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DE3153475C2 - Assembly head for electronic components - Google Patents

Assembly head for electronic components

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Publication number
DE3153475C2
DE3153475C2 DE19813153475 DE3153475A DE3153475C2 DE 3153475 C2 DE3153475 C2 DE 3153475C2 DE 19813153475 DE19813153475 DE 19813153475 DE 3153475 A DE3153475 A DE 3153475A DE 3153475 C2 DE3153475 C2 DE 3153475C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arms
suction pipette
pairs
mounting head
axially displaceable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19813153475
Other languages
German (de)
Inventor
Josef 8137 Hoehenrain De Wacker
Johann 8193 Degerndorf De Melf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE19813153475 priority Critical patent/DE3153475C2/en
Priority claimed from DE19813102206 external-priority patent/DE3102206A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3153475C2 publication Critical patent/DE3153475C2/en
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/046Surface mounting

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Abstract

The electronic components assembly head has a pair of longitudinal slots running in the outer wall of the head-block that carries a longitudinally movable suction pipette.In order to prevent damage to the electronic components during assembly, the components are of different shape and of different size.The head-block (1) has a central orifice (17) and is made cylindrical and axially displaceable. Centrallydriven rings (10,11,20) are provided to actuate the arms (5,6) and suction pipette (16). The flow of movement of the rings is controlled over a lever system (21,22,27) by cams (22,23,25) driven by motors (32,22)

Description

Die Erfindung betrifft einen Montagekopf zum Montieren von elektronischen Bauteilen, insbesondere für automatische Hand­ habungsgeräte, mit einer in einer zentralen Bohrung axial ver­ schiebbar geführten Saugpipette und mit zwei Paaren einander gegenüberliegend angeordneter und in Richtung auf die Saugpi­ pette schwenkbarer Arme, wobei diese über mindestens einen axial ver­ schiebbaren Ring betätigbar sind und deren vordere über das Ende der Saugpipette hinausragende, zangenförmige Enden zum Justieren eines von der Saugplatte angesaugten elektroni­ schen Bauteiles dienen.The invention relates to a mounting head for mounting electronic components, in particular for automatic hand habitation devices, with an axially ver in a central bore sliding pipette and with two pairs of each other arranged opposite and towards the Saugpi pette swiveling arms, which ver over at least one axially sliding ring are actuated and their front over the Pliers-shaped ends protruding from the end of the suction pipette Adjustment of an electroni sucked in by the suction plate serve component.

Montageköpfe dieser Art werden vornehmlich dazu gebraucht, um elektronische Bauteile von einer vorgegebenen Abnahmestellung aufzunehmen und auf eine vorbestimmte Stelle einer Leiterplat­ te oder dgl. genau positioniert wiederum abzulegen. Meist ist die für das elektronische Bauteil vorbestimmte Stelle auf der Leiterplatte oder dgl. zuvor mit einer entsprechenden Kleb­ stoffschicht versehen.Assembly heads of this type are primarily used to electronic components from a given acceptance position record and on a predetermined location of a circuit board te or the like. Most is the predetermined location for the electronic component on the Printed circuit board or the like beforehand with an appropriate adhesive provided layer of fabric.

In der DE-OS 29 44 810 ist ein Verfahren beschrieben, gemäß welchem ein elektronisches Bauteil an das Vorderende einer Saugdüse angesaugt und von dieser festgehal­ ten wird, wobei das angesaugte Bauteil durch mehrere längs der Umfangsfläche des Saugdüsen-Vorderendes angeordnete Arme fest­ gehalten und dabei selbsttätig ausgerichtet wird. Das Bauteil wird nach dem Ausrichten zu einer vorbestimmten Klebe- oder Verbindungsstelle eines Substrates einer Halbleitervorrichtung übergeführt, wobei nach Öffnen der Arme das elektronische Bau­ teil zur Montage auf die vorbestimmte Klebestelle abgesenkt wird.In DE-OS 29 44 810 is a method described, according to which an electronic component to the Sucked in front of a suction nozzle and held firmly by it ten, the suctioned component by several along the Arms arranged circumferential surface of the suction nozzle front end is held and aligned automatically. The component after alignment to a predetermined adhesive or Junction of a substrate of a semiconductor device transferred, after opening the arms the electronic construction lowered part for assembly on the predetermined glue point becomes.

