焊球进给装置和输送系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及焊球进给装置和输送系统。一种焊球进给装置(40)，其包括用于接收大量焊球的焊球贮存器(20)和用于将测量的进给量的焊球(16)分配至排放装置(11)的测量装置(31)，其中，所述测量装置包括超声波装置(32)和具有分配针管(43)的分配喷嘴(21)，所述超声波装置用来向所述分配喷嘴施加振动，所述焊球贮存器或配置在所述焊球贮存器的底侧的分配喷嘴设置有压力连接器(23)，所述压力连接器(23)用来将加压气体引入所述焊球进给装置中。本实用新型的装置允许用尽可能精确地测量的大量的焊球再填充排放装置。
【专利说明】焊球进给装置和输送系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种焊球进给装置，其包括用于接收大量焊球的焊球贮存器和用于将测量的进给量的焊球分配至排放装置的测量装置，其中，所述测量装置包括超声波装置和具有分配针管的分配喷嘴，所述超声波装置用来向所述分配喷嘴施加振动，所述焊球贮存器或配置在所述焊球贮存器的底侧的分配喷嘴设置有压力连接器，所述压力连接器用来将加压气体引入所述焊球进给装置中。
【背景技术】
[0002]从DE 10 2004 051 983 Al中已知一种具有输送基板和排放装置的焊球输送装置。在该已知的装置中，实施为孔模板(hole template)的输送基板配置在排放装置上方，将输送基板抽成真空以便吸引排放装置中的以无序分散的方式配置在输送基板下方的焊球，并提供对应于模板的孔图案的焊球配置。
[0003]对于已知的装置的正常功能，排放装置必须具有足够的焊球填充高度，使得排放装置必须在装置的连续操作过程中持续地再填充。已经发现，尽可能小地改变填充高度是有利的，这要求待再填充的排放装置具有尽可能精确地限定的再填充量。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提议一种上述类型的装置，其允许用尽可能精确地测量的大量的焊球再填充排放装置。
[0005]根据本实用新型的焊球进给装置具有用于接收大量焊球的焊球贮存器和用于将测量的进给量(metered feeding amount)的焊球分配至排放装置的测量装置。所述测量装置包括超声波装置和具有分配针管的分配喷嘴，所述超声波装置用来向所述分配喷嘴施加振动，所述焊球贮存器或配置在所述焊球贮存器的底侧的分配喷嘴设置有压力连接器，所述压力连接器用来将加压气体引入所述焊球进给装置中。
[0006]超声波装置允许向分配喷嘴施加震动，使得在不使用机械的、可移动的阀元件的情况下，可以在测量装置处实现“阀功能”。事实上，“阀”的关闭功能是这样产生的:当不向分配喷嘴施加超声波时，焊球彼此紧靠地契入分配喷嘴的分配针管中，使得穿过分配针管的通道阻塞。向分配喷嘴施加超声波振动导致在分配针管中彼此紧靠的焊球彼此滑动，该彼此滑动是由振动引起的，因而分配针管中的堵塞通过超声波的施加而解开，并且能够使焊球贮存器中的配置在分配喷嘴上方的焊球由借助于气体向焊球施加的压力的支持而流动穿过分配针管。
[0007]向分配喷嘴施加振动可以通过超声波装置直接作用在分配喷嘴而直接地进行，或者通过超声波装置作用在焊球贮存器的其它区域或部分而间接地进行。
[0008]所述超声波装置可以实施为独立于所述分配喷嘴，其中如果所述超声波装置配置于所述焊球贮存器的容器主体，以便允许独立于超声波装置地设计分配喷嘴，则是有利的。
[0009]优选地，所述超声波装置借助于支撑装置以能拆卸的方式配置于所述焊球贮存器的容器主体。
[0010]如果所述压力连接器配置于形成在所述焊球贮存器中的接收室的上方，所述接收室用于接收大量的焊球，则能够确保压力均匀地施加于所有焊球。
[0011]如果所述压力连接器配置于所述焊球贮存器的容器盖，所述容器盖覆盖所述接收室，则容器主体可以具有不受压力连接器干扰的特别简单的几何形状。
[0012]如果在所述容器盖和所述容器主体之间配置有密闭装置，则基本上不受气流干扰的压力垫(pressure cush1n)可以形成于容器主体中接收的大量的焊球。
[0013]如果所述分配针管的管道直径为所述焊球的直径的2至8倍，则对于形成“阀功能”是特别有利的。
