专利名称：用于翻转电子元件的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于翻转电子元件的装置。本发明尤其涉及用于在自动化生产线上进行加工期间翻转电子元件的装置。
背景技术：
例如，在电子元件制造期间或在其集成到电路中之前，电子元件通常在不同的加工站(例如测试、作标记、和/或调节站)上经受一系列操作。这些加工站优选沿自动传输电子元件并通常随站点而不同的传送器放置，从而形成自动加工线。
传送器通常装配有元件保持器，使得元件能被去除和沿准确且确定的方位被保持。每个元件保持器优选一次保持一个单独的电子元件。在传送器设置有吸嘴的情形下，例如，每个加工的元件被去除并通过其上侧保持，允许加工站容易地达到其下侧。然而对元件侧面和/或上侧的达到常常是复杂的，或甚至是不可能的。
因此，当两个连续的加工站例如要求达到电子元件的不同侧时，例如达到相对侧时，翻转装置有时插在这两个加工站之间。现有技术翻转装置通常由绕水平旋转轴线铰接的臂构成。将元件放置在铰接的臂的末端上，且例如通过抓握元件或通过空气抽吸装置将其保持在该处。关节臂绕其旋转轴线转动180°，并将元件例如放置在位于轴线另一侧上的支撑物上，该元件从此处再次被传送器的元件保持器移去。在翻转后，电子元件因而通过与其先前被保持的侧面相对的侧面保持在传送器上。在翻转期间，元件因而沿着垂直面中的圆弧行进，在此期间它们大致垂直于其通常的移动方向绕水平轴线翻转半圈。
然而，由于翻转元件通常必须再次在它们被放置的相同水平面上被自动加工线的传送器的元件保持器得到，所以这样的翻转方法不允许制造将元件翻转不同于180°的角度的装置。现有技术的翻转装置因而仅允许翻转半圈。因此，尽管它们允许在翻转后更容易地达到先前可达到的相对侧，但它们不利于达到元件的其它侧，尤其是其侧面。
而且，这些装置采用通常为复杂的且意味着数量相当多的移动部件的机构。它们因而是昂贵的，且特别是由于其大的惯性，它们的加工速度是有限的。特别是由于关节臂的运转，它们的空间要求也通常是相当大的，使得它们很难集成到加工线中(尤其是在元件传送器下)。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于在电子元件通过自动加工线加工期间翻转电子元件的装置和方法，使得更容易达到电子元件的任何侧。
本发明的另一目的是提出一种用于在电子元件通过自动加工线加工期间翻转电子元件的装置，这种装置比现有技术的翻转装置更简单和成本更低。
本发明的再一目的是提出一种用于在电子元件通过自动加工线加工期间翻转电子元件的装置和方法，使得能实现比现有技术的装置和方法所实现的速度更快的速度。
这些目的通过翻转装置和具有相应的独立权利要求的特征的方法而获得，优选实施例由从属权利要求给出。
这些目的尤其通过用于翻转电子元件的装置实现，该装置设计为结合到绕环形传送器铰接的电子元件加工线中，其中该翻转装置包括电子元件的引入点、去除电子元件的点和用于在引入点和去除点之间移动和翻转电子元件的螺旋轨，该翻转包括电子元件绕大致平行于其移动方向的轴线转动，螺旋轨沿着适合环形传送器的半径的环形轨迹弧线。
这些目的也尤其通过用于在其通过绕环形传送器铰接的电子元件加工线进行自动加工期间翻转电子元件的方法而获得，该方法包括以下步骤将电子元件放置在引入翻转装置的点处；通过使元件绕大致平行于其移动方向的轴线转动，将电子元件从引入点移动到在其移动期间通过用于翻转元件的装置去除和翻转的点处，其移动方向沿着适合环形传送器的半径的环形轨迹弧线。
当在电子元件移动期间将其绕大致平行于其移动方向的轴线转动时，可通过简单地确定其旋转级和/或其移动长度而自由选择其转角。特别是由于正在移动的机械元件的数量减少，本发明的翻转方法和装置也允许形成比现有技术的翻转装置更简单和更快的装置。元件的环形轨迹弧线还允许本发明的装置用在绕环形传送器铰接的电子元件加工线上。
通过对图1至图3D所示的优选实施例的描述，本发明将得到更好的理解，其中图1是本发明的装置的优选实施例的侧视图，图2是图1所示装置的翻转机构的顶视图，图3A至3D图示通过图2的机构翻转电子元件的不同步骤。
具体实施例方式
根据一个优选实施例，本发明的翻转装置1与绕环形传送器9铰接的电子元件加工线关联，其部分在图1中示出。
