专利名称：带有整体式力传感器的夹紧元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种权利要求1前序部分所述的带有整体式力传感器的夹紧元件。
有多种材料被用作基片。一方面，由金属片冲压制成的金属条，即所谓的引线框，用作基片。通常，这种引线框仍然比较厚而且很坚固。在另一方面，由塑料制成的箔片也被用作基片，它薄得像一张纸。基片从料堆或储料台中取出，送入包含至少一个夹紧元件的传送装置，利用该传送装置基片沿着传送方向循环移动并送到至少一个加工站。通常，芯片焊接机包括两个加工站，一个叫分配站，在这里向基片位置涂敷一部分粘合剂，另一个叫接合站，在这里半导体集成电路片被置于基片上。另一方面，引线接合器只有单个的加工站，在这里半导体集成电路片被布线在基片上。在加工后，基片被进一步传送，插入到一个储料台中。这种储料台是一个容器，带有许多相互上下叠置的凹槽，基片就被插入到它们中间的空格里。不幸的是，在基片到达它在储料台里的最终位置前，经常会发生基片挂在或卡在储料台某个地方的事。这时基片就会受到损害，特别是当它比较薄时甚至会被毁坏。
为了防止基片在这种情况下受到损害或毁坏，在一些自动装配机械中使用了一个滚轮搁在基片的边上，当沿着传送方向传送基片时，滚轮就在基片上滚动并且传递一个信号，即它是转动的。一旦基片挂在某处，则它的位置相对滚轮就不再发生变化滚轮是固定的。滚轮不动发出信号以立即停止传送装置。这种探测方法对于相对坚固的基片能够起到很好的作用，而对用塑料制成的薄箔片却不起作用。
另一种可行的方法在于尽可能减少由夹紧元件所产生的用于夹持基片的夹紧力，从而一旦基片挂在某处夹紧元件仅仅沿着基片滑动。在一方面，设置夹紧元件是一件困难的工作。另一方面，还须对夹紧元件加以一个特定的驱动力以使得夹爪可靠地开合。这种方法同样不能用于薄箔片。
本发明包含权利要求1给出的特征。有利的设计源自从属权利要求。
用于沿着预定传送方向来传送基片的夹紧元件包括第一和第二支腿，它带有用于夹紧基片的第一和第二夹爪。这两个夹爪的每一个都有一个夹板，能够相对于相应的支腿沿传送方向移动。传感器检测第一夹板相对第一支腿的偏转。传感器的输出信号包含这两个夹爪是要保持闭合还是张开的信息一旦所测的偏转超过一个预定阀值，夹紧元件就会张开。
附图中
图1示出一个带有整体式力传感器的夹紧元件，图2示出沿图1中线I-I的夹紧元件，图3示出沿图1中线II-II的夹紧元件，以及图4示出控制信号的级数和力传感器的输出信号。
夹紧元件1用于沿着一个平行于轴5的给定的传送方向12(图2)来传送基片8。例如从开头所引用的EP 330 831中可以获知一种适合于这种用途的传送装置。螺钉9确保当加速和制动时两个支腿2和3的相对位置相对于传送方向12不会发生变化，而相对位置的变化会导致力传感器中产生一个错误信号。
图3显示沿着图1中线II-II的夹紧元件1的夹爪6和7。每个夹爪6和7都包括相互平行的一个固定板13和一个夹板14，它们由两个桥接器15和16连结在一起。只有夹板14和固定板13从图中上夹爪7能够看到。固定板13被固定到相应的支腿2或3上，而两个夹板14具有彼此相对的夹紧面以夹紧基片8。夹板14由两个桥接器15和16可沿传送方向相对于固定板13移动地承载。固定板13、夹板14以及桥接器15和16由单件材料加工而成并形成一个刚性连接。两个夹爪6和7可以同样形成。但它们还可有一个与图3所示的实施例不同的几何形状，从而下夹爪6的桥接器15和16沿垂直方向，而另一方面，上夹爪7的桥接器15和16沿平行方向。