Zur Durchführung des bekannten Verfahrens wird ein Montagekopf verwendet, wie er eingangs beschrieben ist. Bei diesem bekann­ ten Montagekopf ist der die zentrale Bohrung für die längsver­ schiebliche Saugdüse aufweisende Block quaderförmig ausgebildet, in dessen Außenwandflächen die Längsnuten für die drehbeweglich gelagerten Arme vorgesehen sind. Die einzelnen Arme stehen unter der Wirkung einer Federkraft, welche das untere zangenförmige Ende der Arme gegen die zentrale Bohrung zu drängen vesucht, während das obere mit einer Rolle versehene Ende der Arme gegen eine im wesentlichen quadratische innere Ausnehmung einer oberhalb des quaderförmigen Blockes drehbar gelagerten scheibenförmigen Platte gedrückt wird. Die Anordnung ist hierbei so getroffen, daß die oberen mit Rollen versehenen Enden der Arme zum Öffnen ihrer unteren zangenförmigen Enden entgegen der Federkraft nach innen gedrückt werden, wenn die oberen Enden mit den vier Flachseiten der quadratischen Aus­ nehmung in Berührung stehen, während die unteren Enden der Arme sich in der Schließstellung befinden, wenn ihre oberen Enden sich in den vier Ecken der quadratischen Ausnehmung befinden. Nachteilig bei diesem bekannten Montagekopf ist, daß die Kraft zum Halten und zum Justieren der Bauteile von Federn aufge­ bracht wird, welche entsprechend stark bemessen sein müssen. Um zu verhindern, daß die elektronischen Bauteile durch die relativ starken Federkräfte beschädigt werden, ist an der Unterseite des quaderförmigen Blockes ein Kontaktblock vorge­ sehen, der im wesentlichen die Abmessungen des zu montierenden elektronischen Bauteiles aufweist. Durch die zwangsweise vorge­ gebene Schließstellung können somit nur etwa gleich große elek­ tronische Bauteile montiert werden.A mounting head is used to carry out the known method used as described at the beginning. With this,  The mounting head is the central hole for the longitudinal block block with a sliding suction nozzle formed in the outer wall surfaces, the longitudinal grooves for the rotatably mounted arms are provided. The single ones Arms are under the action of a spring force, which the lower pincer-shaped end of the arms against the central hole tried to push, while the upper one with a roller End of arms against an essentially square inner Recess one rotatable above the cuboid block stored disc-shaped plate is pressed. The order is made so that the upper ones are provided with rollers Ends of the arms to open their lower, pincer-shaped ends be pressed inwards against the spring force when the upper ends with the four flat sides of the square Aus take contact while the lower ends of the arms are in the closed position when their upper ends are in the four corners of the square recess. A disadvantage of this known mounting head is that the force for holding and adjusting the components of springs is brought, which must be dimensioned accordingly strong. Around to prevent the electronic components by the relatively strong spring force is damaged at the Underside of the cuboid block a contact block is featured see the essentially the dimensions of the to be assembled has electronic component. By the compulsorily featured Given closed position can therefore only about the same size elek tronic components can be assembled.