[0014]如果所述管道直径为所述焊球的直径的4至7倍，则可以实现优化的“阀功能”。以这种方式，能够实现特别迅速的“阀”的响应时间，使得在超声波装置的停用和分配针管中的焊球的重新堵塞之间几乎不存在时间间隔，因而在停用之后只有极少量的焊球流出分配针管。此外，在超声波振动的启动和分配针管中的焊球堵塞的解开之间仅存在极短的时间间隔。因而能够全面地实现特别高的测量精度。
[0015]如果所述分配针管以能更换的方式配置于所述分配喷嘴，则可以使焊球进给装置能够极其快速地适应不同的操作条件，操作条件受焊球的不同直径和环境温度或空气湿度的影响。
[0016]一种输送系统，其包括输送装置、排放装置和根据本实用新型的焊球进给装置。其中，所述输送装置用于接收来自所述排放装置的焊球阵列，所述排放装置连接至所述焊球进给装置。为了形成平坦的焊球阵列，所述输送装置具有与所述排放装置相互作用的输送基板并能够被抽至负压，所述排放装置具有至少部分穿孔的底壁，所述输送基板具有用于接收所述焊球阵列的孔图案，所述排放装置设置有用于向所述排放装置施加超声波振动的超声波装置。
[0017]根据本实用新型，输送装置连接至根据本实用新型的焊球进给装置。此外，输送装置的排放装置设置有用于向排放装置施加超声波振动的超声波装置。
[0018]向排放装置施加超声波振动确保由于排放装置的填充过程导致的焊球层中的潜在的局部积聚首先不发生或立即变平，从而提供了焊球层的平坦的层平面。因而，当为了在输送基板上形成限定的焊球阵列而将焊球层抽至真空时，能够确保排放装置中的焊球的最佳分散。
[0019]特别地，超声波装置的启动代替了否则需要手动或利用相应的机械作用才能实现的刮削功能(scraping funct1n)。此外，即使当将输送基板抽至真空时，以及在输送基板上形成焊球阵列的过程中，均可以无妨碍地向排放装置施加超声波。事实上，向排放装置施加超声波使输送基板上的焊球阵列的形成变得格外容易。
[0020]排放装置至设置有测量装置的焊球进给装置的连接允许排放装置自动化的或自启动的填充。同时，通过向排放装置施加超声波确保了焊球层的表面在通过测量装置填充或再填充排放装置之后立即变平，从而提供了限定的填充高度。
[0021]如果焊球进给装置经由柔性的进给管道连接至排放装置，则能够使向分配喷嘴施加超声波与向排放装置施加超声波中解耦，反之亦然，如果需要的话。与此不同的是，当然还可以在向排放装置施加超声波的同时仍伴随着向分配喷嘴施加超声波。
[0022]如果所述排放装置具有位于所述底壁下方的供给装置，用于供给离子化气体，则可以利用离子化气体的抗静电作用来提高配置在排放装置中的焊球的相对运动性。
[0023]为了支持用来自焊球贮存器的焊球自动化地或自启动地填充排放装置，如果排放装置设置有用于监控填充高度的传感器装置，所述传感器装置与测量装置相互配合，并因而，如果需要的话，负责测量装置的启动或停用和作为“阀”的分配喷嘴的开启或关闭，则是有利的。
[0024]如果挡光装置在所述填充高度处配置于所述排放装置，用于形成所述传感器装置，则特别具有成本效益。
[0025]如果排放装置具有设置有由丝网形成的底壁的环形的周壁，则对于排放装置的在功能上可靠的且具有成本效益的设计是有利的。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]在以下段落中，将借助附图更详细地解释输送装置的实施方式。
[0027]在附图中:
[0028]图1示出了具有输送基板的输送装置的示意图，其中输送基板配置在排放装置中；
[0029]图2示出了根据图1中的交线I1-1I的图1所示的排放装置的截面图；以及
[0030]图3示出了焊球进给装置的实施方式。
【具体实施方式】
[0031]图1示出了具有输送基板12的输送装置10，其中输送基板12配置在排放装置11中。排放装置11具有环形的周壁13，周壁13具有形成在周壁13的下端面的底壁14。在本实施方式实例中，底壁14由网状丝网(net-like wire mesh)形成，丝网具有至少略小于焊球16的直径的网孔尺寸，焊球16配置在排放装置11中，全部焊球16在排放装置11中形成焊球层17。
[0032]焊球层17位于焊球接收室19中，焊球接收室19经由在本例中弹性地形成的进给管道18连接至由图1仅概略地示出的焊球进给装置40的焊球贮存器20，所述焊球贮存器20形成储存装置。在焊球贮存器20的底侧，配置有作为对着进给管道18的接口的分配喷嘴21。形成在焊球贮存器20中的接收室22设置有用于引入加压气体的压力连接器23，特别地，由于氮气的影响较小(reducing effect)，所以优选将氮气用作所述气体。焊球进给装置40配置于框架24，其中，如果需要的话，在焊球贮存器20和框架24之间可以配置能够触发焊球贮存器20的再填充过程的称重装置。
[0033]配置在图1中的焊球接收室19中的输送基板12配置在操纵装置27的连接装置26的底侧。操纵装置27，更精确地为保持操纵装置27的支撑装置，设置有真空装置或真空连接器30，真空装置或真空连接器30允许从后方通过形成于输送基板12中的孔图案(未示出)将排放装置11的焊球接收室19抽至真空。操纵装置27用来执行输送基板12的空间调整运动，使得:一方面，能够将输送基板12运到图1所示的接收位置以接收来自排放装置11的焊球阵列28，另一方面，还能够将配置于输送基板12的焊球阵列28运到接触位置(未示出)，在该接触位置，焊球阵列28与接触基板的触点相一致。为了使焊球阵列28与接触基板的热接触能够在焊球阵列28的在接触位置的初始定位之后直接地进行，操纵装置27还可以实施为容许焊球的热处理的所谓的“接合头(bond head)”。
[0034]在图1所示的输送装置的操作中，在已经将输送基板12定位在排放装置11的焊球接收室19中之后，通过真空连接器30将焊球接收室19抽至真空。由于空气流动穿过排放装置11的穿孔的底壁14，分散的焊球16在真空的作用下从焊球层17移动，从而以输送基板12中形成的孔图案形成图1所示的焊球阵列28。通过向保持输送基板12的连接装置26施加超声波，能够使焊球阵列28的形成格外容易。
[0035]为了确保焊球接收室19的足量填充，如果需要的话，可以经由焊球进给装置40用来自焊球贮存器20的焊球16填充焊球接收室19。通过测量装置31实现对应于给定需求的从焊球贮存器20进给的焊球16的测量，测量装置31包括分配喷嘴21和向分配喷嘴21施加振动的超声波装置32，如能够特别地从图3所示的实施方式中获得的，所述超声波装置32借助于支撑装置41配置于焊球贮存器20的容器主体42上。
[0036]如图2所示，排放装置11设置有用于触发和控制测量装置31的挡光装置33 (light barrier device)，在本实施方式实例的情况下，挡光装置33具有分别配置在排放装置11的周壁13的相对部位(opposite points)处的发送器34和接收器35。如果形成在排放装置11的焊球接收室19中的焊球层17落到由挡光装置33限定的填充高度h之下，则触发使测量装置31启动的传送器34和接收器35之间的接触。
[0037]为了确保层表面36大致平坦或平行于底壁，将向排放装置11施加超声波振动的超声波装置37设置于周壁13，因而确保了焊球16的大致平坦的分布，即焊球层17的层表面36大致平行于底壁4。
[0038]通过向分配喷嘴21施加超声波振动的超声波装置32的启动来触发测量装置31。这里，分配喷嘴21具有由分配针管43形成的分配管道。在本实例中，分配针管43借助于螺母(cap nut) 44以可更换的方式配置于分配喷嘴21。以如下方式确定分配针管43的开口截面的尺寸:能够使焊球16契入开口截面并因而能够形成堵塞。例如，契入效应的发生基于空气湿度并基于焊球贮存器20中的供氧。
[0039]压力连接器23配置于容器盖46。通过借助于作用在大量的焊球上的压力垫(pressure cush1n)和混入大量的焊球且穿出分配针管43的气流向接收室22中接收的大量的焊球施加压力，在同时向分配喷嘴21施加振动的情况下堵塞解开，使得能够经由进给管道18用焊球16再填充排放装置11 (图1)。向分配喷嘴21施加的超声波设置以相互契入的方式配置在分配喷嘴21的分配针管43中的焊球16，在振动引起的相对运动下，分配针管43中的焊球16的固定被解开并允许配置在焊球贮存器20中的焊球16穿过分配针管43和进给管道18流出并进入到排放装置11的焊球接收室19中。