每一个施加于被夹紧的基片8上的力，无论是顺着还是逆着传送方向12，都会引起夹板14相对于刚性连接于夹紧元件1的支腿2和3的固定板13发生偏转。这样，桥接器15和16就会变形。桥接器15和16的变形通过传感器来检测并计算其值。传感器优选地由四个变形测量仪17-20组成，这些变形测量仪布线成一个桥接电路。这四个变形测量仪17-20胶粘在桥接器15和16上，从而，如顺着传送方向12所见，每个桥接器的一侧有一个变形测量仪。这四个变形测量仪17-20代表了压电电阻器。桥接电路的输出信号Uout被放大并形成一个信号U，它表示夹爪6和7是保持闭合还是张开。信号U是一个双重信号，代表“夹紧”和“张开”两种状态。固定板13、夹板14以及两个桥接器15和16与这四个变形测量仪17-20一起构成了力传感器。
在传送基片8时，各种力施加于夹爪6和7上，其中有加速和制动时产生的力，以及基片8在支撑物上滑动所产生的磨擦力。这些力合起来导致夹板14相对于刚性连接于夹紧元件1的支腿2和3的固定板13发生连续变化的偏转。
下面，说明了两个例子以解释如何从信号Uout形成信号U。在这两个例子中，利用公知的统计方法处理信号Uout以便消除或至少减弱噪音和/或干扰信号。例1在此实施例中，一旦信号Uout超过预定阀值Us，信号U就会赋予“张开”的值。当夹紧元件1所传送的基片8挂在某处，那么夹板14相对于刚性连接于夹紧元件1的支腿2和3的固定板13继续加大偏转。偏转一旦超过与阀值Us相应的限度时，就会发出指令以张开夹爪6和7。例2在此实施例中，有关传送运动的当前状况的数据也予以考虑。以下，变量表示时间。图4显示施于和夹紧元件1沿传送方向12的给定加速度级数相应的指定驱动力的控制信号Ust(t)，以及传感器发出的信号Uout(t)。信号Uout(t)以一定的时间偏移紧随控制信号Uout(t)。
基片8的传送是循环进行的夹紧元件1稳固地夹紧基片8，将其传送一个特定的距离，松开对基片8的夹紧然后退回一个特定的距离。如需要的话，下一个循环就会接着进行。为了在一个循环中传送基片8，控制信号Ust(t)包括三个连续的阶段加速阶段、无加速阶段以及制动阶段。信号Uout(t)在无加速阶段不会消失，这是因为基片8在支撑物上滑动，或在引入到储料台时磨擦凹槽或侧壁所产生的摩擦力在起作用。
现在从控制信号Ust(t)形成信号Ua(t)，它非常接近地对应于力传感器中因加速所产生的信号。然后形成一个由信号Ua(t)修正的输出信号Uout，korr(t)Uout，korr(t)＝Uout(t)-Ua(t)在此实施例中，一旦经过修正的输出信号Uout，korr(t)或一个源出于此的信号超过预定阀值Us时，信号U也赋予“张开”的值。
信号Ua(t)从控制信号Ust(t)形成，例如其中控制信号Ust(t)按比例增减并在时间上有偏移Ua(t)＝k*Ust(t-Δt1)参数Δt1表示一个恒定时间段，参数k是一个常数，它将由校准所确定。
第二个例子的优点在于，通过这种数值计算，由夹紧元件1的加速所引起的夹爪6和7的偏转不认为是由于基片8被卡住引起的。
在这两个例子中，传感器信号Uout(t)或Uout，korr(t)会产生信号峰值，这是由电干扰造成的，而不是因为基片被挂住或卡住。因此，优选地使用信号技术中常规的方法来滤出这种信号峰值，并且信号U只从经过过滤的信号中形成，从而当所传送的基片确实被卡住时信号U只从数值“闭合”变化到数值“张开”。
可选地，如图3的例子中，夹爪6和7各有一个从固定板13出来的刚性部件21，它有一个指向桥接器15的表面22和指向桥接器16的表面23。(图中只能看到固接于夹爪6的固定板13上的部件21，夹爪7上的部件21不能看到。)在运作过程中，部件21用来防止夹爪6和7上的桥接器15和16的过度机械拉伸。在停顿状态下，表面22和桥接器15被一个气隙隔开，同样地表面23和桥接器16也被一个气隙隔开。在夹紧元件加速和制动时，这些气隙的大小由于桥接器15和16的偏转而发生变化。停顿状态下的气隙大小形成为在桥接器15或桥接器16发生塑性变形前，桥接器15可以停留在表面22上或桥接器16可以停留在表面23上。
权利要求
1.一种夹紧元件，包括一个第一和第二支腿(2；3)，分别带有一个第一和第二夹爪(6；7)用以夹紧基片(8)，这两个夹爪(6；7)的每个都包括一个可以沿一个预定方向相对于相应的支腿(2；3)偏转的夹板(14)，以及一个传感器，用来测量第一夹板(14)相对第一支腿(2)的偏转，传感器的输出信号包含是否要保持闭合还是张开这两个夹爪(6；7)的信息。
2.如权利要求1所述的夹紧元件，其特征在于，第一夹板(14)经由两个桥接器(15；16)与固接于第一支腿(2)的第一固定板(13)连结在一起，并且第二夹板(14)经由另外两个桥接器(15；16)与固接于第二支腿(3)的第二固定板(13)连结在一起。
3.如权利要求2所述的夹紧元件，其特征在于，传感器由变形测量仪构成，该变形测量仪固定于连结第一夹板(14)和第一固定板(13)的两个桥接器(15；16)上。
4.如权利要求1所述的夹紧元件，还包括一个螺钉(9)，它固接于两个支腿中的一个(2或3)上并支撑在这两个支腿中的另一个(3或2)上。
5.如权利要求2所述的夹紧元件，还包括一个螺钉(9)，它固接于两个支腿中的一个(2或3)上并支撑在这两个支腿中的另一个(3或2)上。
6.如权利要求3所述的夹紧元件，还包括一个螺钉(9)，它固接于两个支腿中的一个(2或3)上并支撑在这两个支腿中的另一个(3或2)上。
7.如权利要求1所述的夹紧元件，还包括一个刚性部件(21)来限制夹板(14)的最大可能的偏转。
8.如权利要求2所述的夹紧元件，还包括一个刚性部件(21)来限制夹板(14)的最大可能的偏转。
9.如权利要求3所述的夹紧元件，还包括一个刚性部件(21)来限制夹板(14)的最大可能的偏转。
10.如权利要求4所述的夹紧元件，还包括一个刚性部件(21)来限制夹板(14)的最大可能的偏转。
11.如权利要求5所述的夹紧元件，还包括一个刚性部件(21)来限制夹板(14)的最大可能的偏转。
12.如权利要求6所述的夹紧元件，还包括一个刚性部件(21)来限制夹板(14)的最大可能的偏转。
全文摘要
用于沿着预定传送方向来传送基片的夹紧元件包括第一和第二支腿(2；3)，它带有用于夹紧基片(8)的第一和第二夹爪(6；7)。这两个夹爪(6；7)的每一个都有一个夹板(14)，它能够相对于相应的支腿(2或3)沿传送方向移动。传感器检测第一夹板(14)相对第一支腿(2)的偏转。一旦所测的偏转超过一个预定阀值，夹紧元件就会张开。
文档编号G01M99/00GK1472790SQ0314844
公开日2004年2月4日 申请日期2003年6月27日 优先权日2002年6月28日
发明者拉斐尔·伯恩哈德斯格鲁特, 亚历山大·格雷贝尔, 汉斯约里·古杰, 彼得·赫斯, 尼科利诺·翁达, 大 格雷贝尔, 拉斐尔 伯恩哈德斯格鲁特, 诺 翁达, 赫斯, 里 古杰 申请人:Esec贸易公司