Aus der DE-OS 28 34 836 ist ein Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Aufbringen elektronischer Bauelemente auf einen Hybrid-Leiterträger be­ kannt. Hierin wird eine axial verschiebbare Hülse mit einem einzigen mittigen Nocken am unteren Ende verwendet, die zur Betätigung beider vorgesehenen Arme-Paare nacheinander eingesetzt wird. Die Arme enden in Fingern, sogenannten "Suchern", die zur Ausrichtung des Bauelementes nötig sind. Ein Nachteil dieser Konstruktion ist der fest vorgegebene Ablauf der über nur einen Ring bzw. Nocken betätigten Bewegung der Arme-Paare bzw. Finger. Auch bei der Einrichtung nach der EP-OS 46 334, die zwei Schiebehülsen aufweist, ist der Bewegungsablauf fest vorgegeben.From DE-OS 28 34 836 is a device of the type mentioned for application electronic components on a hybrid conductor carrier knows. Here an axially displaceable sleeve with a single central cam at the lower end is used,  used to actuate the two pairs of arms provided one after the other becomes. The arms end in fingers, so-called "Finders" necessary to align the component are. A disadvantage of this construction is the fixed sequence of the movement of the actuated by only one ring or cam Pairs of arms or fingers. Even with the device according to EP-OS 46 334, has two sliding sleeves, the sequence of movements is fixed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Montagekopf bereitzustellen, mit dem das Ausrichten und Zentrieren eines Bauelementes in Abhängigkeit von der Form und Ausgestaltung dieses Bauelementes sehr flexibel durchführbar ist. Dabei sollte der Montagekopf eine einfache Bauweise aufweisen.The invention has for its object a mounting head to provide with the aligning and centering a Component depending on the shape and design this component can be carried out very flexibly. Here the mounting head should have a simple construction.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmmale des Anspruches 1 wiedergegeben.The solution to this problem is given by the characteristic Characteristics of claim 1 reproduced.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß durch die Aufspaltung der Antriebsverbindung zwischen den Arme-Paaren und den zugehörigen Motoren in zwei Systeme, derart, daß jedes Arme-Paar separat antreibbar ist, ganz wesentliche Vorteile erzielt werden können. Beim Schließen der Arme-Paare zum Aus­ richten eines elektronischen Bauteiles kann wesentlich flexib­ ler verfahren werden. Nötigenfalls, in Abhängigkeit von der Form und Ausgestaltung des Bauteiles, kann die Ausrichtung durch Schließen nur eines einzigen Arme-Paares erfolgen.The invention is based on the finding that Splitting the drive connection between the pairs of arms and the associated engines in two systems, such that each Arms pair can be driven separately, very significant advantages can be achieved. When closing the pairs of arms to the end Straightening an electronic component can be considerably flexible be traversed. If necessary, depending on the Shape and design of the component, the orientation by closing only a single pair of arms.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die zwei axial verschiebbaren Ringe zur Betätigung der beiden Arme-Paare zeitlich versetzt, also aufeinanderfolgend, betätig­ bar sind. Dabei ist es möglich, daß nur ein Arme-Paar schließt und das andere offen bleibt oder ein bestimmtes Arme-Paar zuerst schließt und das andere nachfolgt.An advantageous embodiment of the invention provides that the two axially movable rings for actuating the two Arms pairs actuated at different times, i.e. in succession are cash. It is possible that only one pair of arms closes and the other remains open or a certain pair of arms closes first and the other follows.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß zur einfachen konstruktiven Ausgestaltung des Montagekopfes mindestens ein Ring auf der Saugpipette axial verschiebbar angeordnet ist. Dies kann alternativ oder in Kombination mit der Anordnung mindestens eines Ringes auf einem zylinderförmig ausgebildeten Block geschehen. Dieser Ring ist ebenfalls axial verschieb­ bar. Die Vorteile dieser Konstruktion liegen in der einfachen Zuordnung eines Hebelsystemes zu einem einem Arme-Paar zuge­ hörigen Ring. Außerdem ist hierdurch genügend axialer Abstand der beiden erfindungsgemäßen Ringe gegeben.A further development of the invention provides that for simple constructive design of the mounting head at least one Ring on the suction pipette is axially displaceable. This can alternatively or in combination with the arrangement at least one ring on a cylindrical one  Block happen. This ring is also axially displaceable bar. The advantages of this construction are that it is simple Assignment of a lever system to a pair of arms audible ring. This also provides sufficient axial clearance given the two rings according to the invention.

Vorzugsweise sind zur Betätigung der Arme kugelförmige Ausneh­ mungen und/oder Anformungen an den Ringen und den Arme-Paaren vorgesehen, so daß diese zwischengeschalteten Antriebselemente kinetisch sinnvoll zusammenwirken.Spherical recesses are preferred for actuating the arms mations and / or formations on the rings and the pairs of arms provided so that these intermediate drive elements interact kinetically sensible.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung bezieht sich auf die Kraft, mit der die Arme-Paare ein elektronisches Bauteil zum Zentrieren beaufschlagen. Um diese Kraft an die Empfindlichkeit der jeweiligen Bauteile anzupassen, werden die zum Antrieb, d. h. zur Betätigung der Arme-Paare eingesetzten Motoren so gestaltet, daß ihr Drehmoment einstellbar ist. Somit sind Beschädigungen an elektronischen Bauteilen durch den Mon­ tagekopf weitestgehend ausgeschlossen.Another advantageous embodiment of the invention relates relying on the power with which the arms pairs an electronic Apply component for centering. To this power to the Adjust the sensitivity of the respective components to drive, d. H. used to operate the pairs of arms Motors designed so that their torque is adjustable. Consequently are damage to electronic components by the Mon Tagekopf largely excluded.

Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel eines Mon­ tagekopfes zum Teil schematisch dargestellt ist, wird die Er­ findung näher erläutert. Es zeigtBased on the drawing, in which an embodiment of a Mon Tagekopfes is partially shown schematically, the Er finding explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Montagekopf im Prinzip, FIG. 1 shows a mounting head according to the invention, in principle,

Fig. 2 eine Schnittansicht durch den zylinderförmigen Block des Montagekopfes gemäß Fig. 1 in zwei um 90° versetzten Schnittansichten, Fig. 2 is a sectional view through the cylindrical block of the mounting head of Fig. 1 in two 90 ° offset sectional views

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des unteren Endes der Saugpipette im Schnitt und Fig. 3 is an enlarged view of the lower end of the pipette in section and

Fig. 4 eine grafische Darstellung eines beispielhaften Funktionsablaufes der Bewegungen der Arme-Paare, der Saugpipette und des Auswerfers des Montage­ kopfes gemäß Fig. 1. Fig. 4 is a graphical illustration of an exemplary operational sequence of the movements of the arms pairs of the suction pipette and the ejector assembly of the head of FIG. 1.