环形传送器9包括在其周围的元件保持器，例如允许电子元件8通过空气抽吸装置去除和保持的吸嘴90。吸嘴90优选规则地分布在传送器9中心周围。接着，传送器9的转动被转位，从而其每个步骤转动一个与由两个邻近的吸嘴90和传送器9的中心形成的角度相应的角度。因此，围绕传送器9确定每个步骤中与元件保持器90的位置相应的位置，后者在传送器9的转动方向上从一个位置连续移动到另一位置。
在传送器9下面优选是固定板99，该固定板包括允许加工站紧固在每个位置的紧固件(未示出)。因此，加工线由不同的加工站(例如在围绕传送器9的测试站、标记站、和/或调节站，后者将每个电子元件8从一个站点传输到另一站点)的完全模块化装置形成。
以与加工线的其它站点(未示出)相同的方式，将本发明的翻转装置1通过底板10紧固在固定板99上，该底板包括与固定板99的紧固件一起工作以将其保持在理想位置的紧固件(未示出)。
翻转装置1优选包括机体13，该机体例如包含功能将在下面描述的装置控制系统和气动系统。该装置控制系统优选与加工线控制系统相连(未示出)，以特别使翻转装置1的操作与传送器9的移动和吸嘴90的移动一致。
翻转装置1包括通过板20紧固到支承物11上的翻转机构2。翻转机构2优选通过紧固件12紧固，使其精确定位(尤其是其垂直定位)在传送器9的吸嘴90下面。
根据通过例示但非限定性的实例在图中表示的本发明的优选实施例，翻转装置1占据加工线的两个位置，其中电子元件8在这两个位置之间翻转。因此，在传送器9的每个步骤中，两个吸嘴发现自身位于翻转机构2上面一个吸嘴放置待翻转的电子元件，同时另一吸嘴去除已翻转的电子元件。该翻转方法将在下面借助于图3A至3D详细说明。
参看表示上述翻转机构2的图2，翻转机构2包括底座3和例如通过两个螺钉51、52紧固在底座3上的盖4。当装配底座3和盖4时，将它们机械加工成形成在一起，以孔道的形式闭合且截面例如是矩形的螺旋轨30优选与待翻转的电子元件8的截面相对应。由外力(例如，在注入轨30的压缩空气的作用下)推动的元件8因此以完全受控的方式在螺旋轨滑动，而无偶然转动的风险。轨的边缘沿着螺旋轨迹，同时轨30保持不变的截面，从而在电子元件移动期间，电子元件8绕大致平行于其移动方向的轴线例如逆时针翻转90°。
盖4包括两个分别靠近轨30的末端的开口71、72，使得要被翻转的电子元件8被放置到所述开口和已翻转的元件从所述开口去除。引入点71和去除点72分别优选相应于在传送器周围限定的位置其中之一，从而在传送器的每个步骤，待翻转的电子元件可通过吸嘴放置在轨30上，同时已翻转的元件通过传送器的另一吸嘴去除。翻转机构2，从而翻转装置1，就占用加工线的两个位置。
在图2中示出翻转机构2，该翻转机构用于设计为集成到绕环形传送器铰接的加工线中的翻转装置。然后螺旋轨30优选沿着中心位于传送器中心的环形轨迹弧线，从而在翻转前后电子元件8相对于吸嘴的对齐是相同的。在导入点71和去除点72之间，电子元件不会绕垂直轴线相对于吸嘴进行任何明显的转动。在线性传送器的情形下，螺旋轨将优选沿着完全为直线的轨迹。
由于轨30部分在底座3内工作，部分在盖4内工作，这两个元件非常精确地装配，使得轨30的截面尽可能规则，尤其使得在底座3上和盖4上形成的相同边缘的部分被很好地对准。盖4因而优选包括额外的对准装置(未示出)，使得在其被螺钉51、52紧固之前，将其在底座3上的位置进行精确调整。
在底座3中，形成几个导管31、32、33、34，这些导管与翻转装置的气动系统相连，使得空气吹进或吸入轨30中，以开始和/或控制元件8的移动。引入点71上游的第一导管31例如使得一旦将待翻转的电子元件8放置到该引入点处，一股压缩空气就被吹进轨30中，因而使得它向去除点72移动。在电子元件8通过后，中间导管32使得压缩空气吹向轨30的上部，以使得当电子元件8靠近去除点72时，在翻转后固定在轨30的底部。吸嘴33优选在去除点72处产生永久的空气真空，以便将位于此处的已翻转的元件保持在此处，同时末尾的导管34在已翻转的元件下方喷射一小股压缩空气，使得当它们例如通过传送器的吸嘴被去除时变得与轨30分开。
轨30优选通过止块35结束，该止块也例如通过螺钉52紧固在底座4上。止块35阻止已翻转的元件的移动，使得它们尽可能精确地在去除点72处停止。止块35优选不占用轨30的整个截面，以便允许吹入轨的空气出去。
