专利名称：用于翻转电子元件的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于翻转电子元件的装置，特别地，涉及在自动化处理线上对电子元件进行处理的过程中用于翻转电子元件的装置。
在电子元件的制造或者检测时，例如，电子元件总体上经常地在一系列相继的不同自动化处理站上进行处理，例如经常在检测站或者老化站进行的处理。从而自动地把电子元件从一个站输送到另一个站。
然而还可能在两个相继的处理站，例如在检测站或者标记站，必须接近电子元件的不同侧面。这样，电子元件一般地必须由例如插入在两个相继的站之间的翻转装置翻转。
现有技术翻转站一般地由一个绕一个水平轴线转动的臂构成，并且在所述臂的末端上有一个保持部件，用作取下和保持要被翻转的电子元件。例如把翻转装置的保持部件送到要被翻转的电子元件上方，以取下要被翻转的电子元件并且在其上侧保持它。然后该臂绕所述水平轴线进行一个180度的转动，并且以其此前的下面向上取向，使该电子元件可以提供给下个处理站或者传送机。
这些翻转装置的主要缺点是，在其翻转过程中，电子元件还受到一个在距离上至少等于转动轴线与保持部件之间的铰接臂的长度的、相对于其初始位置的位移，这使其难于，甚至于不可能，整合在含有例如单个沿之摆放相继的处理站的传送机的处理线上。事实上，这样的传送机，一般地是圆的或者线性的，包含一系列规则地间隔开的元件保持器，用于取下或者接受每个处理站的电子元件以把它们送到下个站。从而必须把电子元件放置在处理站上的一点并且在处理完毕后从同一点取走送到下一站。
本发明的一个目的是提出一种翻转装置，所述翻转装置可以以一种模块方式整合到任何电子元件处理线上，不论前、后处理站的构形如何。
本发明的另一个目的是提出一种翻转装置，所述翻转装置使之能够在一个短于所述装置翻转电子元件所需要的时间的间期内布置一个要翻转的电子元件并且取走一个翻转了的电子元件。
这些任务由一个具有独立权利要求的特征的翻转装置达到，优选的实施方式在从属权利要求中说明。
特别地，这些目的由一种翻转电子元件的装置和一种相关联的方法达到，其中在翻转前电子元件摆动放在装置上的位置与在翻转后从装置上取走电子元件的位置相同，从而使所述翻转装置能够整合到电子元件处理线内，不论前、后处理站的构形如何。
这样的一个装置和这样的一个方法使得所述装置能够整合进一个电子元件处理线中，与前、后处理站的构形无关。
结合附
图1-3以示例的方式给出的对其优选实施方式的说明将可较好的理解本发明，其中图1是翻转装置的局部横断面的侧视图，图2A-图2D示出由所述装置进行的电子元件的翻转运动，和图3A-3E示意地示出了从上方进行观察的所述装置的一个操作周期的主要阶段。
本发明的优选实施方式中的翻转装置以示例的方式被整合到电子元件处理线中，其中心部件是圆形传送器8，所述传送器8带有在其周部上规则隔开的元件保持器80。传送器8的每个元件保持器80包括抓持部件使之能够取走和保持电子元件，例如被连接到气动系统(未示出)上的进行空气真空操作的喷嘴。
设计用于接收形成处理线的处理站的位置也规则地分布在传送器8周围。所述位置的数量优选地等于传送器8的元件保持器8的数量。
传送器8围绕中心轴线，优选竖直轴线，进行转动。其旋转运动优选进行分度，使得在传送器的每个步骤，一个新的元件保持器80出现在围绕该传送器8布置的每个处理站上方。在传送器8的每个停止时间，承载一个电子元件的每个元件保持器80首先把电子元件放置在进行为之设计的操作的相应处理站上。一般地，在传送器8进行一次新的转动前不久，传送器8的元件保持器80在同一个处理站上取走一个处理过的电子元件，一般地是先前摆放的一个电子元件。例外的情况是，例如，所讨论的处理站是电子元件可出现的最后一个处理站，这种情况下通过其它装置把电子元件从处理线上清走。由此电子元件被传送器8相继地从一个站传送到另一个站，并对每个电子元件在处理线上进行全部所要求的操作。
在图1中所示的优选实施方式中，根据本发明的翻转装置构成了形成处理线的站中的一个，并且被放置在传送器8周围提供此作用的一个位置上。从而把所发明的翻转装置整合到处理线中。
整个翻转装置优选地通过适当的紧固件(未示出)安置在平台1上使之便于在传送器8的周边准确地安置在其位置上。基座10被紧固到平台1上并且支承菊花轮11，即一种能够选定多个的离散位置的部件。菊花轮11围绕主转动轴线31，优选竖直的转动轴线，相对于基座10进行转动，并且通过插入在两个部件之间的滚珠轴承12使之转动更加容易。菊花轮11的运动受到通过传动带32驱动菊花轮11的循环缸筒引擎3的控制。