Die Einzelteile des in Fig. 1 dargestellten Montagekopfes sind der Übersicht halber so dargestellt, daß die Wirkungsweise der zusammenwirkenden Teile besser ersichtlich ist. The individual parts of the mounting head shown in Fig. 1 are shown for the sake of clarity so that the mode of operation of the interacting parts is better visible.

Der erfindungsgemäße Montagekopf weist einen zylinderförmigen Block 1 auf, dessen zentrale Achse mit 2 bezeichnet ist. Der zylindrische Mantel des Blockes 1 weist vier gleichmäßig am Um­ fang verteilte, in Achsrichtung verlaufende Längsnuten 3 und 4 auf, wobei die einander gegenüberliegenden Längsnuten 3 bzw. 4 ein Paar bilden. In den Längsnuten 3 und 4 befinden sich Arme 5 und 6, die um Drehpunkte 7 schwenkbar sind und unter der Wirkung von Federn 8 stehen, die in Sacklöchern 9 angeordnet sind und sich am Grund der Nuten 3 und 4 abstützen, wobei sich die hinteren Enden 51 der Arme 5 gegen kurvenförmige Anformungen 101 eines in Längsrichtung der Achse 2 verschieb­ baren Ringes 10 legen. Die gegenüberliegenden Arme 6 weisen eine kurvenförmige Anformung 61 auf, welche mit entsprechenden Ausnehmungen 111 eines weiteren axial verschiebbaren Ringes 11 ausgebildet sind. Der Ring 11 ist auf dem zylinderförmigen Block 1 verschiebbar angeordnet, welcher mit einem Zahnkranz 12 versehen ist, der beispielsweise über einen Zahnriemen 13 mit einem Motorritzel 14 eines Antriebsmotors 15 in Verbindung steht. Mit Hilfe dieses Motors kann der Block 1 um die Achse 2 gedreht werden.The mounting head according to the invention has a cylindrical block 1 , the central axis of which is designated by 2 . The cylindrical shell of the block 1 has four evenly distributed around the beginning, extending in the axial direction longitudinal grooves 3 and 4 , the opposing longitudinal grooves 3 and 4 forming a pair. In the longitudinal grooves 3 and 4 are arms 5 and 6 , which are pivotable about pivot points 7 and are under the action of springs 8 , which are arranged in blind holes 9 and are supported on the bottom of the grooves 3 and 4 , the rear ends being supported 51 of the arms 5 against curvilinear formations 101 of a ring 10 which can be displaced in the longitudinal direction of the axis 2 . The opposite arms 6 have a curved shape 61 , which are formed with corresponding recesses 111 of a further axially displaceable ring 11 . The ring 11 is displaceably arranged on the cylindrical block 1 , which is provided with a toothed ring 12 , which is connected, for example via a toothed belt 13, to a motor pinion 14 of a drive motor 15 . With the help of this motor, block 1 can be rotated about axis 2 .

Aus diesem Grunde sind die Ringe 10 und 11 mit einer Ringnut 102 bzw. 112 versehen, die weiter unten noch näher erläutert wird.For this reason, the rings 10 and 11 are provided with an annular groove 102 and 112 , which will be explained in more detail below.

Die vorderen unteren Enden 52 und 62 der Arme 5 und 6 umschlie­ ßen das vordere Ende 161 einer Saugpipette 16, welche in einer zentralen Bohrung 17 des Blockes 1 axial verschiebbar geführt ist. Auf der Saugpipette 16 ist der Ring 10 axial ver­ schiebbar angeordnet.The front lower ends 52 and 62 of the arms 5 and 6 enclose the front end 161 of a suction pipette 16 which is guided axially displaceably in a central bore 17 of the block 1 . On the suction pipette 16 , the ring 10 is axially slidable ver.

Innerhalb der Saugpipette 16 befindet sich ein rohrförmiger Auswerfer 18, dessen unteres Ende 181 am Ende 161 der Saug­ pipette so angepaßt ist, daß sie diese total verschließen kann. Zu diesem Zweck weist das untere Ende 181 des Auswerfers 18 einen hohlzylindrischen Teil 182 auf, welcher mit einer ent­ sprechenden zylindrischen Bohrung 162 der Saugpipette zusammen­ wirkt, wie Fig. 3 zeigt. Der hohlzylindrische Teil 182 des Auswerfers 18 besitzt Radialbohrungen 183, welche in bezug auf die zylindrische Bohrung 162 der Saugpipette 16 so angeordnet sind, daß bei ausgefahrenem Auswerfer (linker Teil der Fig. 3) diese Radialbohrungen 183 durch die Wandung der zylindrischen Bohrung der Saugpipette 16 verschlossen und bei zurückgezogenem Auswerfer 18 (siehe rechter Teil der Fig. 3) diese Radialboh­ rungen 183 freigegeben sind, so daß die Öffnung der Saugpipette 16 mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Unterdruckquelle in Verbindung steht, welche an dem oberen Ende des Auswerfers 18 angeschlossen ist.Within the suction pipette 16 is a tubular ejector 18 , the lower end 181 at the end 161 of the suction pipette is adapted so that it can totally close it. For this purpose, the lower end 181 of the ejector 18 has a hollow cylindrical part 182 which cooperates with a corresponding cylindrical bore 162 of the suction pipette, as shown in FIG. 3. The hollow cylindrical part 182 of the ejector 18 has radial bores 183 which are arranged with respect to the cylindrical bore 162 of the suction pipette 16 so that when the ejector is extended (left part of FIG. 3) these radial bores 183 through the wall of the cylindrical bore of the suction pipette 16 closed and with retracted ejector 18 (see right part of FIG. 3) these Radialboh stanchions 183 are released so that the opening of the suction pipette 16 is connected to a vacuum source, not shown in the drawing, which is connected to the upper end of the ejector 18 is.

Zur Betätigung des Auswerfers 18 ist am oberen Ende desselben ein Ring 19 mit einer Ringnut 191 befestigt. In gleicher Weise ist zur Betätigung der Saugpipette 16 am oberen Ende dieser ein weiterer Ring 20 mit einer Ringnut 201 befestigt, wie Fig. 1 zeigt.To actuate the ejector 18 , a ring 19 with an annular groove 191 is attached to the upper end thereof. In the same way, a further ring 20 with an annular groove 201 is fastened to the upper end of the suction pipette 16 , as shown in FIG .

Normalerweise werden die Arme 5 und 6 durch die Federn 8 in die Offenstellung gedrängt. Sollen die zangenförmigen Enden der Arme-Paare 5 und 6 in Richtung auf das Ende 161 der Saugpipette 16 bewegt werden, müssen die Ringe 10 und 11 in Achsrichtung nach unten bewegt werden. Da das Öffnen und Schließen der Arme nach einem bestimmten Bewegungsprogramm vorgenommen werden soll, sind zur Steuerung dieser Bewegungen Kurvenscheiben 23 und 24 vorgesehen, die über Winkelhebel 21 und 22 mit den Ringen 10 und 11 in Verbindung stehen. Die Winkelhebel 21 und 22 sind um Drehpunkte 211 und 221 schwenkbar und stehen unter den Wirkungen von in der Zeichnung nicht dargestellten Federn, die die an den Enden angeordneten Rollen 212 und 222 am Umfang der Kurvenscheiben 23 und 24 andrücken. Die anderen Enden der Winkelhebel 21 und 22 sind mit in der Zeichnung nicht sichtbaren Gleitsteinen versehen, die in den Ringnuten 102 und 112 zu gleiten vermögen.Normally, the arms 5 and 6 are pushed into the open position by the springs 8 . If the pincer-shaped ends of the arm pairs 5 and 6 are to be moved in the direction of the end 161 of the suction pipette 16 , the rings 10 and 11 must be moved downwards in the axial direction. Since the opening and closing of the arms is to be carried out according to a specific movement program, cam discs 23 and 24 are provided for controlling these movements, which are connected to the rings 10 and 11 via angle levers 21 and 22 . The angle levers 21 and 22 are pivotable about pivot points 211 and 221 and are under the action of springs, not shown in the drawing, which press the rollers 212 and 222 arranged at the ends on the circumference of the cam plates 23 and 24 . The other ends of the angle levers 21 and 22 are provided with sliding blocks, not visible in the drawing, which are able to slide in the ring grooves 102 and 112 .

