模块化元件操纵装置制造方法及图纸

本发明专利技术一种保持和驱动装置，其具有(a)机架；(b)旋转结构，其围绕着旋转轴线可旋转地设置在机架上；(c)旋转驱动器，以使旋转结构围绕着旋转轴线旋转；以及(d)设置或构造在旋转结构上的旋转结构‑接口，具有多个顶尖座套筒的工具装置能够可松脱地设置在此旋转结构‑接口上，这些顶尖座套筒配置得用来可松脱地安放从旋转轴线以径向方向分量突出的元件保持装置或其它工具元件。此外还描述了相应的工具装置、相应的补充工具装置以及由这些部件构成的元件操纵装置。此外还描述了一种用来根据应用情况配置这种元件操纵装置的方法。

Modular Component Manipulator

【技术实现步骤摘要】
模块化元件操纵装置
本专利技术涉及给元件载体装配电子元件这一
，这些元件能够指封装的电子元件，或者是构成为芯片的未封装电子元件，它们被直接从制好的晶片中取出并且供应给装配工艺。本专利技术尤其涉及一种元件操纵装置及其模块化部件以及一种用来配置这种元件操纵装置的方法。
技术介绍
制造电子组件典型地借助所谓的自动装配机来进行，借助自动装配机自动地将电子元件从元件-供给装置中取出，并且将之定位在元件载体如电路板上。借助元件操纵装置如所谓的将元件从元件-供给装置传递至各自的装配位置。在大多数情况下，元件的这种传递是借助唯一一个操纵装置进行的，其通常称为装配头。但还可行的是，在应用两个或多个元件操纵装置的情况下，将元件从供应装置传递至其装配位置。例如由EP1470747B1已知这种操纵方式，其用于未封装的构成为芯片的元件。在电子制造领域，对于特定的最终产品来说，即对于安装在元件载体上的电子组件(其典型地具有大量相互错接的电子元件)来说，特性(如尺寸/几何形状、基质材料、表面)完全不同的元件是必要的。为了实现可靠的装配工艺，需要单独适配的操纵并因此需要不同构造的操纵工具。例如未封装的构成为芯片的或晶片状的元件(其典型地具有尤其小的尺寸)通常必须借助不同于封装元件的吸管抓取。晶片状的元件(其具有尤其敏感的表面结构，如同在MEMS元件上出现的一样)可能需要借助用于这种元件的特制抓取工具如(吸)管进行单独地操纵。还需要能够灵活地与待制造的不同产品相匹配的元件操纵装置。由EP2892312A1已知用于自动装配机的装配头。装配头具有围绕着旋转轴线可旋转的载体，不同的头部模块能够设置在此载体上。这些头部模块具有多个吸管，它们能够沿着纵向轴线推移，以便拾取元件-供给装置的元件并且将先前拾取的元件安放在元件载体上，其中该纵向轴线平行于该旋转轴线。不同的头部模块尤其在吸管的数量方面是不同的。为了(根据元件)实现装配头的适配，需要更换头部模块。本专利技术的目的是，利用具有从旋转轴线突出的元件-拾取装置的工具改进电子元件的操纵，使得能够借助根据应用情况适当配置的操纵装置来实现所述操纵。
技术实现思路
此目的通过独立权利要求的内容得以实现。在从属权利要求中描述了本专利技术的有利的实施例。按本专利技术的第一角度描述了一种保持和驱动装置，其具有：(a)机架；(b)旋转结构，其围绕着旋转轴线可旋转地设置在机架上；(c)旋转驱动器，以使旋转结构围绕着旋转轴线旋转；以及(d)设置或构造在旋转结构上的旋转结构-接口，具有多个顶尖座套筒的工具装置能够可松脱地设置在此旋转结构-接口上，这些顶尖座套筒配置得用来可松脱地安放从旋转轴线以径向方向分量突出的元件保持装置或其它工具元件。所述保持和驱动装置是以下面的知识为基础：与所述工具装置一起能够实现用来操纵电子元件的模块化装置，其能够与元件载体和电子元件的装配结合起来使用。在此文献中，这种装置也称为元件操纵装置。那么，该模块化构造的元件操纵装置能够以适当的方式适配于各自的装配任务，尤其适配于待装配的(封装或未封装的)电子元件的类型(它们用来构造电子组件)。