在以示例的方式详细地给出的优选实施方式中，翻转装置包括四个元件保持器41、42、43、44，在图1中只示出了其中两个41、43。每个元件保持器41、42、43、44优选在其上侧设有连接到气动系统(未示出)上的喷嘴51、52、53、54，所述气动设备使得能够经喷嘴51、52、53、54抽吸和/或吹入空气，以便将电子元件91、92、93保持在对应的元件保持器41、42、43、44上。
元件保持器41、42、43、44各自围绕转动轴线29紧固在菊花轮11上。每个元件保持器41、42、43、44的转动轴线29优选地是水平的并且以包括喷嘴51、52、53、54的元件保持器41、42、43、44的侧面可以枢转的方式取向，从而使之优选地朝向菊花轮11的中心竖直地取向。元件保持器41、42、43、44成对地工作。把同一对的两个元件保持器41、43或42、44布置得能够使设有喷嘴51、53或52、54的两个侧面相互对置。
在根据本发明的装置的优选的实施方式中，四个元件保持器41、42、43、44围绕菊花轮11的中心与菊花轮11的等距交叉地进行布置(参见图3A)。由此限定了围绕菊花轮11的中心规则地布置的四个位置a、b、c、d。第一位置a对应于由传送器8在翻转装置上放置电子元件91、92、93和取走电子元件91、92、93处。从而布置翻转装置，使得在传送器8的每个步骤中，传送器8的一个元件保持器80准确地对齐在位于该第一位置a处的菊花轮11的元件保持器41、42、43、44上方。优选地分度菊花轮11的旋转运动使得在其每个步骤中，元件保持器41、42、43、44从位置a、b、c、d之一被移动至下一个位置。从而在每个步骤中菊花轮11转动四分之一转。
每个元件保持器41、42、43、44的转动轴线29优选地垂直于菊花轮11的穿过对应元件保持器41、42、43、44中心的半径。当同一个对的两个元件保持器41、42、43、44，例如两个元件保持器41、42或者43、44相对于菊花轮11的中心对置地布置时，每个沿菊花轮11的中心的方向绕其转动轴线29进行90度的转动，其上侧，依据要受翻转的元件91、92、93的厚度不同，间隔开一个由其转动轴线29之间的空间确定的距离(参见图2C)，竖直地相互对置。
在根据本发明的一个优选的翻转装置的优选实施方式中，元件保持器41、42、43、44绕其转动轴线29的转动由一个线性致动的传动装置2控制，所述传动装置例如是一个气动的作动筒，优选地由紧固件(未示出)紧固在平台1上。线性致动的传动装置2刚性地连接到能够沿基座10的侧面之一在平台1上水平地滑动的凸轮23上。凸轮23具有一个滑轨25，一个能够相对于基座10竖直运动的滑轮22安装于所述滑轨25中。以凸轮23的水平移动能够赋与滑轮22竖直移动的方式切割滑轨25。滑轮22由一个轴固定到置于基座10中并且支承一个杆20的支架21上，所述杆20优选地是竖直的，并且中心在菊花轮11的主转动轴线31上。滑轮22的竖直运动直接地传动到杆20上。
每个元件保持器41、42、43、44由一个棒27在杆20的上端高度左右连接到一个位于菊花轮11中的板26上。杆20的上端设有一个保持机构28，使杆20只有在两个板26对应于处于位置b和d的元件保持器41、42、43、44对时才被驱动进行其竖直运动。板26的竖直运动传动到棒27，向上推动被绕其经之把它们紧固到菊花轮11的转动轴线29转动的对应的元件保持器41、42、或者43、44。
使电子元件91、92、93能够翻转的元件保持器41、42、43、44的旋转运动较详细地由图2A至2D示出。
在一个第一步骤中，要受翻转的元件92由经喷嘴52抽吸的空气保持到处于第二位置b(图2A)中的元件保持器42上，而处于第四位置d中的元件保持器44是空的。
借助于上述机构，提升杆20，向上推动经对应的棒27连接到处于位置b和d的两个元件保持器43、44的两个板26。该运动传导棒27的一个向上的移动，从而驱动元件保持器42、44进行一种绕其转动轴线29(图2B)的旋转运动。
