[发明专利]元件保持装置、装配头、装配机及装配元件载体的方法

说明书

本发明描述一种保持装置，用于气动保持元件以便向元件载体装配元件。该保持装置包括：（a）基体；（b）弹性弹簧件，其附接至基体；（c）顶端体，其附接至弹性弹簧件，其中，弹性弹簧件配置成使得顶端体在外力作用下相对于基体弹入或弹出；以及（d）气动通道系统，其延伸穿过基体、弹性弹簧件和顶端体，其中，该气动通道系统具有贯穿弹性弹簧件的贯穿段，其中，该贯穿段的纵向轴线与保持装置的对称轴线成非零角度（α）定向。本发明还描述一种具有至少一个这样保持装置的装配头、一种具有至少一个这样装配头的自动装配机以及一种使用这样元件保持装置来装配元件载体的方法。

技术领域

本发明总体上涉及装配技术领域。本发明尤其涉及一种用于元件的保持装置。本发明另外涉及一种具有至少一个这种保持装置的装配头以及一种具有至少一个这种装配头的自动装配机。本发明还涉及一种使用这种元件保持装置来装配元件载体的方法。

背景技术

通常在所谓的装配机中进行向元件载体装配电子元件。在自动装配机中，借助具有至少一个元件保持装置的装配头，从元件进给装置的元件拾取位置拾取电子元件，将其传送到元件载体，并在此处以预设的装配位置放置在待装配的元件载体上。

一般而言，用于元件的保持装置构造为所谓的抽吸夹具，其又称为移取管（吸移管）。这种保持装置在其顶端处具有通道开口，通过该通道吸入空气。如果这种保持装置的顶端触及电子元件，则通过所产生的负压（通常又称为真空）使其保持粘附至保持装置的端面或顶端上，然后就能较为易于进行操纵。这种操纵可以例如是将相关的元件从元件供给装置的元件拾取位置传送到待装配的元件载体上的元件放置位置。

为了确保在放置元件时，从构造为抽吸夹具的元件保持装置的顶端可靠地释放元件并将其转移到相关的元件载体上，通常不仅仅需要短暂切断负压或真空。在放置的那一时刻，抽吸夹具的气动通道必然承受气动吹气脉冲形式的短暂过压。

放置元件时，应保证将元件推压到元件载体上的力不得过大。这尤其适用于薄元件，基于关系式：压力 = 每单位面积上的力（P=F/A），这些薄元件在一定的放置力下会导致元件载体上承受较高的压力载荷，并可能（因断裂）导致损坏。在本文中，放置力又称为装配力。

为了在放置元件时保持装配力在控制之下，而与所需的吹气脉冲方面无关，使用弹簧加载的抽吸夹具是公知的。它们具有弹性弹簧件，该弹性弹簧件确保在从元件拾取位置拾取元件时以及将元件放置在元件载体上时，抽吸夹具的顶端段可以向抽吸夹具的基体偏转。这样就能减小短暂作用于相关元件上的力峰值。

在弹簧加载的抽吸夹具中，显然在拾取和放置元件时，作用于元件上的力不仅取决于弹性弹簧件的弹力，而且还取决于抽吸夹具内部的（气动）气压。然而，该气动压力并非随时间恒定，而是在“接通”负压时、“切断”负压时且尤其是因上述吹气脉冲而有所变化。

抽吸夹具内部的气压随时间变化，导致作用于相应元件上的力随时间变化。该力的“气动分量”Fp适用下列基本关系式：

Fp = P x A

P为移取管内部的气压，且A为有效面积，气压P在该有效面积上平行于移取管的纵向轴线作用于弹性弹簧件。为了避免意外漏气，弹性弹簧件通常相对于抽吸夹具的基体密封。面积A则是对应密封件的有效横截面积。

显然，气动力Fp随时间变化导致更加难以控制拾取元件的过程，尤其是通过借助于吹气将原件放置在其上的过程。这样就会降低整个装配过程的过程可靠性。

发明内容

本发明的目的是，针对拾取和放置元件而言，提高装配过程的过程可靠性。

本发明用以达成上述目的的解决方案为独立权利要求的主题。本发明的有利实施方式参阅从权利要求。