但是这种元件操纵装置不仅能够在自动装配机的电路板的表面贴装技术(SurfaceMountTechnology)、供应装置等的范畴内应用，另一应用领域例如还可以是在子模块上装配晶片状的元件((AdvancedPackaging)。在此，子模块能够是所谓的Sip(系统级分装System-in-Package)、所谓的WLFO(扩散式晶圆级封装WaferLevelFanOut)装置或所谓的嵌入PCB装置。应指出，描述的保持和驱动装置是所述元件操纵装置的组成部分，并不是用来保持和/或该驱动该元件操纵装置，而是用来保持和/或驱动可安放的工具装置。该机架能够是任意一种空间实体结构，其当作保持和驱动装置的静止基座用。当然，静止这一表述在此上下文中只针对保持和驱动装置，并不针对自动装配机或元件-供给装置的坐标系统，它们具有龙门系统，保持和驱动装置以及整个元件操纵装置借助该龙门系统能够自由地定位在预先设定运动范围之内。设置的旋转结构的旋转性能够通过合适的支承元件实现，其设置或构造在机架和/或旋转结构上。该旋转结构-接口能够与工具装置的下述承载结构-接口互补。在优选的实施例中，通过这两个接口能够传递信息(例如传感器数据、控制命令等)和/或运转介质(例如气流)，借助运转介质在抽吸通道中在径向地或以径向的方向分量突出的元件保持装置中生成或传递负压。负压能够以已知的方式暂时地将各电子元件保持在元件保持装置上。在此上下文中，运转介质也能够指电能，其提供给工具装置，以便驱动一个或多个执行器，用来旋转和/或径向推移单个顶尖座套筒。根据各自的应用情况，工具装置能够具有例如2个、4个、8个或16个顶尖座套筒。元件操纵装置的模块性能够尤其通过以下方式得以充分利用，即为保持和驱动装置提供了多个不同的工具装置，其分别具有数量不同的顶尖座套筒，并且根据各自的应用情况应用具有数量合适的顶尖座套筒的工具装置，以便构成最合适的元件操纵装置。能够提供可松脱地设置在顶尖座套筒上的工具元件，以便在给定的时间提供给或递交给(自动装配机或元件-供给装置)其它功能单元。除了易磨损的吸管之外，工具元件还能够是例如用于从晶片喷射芯片的喷射工具，例如在EP1470747B1中所述。如果在顶尖座套筒上提供了工具元件，则该顶尖座套筒也能够称为工具存储器(位置)。“以径向的方向分量”这一表述是指元件保持装置或其它工具元件的(旋转轴线)的不与旋转轴线平行的方向。在尤其优选的实施例中，顶尖座套筒和/或可松脱地设置在它上面的元件保持装置或其它工具元件从旋转轴线径向地突出来。但可行的是，保持装置或其它工具元件的纵向轴线在平面内垂直于旋转轴线，并且与旋转轴线具有偏差。还可行的是，保持装置或其它工具元件的纵向轴线还能够具有平行于旋转轴线的方向分量。在这些情况下，纵向轴线的(延长部分)能够与旋转轴线相交，或者朝旋转轴线具有空间偏置。按本专利技术的实施例，该保持和驱动装置还具有推移驱动器，其设置在机架或旋转驱动器上并且配置得用来推移旋转结构。所述推移能够尤其沿着或平行于旋转轴线进行。因此工具-平面能够以简单的方式推移，使得位于特定位置上的元件能够被该工具拾取，或者能够将经拾取的元件传递到特定的位置(例如另一工具装置上的装配位置或递交位置)，该工具-平面通过可旋转工具的特定工具-参照点如元件保持装置的尖部的中点(例如所谓的吸管尖部)绷成。该工具-平面要么能够由工具-参照点的理想位置确定，要么能够由通过测量确定的实际位置确定。此外，通过推移驱动器还能够平衡设置的工具装置和另一功能装置之间可能存在的位置公差，因此能够确保电子元件的高精度且尤其可靠的操作。当然在激活推移驱动器时，只有当工具装置也实际设置在旋转结构上时，才推移工具装置的元件保持装置。按本专利技术的另一实施例，旋转结构-接口设计得在保持和驱动装置以及工具装置之间传递能量和/或数据。在(i)保持和驱动装置以及(ii)工具装置之间、尤其从(i)保持和驱动装置至(ii)工具装置之间的能量传输能够借助不同种类的能量实现。该能量能够例如是机械能。