擊予以吸收。考慮到其作用僅在于消除沖擊作用，所以在優(yōu)選方式中，彈簧4的激勵作用力設(shè)置得盡可能地小。
在通過吸嘴1吸附電子元件B的過程中，真空吸力泵8產(chǎn)生的吸力也作用于管體3的后端面3c(圖13中上端面)上，沿彈簧4壓縮方向?qū)荏w3產(chǎn)生一個激勵作用力。如果該吸力使管體3發(fā)生位移，引起管體3前端面3b高度位置的變化，則有可能出現(xiàn)電子元件的吸力誤差和安裝誤差。為了避免管體3在吸力作用下相對于外管口部件2產(chǎn)生位移，傳統(tǒng)方案中，作用于彈簧4上的激勵力設(shè)置成一個相對較大大的數(shù)值(例如，3.92牛頓至5.88牛頓(400克至600克之間))之內(nèi)，以使激勵力能夠克服作用于管體3的吸力。
然而，彈簧4上較大的激勵力不可避免地減少其消除沖擊的功能。具體地說，彈簧4上較大的激勵力導致在元件吸附過程中吸嘴1與電子元件B接觸時，其對電子元件B施加一個相對較大的作用力。同理，在元件安裝過程中電子元件與電路板接觸時，其對電子元件B施加一個相對較大的作用力。
近來的電子元件在其背面具有焊點，該焊點在安裝過程中在載荷作用下可以壓碎到合適的直徑。這種小尺寸的電子元件必須在小作用力下進行安裝。如果在安裝過程中大作用力施加在電子元件上，則焊點將被過度壓碎?？紤]到這一點，上述傳統(tǒng)型吸嘴1不適合安裝背面具有焊點的小尺寸電子元件。
本發(fā)明的第一方面是提供一種通過吸力作用吸持元件的吸嘴，其包括外管口部件，其形成和吸力源在其一端連通的第一吸力通道和管體容納通孔；用于通過吸力作用在其遠端面吸持部件的管體，其具有容納于管體容納通孔以使其可沿軸線方向滑動的近端和突出于外管口部件的遠端；管體形成沿軸線方向延伸以與第一吸力通道連通的第二吸力通道，第二吸力通道在管體遠端面處具有開口；用于推動管體沿遠離外管口部件方向移動的激勵部件，該激勵部件容納于由管體容納通孔的至少一個壁面和管體近端面限定的激勵部件容納腔體中。
本發(fā)明的吸嘴包括位于管體近端的容納激勵部件的激勵部件容納腔室。激勵部件容納腔室與第一、第二通道隔絕。通過這種構(gòu)造，可以減小自吸力源沿激勵部件被壓縮方向作用于管體的吸力。這樣，激勵部件的激勵作用力可以設(shè)定得較小，而不會引起管體在吸附過程中發(fā)生位移。通過為激勵部件設(shè)定較小的激勵作用力，即可有效消除元件吸附和安裝過程中對元件產(chǎn)生的沖擊作用。特別是當激勵部件容納腔體與大氣相連通時，可以更有效地減小激勵部件作用于管體上的激勵作用力。
特別是在管體設(shè)置有突出其近端面的第一圓柱部分時，管體可在克服激勵部件激勵力作用下從第一位置移動到第二位置在第一位置，第一圓柱部分的遠端面與管體容納通孔的底表面分離；在第二位置，第一圓柱部分的遠端面與管體容納通孔的底表面接觸。
在管體到達第二位置時，管體與外管口部件整體移動。在元件安裝過程中，處于此狀態(tài)的吸嘴將元件壓緊在電路形成體上并施加安裝所需的作用力。這個作用力不需要考慮激勵部件的激勵作用力的影響。
此激勵部件可以是彈簧。此彈簧的激勵作用力，舉例來說，可以設(shè)置在不小于0.196牛頓和不大于0.98牛頓的范圍之間。
在管體容納通孔靠近底表面的周緣側(cè)表面的部位設(shè)置有用于擴大管體容納通孔直徑的第一環(huán)形槽口。第一環(huán)形槽口的存在可以減少管體在管體容納通孔中移動時產(chǎn)生的滑動阻力。另外，其可以防止第一圓柱部分的端部侵入到管體容納通孔的周緣壁面上。
在底表面上可以形成用于固定激勵部件的沉孔。通過沉孔加以固定，激勵部件被穩(wěn)固地容納于激勵部件容納腔體中，這樣即可防止外管口部件和管體之間發(fā)生侵入作用。
第一吸力通道和第二通道之間的連通方式不受具體方式的限制。舉例來說，管體形成至少一個沿與軸交叉方向延伸的側(cè)向通道，其一端與第二吸力通道連通，在另一端與外管口部件的第一吸力通道連通。
管體可以形成單一側(cè)向通道。作為替代方式，管體也可以形成兩個側(cè)向通道，并且兩個側(cè)向通道相對于管體軸線對稱分布，這樣來自吸力源的吸力作用可以均勻地作用于管體的周緣側(cè)表面上。
為了使作用于管體周緣側(cè)表面上的吸力更加均勻，可在管體周緣側(cè)表面的上形成第二環(huán)形槽口，側(cè)向通道通過第二環(huán)形槽口與第一吸力通道的另一端連通。
作為替代方式，管體可設(shè)置從其近端面沿軸向延伸的第二圓柱部分。第二圓柱部分可穿過激勵部件容納腔體延伸至外管口部件的第一吸力通道中。第二吸力通道通過貫通第二圓柱部分的第三吸力通道與第一吸力通道連通。通過此構(gòu)造，彈簧容納腔室可以更加可靠地與第一、第二吸力通道切斷連通。
外管口部件可置有一端與大氣相通的第一真空斷路通道。進而，管體可設(shè)置有一端與大氣相通的第二真空斷路通道。當吸嘴通過吸力作用吸持住部件時，第一、第二真空斷路通道的另一端彼此切斷連通。另一方面，當吸嘴將元件安裝到電路形成體時，第一、第二真空斷路通道的另一端相互連通。
第一、第二真空斷路通道的另一端在管體處于第一位置時彼此切斷連通；而在管體處于第二位置時相互連通，使第二吸力通道與大氣相通。通過此構(gòu)造，管體與外管口部件接觸時，將元件吸附到管體的作用力可以平穩(wěn)、可靠地卸載。舉例來說，當吸持在管體的元件被壓緊在電路形成體上并且管體到達第二位置時，第一、第二真空斷路通道相互連通，這樣使吸力作用切斷。
本發(fā)明的第二方面是提供一種將元件安裝到電路形成體上的元件安裝裝置，其包括用于進給元件的元件進給部分；電路形成體傳送部分用于將電路形成體傳送至元件安裝位置；安裝頭部分設(shè)置有上述吸嘴，該安裝頭部分從元件進給部分移動至元件安裝位置，其中當安裝頭部分處于對應于元件進給部分位置時，吸嘴通過在管體的遠端吸附作用從元件進給部分中吸持住元件；而當安裝頭部分處于元件安裝位置時，吸嘴向電路形成體移動并將吸持在管體遠端的元件安裝到電路形成體上。
本發(fā)明的第三方面是提供一種使用吸嘴將部件安裝到電路形成體上的方法，所述吸嘴包括外管口部件、可沿軸線方向相對于外管口部件滑動的管體和用于推動管體沿遠離外管口部件方向移動的激勵部件，該方法的步驟包括通過管體遠端的吸力作用吸持住元件；將吸嘴移動到電路形成體上面的位置；將吸嘴沿管體軸線向電路形成體移動以達到第一高度位置，在此位置，吸持在管體遠端的元件與電路形成體接觸，同時，激勵部件吸收元件與電路形成體接觸產(chǎn)生的沖擊作用；將吸嘴沿管體軸線向電路形成體移動，從第一高度位置到達第二高度位置，在此位置，通過管體克服激勵部件的彈性激勵作用力相對于外管口部件移動，管體近端與外管口部件相結(jié)合；進一步將吸嘴沿管體軸線從第二高度位置向電路形成體移動，以從管體向元件施加作用力，通過該作用力將元件安裝到電路形成體上。當吸嘴到達第二高度位置時，切斷通過管體對元件的吸附作用。
圖1是顯示本發(fā)明中具有吸嘴的電子元件安裝裝置的透視圖。
圖2是顯示第一實施例中吸嘴縱向剖面圖。
圖3是顯示第一實施例中吸嘴縱向剖面圖。
圖4A是沿圖2中IV-IV線方向的截面圖。
圖4B是沿圖2中IV’-IV’線方向的截面圖。
圖4C是沿圖2中IV”-IV”線方向的截面圖。