Die Axialbewegung der Ringe 19 und 20 für die Saugpipette 16 und den Auswerfer 18 wird gemeinsam von einer Kurvenscheibe 25 über Hebel 27 und 28 gesteuert, die über ein Verbindungsstück 29 miteinander in Verbindung stehen. Während der Drehpunkt 271 des Hebels 27 festliegt, bewegt sich der Drehpunkt 281 entspre­ chend dem Verbindungsstück 29. Zudem steht der Hebel 28 über eine Strebe 30 mit einem Hebel 31 in Verbindung, der um einen Drehpunkt 311 schwenkbar ist und über eine Rolle 312 mit einer Kurvenscheibe 26 in Verbindung steht. Damit kann dem Ring 19 des Auswerfers eine zusätzliche Bewegung überlagert werden, wie weiter unten ausgeführt werden wird. Auch die Hebel 27, 28 und 31 stehen unter der Wirkung von Federn, die die Rollen 272 bzw. 312 gegen die Stirnseite der Kurvenscheiben 25 und 26 drücken.The axial movement of the rings 19 and 20 for the suction pipette 16 and the ejector 18 is controlled jointly by a cam plate 25 via levers 27 and 28 , which are connected to one another via a connecting piece 29 . While the pivot point 271 of the lever 27 is fixed, the pivot point 281 moves accordingly the connector 29th In addition, the lever 28 is connected via a strut 30 to a lever 31 which is pivotable about a fulcrum 311 and is connected to a cam 26 via a roller 312 . An additional movement can thus be superimposed on the ring 19 of the ejector, as will be explained further below. The levers 27, 28 and 31 are also under the action of springs which press the rollers 272 and 312 against the end face of the cams 25 and 26 .

Die Kurvenscheiben 23 und 25 werden von einem Antriebsmotor 32 und die Kurvenscheiben 24 und 26 von einem Antriebsmotor 33 an­ getrieben. Die Motoren 32 und 33 sind vorzugsweise schnell lau­ fende Gleichstrommotoren, deren Drehmoment über eine Spannungs­ einstellung einstellbar ist.The cams 23 and 25 are driven by a drive motor 32 and the cams 24 and 26 by a drive motor 33 . The motors 32 and 33 are preferably fast-running DC motors, the torque of which can be adjusted via a voltage setting.

Durch entsprechende Formgebung der Kurvenscheiben 23 bis 26 so­ wie durch wechselweise Einschaltung der beiden Motoren 32 und 33 kann ein bestimmter Bewegungsablauf der Arme-Paare 5 und 6 sowie der Saugpipette 16 mit ihrem Auswerfer 18 gesteuert werden.By appropriate shaping of the cams 23 to 26 and alternately switching on the two motors 32 and 33 , a certain movement sequence of the pairs of arms 5 and 6 and the suction pipette 16 can be controlled with their ejector 18 .

In Fig. 4 ist beispielsweise ein entsprechendes Bewegungsdia­ gramm dargestellt, wie es zur Ausführung einer bestimmten Be­ wegung des Montagekopfes erforderlich ist. Die Erfindung wird im Zusammenhang mit diesem Bewegungsdiagramm näher erläutert. Die Bewegungen der einzelnen Teile sind in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Kurvenscheiben bzw. der Zeit bzw. der Schritt­ zahl für einen Zyklus dargestellt. In der ersten Zeile ist die Bewegung der Saugpipette 16 dargestellt mit den beiden Stellun­ gen "oben" und "unten"; darunter in Zeile zwei die Bewegungen des Arme-Paares 5 mit den beiden Stellungen "auf" und "zu"; in Zeile drei die Bewegung des Auswerfers 18 mit den Stellungen "oben" und "unten" und in der vierten Zeile die Bewegung des Arme-Paares 6 mit den Stellungen "auf" und "zu". In der fünften Zeile ist das Einfahren in die X-Y Position dargestellt.In Fig. 4, for example, a corresponding Bewegungsdia program is shown, as is necessary to carry out a certain movement of the mounting head. The invention is explained in more detail in connection with this movement diagram. The movements of the individual parts are shown depending on the angle of rotation of the cams or the time or number of steps for a cycle. The first line shows the movement of the suction pipette 16 with the two positions “above” and “below”; below in line two the movements of the pair of arms 5 with the two positions "open" and "closed"; in line three the movement of the ejector 18 with the positions "up" and "down" and in the fourth line the movement of the pair of arms 6 with the positions "open" and "closed". The fifth line shows the entry into the XY position.

