專利名稱：用于芯片貼裝機的貼裝頭組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及芯片貼裝機的貼裝頭組件，更特別地，本發(fā)明涉及用于芯片貼裝機的包括噴嘴心軸的貼裝頭組件，其中噴嘴心軸用于將電子元件，例如集成電路(ICs)、二極管、電容器以及電阻器自動安裝到印刷電路板(PCB)上。
背景技術(shù)：
芯片貼裝機是用于將元件安裝到PCB上的元件安裝組件的一部分。芯片貼裝機將由元件供料器供給的元件傳送到PCB的安裝位置并將這些元件安裝到PCB上。
典型地，芯片貼裝機包括進給待安裝元件的元件供料器、傳送PCB的傳送器和具有噴嘴心軸的貼裝頭組件，其中噴嘴心軸用于從元件供料器上順序拾取電子元件并將所拾取的電子元件安裝到PCB上。
近來，多列噴嘴心軸已被成直線安裝在貼裝頭組件內(nèi)，以用于提高元件安裝效率。即，多個噴嘴心軸順序或同時拾取多個電子元件，將多個拾取的電子元件同時傳送到傳送器上，并且將電子元件順序或同時安裝到設(shè)置在傳送器上的PCB上。
圖1示出了在日本特許公開No.2002-009491中公開的用于電子元件安裝設(shè)備的貼裝頭組件9。參照圖1，貼裝頭組件9包括噴嘴單元12，設(shè)置成兩個平行列的提升軸部件30，和設(shè)置在提升軸部件30下方的用于拾取電子元件的噴嘴38。
上框架15和下框架16被固定至基座11的側(cè)面，并且噴嘴提升馬達20豎直地設(shè)置在上部框架15上。
為了升高或降低提升軸部件30中的一個，噴嘴提升馬達20的旋轉(zhuǎn)被傳遞至提升元件25，提升元件25將噴嘴提升馬達20的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成提升軸部件30的豎直運動。于是，多個噴嘴可獨立地豎直移動，這可通過一控制器(未示出)獨立地控制噴嘴提升馬達20來實現(xiàn)。
如圖1所示，由于需要單獨的噴嘴提升馬達20來豎直移動每一個提升軸部件30，因此應(yīng)為每一個馬達20提供單獨的控制器。而且，提升元件25的數(shù)量以1∶1的關(guān)系對應(yīng)于提升軸部件30的數(shù)量。由于這種結(jié)構(gòu)增加了貼裝頭組件9的總重量，因此元件的安裝速度降低了并且移動貼裝頭組件9所需的電能也增加了。因此，很難實現(xiàn)高速、高精度的安裝。
由于用于豎直移動每一個提升軸部件30的機構(gòu)變得復(fù)雜化了，電子元件的制造成本和價格增加了并且貼裝頭組件9變得很龐大。
隨著對高速電子元件安裝設(shè)備的需要增加，安裝在貼裝頭組件9內(nèi)的提升軸部件30的數(shù)量也增加。因此，上述問題變得更嚴(yán)重了并且可被使用的噴嘴的數(shù)量受限。
與此同時，日本特許公開No.2002-009491公開了一種可被用于轉(zhuǎn)動噴嘴的滑輪裝置。參照圖1和2，貼裝頭組件9具有沿一個方向排列的第一列四個噴嘴L1和第二列四個噴嘴L2，以及安裝在第一和第二列噴嘴L1和L2之間的噴嘴旋轉(zhuǎn)馬達50。因此，由噴嘴旋轉(zhuǎn)馬達50驅(qū)動的每一個噴嘴的旋轉(zhuǎn)通過相應(yīng)于軸轉(zhuǎn)子32上的滑輪而設(shè)置的兩個上部和下部連續(xù)可變帶51a和51b中的一個傳遞，從而每一列噴嘴可通過噴嘴旋轉(zhuǎn)馬達50轉(zhuǎn)動。
在這種情況下，參照圖3，軸轉(zhuǎn)子32包括主動輪單元33a和惰輪單元34a和34b。主動輪和惰輪的“A”，“B”，“C”和“D”型的組合允許連續(xù)可變帶51a和51b與安裝在要被轉(zhuǎn)動的一列噴嘴的每一個軸上的主動輪單元33a接觸，同時允許另一列噴嘴上的軸轉(zhuǎn)子32被用作帶導(dǎo)輪?！癆”型組合包括位于軸轉(zhuǎn)子32的上部和下部的主動輪單元33a和具有軸承34a的惰輪34b。“B”型組合包括位于軸轉(zhuǎn)子32的上部和下部的主動輪單元33a和軸承34a?！癈”型組合包括位于軸轉(zhuǎn)子32的上部和下部的軸承34a和主動輪單元33a?！癉”型組合包括位于軸轉(zhuǎn)子32的上部和下部的具有軸承34a的惰輪34b和主動輪單元33a。
但是，傳統(tǒng)的電子元件安裝設(shè)備使用各種類型的滑輪組合來轉(zhuǎn)動一個噴嘴。組合的類型應(yīng)被改變以轉(zhuǎn)動另一個噴嘴。這使得用于轉(zhuǎn)動噴嘴的機構(gòu)復(fù)雜化了，并且增加了安裝元件所需的時間和貼裝頭組件的總重量。
而且，由于貼裝頭組件使用帶來轉(zhuǎn)動噴嘴，帶可能會發(fā)生反跳。由于這種反跳，由于噴嘴不能轉(zhuǎn)動至最佳裝配的位置元件將不能被精確地定位以安裝到PCB上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用于芯片貼裝機的貼裝頭組件，其具有用于選擇噴嘴心軸并且向上或向下移動所選擇的噴嘴心軸的簡單的水平驅(qū)動器和提升驅(qū)動器，并且其具有較少數(shù)量的元件。
本發(fā)明還提供了一種用于芯片貼裝機的貼裝頭組件，其沒有反跳并具有用于轉(zhuǎn)動多個噴嘴心軸的簡單和輕質(zhì)的轉(zhuǎn)子。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于芯片貼裝機的貼裝頭組件，其包括具有多個心軸接收孔的機架；與用于拾取和安裝電子元件的噴嘴安裝在一起并且可豎直移動地插入到心軸接收孔中的噴嘴心軸；用于選擇至少一個噴嘴心軸并豎直移動所選擇的噴嘴心軸的選擇部件；用于水平移動選擇部件并且改變將被選擇的噴嘴心軸的水平驅(qū)動器；和用于豎直移動選擇部件的提升驅(qū)動器。所選擇的噴嘴心軸可至少包括兩個前噴嘴心軸和兩個后噴嘴心軸。水平驅(qū)動器移動選擇部件以使得該選擇部件可選擇每一個單獨的噴嘴心軸、一次選擇前噴嘴心軸的至少兩個或者一次選擇后噴嘴心軸的至少兩個。在該情形中，水平驅(qū)動器可使選擇部件繞由連接心軸接收孔的虛擬直線而形成的多邊形的中心轉(zhuǎn)動。