圖5A是顯示圖2中V部分的局部放大圖。
圖5B是顯示圖2中V’部分的局部放大圖。
圖6是顯示本發(fā)明第二實施例中吸嘴的縱向剖面圖。
圖7是沿圖6中VII-VII方向的截面圖。
圖8是顯示本發(fā)明第三實施例中吸嘴的縱向剖面圖。
圖9是顯示本發(fā)明第三實施例中吸嘴的縱向剖面圖。
圖10A是沿圖8中X-X線方向的縱向截面圖。
圖10B是沿圖9中X’-X’線方向的縱向剖面圖。
圖11是顯示本發(fā)明第四實施例中吸嘴的縱向剖面圖。
圖12是沿圖11中XII-XII線方向的縱向截面圖。
圖13是顯示傳統(tǒng)吸嘴的縱向剖面圖。
參見圖1，電子元件安裝裝置100包括用于傳送電路板A的電路板傳送部分101；包括多個元件進給單元的元件進給部分102；固定吸嘴21的安裝頭部分103；用于識別電路板A的電路板識別攝像裝置104；能夠?qū)惭b頭部分103和電路板識別攝像裝置104沿圖1中箭頭X和Y所示方向移動的X-Y自動裝置105；用于對被吸嘴21吸附并把持的電子元件B的方位進行影像處理的元件影像單元106；用于在發(fā)現(xiàn)電子元件B的位置不正常時，釋放電子元件B的元件拋棄部分107和用于控制上述操作的控制單元108。
參見圖2，吸嘴21通過管口支架23與安裝頭部分103的管口軸6活動式連接。更具體地說，管口支架23在其內(nèi)層具有容納滾珠23a的內(nèi)襯套23b和其中壓有內(nèi)襯套23b的外襯套23c。滾珠23a嵌入到形成于外管口部件30上的結(jié)合凹部38中，這樣，吸嘴21固定于管口軸22上。
管口軸22上的吸力通道22a與真空吸力泵24相連。管口軸22通過機械方式與提升機構(gòu)26和轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)27相連。這樣，吸嘴21連同管口軸22在提升機構(gòu)26驅(qū)動下上、下直線運動，同時其連同管口軸22在轉(zhuǎn)動驅(qū)動機構(gòu)27驅(qū)動下繞其軸線作旋轉(zhuǎn)運動。
吸嘴21包括外管口部件30、管體40和彈簧50。
外管口部件30設(shè)置有第一吸力通道31和管體容納通孔32。第一吸力通道31包括與管口軸22的吸力通道22a相通并具有較大直徑的第一部分31a；一端與第一部分31a相通并沿管體40的軸線L方向延伸的第二部分31b；從第二部分31b另一端沿垂直于第二部分31b方向延伸的第三部分31c。第三部分31c在管體容納通孔32周緣側(cè)表面32a上具有開口。
管體40容納于外管口部件30的管體容納通孔32中，以使其可沿軸線L方向滑動。管體40周緣外側(cè)表面40a與管體容納通孔32周緣側(cè)表面32a緊密結(jié)合或者氣密封接。管體40的遠端，如圖2所示，從外管口部件30中向下突出。
管體40設(shè)置有第二吸力通道41，其沿軸線L方向延伸并且在遠端面40b處具有開口。管體40還設(shè)置有沿垂直于軸線L方向的側(cè)向通道42。側(cè)向通道42一端與第二吸力通道41連通，其另一端位于管體40周緣外側(cè)表面40a處具有開口。
如圖2和圖4A所示，在管體40周緣外側(cè)表面40a上對應于側(cè)向通道42開口的位置具有環(huán)形槽口43。第二吸力通道41經(jīng)由環(huán)形槽口43和側(cè)向通道42與第一吸力通道31的第三部分31c相通。如圖2和圖4B所示，第一圓柱部分44從管體40近端面40c沿軸線L方向突出。如圖5A和5B圖所示，圓柱部分44的遠端如附圖標記44a所示呈斜角狀，以利于加工過程中將管體40插入到管體容納通孔32中。