Hierbei ist zu berücksichtigen, daß die Antriebsmotoren 32 und 33 nicht nur gleichzeitig, sondern auch wechselweise eingeschaltet werden können. Wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, befindet sich die Saugpipette 16 zum Zeitpunkt 0 in angehobe­ ner Stellung, und die beiden Arme-Paare 5 und 6 sind offen, während der Auswerfer 18 sich in der unteren Stellung gemäß Fig. 2 befindet. Wird nun vorerst der Motor 32 eingeschaltet, so werden die Kurvenscheiben 23 und 25 bewegt. Dadurch wird die Saugpipette 16 auf ein zu greifendes Teil abgesenkt (Schritt 0- 2). Durch Einschalten des Motors 33 wird der Auswerfer 18 nach oben gezogen (Schritt 2-4), wodurch die Saugpipette 16 über den Auswerfer 18 mit der Unterdruckquelle in Verbindung gebracht wird. Nach dem Ansaugen eines elektronischen Bauteils wird die Saugpipette 16 wieder angehoben (Schritt 4-6) und beide Motoren eingeschaltet; durch Betätigen des Ringes 10 werden die Arme 5 so verschwenkt, daß die zangenförmigen Enden 52 sich dem elektronischen Bauteil nähern. Unmittelbar danach wird auch der Ring 11 nach unten bewegt, der die Arme-Paare 6 schließt. Sobald die zangenförmigen Enden 52 und 62 mit dem elektronischen Bauteil in Berührung kommen und das elektroniche Bauteil zurechtgerückt ist, werden die Motoren 32 und 33 angehalten. Gleichzeitig wird der Montagekopf in seine Ablegestellung gefahren (Schritt 6-9). In dieser wird die Saugpipette 16 abgesenkt (Schritt 10-12) und anschließend der Auswerfer 18 betätigt (Schritt 12-14), der nicht nur das elektronische Bauteil niederdrückt, sondern auch die Verbindung der Saugpipette mit der Unterdruckquelle ab­ sperrt und das untere Ende der Saugpipette lüftet. Anschließend wird die Saugpipette 16 wieder in die obere Stellung gefahren (Schritt 14-16) und der Montagekopf wieder zur Aufnahmestel­ lung zurückgeführt (Schritt 16-18), wo dann der neue Zyklus gemäß Fig. 4 beginnt.It should be noted here that the drive motors 32 and 33 can be switched on not only simultaneously, but also alternately. As can be seen from FIG. 4, the suction pipette 16 is at the time 0 in the raised position, and the two pairs of arms 5 and 6 are open, while the ejector 18 is in the lower position according to FIG. 2. If the motor 32 is now switched on for the time being, the cams 23 and 25 are moved. As a result, the suction pipette 16 is lowered onto a part to be gripped (step 0-2). By turning on the motor 33 , the ejector 18 is pulled upwards (step 2-4), whereby the suction pipette 16 is connected to the vacuum source via the ejector 18 . After the suction of an electronic component, the suction pipette 16 is raised again (step 4-6) and both motors are switched on; by actuating the ring 10 , the arms 5 are pivoted so that the pincer-shaped ends 52 approach the electronic component. Immediately thereafter, the ring 11 , which closes the pairs of arms 6 , is also moved downward. As soon as the pincer-shaped ends 52 and 62 come into contact with the electronic component and the electronic component has been adjusted, the motors 32 and 33 are stopped. At the same time, the assembly head is moved to its storage position (step 6-9). In this, the suction pipette 16 is lowered (step 10-12) and then the ejector 18 is operated (step 12-14), which not only depresses the electronic component, but also blocks the connection of the suction pipette to the vacuum source and the lower end of the Suction pipette releases. Then the suction pipette 16 is moved back to the upper position (step 14-16) and the assembly head is returned to the receiving position (step 16-18), where the new cycle according to FIG. 4 then begins.

Die Steuerung der beiden Motoren 32 und 33 kann zeitlich auch in anderer Weise vorgenommen werden. Durch entsprechende Span­ nungsvorgabe für die Motoren kann das Drehmoment vorgegeben werden. Sobald das vorgegebene Drehmoment überschritten wird, werden die Motoren angehalten. Ist mit den Motoren ein Wegmeß­ system gekoppelt, kann auf diese Weise z. B. überprüft werden, ob das ergriffene Bauteil die gewünschten Abmessungen oder dgl. aufweist, in dem die gemessenen Ist-Werte mit entsprechend vorgegebenen Soll-Werten verglichen werden.The control of the two motors 32 and 33 can also be timed in a different way. The torque can be specified by corresponding voltage specification for the motors. As soon as the specified torque is exceeded, the motors are stopped. Is a distance measuring system coupled with the motors, z. B. checked whether the gripped component has the desired dimensions or the like. In which the measured actual values are compared with corresponding predetermined target values.