本发明的装置还有利地包括检测系统，例如光学检测系统(未示出)，使得在引入点71和/或去除点72处检测到电子元件的存在，以便当将元件引入轨30时例如发准确时刻的信号给装置的控制系统。这种信息还使得便于使(如果必要，可调整)由气动系统发出的喷射气流与传送器的移动一致。
根据通过图2的实例示出的本发明的实施例，待翻转的每个元件8通过传输它的吸嘴放置在引入点71处。然后被从第一导管31进来并将其向去除点72推入螺旋轨30中的一股压缩空气吹动。在元件8移动和翻转期间，吸嘴被提升，且传送器前进一级。因而放置元件8的吸嘴自身位于去除点72处，其中吸嘴从这里拾起已翻转的相同元件8。
因此，重要的是，在将本发明的翻转装置集成到加工线中时，引入点71和去除点72都优选在吸嘴的相应位置下面对准。为此，翻转机构2优选包括调整机构，使得精确调整其在板(调整机构紧固到该板上)上的位置。该调整机构例如包括销钉61和圆形开口弧62。
参看图1和图2，在翻转装置1紧固在固定板99上时，通过首先精确调整在第一吸嘴下面的引入点71的位置，实现翻转机构2的位置调整。然后翻转机构2绕销钉(未示出)作枢轴转动，其中所述销钉紧固在板20上，并准确插在翻转机构2中的导入点71下面。导入点71的位置因而保持固定，同时翻转机构作枢轴转动，直到去除点72自身精确位于第二吸嘴下面。然后，翻转机构2的位置通过穿过圆形开口弧62的螺钉锁定，并拧在紧固机构2的板中。
翻转机构2的枢轴转动优选通过测微计(未示出)精确控制，其中该测微计紧固在板20上并压在紧固在翻转机构2中的操作杆(61上，且优选相对于枢轴转动的中心定位在径向位置中。测微计推动操作杆61的一侧，以使翻转机构沿相对于板20的第一转动方向转动，同时未示出的弹性机构(例如弹簧)向相对的转动方向推动翻转机构2。因而总是使用一定的力将操作杆61固定在位置可精确确定的测微计的末端上，使得翻转机构2的位置被精确调整。这种调整装置还提供了这样的优点，使得可能避免无论何时拆卸它(例如在维护操作过程中)都必须再次调整翻转机构2的位置。当将板20从翻转机构2去除时，测微计的位置优选保持不变，从而当更换它时，通过将操作杆61压在测微计上，迅速再现翻转机构2的位置。
借助于图3A至图3D将更好地理解利用本发明的装置翻转电子元件的不同步骤。
图3A示出将待翻转的电子元件81引入翻转机构2中。吸嘴901例如通过其侧面的其中之一保持元件。最初，元件81垂直定位。降低吸嘴901，以将元件81放入轨30中。同时，将另一吸嘴902(图中标号为900)降低到去除点72处，以例如通过已翻转的元件80的上侧去除元件80。从而已翻转的元件80水平定位。
盖4中位于引入点71和去除点72处的开口优选大得足以使吸嘴的末端至少部分进入。在降低吸嘴901时，空气被第一导管31吹入，以推进元件81向去除点72的方向返回。优选地，空气被吹入轨30中，同时吸嘴901仍位于降低的位置中，由于吸嘴901接着靠近盖4中的开口，从而提高了这股压缩空气将待翻转的元件81推进到轨30中的效率。
然后吸嘴901、900被抬起。接着一小股压缩空气由末尾的导管34发射，以便于通过吸嘴900去除已翻转的电子元件80(图3B)。然后传送器移动一级，同时正在被翻转的电子元件81抵达去除点72。
在传送器移动后，吸嘴901自身位于去除点72上方，同时新的吸嘴902将待翻转的新元件82呈现在引入点71上方。吸嘴然后再次降低，且吸嘴901去除已翻转的元件81，同时新的元件82通过新的吸嘴902放置，且通过一股空气向去除点72推进。
在上述实例中，元件被通过第一导管31吹入的压缩空气推进。也可想到，放置在轨30中的元件例如通过位于引入点71下游的导管向去除点31被抽吸。
在上述例示的但非限制性的实例中，将元件在垂直位置上引导到翻转装置上，即它们在加工开始通过自动线保持在其侧面之一上，并在水平位置上从装置去除。因此，根据本发明，它们绕大致平行于其移动方向的水平旋转轴线翻转90°。然而，它们在水平面上相对于吸嘴没有进行转动，前侧和后侧在翻转之前和之后保持在相同的相对位置。
在本发明的架构内也可想到其它翻转方式。因此，该翻转机构例如使电子元件绕水平轴线相对于其初始位置转动180°或任何其它角度。