管體40近端面40c、管體容納通孔32的底表面32b、管體容納通孔32的周緣側(cè)表面32a和第一圓柱部分44共同限定成與第一吸力通道31及第二通道41隔絕的空間，即彈簧容納室60。如圖2和圖4B所示，該彈簧容納腔體60通過穿過第一圓柱部分44的橢圓孔44b和形成于外管口部件30對應于橢圓孔44b部位的圓形縱向通道33與大氣相通。這樣，彈簧容納腔體60中的壓力保持在大氣壓力，而與管體40相對于外管口部件30的位置以及真空吸力泵24施加的吸力存在與否無關(guān)。換言之，真空吸力泵24的吸力不作用到管體40的近端面40c上。
螺旋彈簧50設(shè)置于彈簧容納腔體60中并且處于壓縮狀態(tài)。彈簧50彈性地使管體40向離開外管口部件30的方向偏移。如上所述，真空吸力泵24的吸力不作用到管體40的近端面40c上，彈簧50不需要很大的激勵力來抵消吸力的作用。因此，彈簧50的激勵力可以設(shè)置為一個相對較小的數(shù)值。具體地說，彈簧50的激勵力可以設(shè)置在不小于0.196牛頓和不大于0.98牛頓的范圍之間。
下面，對彈簧容納腔體60中螺旋彈簧50的容納方式進行詳細說明。彈簧50置于圓柱部分44中。在共同限定彈簧容納腔體60的管體40的近端面40c和管體容納通孔32底表面32b上各設(shè)置一個沉孔71A、71B。彈簧50端部分別插入到沉孔71A、71B中，以此來使彈簧50穩(wěn)定地固定于彈簧容納腔體60中。這樣就能防止彈簧50侵入到外管口部件30和管體40之間。
如圖2、圖4C、圖5A和圖5B所示，環(huán)形槽口34形成于管體容納通孔32周緣外側(cè)表面32a靠近底表面32b的位置上。管體容納通孔32在具有環(huán)形槽口34的位置的直徑比其它部位的直徑要大一些。這樣，如圖5A、5B所示，在此部位，管體40的第一圓柱部分44與管體容納通孔32周緣外側(cè)表面32a不接觸。此設(shè)置有效地減小了管體40在管體容納通孔32中滑動時產(chǎn)生的滑動阻力。另外，環(huán)形槽口34的存在能夠防止第一圓柱部分44的遠端與管體容納通孔32周緣外側(cè)表面32a產(chǎn)生接結(jié)合作用。
沿軸線L方向延伸的結(jié)合槽口45形成于管體40周緣外側(cè)表面上。固定于外管口部件30上的止位器72不固定地插入到結(jié)合槽口45中，以使止位器72的遠端可以在結(jié)合槽口45中活動。如圖2所示，通過結(jié)合槽口45端部與止位器72的結(jié)合作用，管體40在彈簧50的激勵作用力下不會從管體容納通孔32中脫離出來。
真空吸力泵24產(chǎn)生的吸力通過管口軸22的吸力通道22a、外管口部件30的第一吸力通道31、管體40的環(huán)形槽口43、管體40的側(cè)向通道42和管體40的第二吸力通道41在管體40的遠端面40b作用于電子元件B。由于管體40上存在環(huán)形槽口43，真空吸力泵24產(chǎn)生的吸力不能直接作用于管體40周緣外側(cè)表面40a上外管口部件30的第一吸力通道31與管體40的側(cè)向通道42會合的部位。這樣，就能阻止管體40在真空吸力泵24產(chǎn)生的吸力作用下在會合處被吸附到外管口部件30上，進而減小了管體40相對于外管口部件30發(fā)生位移時產(chǎn)生的滑動阻力。
當沒有沿軸線向上的作用力作用于遠端面40b上時，圖2所示，管體40位于第一位置，管體40在止位器72作用下停止。在第一位置，如圖5A所示，管體40的第一圓柱部分44的端面44c與管體容納通孔32的底表面32b分離。當有沿軸線L向上的作用力作用于遠端面40b上時，管體40克服彈簧50激勵作用力向如圖3所示的第二位置移動。在第二位置，如圖5B所示，管體40的第一圓柱部分44的端面44c與管體容納通孔32的底表面32b接觸。
下面，對具有吸嘴2 1的電子元件安裝裝置100的操作過程進行說明。
首先，電路板傳送部分101將電路板A移送到元件安裝位置。在此移送過程中，電路板識別攝像裝置104通過X-Y自動裝置105移動至電路板A位置之上以識別電路板A上將要安裝電子元件B的位置。
接著，安裝頭部分103通過X-Y自動裝105移動到元件進給部分102，在此位置，吸嘴21按照下述方式從元件進給部分102中吸附并把持住電子元件B。
首先，吸嘴21通過提升機構(gòu)26降低到預定高度位置(吸附高度位置)，以使管體40的遠端面40b與從元件進給部分102輸送的電子元件B接觸。在此過程中，如上所述，由于彈簧50的激勵力相對較小，所以施加到電子元件B上的沖擊力能夠被充分地吸收。
然后，真空吸力泵24產(chǎn)生的吸力通過管口軸22的吸力通道、外管口部件30的第一吸力通道31、管體40的側(cè)向通道42和管體40的第二吸力通道41，將電子元件B吸附到管體40的遠端面40b上。在此過程中，管體40在真空吸力泵24產(chǎn)生的吸力作用下不會相對于外管口部件30發(fā)生位移。這是因為設(shè)置在管體40近端的彈簧容納腔體60減小了由真空吸力泵24產(chǎn)生的沿軸線L方向(彈簧50被壓縮的方向)作用于管體40上的作用力。接著，吸持住電子元件B的吸嘴21通過提升裝置26上升到初始高度位置。
接著，安裝頭部分103在X-Y自動裝置105作用下移動以使吸持電子元件B的吸嘴21通過元件攝像裝置106。在通過過程中，元件攝像裝置106對吸嘴21吸持的電子元件B的方位進行攝像。根據(jù)攝像結(jié)果，控制單元108確認電子元件B的方位是否適當。如果確認的結(jié)果是電子元件B的位置適當，則根據(jù)獲取的影像信息對電子元件B的位置進行修正。更具體地說，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置27使吸嘴21繞其軸線L旋轉(zhuǎn)，以此來對電子元件B的轉(zhuǎn)動位置進行修正。
接下來，安裝頭部分103在X-Y自動裝置105作用下移動到元件安裝位置，在此位置，采用下述方式將吸嘴21吸持的電子元件B安裝到電路板A上。首先，吸嘴21通過提升裝置26降低到預定高度位置(安裝高度位置)，以使吸持在遠端面40b上的電子元件B與電路板A接觸。如上所述，由于彈簧50的激勵力相對較小，所以在此過程中施加到電子元件B上的沖擊力能夠被充分地吸收。
吸嘴21從安裝高度位置進一步下降。其結(jié)果是，管體40克服彈簧50的激勵力向外管口部件30移動到達第二位置(如圖2所示)。在此過程中，由于彈簧50的激勵作用力相對較小，施加到電子元件B上的作用力很小。
如上所述，在第二位置，管體40的第一圓柱部分44的端面44c與管體容納通孔32的底表面32b接觸。這樣，當吸嘴21進一步降低時，管體40相對于外管口部件30不發(fā)生位移而與外管口部件30一起向下移動。其結(jié)果是，已經(jīng)與電路板A接觸的電子元件B受到來自管體40的作用力。通過此作用力將電子元件B安裝到電路板A上。安裝完成之后，真空吸力泵24的吸力作用停止。然后，吸嘴21向上移動回復到初始高度位置。
如果根據(jù)元件攝像裝置的攝像結(jié)果確認電子元件B的位置不正確，則安裝頭部分103在X-Y自動裝置105作用下移動到元件拋棄部分107的位置。在元件拋棄部分107中，真空吸力泵24的吸力作用關(guān)閉，將吸附在吸嘴21上的電子元件B卸下。第二實施例圖6和圖7顯示出本發(fā)明第二實施例中的吸嘴21。在該實施例中，管體40包括兩個相對于管體40軸線L對稱分布的側(cè)向通道42、42。具體地說，這些側(cè)向通道42、42形成在相對于軸線L彼此分開180度的位置。另外，外管口部件30的第一吸力通道31包括兩個第二部分31b、31b和兩個第三部分31c、31c以與側(cè)向通道42、42相通。這些第二部分31b、31b和第三部分31c、31c也形成在相對于軸線L彼此分開180度的位置。
在第二實施例中，真空吸力泵24產(chǎn)生的吸力通過兩個側(cè)向通道42、42作用于管體40的第二吸力通道41上。這種設(shè)置使作用于管體40的周緣外側(cè)表面40a上的吸力更加均勻，這樣能更加可靠地防止管體40在真空吸力泵24產(chǎn)生的吸力作用下被吸附到外管口部件30上。其結(jié)果是，可以更加可靠地減小管體40相對于外管口部件30移動時產(chǎn)生的滑動阻力。
第二實施例的其他結(jié)構(gòu)和功能與上述第一實施例中的結(jié)構(gòu)和功能相同。在此，相同標號表示相同的部件，對其描述不再重復說明。第三實施例圖8至圖10顯示出本發(fā)明的第三實施例。在此實施例中，第一真空斷路通道36形成于外管口部件30中，第二真空斷路通道46形成于管體40中。第一真空斷路通道36在其一端與大氣連通，其另一端在管體容納通孔32周緣外側(cè)表面32a處具有開口。第二真空斷路通道46一端與第二吸力通道41相通，其另一端在管體40的周緣外側(cè)表面40a處具有開口。
圖8至圖10A所示，當管體40位于第一位置時，第一、第二真空斷路通道36、46相互隔絕。然而，在第一位置時，第一吸力通道31和第二吸力通道41相互連通。這樣，當管體40位于第一位置時，真空吸力泵24產(chǎn)生的吸力通過第一、第二吸力通道31、41將電子元件B吸附到管體40遠端表面40b上。
相反，如圖9和圖10B所示，當管體40位于第二位置時，第一、第二真空斷路通道36、46的另一端相互連通。在第二位置時，環(huán)形槽口43的位置偏離第一吸力通道31的第三部分31c的位置，阻斷了第一、第三吸力通道31、41之間的連通。這樣，不需要釋放電子元件B的排氣操作，僅僅使管體40移動到第二位置并切斷真空吸力泵24的吸力作用，即可在管體40遠端表面40b平穩(wěn)、可靠地實現(xiàn)電子元件B的吸力釋放。
舉例來說，當在管體40處吸附并把持電子元件B的吸嘴21從安裝高度位置進一步下降使管體40到達第二位置并且切斷真空吸力泵24的吸力作用時，作用于電子元件B上的吸力停止。在吸嘴21從安裝高度位置進一步下降以對電子元件B施加作用力將其安裝到電路板A上的過程中，不再有吸力作用于電子元件B上。
第三實施例的其他結(jié)構(gòu)和功能與上述第一實施例中的結(jié)構(gòu)和功能相同。在此，相同標號表示相同的部件，對其描述不再重復說明。第四實施例圖11、圖12顯示出本發(fā)明的第四實施例。在此實施例中，與第一圓柱部分44同軸的第二圓柱部分47沿軸線L方向突出。第三吸力通路47a穿過第二圓柱部分47在其一端與第二吸力通道41相連，其另一端在第二圓柱部分47遠端面具有開口。
外管口部件30具有從管體容納通孔32底表面32b延伸至第一吸力通道31的通孔37。第二圓柱部分47穿過彈簧容納腔體60和通孔37延伸至第一吸力通道31。
彈簧容納腔體60由管體容納通孔32的周緣外側(cè)表面32a及底表面32b、第一圓柱部分44和第二圓柱部分47的周緣外側(cè)表面共同限定。如第一實施例所述，彈簧容納腔體60通過穿過第一圓柱部分44的橢圓通孔44a和外管口部件30中的通道33與大氣連通。
在第四實施例中，第一、第二吸力通道31、41通過第二圓柱部分47上的第三吸力通道47a相互連通。通過此設(shè)置，彈簧容納腔體60更可靠地與第一、第二吸力通道31、41隔絕。
第四實施例的其他結(jié)構(gòu)和功能與上述第一實施例中的結(jié)構(gòu)和功能相同。在此，相同標號表示相同的部件，對其描述不再重復說明。第四實施例中的吸嘴可以設(shè)置第三實施例中的第一、第二真空斷路通道。
在第一至第四實施例中，如上所述，彈簧容納腔體60與大氣相通。然而，彈簧容納腔體60也可以是既與第一、第二吸力通道31、41隔絕又與大氣隔絕的不透氣密封腔體。這種結(jié)構(gòu)也能夠?qū)崿F(xiàn)減少真空吸力泵24產(chǎn)生的吸力作用于管體40的功能。
雖然通過實施例并參照附圖對本發(fā)明進行了說明，但是應當認為本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可能會對本發(fā)明作出各種變更和修改。除非這種變更和修改脫離了本發(fā)明的精神和保護范圍，否則應當被視為落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種通過吸力作用吸持電子元件(B)吸嘴，其包括外管口部件(30)，其具有在其一端與吸力源(24)連通的第一吸力通道(31)和管體容納通孔(32)；通過吸力作用在其遠端面(40b)吸持元件(B)的管體(40)，其具有容納于管體容納通孔以使其可沿軸線(L)方向滑動的近端和突出于外管口部件的遠端，管體具有沿軸線方向延伸以與第一吸力通道連通的第二吸力通道(41)，第二吸力通道在管體遠端面處具有開口；用于推動管體沿遠離外管口部件方向移動的激勵部件(50)，該激勵部件容納于由管體容納通孔的至少一個壁面和管體近端面(40c)所限定的激勵部件容納腔體(60)中。
2.如權(quán)利要求1所述的吸嘴，其特征在于激勵部件容納腔體與大氣連通。
3.如權(quán)利要求1所述的吸嘴，其特征在于管體設(shè)置有突出其近端面的第一圓柱部分(44)，其中管體可在克服激勵部件激勵力作用下從第一位置移動到第二位置在第一位置，第一圓柱部分的遠端面與管體容納通孔的底表面(32b)分離；在第二位置，第一圓柱部分的遠端面與管體容納通孔的底表面接觸。
4.如權(quán)利要求1所述的吸嘴，其特征在于在管體容納通孔靠近底表面的周緣側(cè)表面(32a)的部位設(shè)置有用于擴大管體容納通孔直徑的第一環(huán)形槽口(34)。
5.如權(quán)利要求1所述的吸嘴，其特征在于管體至少形成一個沿與軸線交叉方向延伸的側(cè)向通道(42)，其中側(cè)向通道在其一端與第二吸力通道連通，在其另一端與外管口部件的第一吸力通道連通。
6.如權(quán)利要求5所述的吸嘴，其特征在于管體形成一個側(cè)向通道。
7.如權(quán)利要求5所述的吸嘴，其特征在于管體形成兩個側(cè)向通道，其中側(cè)向通道相對于管體軸線對稱分布。
8.如權(quán)利要求5所述的吸嘴，其特征在于第二環(huán)形槽口(43)形成于管體周緣外側(cè)表面的(40a)上，其中側(cè)向通道通過第二環(huán)形槽口與第一吸力通道的另一端連通。
9.如權(quán)利要求1所述的吸嘴，其特征在于管體設(shè)置有從其近端面沿軸線方向突出的第二圓柱部分(47)，其中第二圓柱部分穿過激勵部件容納腔體延伸至外管口部件的第一吸力通道；和第二吸力通道通過貫通第二圓柱部分的第三吸力通道(47a)與第一吸力通道連通。
10.如權(quán)利要求1所述的吸嘴，其特征在于外管口部件具有在其一端與大氣相通的第一真空斷路通道(36)，其中管體形成有在其一端與大氣相通的第二真空斷路通道(46)；和第一、第二真空斷路通道的另一端在吸嘴通過吸力作用吸持住元件時彼此切斷連通；和第一、第二真空斷路通道的另一端在吸嘴將元件安裝到電路形成體(A)上時相互連通。
11.如權(quán)利要求3所述的吸嘴，其特征在于外管口部件形成有在其一端與大氣相通的第一真空斷路通道(36)，其中管體形成有在其一端與第二吸力通道相通的第二真空斷路通道(46)；和第一、第二真空斷路通道的另一端在管體處于第一位置時彼此切斷連通；和第一、第二真空斷路通道在管體處于第二位置時相互連通，使第二吸力通道與大氣相通。
12.一種用于將元件(B)安裝到電路形成體(A)上的元件安裝裝置(100)，其包括用于進給元件B的元件進給部分(102)；電路形成體傳送部分(101)用于將電路形成體傳送至元件安裝位置；安裝頭部分(103)設(shè)置有根據(jù)權(quán)利要求1至11中任何一項所述的吸嘴(21)，該安裝頭部分從元件進給部分移動至元件安裝位置，其中當安裝頭部分處于對應于元件進給部分位置時，吸嘴通過將元件進給部分進給的元件吸附到管體(40)的遠端吸持住元件；和當安裝頭部分處于元件安裝位置時，吸嘴向電路形成體移動并將吸持在管體(40)遠端的元件安裝到電路形成體(A)上。
13.一種使用吸嘴(21)將元件(B)安裝到電路形成體(A)的方法，所述吸嘴包括外管口部件(30)、可沿軸線(L)方向相對于外管口部件滑動的管體(40)和用于推動管體沿遠離外管口部件的方向移動的激勵部件(50)，所述方法的步驟包括通過在管體遠端的吸力作用吸持住元件；將吸嘴移動到電路形成體上面的位置；將吸嘴沿管體軸線向電路形成體移動以達到第一高度位置，在此位置，吸持在管體遠端的元件與電路形成體接觸，同時，激勵部件吸收元件與電路形成體接觸所產(chǎn)生的沖擊；將吸嘴沿管體軸線方向向電路形成體移動，從第一高度位置到達第二高度位置，在此位置，管體克服激勵部件的彈性激勵力相對于外管口部件移動，使得管體近端與外管口部件相結(jié)合；進一步將吸嘴沿管體軸線從第二高度位置向電路形成體移動，以從管體上向元件施加作用力，通過該作用力將元件安裝到電路形成體上。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其還包括當吸嘴到達第二高度位置時，切斷通過管體對元件施加吸力作用的步驟。
全文摘要
一種吸嘴，其包括外管口部件(30)、管體(40)、用于推動管體沿遠離外管口部件方向移動的激勵部件(50)。彈簧部件容納腔體(60)由管體容納通孔的至少一個壁面和管體近端面(40c)限定。彈簧容納部件(60)與第一、第二吸力通道隔絕并與大氣連通。激勵部件(50)位于彈簧容納腔室(60)中。
文檔編號H05K13/04GK1422514SQ01804597
公開日2003年6月4日 申請日期2001年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月22日
發(fā)明者森一夫, 光城浩二 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社