[0040]再次到达限定的填充高度h之后，当借助于挡光装置33通过超声波装置32的停用而使振动施加中断时，在分配针管43中形成新的堵塞，以中断向排放装置11进一步进给焊球16的操作。
[0041]通过更换分配针管43，能够使进给管道的开口截面容易地适应不同焊球直径，以便实现用于不同焊球直径的阀效应。
【权利要求】
1.一种焊球进给装置(40)，其特征在于，所述焊球进给装置(40)包括用于接收大量焊球的焊球贮存器(20)和用于将测量的进给量的焊球(16)分配至排放装置(11)的测量装置(31)， 其中，所述测量装置包括超声波装置(32)和具有分配针管(43)的分配喷嘴(21)，所述超声波装置用来向所述分配喷嘴施加振动，所述焊球贮存器或配置在所述焊球贮存器的底侧的分配喷嘴设置有压力连接器(23)，所述压力连接器(23)用来将加压气体引入所述焊球进给装置中。
2.根据权利要求1所述的焊球进给装置， 其特征在于， 所述超声波装置(32)被实施为独立于所述分配喷嘴(21)。
3.根据权利要求2所述的焊球进给装置， 其特征在于， 所述超声波装置(32)配置于所述焊球贮存器(20)的容器主体(42)。
4.根据权利要求3所述的焊球进给装置， 其特征在于， 所述超声波装置(32)借助于支撑装置(41)以能拆卸的方式配置于所述焊球贮存器(20)的容器主体(42) ο
5.根据权利要求3或4所述的焊球进给装置， 其特征在于， 所述压力连接器(23)配置于形成在所述焊球贮存器(20)中的接收室(22)的上方，所述接收室(22)用于接收大量的焊球。
6.根据权利要求5所述的焊球进给装置， 其特征在于， 所述压力连接器(23)配置于所述焊球贮存器(20)的容器盖(46)，所述容器盖覆盖所述接收室(22)。
7.根据权利要求6所述的焊球进给装置， 其特征在于， 在所述容器盖(46)和所述容器主体(42)之间配置有密闭装置。
8.根据权利要求1-4中的任一项所述的焊球进给装置， 其特征在于， 所述分配针管(43)的管道直径为所述焊球的直径的2至8倍。
9.根据权利要求8所述的焊球进给装置， 其特征在于， 所述管道直径为所述焊球的直径的4至7倍。
10.根据权利要求1-4中的任一项所述的焊球进给装置， 其特征在于， 所述分配针管(43)以能更换的方式配置于所述分配喷嘴(21)。
11.一种输送系统，其特征在于，所述输送系统包括输送装置(10)、排放装置(11)和根据权利要求1至10中任一项所述的焊球进给装置(40)，其中，所述输送装置用于接收来自所述排放装置(11)的焊球阵列(28)，所述排放装置(11)连接至所述焊球进给装置(40)，其中，为了形成平坦的焊球阵列(28)，所述输送装置具有与所述排放装置(11)相互作用的输送基板(12)并能够被抽至负压，所述排放装置具有至少部分穿孔的底壁(14)，所述输送基板具有用于接收所述焊球阵列的孔图案，所述排放装置设置有用于向所述排放装置施加超声波振动的超声波装置(37)。
12.根据权利要求11所述的输送系统， 其特征在于， 所述分配针管(43)设置有柔性的管道(18)，用于将测量的进给量进给到所述排放装置(11)。
13.根据权利要求11或12所述的输送系统， 其特征在于， 所述排放装置(11)具有位于所述底壁(14)下方的供给装置，用于供给离子化气体。
14.根据权利要求11或12所述的输送系统， 其特征在于， 所述排放装置(11)设置有用于监控填充高度(h)的传感器装置，所述传感器装置与所述测量装置(31)相互配合。
15.根据权利要求14所述的输送系统， 其特征在于， 挡光装置(33)在所述填充高度(h)处配置于所述排放装置(11)，用于形成所述传感器
目.ο
16.根据权利要求11或12所述的输送系统， 其特征在于， 所述排放装置(11)具有环形的周壁(13)，所述周壁(13)具有作为底壁(14)的丝网。
【文档编号】B23K3/06GK204221161SQ201420673887
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月5日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】加西姆·阿兹达什 申请人:派克泰克封装技术有限公司