可替換地，用于芯片貼裝機的貼裝頭組件可包括具有多個心軸接收孔組的機架，其中每一個組包括多個心軸接收孔；相應(yīng)于多個心軸接收孔組設(shè)置的多個噴嘴心軸組，其中每一個噴嘴心軸組具有多個與用于拾取和安裝電子元件的噴嘴安裝在一起的并且被插入到心軸接收孔中的噴嘴心軸；相應(yīng)于多個噴嘴心軸組設(shè)置的多個選擇部件，其中每一個選擇部件選擇相應(yīng)的噴嘴心軸組內(nèi)的至少一個噴嘴心軸，并且在選擇部件豎直移動時選擇部件向上或向下移動所選擇的噴嘴心軸；多個水平驅(qū)動器，每一個水平驅(qū)動器用于水平移動相應(yīng)的選擇部件，以便改變被選擇的噴嘴心軸；和同時向上或向下移動選擇部件的提升驅(qū)動器。
水平驅(qū)動器可移動選擇部件以使得選擇部件不選擇任何一個噴嘴心軸。在該情形中，每一個噴嘴心軸組至少包括兩個前噴嘴心軸和兩個后噴嘴心軸。水平驅(qū)動器可將選擇部件移動到選擇部件單獨地選擇每一個噴嘴心軸的第一位置，選擇部件不選擇噴嘴心軸的第二位置，選擇部件同時選擇至少兩個前噴嘴心軸的第三位置，或選擇部件同時選擇至少兩個后噴嘴心軸的第四位置。每一個前噴嘴心軸和每一個直接設(shè)置在前噴嘴心軸之后的后噴嘴心軸之間的距離中的至少一個可以大到以致于選擇部件不能選擇任何一個前噴嘴心軸和后噴嘴心軸。第二位置可以是選擇部件位于前噴嘴心軸和后噴嘴心軸之間的位置。
本發(fā)明提供了一種緊湊、輕質(zhì)、無反跳的貼裝頭組件，并且其可實現(xiàn)低制造成本和高速運動。


通過參照附圖對本發(fā)明示例性實施例的詳細描述，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點將變得更明顯，其中附圖為圖1是用于電子元件安裝設(shè)備的傳統(tǒng)貼裝頭組件的透視圖；圖2是用于轉(zhuǎn)動示于圖1的噴嘴心軸的機構(gòu)的透視圖；圖3是斷面圖，示出了安裝在示于圖2的軸轉(zhuǎn)子上的主動輪和惰輪組合的四種類型；圖4是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于芯片貼裝機的貼裝頭組件的透視圖；圖5是圖4的貼裝頭組件的部分分解透視圖；圖6A是頂視圖，示出了圖4中的噴嘴心軸和選擇部件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系；圖6B是圖6A的改進示例；圖7是圖4的水平驅(qū)動器的分解透視圖；圖8是圖4的心軸轉(zhuǎn)子的分解透視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于芯片貼裝機的貼裝頭組件的透視圖；
圖10是圖9的貼裝頭組件的部分分解透視圖；圖11是頂視圖，示出了圖9中多個噴嘴心軸組和選擇部件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系；圖12是圖11的另一實施例的頂視圖；圖13是圖11的又一實施例的頂視圖；圖14是圖9中心軸轉(zhuǎn)子的放大透視圖。
具體實施例方式
圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于芯片貼裝機的貼裝頭組件100的透視圖，圖5示出了圖4中的提升驅(qū)動器和水平驅(qū)動器。參照圖4和5，貼裝頭組件100包括機架110，多個噴嘴心軸120，選擇部件130，水平驅(qū)動器140，和提升驅(qū)動器150。機架110具有多個心軸接收孔112。
多個噴嘴心軸120中的每一個都配備有噴嘴122，以用于拾取和安裝電子元件。多個噴嘴心軸120中的每一個可移動地并可轉(zhuǎn)動地插入到相應(yīng)的心軸接收孔112中。軸承(未示出)可被置于噴嘴心軸120和心軸接收孔112之間，以用于支撐噴嘴心軸120的豎直運動和旋轉(zhuǎn)運動。
選擇部件130用于一次選擇一個或多個噴嘴心軸120以用于豎直移動。所選擇的噴嘴心軸120與選擇部件130同時豎直移動。水平驅(qū)動器140水平移動(即，轉(zhuǎn)動)選擇部件130，以便使選擇部件130定位到靠近要被選擇的噴嘴心軸120。提升驅(qū)動器150同時豎直地移動選擇部件130和由選擇部件130選擇的至少一個噴嘴心軸120。
在傳統(tǒng)的貼裝頭組件中，提升驅(qū)動馬達的數(shù)量以1∶1的關(guān)系相應(yīng)于噴嘴心軸的數(shù)量，從而獨立地選擇多個噴嘴心軸120中的至少一個并且豎直地移動該噴嘴心軸。例如，當(dāng)一個傳統(tǒng)的貼裝頭組件包括六個噴嘴心軸120時，將需要六個獨立的提升驅(qū)動馬達。但是，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的貼裝頭組件100僅設(shè)置有兩個馬達，即安裝在用于豎直移動選擇部件130的提升驅(qū)動器150中的第一馬達，和安裝在用于水平移動選擇部件130的水平驅(qū)動器140中的第二馬達。