在图中所示的实例中，在大约等于传送器的两个邻近的吸嘴之间的距离的距离上实现90°的转动。本发明的装置因而占用加工线上的两个位置。然而，根据待加工的元件大小和/或想要的转角，翻转可需要较大的举例。本发明的装置因而占用加工线的三个位置或更多个位置，且翻转元件将通常不是被已经放置它的吸嘴去除，而是被在两个或多个步骤之前已经放置元件的吸嘴去除。
在本发明的范围内也可想到这样的翻转装置，例如通过包括几个平行轨的翻转机构，和/或将待翻转的元件引入螺旋轨中，同时一个或几个其它的元件仍处于正在被翻转的过程中，允许几个元件同时翻转。
权利要求
1.用于翻转电子元件(8)的装置(1)，其被设计为结合到绕环形传送器(9)铰接的电子元件加工线中，包括所述电子元件(8)的引入点(71)、去除所述电子元件(8)的点(72)、和用于在所述引入点(71)和所述去除点(72)之间移动和翻转所述电子元件(8)的螺旋轨(30)，所述翻转动作包括使所述电子元件(8)绕大致平行于所述移动方向的轴线转动，所述螺旋轨(30)按照适合环形传送器(9)的半径的环形轨迹弧线行进。
2.根据权利要求1所述的翻转装置(1)，所述翻转机构包括至少部分由盖(4)覆盖的底座(3)，所述螺旋轨(30)被部分机械加工到所述底座(3)中，部分机械加工到所述盖(4)中。
3.根据权利要求1所述的翻转装置(1)，所述移动借助于气动装置而开始。
4.根据权利要求3所述的翻转装置(1)，包括与所述气动装置相连的至少一个导管(31、32、33、34)，用于将空气吹入和/或吸入，从而开始和/或控制所述移动。
5.根据权利要求1所述的翻转装置(1)，包括用于指挥和/或控制所述移动的控制系统。
6.根据权利要求1所述的翻转装置(1)，包括用于在所述引入点(71)处和/或所述去除点(72)处检测所述电子元件的存在的检测系统。
7.根据权利要求1所述的翻转装置(1)，设计为与电子元件的传送器(9)一起工作，所述引入点相应于所述传送器(9)的第一元件保持器(901)的位置，所述去除点(72)相应于所述传送器(9)的第二元件保持器(900)的位置。
8.元件加工线，包括环形传送器(9)和根据权利要求1所述的翻转装置(1)。
9.用于在电子元件通过绕环形传送器(9)铰接的电子元件加工线自动加工期间翻转电子元件的方法，包括以下步骤将电子元件(81)放置到翻转装置(1)的引入点(71)处，将所述电子元件(81)从所述引入点(71)移动到去除点(72)，在所述移动期间通过所述元件(81)的所述翻转装置(1)进行翻转，通过使所述元件(81)绕大致平行于所述移动方向的轴线转动，所述移动方向沿着适合所述环形传送器(9)的半径的环形轨迹弧线。
10.根据权利要求9所述的方法，所述移动和所述翻转通过螺旋轨(30)实现。
11.根据权利要求9所述的方法，所述移动通过启动装置(31)开始。
12.用于将根据权利要求1所述的翻转装置结合到包括传送器(9)的电子元件加工线中的方法，包括以下步骤将所述引入点(71)放置在所述传送器(9)的元件保持器(901)下面，使所述去除点(72)绕所述引入点(71)作枢轴转动，直到它精确位于所述传送器(9)的另一元件保持器(901)下面，锁定所述去除点(72)的位置。
全文摘要
用于翻转电子元件(8)的装置(1)，其设计为集成到绕环形传送器(9)铰接的电子元件加工线中，包括所述电子元件(8)的引入点(71)、去除所述电子元件(8)的点(72)、和用于在所述引入点(71)和所述去除点(72)之间移动和翻转所述电子元件(8)的螺旋轨(30)，所述翻转包括所述电子元件(8)绕大致平行于所述移动方向的轴线转动，所述螺旋轨(30)沿着适合环形传送器(9)的半径的环形轨迹弧线。由于电子元件(8)在其移动期间绕大致平行于其移动方向的轴线被翻转，可通过简单地确定其旋转级和/或其移动长度而自由选择其转角。元件的环形轨迹弧线还允许本发明的装置用在绕环形传送器(9)铰接的电子元件加工线上。
文档编号H05K13/02GK1769150SQ20041009059
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月5日 优先权日2004年11月5日
发明者D·克雷特内特 申请人:伊斯梅卡半导体控股公司