Da die Arme-Paare stets mit einem vorgebbaren Druck an dem elektronischen Bauteil anliegen, können auch die elektrischen Eigenschaften eines Bauteiles überprüft werden, beispielsweise dadurch, daß über ein Arme-Paar ein bestimmter Strom geschickt oder an ein Arme-Paar eine bestimmte Spannung angelegt wird, so daß beispielsweise der elektrische Widerstand gemessen und z. B. mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird. Das jeweilige Arme-Paar muß in diesem Falle isoliert angeordnet sein.Since the pairs of arms always with a predetermined pressure on the electronic component, the electrical can Properties of a component are checked, for example in that a certain current is sent via a pair of arms or a certain voltage is applied to a pair of arms, so that, for example, the electrical resistance measured and z. B. is compared with a predetermined value. The respective In this case, the pair of arms must be arranged in isolation.

Claims (6)

1. Montagekopf zum Montieren von elektronischen Bauteilen, insbesondere für automatische Handhabungsgeräte, mit einer in einer zentralen Bohrung (17) axial verschiebbar geführten Saugpipette (16) und mit zwei Paaren einander gegenüberlie­ gend angeordneter und in Richtung auf die Saugpipette (16) schwenkbarer Arme (5, 6), wobei diese über mindestens einen axial ver­ schiebbaren Ring betätigbar sind und deren vordere über das Ende der Saugpipette (16) hinausragende, zangenförmige Enden (52, 62) zum Justieren eines von der Saugpipette (16) angesaugten elektronischen Bauteils dienen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei durch je einen unabhängig steuerbaren Antrieb axial verschiebbare Ringe (10, 11) zur Betätigung je eines der beiden Arme-Paare (5, 6) vorgesehen sind.1. mounting head for mounting electronic components, in particular for automatic handling devices, with a suction pipette ( 16 ) guided axially displaceably in a central bore ( 17 ) and with two pairs of arms arranged opposite one another and pivotable in the direction of the suction pipette ( 16 ) ( 5, 6 ), which can be actuated via at least one axially displaceable ring and whose front, pliers-shaped ends ( 52, 62 ) projecting beyond the end of the suction pipette ( 16 ) serve to adjust an electronic component sucked in by the suction pipette ( 16 ), characterized in that two rings ( 10, 11 ), each axially displaceable by an independently controllable drive , are provided for actuating one of the two pairs of arms ( 5, 6 ). 2. Montagekopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei axial verschiebbaren Ringe (10, 11) aufeinander­ folgend betätigbar sind.2. Mounting head according to claim 1, characterized in that the two axially displaceable rings ( 10, 11 ) can be actuated in succession. 3. Montagekopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein axial verschiebbarer Ring (10) auf der Saugpipette (16) axial verschiebbar angeordnet ist.3. Mounting head according to one of the preceding claims, characterized in that at least one axially displaceable ring ( 10 ) on the suction pipette ( 16 ) is arranged axially displaceably. 4. Montagekopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein axial verschiebbarer Ring (11) auf einem zylinderförmig ausgebildeten Block (1) axial verschiebbar angeordnet ist.4. Mounting head according to one of the preceding claims, characterized in that at least one axially displaceable ring ( 11 ) on a cylindrical block ( 1 ) is arranged axially displaceably. 5. Montagekopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Arme-Paare (5, 6) die zwei zentrisch ge­ führten und axial verschiebbaren Ringe (10, 11) kurvenförmige Ausnehmungen (111) und/oder Anformungen (101) aufweisen, die mit entsprechenden kurvenförmig ausgebildeten Teilen (51, 61) der Arme-Paare (5, 6) zusammenwirken.5. Mounting head according to one of the preceding claims, characterized in that for actuating the pairs of arms ( 5, 6 ) the two centrically guided and axially displaceable rings ( 10, 11 ) curved recesses ( 111 ) and / or projections ( 101 ) which cooperate with corresponding curved parts ( 51, 61 ) of the pairs of arms ( 5, 6 ). 6. Montagekopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung der Arme-Paare (5, 6) Motoren (32, 33) mit einstellbarem Drehmoment vorgesehen sind, wobei die Antriebs­ verbindung durch ein Hebelsystem (21, 22) gegeben ist.6. Mounting head according to claim 5, characterized in that for actuating the pairs of arms ( 5, 6 ) motors ( 32, 33 ) are provided with adjustable torque, the drive connection being provided by a lever system ( 21, 22 ).
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EP0046334A1 (en) * 1980-08-20 1982-02-24 FUJI MACHINE Mfg. Co., Ltd. Method and apparatus for automatically mounting non-lead electronic components on printed-circuit or similar boards

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