水平驅(qū)動器140通過使選擇部件130旋轉(zhuǎn)預(yù)定的角度而水平移動選擇部件130，從而選擇部件130能夠選擇至少一個將向上和向下移動的噴嘴心軸120。為實現(xiàn)該目的，多個噴嘴心軸120沿繞一個中心軸的相同的圓周排列，并且選擇部件130被設(shè)置為繞該中心軸轉(zhuǎn)動并且其包括該圓周運行的部分。選擇部件130可被設(shè)計為一次選擇一個或多個噴嘴心軸120。即，為了將電子元件安裝到印刷電路板(PCB)上，應(yīng)選擇一個噴嘴心軸120并使其豎直地移動到PCB上?？s短總安裝時間可通過提高拾取多個電子元件的速度來實現(xiàn)。即，為了同時拾取相鄰的電子元件，多個噴嘴心軸120可被選擇以便同時豎直移動。用于實現(xiàn)該目的的選擇部件130的形狀的一個例子將在下文更詳細地描述。
圖6A是噴嘴心軸120和選擇部件130之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系的頂視圖，圖6B是圖6A的改進示例。參照圖6A和6B，噴嘴心軸120可包括兩個相互平行的前噴嘴心軸120f和兩個相互平行的后噴嘴心軸120r。在該情形中，兩個前噴嘴心軸120f定位在平行于相鄰的用于提供將被拾取的元件195的元件供料器190的地方。兩個后噴嘴心軸120r設(shè)置在與兩個前噴嘴心軸120f完全相對的地方并且與該兩個前噴嘴心軸120f類似地構(gòu)造。
如圖6A所示，選擇部件130位于兩個前噴嘴心軸120f之上，從而心軸120f可被同時豎直移動以便拾取電子元件195。類似地，選擇部件可從示于圖6A的方向轉(zhuǎn)動約180度，以使得兩個后噴嘴心軸120r被水平移動的選擇部件130同時選定以便拾取電子元件。為此，兩個前噴嘴心軸120f之間距離K1和兩個后噴嘴心軸120r之間的距離可與兩個平行的元件供料器190之間的距離k2基本上相似。當(dāng)然，如圖6B所示，選擇部件130可被定向、構(gòu)造或控制以便只選擇一個噴嘴心軸而豎直移動。
在該情形中，水平驅(qū)動器140可使選擇部件130繞由連接心軸接收孔112的虛擬直線形成的多邊形的中心轉(zhuǎn)動。例如，當(dāng)噴嘴心軸120沿繞中心軸O的圓周設(shè)置時，選擇部件130的旋轉(zhuǎn)軸可與上述中心軸O相同。這是由于具有與一個噴嘴心軸120相接觸的預(yù)定長度的選擇部件130在轉(zhuǎn)動時可與另一個噴嘴心軸120相接觸。
參照圖5-6B，水平驅(qū)動器140水平地移動選擇部件130，從而選擇部件130可選擇將被向下移動的噴嘴心軸120。提升驅(qū)動器150豎直地移動選擇部件130，從而選擇部件130可豎直地移動噴嘴心軸120。因此，本發(fā)明設(shè)置有兩個驅(qū)動馬達——用于選擇一個或多個噴嘴心軸120的第一馬達，和用于豎直地移動貼裝頭組件100中的一個或多個所選定的噴嘴心軸120的第二馬達。
選擇部件130包括結(jié)合部131和心軸接觸部136。結(jié)合部131與水平驅(qū)動馬達141可移動地連接以便水平(即，旋轉(zhuǎn))移動，其結(jié)合部131還被構(gòu)造為用于響應(yīng)于提升驅(qū)動器150而豎直移動。即，如圖7更好地示出了，結(jié)合部131被構(gòu)造為在提升驅(qū)動器150被致動以降低一個或多個噴嘴心軸120時沿連接軸143豎直移動。因此，選擇部件130可大體上同時或獨立地被水平驅(qū)動器140水平移動及被提升驅(qū)動器150豎直移動。
心軸接觸部136從結(jié)合部131向外凸出，以便與至少一個噴嘴心軸120接觸。心軸接觸部136被構(gòu)造為在兩個遠端之間具有允許同時接觸相鄰的噴嘴心軸120的長度，這示于圖6A中。而且，當(dāng)一個噴嘴心軸120被心軸接觸部136的中間部分接觸時，相鄰的噴嘴心軸120可以不會被心軸接觸部136接觸，從而只有一個噴嘴心軸120被升高或降低。
多個噴嘴心軸120中的一個或多個具有從其側(cè)面凸出的選擇部件接觸部126(圖5)，以便與選擇部件130相接觸。選擇部件130的心軸接觸部136可被構(gòu)造為與選擇部件接觸部126相接觸。因此，心軸接觸部136可向下壓在選擇部件接觸部126上，以便向下移動至少一個選定的噴嘴心軸120。
在一個實施例中，噴嘴心軸120具有用于向噴嘴心軸120提供向上偏壓的彈性部件，以便保持噴嘴122和表面(如，傳送器190)之間的預(yù)定距離。當(dāng)向下壓在選擇部件130上的力解除后，噴嘴心軸120可返回到它的初始預(yù)定高度。本發(fā)明并不限于上述結(jié)構(gòu)。例如，下降止動器可被設(shè)置在貼裝頭組件100的底部上，以阻止噴嘴心軸120比預(yù)定的間隔或距離下降得更多。下降止動器提供了大于噴嘴心軸120負荷的向上的阻力。即，噴嘴心軸120向下移動到某一位置，在該位置，噴嘴心軸120在拾取過程中與下降止動器相接觸，并且隨后在向下壓在選擇部件130上的力被解除時，噴嘴心軸120被下降止動器向上移動。
現(xiàn)在將詳細描述選擇部件130、提升驅(qū)動器150和水平驅(qū)動器140的結(jié)構(gòu)。
參照圖5，提升驅(qū)動器150包括提升驅(qū)動馬達151和提升部件156，其中選擇部件130可旋轉(zhuǎn)地安裝在提升部件156上，并且提升部件156被提升驅(qū)動馬達151驅(qū)動而豎直地向上或向下移動。如圖5所示，提升驅(qū)動馬達151安裝在機架110上并且其被構(gòu)造為用于豎直地移動提升部件156。當(dāng)提升部件156豎直地上下移動時，由于選擇部件130可旋轉(zhuǎn)地連接在提升部件156的選擇部件固定部157中，因此選擇部件130同時地上下移動。提升驅(qū)動馬達151可以是例如音圈馬達。高輸出、輕質(zhì)的音圈馬達可降低貼裝頭組件100的整個尺寸?？商鎿Q地，提升驅(qū)動馬達151可以是LM導(dǎo)軌、滾珠螺旋、或本領(lǐng)域公知的其它線性馬達或致動器。如圖所示，提升部件156具有一個與提升驅(qū)動馬達151相結(jié)合的側(cè)面，和包括選擇部件固定部157的第二側(cè)面，其中選擇部件130可旋轉(zhuǎn)地裝配在該選擇部件固定部157中。
現(xiàn)在將參照圖7詳細描述結(jié)合至選擇部件固定部157中的選擇部件130結(jié)構(gòu)的例子。
參照圖7，選擇部件固定部157具有插入孔158，其中結(jié)合部131裝配于其中，以使得選擇部件130可以旋轉(zhuǎn)。為實現(xiàn)該目的，軸承135可被設(shè)置在插入孔158和結(jié)合部131之間。該結(jié)構(gòu)允許水平驅(qū)動器140轉(zhuǎn)動選擇部件130。
參照圖5，水平驅(qū)動器140包括水平驅(qū)動馬達141和連接至水平驅(qū)動馬達141的軸的軸或連接軸143。選擇部件130豎直可動地裝配到連接軸143。選擇部件130的結(jié)合部131具有通孔133(圖7)，其中連接軸143插入到該通孔中。在該情形中，連接軸143是細長的，通常與噴嘴心軸120的豎直移動范圍相應(yīng)，以使得選擇部件130沿著該豎直范圍向上或向下移動，并且連接軸143還用作導(dǎo)向器。
在該情形中，連接軸143被插入到選擇部件130中，以使得選擇部件130的結(jié)合部131可被水平驅(qū)動馬達141驅(qū)動而水平移動特別是轉(zhuǎn)動，且可豎直地移動，而不管水平驅(qū)動馬達141的旋轉(zhuǎn)。為此，連接軸143可與選擇部件130的通孔133可滑動地配合(即，選擇部件130可沿連接軸143的長度自由移動)?？商鎿Q地，如圖7所示，由于通孔133和連接軸143具有相同的多邊形形狀，所以在選擇部件130沿連接軸143向上或向下移動的同時，結(jié)合部131能夠以與連接軸143相同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。在該情形中，選擇部件130的結(jié)合部131被裝配到豎直穿透的插入孔158中，并且連接軸143被插入到結(jié)合部131的通孔133中，從而允許連接軸143穿透選擇部件130的通孔133和提升部件156的插入孔158。
參照圖8，貼裝頭組件100還可包括心軸轉(zhuǎn)子160。每一個豎直的噴嘴心軸120具有基本上從其中延伸出來的豎直軸，并且心軸轉(zhuǎn)子160被構(gòu)造為使噴嘴心軸120繞各自基本上豎直的軸轉(zhuǎn)動預(yù)定的角度。心軸轉(zhuǎn)子160可使用一個心軸旋轉(zhuǎn)馬達161以用于轉(zhuǎn)動所有的噴嘴心軸120。與傳統(tǒng)的貼裝頭組件不同，本發(fā)明的噴嘴心軸120不通過帶或齒輪連接至心軸旋轉(zhuǎn)馬達161而用于旋轉(zhuǎn)。
示于圖8的心軸轉(zhuǎn)子160包括心軸旋轉(zhuǎn)馬達161，馬達曲柄臂162，連接支撐板164和多個心軸曲柄臂166，它們相協(xié)作以轉(zhuǎn)動多個噴嘴心軸120。馬達曲柄臂162裝配到心軸旋轉(zhuǎn)馬達161并且其具有從心軸旋轉(zhuǎn)馬達161的旋轉(zhuǎn)軸偏離的第一偏心軸163。連接支撐板164包括被構(gòu)造成用于接收第一偏心軸163的洞或孔。當(dāng)心軸旋轉(zhuǎn)馬達161旋轉(zhuǎn)時，連接支撐板164以預(yù)定的偏心距旋轉(zhuǎn)。多個心軸曲柄臂166中的每一個都連接至相應(yīng)的一個噴嘴心軸120，并且每個心軸曲柄臂166具有從噴嘴心軸120的中心軸偏離的第二偏心軸167，其偏離的距離與第一偏心軸163的偏移距離相等。第二偏心軸167中的每一個被接收在連接支撐板164中的洞或孔165中。因此，當(dāng)連接支撐板164相對于心軸旋轉(zhuǎn)馬達161的轉(zhuǎn)動而旋轉(zhuǎn)時，第二偏心軸167以相對于噴嘴心軸120的預(yù)定偏心距旋轉(zhuǎn)，從而允許噴嘴心軸120轉(zhuǎn)動。
因此，可使用一個馬達來轉(zhuǎn)動所有的噴嘴心軸120，并且由于使用相當(dāng)剛性的本體來使心軸120與馬達機械地配合，因此不會發(fā)生反跳。
現(xiàn)在將參照圖4-8描述具有上述結(jié)構(gòu)的貼裝頭組件100的操作。首先，當(dāng)電子元件195位于元件供料器190的拾取位置時，水平驅(qū)動器140移動以便選擇需要用于拾取電子元件195的噴嘴心軸120。在該情形中，水平驅(qū)動器140可一次選擇一個或多個噴嘴心軸120。為此，水平驅(qū)動器140轉(zhuǎn)動選擇部件130，以使得選擇部件130的心軸接觸部136定位于噴嘴心軸120的一部分之上。
當(dāng)貼裝頭組件100被定位在元件供料器190之上時，提升驅(qū)動器150向下移動以便同時向下移動與提升部件156的選擇部件固定部157相配合的選擇部件130。選擇部件130隨后向下壓在至少一個位于選擇部件130之下的噴嘴心軸120上，從而導(dǎo)致心軸120向下移動。隨后，至少一個噴嘴心軸120拾取電子元件195。為了配置貼裝頭組件100以便與兩個平行的元件供料器190一起使用，兩個前噴嘴心軸120f(和兩個后噴嘴心軸120r)可被構(gòu)造為在它們之間具有距離k1，該距離可以與兩個平行的元件供料器190之間的距離k2基本上相似。多個噴嘴心軸120可同時拾取多個電子元件。已經(jīng)拾取了電子元件的一個或多個噴嘴心軸120可通過例如提升驅(qū)動器150或彈性偏壓部件而被向上移動。其它的噴嘴心軸120重復(fù)上述步驟以便拾取其它元件。
接下來，貼裝頭組件100被移動到PCB上的安裝位置。將貼裝頭組件100移動到安裝位置的過程包括通過使用例如貼裝頭組件100或芯片貼裝機中的照相裝置來檢測已被噴嘴心軸120拾取的電子元件的位置和狀態(tài)，檢查電子元件的位置和PCB上參考位置之間的差異，并且驅(qū)動心軸旋轉(zhuǎn)馬達161以便轉(zhuǎn)動噴嘴心軸120。
隨后，水平驅(qū)動器140驅(qū)動選擇部件130以便選擇具有將被安裝的電子元件的噴嘴心軸120，并且提升驅(qū)動器150向下移動選擇部件130和所選擇的噴嘴心軸120，以便將電子元件安裝到PCB上。
可以理解的是，貼裝頭組件100的上述結(jié)構(gòu)可被配置或修改以增加噴嘴心軸120的數(shù)量。例如，根據(jù)前述實施例的貼裝頭組件可只包括附加的選擇部件130和附加的水平驅(qū)動器140以配合附加的噴嘴心軸120?，F(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于芯片貼裝機的貼裝頭組件。
圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于芯片貼裝機的貼裝頭組件200的透視圖，圖10是圖9的分解透視圖。參照圖9和10，貼裝頭組件200包括機架210，多個噴嘴心軸組220G，多個選擇部件130，多個水平驅(qū)動器140，和提升驅(qū)動器250。機架210具有多個心軸接收孔組212G(圖10)，其中每一個組212G具有多個心軸接收孔212。
噴嘴心軸組220G的數(shù)量設(shè)置成相應(yīng)于心軸接收孔組212G的數(shù)量。選擇部件130的數(shù)量設(shè)置成相應(yīng)于多個噴嘴心軸組220G的組的數(shù)量，每一個選擇部件130在相應(yīng)的噴嘴心軸組220G內(nèi)選擇至少一個噴嘴心軸120。多個水平驅(qū)動器140中的每一個水平地移動對應(yīng)的選擇部件130，以便改變在相應(yīng)的噴嘴心軸組220G內(nèi)被選擇的噴嘴心軸120。在該情形中，對于每一個噴嘴心軸組220G都設(shè)置有一個水平驅(qū)動器140。提升驅(qū)動器250使用一個馬達來同時向上或向下移動選擇部件130。
例如，假定傳統(tǒng)的貼裝頭組件包括四個噴嘴心軸組220G，其中每一個噴嘴心軸組220G包含四個噴嘴心軸120，那么該傳統(tǒng)的貼裝頭組件需要16個提升馬達以與16個噴嘴心軸120相對應(yīng)，以便獨立地豎直移動心軸120。但是，根據(jù)本發(fā)明該實施例的貼裝頭組件200總共需要五個馬達，其包括用于四個水平驅(qū)動器140的四個馬達，其中每一個水平地移動(即，轉(zhuǎn)動)用于每一個噴嘴心軸組220G的一個選擇部件130；和一個用于提升驅(qū)動器250的馬達。因此，本發(fā)明可提供輕質(zhì)、高速、高精度、以及低制造成本的緊湊型貼裝頭組件。特別的，本發(fā)明的效果隨著噴嘴心軸120的數(shù)量增加而增加。
由于與每一個噴嘴心軸組220G相對應(yīng)的選擇部件130和用于水平移動選擇部件130的水平驅(qū)動器140與根據(jù)示于圖4的實施例的貼裝頭組件100的對應(yīng)部分具有相同的結(jié)構(gòu)，因此不給出其詳細說明。
提升驅(qū)動器250包括提升驅(qū)動馬達251和提升部件256，其中選擇部件130可旋轉(zhuǎn)地安裝在提升部件256上，并且提升部件256被提升驅(qū)動馬達251驅(qū)動而向上或向下移動。提升驅(qū)動馬達251可以是例如豎直地安裝在機架210上的一個位置處的音圈馬達，例如，在未形成多個心軸接收孔組212G的位置處。高輸出、輕質(zhì)的音圈馬達可減小貼裝頭組件200的整個尺寸?？商鎿Q地，提升驅(qū)動馬達251可以是LM導(dǎo)軌、滾珠螺旋、或本領(lǐng)域公知的其它線性馬達或致動器。
提升部件256具有一個與提升驅(qū)動馬達251相結(jié)合的側(cè)面和多個選擇部件固定部257，其中與多個噴嘴心軸組220G相應(yīng)的多個選擇部件130可旋轉(zhuǎn)地裝配在選擇部件固定部257中。
因此，與多個噴嘴心軸組220G中的每一個相對應(yīng)的設(shè)置有一個水平驅(qū)動器140，其移動選擇部件130以便選擇將被豎直移動的噴嘴心軸120。在選擇部件130按照需要定位后，提升驅(qū)動器250被致動以便向下或向上移動所選擇的噴嘴心軸120。
在示于圖11的情形中(右手側(cè))，水平驅(qū)動器140可將多個選擇部件130中的一個或多個選擇部件130移動到某一位置，在該位置，只有一個噴嘴心軸120被多個選擇部件130選定。由于提升驅(qū)動器250同時移動多個選擇部件130，心軸120和選擇部件130的所示結(jié)構(gòu)有助于僅向下移動所需數(shù)量的用于拾取或安裝的噴嘴心軸120。
為此，如圖11所示，一個噴嘴心軸組220G內(nèi)的相鄰噴嘴心軸120之間距離的至少一個距離(兩個前心軸120f和兩個后心軸120r之間的距離D1)可大于選擇部件130的心軸接觸部136的兩個遠端之間的長度(D2)。在噴嘴心軸120按所示的那樣配置時，選擇部件130可被定位于第一位置(例如，圖11所示的左手側(cè))，在那里，一個或多個噴嘴心軸120可被提升驅(qū)動器250提升或降低；和第二位置(示于圖11的右手側(cè))，在那里，相鄰噴嘴心軸120之間的距離大于心軸接觸部136的長度，從而沒有噴嘴心軸120被提升驅(qū)動器250降低或提升。通過這種方式，水平驅(qū)動器140相對于將被拾取和/或安裝的電子元件的數(shù)量和結(jié)構(gòu)而將選擇部件130水平地移動至第一和第二位置中的一個。
前噴嘴心軸120f和后噴嘴心軸120r之間距離的至少一個距離可以是隔開的，以便不選擇兩個前噴嘴心軸120f和兩個后噴嘴心軸120r中的任何一個或多個。如圖11-13所示，一個噴嘴心軸組220G可包括至少一個第二位置。如圖所示，該組220G被構(gòu)造為具有兩個相鄰的第二位置，其中一個第二位置與第一選擇部件130相對應(yīng)，而另一個第二位置與第二選擇部件130相對應(yīng)。通過這種方式，可以理解，這兩個選擇部件130可同時選擇0個心軸(例如，當(dāng)這兩個選擇部件130位于前噴嘴心軸120f和后噴嘴心軸120r之間的第二位置時)，一個心軸，兩個心軸，三個心軸或四個心軸。正如所示的，一個或多個中間噴嘴心軸120c可選擇性地定位在前噴嘴心軸120f和后噴嘴心軸120r之間的位置，并且例如，如圖11所示，可設(shè)置在第二位置的左側(cè)或右側(cè)。
而且，如圖12和13所示，相鄰噴嘴心軸組220G內(nèi)的噴嘴心軸120之間的距離k3可與兩個元件供料器190之間的距離k2基本上相似，其中相鄰噴嘴心軸組220G是隔開的且平行于用于提供將被拾取的電子元件的元件供料器190。
即，如圖12所示，假定兩個前噴嘴心軸120f和兩個后噴嘴心軸120r被設(shè)置成平行于元件供料器190，則相鄰噴嘴心軸組220G內(nèi)的前噴嘴心軸120之間的距離k3可基本上相似于相鄰的平行元件供料器190之間的距離k2。而且，如圖13所示，相鄰噴嘴心軸組220G內(nèi)的后噴嘴心軸120之間的距離k3可基本上相似于相鄰的平行元件供料器190之間的距離。
一個噴嘴心軸組220G內(nèi)的相鄰噴嘴心軸120之間的距離k1也可基本上相似于相鄰的平行元件供料器190之間的距離k2。因此，當(dāng)兩個噴嘴心軸組220G相互平行設(shè)置并且每一個噴嘴心軸組220G包含兩個前噴嘴心軸120f和兩個后噴嘴心軸120r時，如圖12和13所示，通過兩個噴嘴心軸組220G同時拾取四個電子元件195是可能的。
因此，如圖11-13所示，每一個噴嘴心軸組220G包括至少兩個前噴嘴心軸120f和兩個后噴嘴心軸120r。在該情形中，水平驅(qū)動器140可驅(qū)動選擇部件130，以使得選擇部件130可被定位在每一個噴嘴心軸120可被單獨選擇的第一位置(圖11，左手側(cè))，沒有噴嘴心軸120可被選擇的第二位置(圖11，右手側(cè))，至少兩個前噴嘴心軸120可被同時選擇的第三位置(圖12)，或至少兩個后噴嘴心軸120可被同時選擇的第四位置(圖13)。每一個噴嘴心軸組220G的每個噴嘴心軸120可被單獨地選擇。此外，沒有噴嘴心軸120可被蓄意地選擇。
同時，具有上述結(jié)構(gòu)的噴嘴心軸120可被分別地旋轉(zhuǎn)，或者包括一個驅(qū)動馬達的心軸轉(zhuǎn)子被用于同時轉(zhuǎn)動所有的噴嘴心軸120。為實現(xiàn)該目的，噴嘴心軸120可通過帶或齒輪連接至驅(qū)動馬達。但是，在長時間使用例如帶或齒輪之類的連接器后，精度可能會降低。
因此，參照圖10-14，心軸轉(zhuǎn)子260包括心軸旋轉(zhuǎn)馬達261，馬達曲柄臂262，連接支撐板264，和多個心軸曲柄臂266，它們相協(xié)作以同時轉(zhuǎn)動所有噴嘴心軸120。
馬達曲柄臂262裝配到心軸旋轉(zhuǎn)馬達261并且其具有從心軸旋轉(zhuǎn)馬達261的旋轉(zhuǎn)軸偏離的第一偏心軸263。如圖10所示，連接支撐板264包括接收第一偏心軸263以用于同時轉(zhuǎn)動所有噴嘴心軸120的洞或孔。多個心軸曲柄臂266中的每一個都連接至相應(yīng)的一個噴嘴心軸120，并且每個心軸曲柄臂266具有從噴嘴心軸120的中心軸偏離的第二偏心軸267，其偏離的距離與第一偏心軸263的偏移距離相等。由于第二偏心軸267被接收在連接支撐板264中的洞或孔265中，當(dāng)連接支撐板264響應(yīng)心軸旋轉(zhuǎn)馬達261和第一偏心軸263的致動而旋轉(zhuǎn)時，第二偏心軸267以和連接支撐板264相同的方式旋轉(zhuǎn)。然后，具有相對于第二偏心軸267的預(yù)定偏心距的多個心軸曲柄臂266轉(zhuǎn)動，從而允許連接至多個心軸曲柄臂266中的每一個的噴嘴心軸120轉(zhuǎn)動。
即，本發(fā)明使用一個心軸旋轉(zhuǎn)馬達261來同時轉(zhuǎn)動，從而提供了具有低制造成本的緊湊型輕質(zhì)貼裝頭組件200。本發(fā)明還允許心軸轉(zhuǎn)子261與噴嘴心軸120直接和剛性地連接，從而可實現(xiàn)高精度安裝而不會發(fā)生反跳。隨著包括多個噴嘴心軸組220G的貼裝頭組件200中的噴嘴心軸120數(shù)量的增加，優(yōu)點也增加了。
同時，心軸曲柄臂266被裝配到噴嘴心軸120的頂端中，并且連接支撐板264設(shè)置在噴嘴心軸120上。心軸旋轉(zhuǎn)馬達261被設(shè)置在連接支撐板264上。在該情形中，噴嘴心軸120具有從其側(cè)面凸出的選擇部件接觸部126(圖10)，以便與選擇部件130接觸。
具有上述結(jié)構(gòu)的貼裝頭組件使用提升驅(qū)動馬達、水平驅(qū)動馬達和選擇部件來選擇噴嘴心軸組內(nèi)的至少一個噴嘴心軸以便豎直移動，從而簡化了用于豎直移動噴嘴心軸的提升驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)，同時減少了元件的數(shù)量。因此，本發(fā)明提供了實現(xiàn)高速移動的輕質(zhì)、緊湊、無反跳、便宜的貼裝頭組件。
本發(fā)明的貼裝頭組件還具有增加數(shù)量的噴嘴心軸，這是由于它的總重量和尺寸可被減少。
盡管本發(fā)明已經(jīng)參照其示例性實施例被特定地示出和描述了，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理解，在不偏離由下面的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可對其作出各種形式和細節(jié)的改變。
權(quán)利要求
1.一種用于芯片貼裝機的貼裝頭組件，包括機架，其具有多個心軸接收孔；多個噴嘴心軸，其設(shè)置在多個心軸接收孔中以用于豎直和旋轉(zhuǎn)運動，多個噴嘴心軸中的每一個包括用于拾取和安裝電子元件的噴嘴；選擇部件，其被設(shè)置用于選擇多個噴嘴心軸中的至少一個噴嘴心軸；水平驅(qū)動器，其被設(shè)置用于水平移動多個噴嘴心軸上的選擇部件；和提升驅(qū)動器，其被設(shè)置用于豎直移動選擇部件以提升和降低所述至少一個噴嘴心軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的貼裝頭組件，其中，所述水平驅(qū)動器與選擇部件的第一部分相連接，以便使第一部分遠端的選擇部件的第二部分在多個噴嘴心軸之上的平面中轉(zhuǎn)動預(yù)定的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的貼裝頭組件，其中，所述噴嘴心軸沿著具有中心軸的共同圓周設(shè)置，并且其中，所述選擇部件的第二部分繞該中心軸沿該共同圓周旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的貼裝頭組件，其中，所述多個噴嘴心軸包括兩個前噴嘴心軸；兩個后噴嘴心軸；并且其中，水平驅(qū)動器是可操作的以用于移動選擇部件，以使得選擇部件被定位而選擇兩個前噴嘴心軸中的一個或兩個或者兩個后噴嘴心軸中的一個或兩個。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的貼裝頭組件，其中，所述水平驅(qū)動器使選擇部件繞由連接心軸接收孔的虛擬直線而形成的多邊形的中心轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的貼裝頭組件，其中，所述兩個前噴嘴心軸和兩個后噴嘴心軸分開一段距離，該距離與用于提供將被拾取的電子元件的相鄰的平行元件供料器之間的距離基本上相似。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的貼裝頭組件，其中，所述選擇部件包括結(jié)合部，其與水平驅(qū)動器可旋轉(zhuǎn)地連接并且相應(yīng)于提升驅(qū)動器的操作可豎直移動；和心軸接觸部，其與結(jié)合部成整體并且從該結(jié)合部凸出，心軸接觸部被構(gòu)造為用于選擇多個噴嘴心軸中的一個或多個。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的貼裝頭組件，其中，所述提升驅(qū)動器包括提升驅(qū)動馬達；和提升部件，其與提升驅(qū)動馬達相連接并且可在機架上豎直移動，提升部件包括被構(gòu)造為用于接收選擇部件結(jié)合部的選擇部件固定部；其中，所述水平驅(qū)動器包括水平驅(qū)動馬達和連接至水平驅(qū)動馬達軸的連接軸，該連接軸與結(jié)合部裝配在一起并且延伸穿過選擇部件固定部，以使得選擇部件可相應(yīng)于提升驅(qū)動馬達的操作向上和向下移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的貼裝頭組件，其中，所述選擇部件固定部包括插入孔，選擇部件的結(jié)合部裝配于該插入孔中，并且其中，選擇部件的結(jié)合部包括通孔，該通孔和插入孔被構(gòu)造為基本同軸以便接收從其中穿過的連接軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的貼裝頭組件，其中，所述水平驅(qū)動器包括水平驅(qū)動馬達和連接軸，該連接軸與選擇部件相連接，并且其中，所述提升驅(qū)動器包括提升驅(qū)動馬達和可相對于機架移動的提升部件，提升部件包括選擇部件固定部，選擇部件可旋轉(zhuǎn)地裝配于該選擇部件固定部中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的貼裝頭組件，還包括設(shè)置用于同時轉(zhuǎn)動多個噴嘴心軸中的每一個噴嘴心軸的心軸轉(zhuǎn)子。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的貼裝頭組件，其中，所述心軸轉(zhuǎn)子包括心軸旋轉(zhuǎn)馬達；馬達曲柄臂，其連接至心軸旋轉(zhuǎn)馬達并且包括從心軸旋轉(zhuǎn)馬達的旋轉(zhuǎn)軸偏移的第一偏心軸；連接支撐板，其連接至第一偏心軸，該連接支撐板被設(shè)置在多個噴嘴心軸之上；和多個心軸曲柄臂，其包括連接至連接支撐板的第二偏心軸，多個心軸曲柄臂中的每一個連接至多個噴嘴心軸的一個噴嘴心軸。
13.一種用于芯片貼裝機的貼裝頭組件，包括機架，其包括多個第一心軸接收孔和多個第二心軸接收孔；多個第一噴嘴心軸，其設(shè)置在多個第一心軸接收孔中以用于豎直和旋轉(zhuǎn)運動，多個第一噴嘴心軸中的每一個包括用于拾取和安裝電子元件的噴嘴；多個第二噴嘴心軸，其設(shè)置在多個第二心軸接收孔中以用于豎直和旋轉(zhuǎn)運動，多個第二噴嘴心軸中的每一個包括用于拾取和安裝電子元件的噴嘴；第一選擇部件，其被設(shè)置以選擇多個第一和第二噴嘴心軸中的至少一個噴嘴心軸以用于豎直移動；第二選擇部件，其被設(shè)置以選擇多個第一和第二噴嘴心軸中的至少一個噴嘴心軸以用于豎直移動；至少一個水平驅(qū)動器，其與第一和第二選擇部件相連接，該至少一個水平驅(qū)動器用于移動多個第一和第二噴嘴心軸上方的平面中的第一和第二選擇部件；和提升驅(qū)動器，其同時豎直移動第一和第二選擇部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的貼裝頭組件，其中，多個第一和第二噴嘴心軸中的至少一個被設(shè)置用于使得第一和第二選擇部件的至少一個可被水平驅(qū)動器定位成不選擇噴嘴心軸進行豎直移動。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的貼裝頭組件，其中，多個第一和第二噴嘴心軸中的每一個包括兩個前噴嘴心軸和兩個后噴嘴心軸，并且其中，所述至少一個水平驅(qū)動器被設(shè)置以便獨立地移動第一和第二選擇部件，從而第一和第二選擇部件的每個是可操作的以用于選擇零個噴嘴心軸，一個噴嘴心軸，兩個前噴嘴心軸，和兩個后噴嘴心軸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的貼裝頭組件，其中，多個第一噴嘴心軸的兩個前噴嘴心軸與多個第一噴嘴心軸的兩個后噴嘴心軸之間隔開的第一距離大于第一選擇部件的一部分；并且，其中，多個第二噴嘴心軸的兩個前噴嘴心軸與多個第二噴嘴心軸的兩個后噴嘴心軸之間隔開的第二距離大于第二選擇部件的一部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的貼裝頭組件，其中，多個第一噴嘴心軸的兩個前噴嘴心軸和兩個后噴嘴心軸隔開第一水平距離，該第一水平距離與第一組兩個相鄰的用于供應(yīng)將被拾取的電子元件的平行元件供料器之間的距離基本上相似；并且其中，多個第二噴嘴心軸的兩個前噴嘴心軸和兩個后噴嘴心軸隔開第二水平距離，該第二水平距離與第二組兩個相鄰的用于供應(yīng)將被拾取的電子元件的平行元件供料器之間的距離基本上相似。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的貼裝頭組件，其中，第一水平距離基本上相似于第二水平距離。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的貼裝頭組件，其中，所述第一和第二選擇部件中的每一個包括與所述至少一個水平驅(qū)動器可旋轉(zhuǎn)并且豎直地連接的結(jié)合部；和從結(jié)合部凸出的心軸接觸部，該心軸接觸部被設(shè)置用于選擇一個或多個噴嘴心軸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的貼裝頭組件，其中，所述提升驅(qū)動器包括提升驅(qū)動馬達；和與提升驅(qū)動馬達相連接并且在機架上可豎直移動的提升部件，該提升部件包括被設(shè)置用于接收每一個第一和第二選擇部件的結(jié)合部的選擇部件固定部；其中，所述至少一個水平驅(qū)動器包括第一水平驅(qū)動馬達，其包括連接至第一水平驅(qū)動馬達的軸的第一連接軸，該第一連接軸與第一選擇部件的結(jié)合部裝配在一起并且延伸穿過選擇部件固定部；第二水平驅(qū)動馬達，其包括連接至第二水平驅(qū)動馬達的軸的第二連接軸，該第二連接軸與第二選擇部件的結(jié)合部裝配在一起并且延伸穿過選擇部件固定部。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的貼裝頭組件，其中，所述選擇部件固定部包括多個插入孔，所述第一和第二選擇部件的結(jié)合部裝配于其中。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的貼裝頭組件，其中，所述提升驅(qū)動馬達是豎直安裝到機架的音圈馬達。
全文摘要
提供了一種用于芯片貼裝機的貼裝頭組件。該貼裝頭組件包括具有多個心軸接收孔的機架；與用于拾取和安裝電子元件的噴嘴裝配在一起并且豎直可移動地插入到心軸接收孔中的噴嘴心軸；用于選擇至少一個噴嘴心軸并豎直移動所選擇的噴嘴心軸的選擇部件；用于水平移動選擇部件并且改變將被選擇的噴嘴心軸的水平驅(qū)動器；和用于豎直移動選擇部件的提升驅(qū)動器。
文檔編號H05K13/04GK1964617SQ20061011005
公開日2007年5月16日 申請日期2006年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月10日
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