在两个元件保持器42、44的每个向菊花轮11的中心进行的一个90度的转动后，其上侧竖直地彼此对置，并且仍然由抽吸保持在元件保持器42上的电子元件92处于它们之间(图2C)。气动回路的控制系统(未示出)然后使元件保持器42的喷嘴52的空气抽吸停止，优选地接着进行由同一个喷嘴52释放出一个小的空气喷注，同时由元件保持器44的喷嘴54抽吸空气。从而从元件保持器42松开电子元件92，同时优选地向元件保持器44吹下该电子元件，然后经抽吸把该电子元件保持在元件保持器44上。
然后借助于上述的机构通过活塞24的返回运动降下杆20，还引起降下两个板26并且引起元件保持42、44向菊花轮11外转动(图2D)直到它们返回其初始的位置。
在该翻转操作以后把电子元件92保持在第四位置d中的元件保持器44上，其经之曾对元件保持器42保持的以前的下侧现在向上取向了。从而把电子元件翻转了180度，并且从而可以经菊花轮11的四分之一转再对处于第一位置a中的传送器8提供了。
由于转动轴线29相对于设计用于接受电子元件92的元件保持器42、44的上侧的偏心位置，通过两个元件保持器42、44每个的简单的90度的旋转运动，元件保持器44的上侧完善地对保持在元件保持器42上的电子元件92指向下，而没有磨擦或者损坏它的风险，从而不必有另外的移动机构也不必使用带有凸表面的元件保持器。
元件保持器的尺寸还可以非常地小，转动轴线29与元件保持器中心之间的距离只需要稍大于电子元件92的尺寸。
根据本发明的优选实施方式的翻转装置的操作周期的主要阶段示意性地示出在图3A至3E中。
为了便于说明操作。在菊花轮11的每个步骤中元件保持器41、42、43、44可处的四个位置由字母a、b、c、d指代，在此，第一位置a对应于传送器8的元件保持器80下的位置。
由翻转装置反向了的电子元件91、92、93的相反的侧面由罗马数字I和II加以区别。当电子元件由传送器8摆入在翻转装置上时，其侧面I向上取向，而使它们由其侧面II取向向上地再次向传送器8提供。
在操作周期的第一阶段，电子元件92由传送器摆放在处于位置a中的元件保持器上，例如元件保持器42上。电子元件92的侧面I取向向上。电子元件92由经喷嘴52的空气抽吸保持。此前由翻转装置翻转的一个电子元件91还保持在第四位置d中的元件保持器41上。电子元件91的侧面II取向向上(图3A)。
如前所述，由转动的缸筒引擎把菊花轮11顺时针地转动四分之一转。从而要受翻转的电子元件92，仍然在元件保持器42上，处于第二位置b中，在此位置可以翻转它，而在元件保持器41上的电子元件91处于第一位置a中，可以由传送器把它从该位置取走(图3B)。
因为菊花轮11的四分之一转发生在传送器8的一个停止的时间，电子元件91由以前摆放电子元件92的传送器8的元件保持器80取走。从而传送器没有一个布置是空的在传送器的每个步骤，一个要翻转的电子元件由元件保持器80布置在翻转装置上，而此前被翻转了的电子元件由同一个元件保持器80从之取走。
然后以以前说明的方式翻转要受翻转的电子元件92，同时处理线的传送器8进展一个步骤。
然后电子元件92在第四位置处在元件保持器44上，其侧面II取向向上，而传送器8在处于第一位置a的元件保持器41布置一个新的电子元件92(图3D)。
菊花轮11再顺时针地转动四分之一转，从而把要受翻转的电子元件92送到在第一位置a的元件保持器44上，可以由此前布置电子元件93的传送器8的元件保持器80从该位置取走。电子元件93处于第二位置b中，然后它可以被翻转(图3E)。
在一个如上所述的翻转装置的翻转周期的结束时，翻转了元件92又出现在第一位置a，在此位置它已经由传送器8布置在翻转装置上了。
然后重复上述分阶段，使得由传送器8布置在翻转装置上的所有电子元件都被相继地翻转。
为了能够正确地并且以最小的出错率进行上述的操作，转动缸筒引擎3、线性致动的传动装置2的所有运动以及每个元件保持器41、42、43、44的喷嘴进行的空气抽吸指令由控制系统(未示出)协调，自动地与传送器8的运动同步。
刚好在它们由同一个传送器摆放处的位置，由翻转装置翻转的电子元件再次可能向传送器提供。在传送器的每个步骤摆放一个电子元件和取去一个电子元件，从而在传送器8上不留下空位置。由于这些特征，这样的一个翻转装置可以安置在电子元件处理线上的任何位置中，不论前面的站和后面的站的构形如何。
图中未示出的，使得能够独立地经每个喷嘴51、52、53或54抽吸和或吹出空气的气动系统，优选地包含三个连接到位置a、b、d独立的空气室，在所述三个位置a、b、d处，当翻转装置正常操作时元件保持器41、42、43或44必须将电子元件保持在其上侧。当元件保持器41、42、43或44之一处于位置a、b或d之一时，其喷嘴51、52、53或54连接到对应的空气室中，从而使得在位置a、b或者d中的每个元件保持器41、42、43或者44喷的嘴51、52、53或54抽吸或者排出的空气能够各别地受到控制。
因为处在位置c中的元件保持器41、42、43或44不必保持电子元件，所以此位置优选地不设置空气室。
在以上以示例的方式在本文中说明的根据本发明的翻转装置的优选实施方式中，翻转操作发生在传送器8的“掩蔽时间(masked time)”，在每个步骤中，传送器8在翻转装置上放置一个要进行翻转的电子元件并且在同一个位置处并用同一个元件保持器取走翻转了的电子元件，而在此时不进行任何翻转操作。事实上，例如电子元件92的翻转操作与其中传送器8取走翻转了的电子元件91的阶段并列地进行，其中传送器8移动一步并且在其中传送器8摆放要受翻转的电子元件93。由于由翻转装置操作并列，包括与传送器8前向移动一步并列地开展翻转操作，翻转电子元件所需要的时间不受传送器8的停止时间限制并且甚至可以大于该停止时间。
根据本文中以示例的方式说明的本发明的优选实施方式的翻转装置利用四个元件保持器通过空气真空保持电子元件。本领域的技术人员可以认识到所述装置的元件保持器的数量可以在适配菊花轮运动的条件下修改。然而，优选地保持偶数个的元件保持器。类似地，也可以修改用于把电子元件保持在元件保持器上的系统。例如，可以设想具有夹钳形式的保持件的元件保持器。
领域内普通技术人员还可以认识到根据本发明的翻转装置可以借助于其它翻转器件实现，在多数情况下以适配菊花轮运动为条件。特别地，可以设想在菊花轮11上结合其它由现有技术或者未来的技术公知的翻转器件，譬如在其一端绕一个水平转动轴铰链连接、并且在其另一个端部具有使之能够量度和保持要受翻转的电子元件的保持器具的单个臂。
在本装置的一个稍逊色些的实施方式中，还可以设想由一个连续地绕其转动轴线转动的转动头替换菊花轮11。然而这样一种实施方式却有些复杂，因为它需要在翻转装置和处理线的传送器之间存在更多的协调。
在本文中以上以实例的给出的优选实施方式的说明中，翻转装置被整合在围绕圆形的传送器8铰链连接的电子元件处理线内。然而，本领域的技术人员还可以认识到，根据本发明的装置还可以被整合到绕其它类型的传送器，例如线性类型的传送器，铰链连接的处理线内，或者被整合到对之需要或者希望翻转了的电子重新放置在它们受翻转前放置处的准确位置外的任何其它电子元件处理线内。
权利要求
1.用于翻转电子元件(91、92、93)的装置，其特征在于，在翻转前所述电子元件(91、92、93)放置在所述装置处的位置(a)与在翻转以后从之取走所述电子元件(91、92、93)处的位置(a)相同。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述翻转所需要的时间大于电子元件(92)放置到所述装置上的时刻与下一个翻转了的电子元件(91)准备好从所述装置上取走的时刻之间的时间间隔。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，包括多个在所述翻转的过程中由所述电子元件(91、92、93)相继移行过的位置(a、b、d)。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，包括用于围绕至少一条转动轴线(29)在所述多个位置(a、b、d)中的至少两个位置(b、d)之间翻转所述电子元件(91、92、93)的器件(41、42、43、44、27、26、28、20)，以及用于在所述多个位置(a、b、d)中的至少两个位置(a、b；d、a)之间移动所述电子元件(91、92、93)的器件(11)。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，至少所述移动器件(11)的至少一部分支承所述翻转器件(41、42、43、44、27、26)的至少一部分。
6.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述移动器件包括能够围绕主转动轴线(31)转动的菊花轮(11)。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述主转动轴线(31)是竖直的。
8.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述菊花轮支承至少一个元件保持器(41、42、43、44)。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述元件保持器(41、42、43、44)使得能够在所述菊花轮(11)上翻转所述电子元件(91、92、93)。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述菊花轮支承至少两个成对工作以翻转所述电子元件(91、92、93)的至少之一的元件保持器(41、42、43、44)。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述至少两个元件保持器(41、42、43、44)的每个被紧固围绕转动轴线(29)进行转动。
12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述至少两个元件保持器(41、42、43、44)的每个的所述转动轴线(29)是水平的。
13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述至少两个元件保持器(41、42、43、44)的每个的所述转动轴线相对于所述元件保持器(41、42、43、44)是偏心的。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，所述至少两个元件保持器(41、42、43、44)中的每个通过棒(27)连接到线性致动的传动装置(2、20)上。
15.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述元件保持器(41、42、43、44)的每个包括空气吸入喷嘴(51、52、53、54)用于保持至少一个电子元件(91、92、93)。
16.如权利要求8所述的装置，其特征在于，包括四个元件保持器(41、42、43、44)。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，所述四个元件保持器围绕主转动轴线(31)交叉地布置在所述菊花轮(11)上。
18.翻转至少一个电子元件(91、92、93)的方法，在两个位置(b、d)之间翻转至少一个电子元件(91、92、93)并且在两个位置(a、b；d、a)之间移动所述至少一个电子元件(91、92、93)，其特征在于，在所述翻转和所述移动之后，所述至少一个电子元件(91、92、93)处于其初始位置(a)处。
19.如权利要求18所示的方法，其特征在于，在所述翻转前所述电子元件(91、92、93)中的每一个被放置到所述初始位置(a)处，并且在所述翻转以后从所述的初始位置(a)处取走。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述翻转所需要的时间大于所述至少一个电子元件(92)的第一个被放置到所述初始位置(a)处的时刻与下一个翻转了的所述至少一个电子元件(91)准备好从所述初始位置(a)处取走的时刻之间的时间间隔。
21.如权利要求18所述的方法，其特征在于，包括围绕主转动轴线(31)转动所述至少一个电子元件(91、92、93)90度，围绕至少一条副转动轴线(29)转动所述至少一个电子元件(91、92、93)180度，围绕主转动轴线(31)转动所述至少一个电子元件(91、92、93)90度。
22.如权利要求21所示的方法，其特征在于，包括所述围绕至少一条副转动轴线(29)转动所述至少一个电子元件(91、92、93)180度包括以下步骤围绕第一副转动轴线(29)转动所述至少一个电子元件(91、92、93)90度，围绕第二副转动轴线(29)转动所述至少一个电子元件(91、92、93)90度。
全文摘要
本发明涉及一种用于翻转电子元件(91、92、93)的装置和相关方法。根据本发明，在翻转前所述电子元件(91、92、93)在所述装置上的位置(a)与在翻转以后从装置上取走所述电子元件(91、92、93)处的位置(a)相同。以这种方式，不论其前、后处理站的构形如何，所述装置可被整合进电子元件处理线(8)中。
文档编号H05K13/02GK1682579SQ03821248
公开日2005年10月12日 申请日期2003年7月23日 优先权日2002年9月6日
发明者B·蒙塔冯, E·雷莫奈 申请人:伊斯梅卡半导体控股公司