在此通过保持和驱动装置的主要元件的运动，能够驱动工具装置的次级元件。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种保持和驱动装置(110)，其特征在于，包含有：机架(112)；旋转结构(116)，其围绕着旋转轴线(116a)可旋转地设置在机架(112)上；旋转驱动器(114)，以使旋转结构(116)围绕着旋转轴线(116a)旋转；以及设置或构造在旋转结构(116)上的旋转结构‑接口(120)，具有多个顶尖座套筒(158)的工具装置(150)能够可松脱地设置在此旋转结构‑接口(120)上，这些顶尖座套筒配置得用来可松脱地安放从旋转轴线(116a)以径向方向分量突出的元件保持装置(190)或其它工具元件(190)。

【技术特征摘要】
2017.10.20 DE 102017124571.51.一种保持和驱动装置(110)，其特征在于，包含有：机架(112)；旋转结构(116)，其围绕着旋转轴线(116a)可旋转地设置在机架(112)上；旋转驱动器(114)，以使旋转结构(116)围绕着旋转轴线(116a)旋转；以及设置或构造在旋转结构(116)上的旋转结构-接口(120)，具有多个顶尖座套筒(158)的工具装置(150)能够可松脱地设置在此旋转结构-接口(120)上，这些顶尖座套筒配置得用来可松脱地安放从旋转轴线(116a)以径向方向分量突出的元件保持装置(190)或其它工具元件(190)。2.根据上述权利要求所述的保持和驱动装置(110)，其特征在于，其还具有：推移驱动器(118)，其设置在所述机架(112)上或所述旋转驱动器(114)上，并且其配置得用来推移旋转结构(116)，尤其沿着旋转轴线(116a)推移。3.根据上述权利要求至中任一项所述的保持和驱动装置(110)，其特征在于：所述旋转结构-接口(120)适用于在保持和驱动装置(110)和工具装置(150)之间传递能量和/或数据。4.根据上述权利要求至中任一项所述的保持和驱动装置(110)，其特征在于：所述旋转结构-接口(120)配置得用来精确重复地将工具装置(150)定位和/或固定在保持和驱动装置(110)上。5.根据上述权利要求至中任一项所述的保持和驱动装置(110)，其特征在于，还具有：控制单元(130)，其用来控制旋转驱动器(114)和/或用来控制保持和驱动装置(110)或工具装置(150)的可能存在的其它驱动器(118)和/或执行器。6.根据上述权利要求至中任一项所述的保持和驱动装置(110)，其特征在于，还具有：读取单元(132)，用来识别工具装置(150)的识别元件(162)。7.一种工具装置(150)，其特征在于，具有：承载结构(156)；多个顶尖座套筒(158)，它们这样设置在承载结构(156)上，使得它们从承载结构(156)的中间轴线(156a)以径向方向分量突出来，这些顶尖座套筒(158)分别具有远离中间轴线(156a)的端部，用来拾取各电子元件的元件保持装置(190)或工具元件(190)能够设置在此端部上；以及设置或构造在承载结构(156)上的承载结构-接口(160)，其配置得能够将工具装置(150)可松脱地设置在保持和驱动装置(110)上。8.根据上述权利要求所述的工具装置(150)，其特征在于，该工具装置还具有：另一承载结构-接口(165)，其配置得能够将另一工具装置(170)设置在承载结构(156)上。9.根据上述权利要求所述的工具装置(150)，其特征在于：所述另外的承载结构-接口(165)配置得...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗美尔·塞巴斯蒂安，罗斯曼·托马斯，特里贾尼·米歇尔，
申请(专利权)人：先进装配系统有限责任两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE