DE10212935B4

DE10212935B4 - Bestückkopf zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen

Info

Publication number: DE10212935B4
Application number: DE10212935A
Authority: DE
Inventors: Mohammad Mehdianpour
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2022-03-23
Also published as: DE10212935A1

Abstract

Bestückkopf (1) zum Bestücken von Substraten (2) mit elektrischen Bauelementen (3),
wobei der Bestückkopf (1) zumindest eine Saugpipette (10) zum Halten eines der Bauelemente (3) aufweist,
wobei die Saugpipette (10) an einem senkrecht zum Substrat verschiebbaren Halter (9) fixierbar ist und
wobei der Halter (9) mit einem Verschiebeantrieb koppelbar ist,
dadurch gekennzeichnet , daß der Halter (9) mittig an einer sich im wesentlichen senkrecht zur Verschieberichtung erstreckenden, in der Verschieberichtung ausgebogenen Blattfeder (12) befestigt ist und
daß an den Enden der Blattfeder (12) zwei in deren Längsrichtung bewegbare Verstellstücke (15) des Verschiebeantriebs vorgesehen sind, die den Abstand zwischen den Enden verändern.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bestückkopf zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen, wobei der Bestückkopf zumindest eine Saugpipette zum Halten eines der Bauelemente aufweist, wobei die Saugpipette an einem senkrecht zum Substrat verschiebbaren Halter fixierbar ist und wobei der Halter mit einem Verschiebeantrag koppelbar ist.

Ein derartiger Bestückkopf ist zum Beispiel durch die US6240628 B bekannt geworden. Danach ist der wellenartige Halter mit einem direkten Verschiebeantrieb verbunden, der unmittelbar in der Hubrichtung des Halters agiert. Um den Halter spielarm verschieben zu können, sind Gleitführungen vorgesehen, die eine entsprechende Bauhöhe des Bestückkopfes bedingen.

Ferner ist durch die EP 05 00 246 A ein Bestückkopf zum Bestücken von Leiterplatten mit elektronischen Bauelementen bekannt geworden, bei dem eine Saugpipette zum Halten eines Bauelements an einem senkrecht zur Leiterplatte verschiebbaren Halter angeordnet ist, der mit einem Verschiebeantrieb gekoppelt ist. Der Bestückkopf ist mit einem blattfederartigen Übertragungselement versehen, durch das die senkrechte Hubbewegung eines Stößels in eine waagerechte Querbewegung von Elementen einer Zentrierzange für das Bauelement umgewandelt wird.

Ferner ist durch die DE 37 21 226 A ein manuell betätigbarer Bestückkopf mit einer Blattfeder bekannt geworden, die unabhängig von der Hubstellung einer Saugpipette eine vertikale federnde Vorspannung der Pipette bewirkt.

Ferner ist nach der JP 2001-284895 A ein Bestückkopf bekannt geworden, bei dem ein Sauggreifer für ein elektrisches Bauelement zur Begrenzung der Aufsetzkraft an zur Hubrichtung querstehenden Blattfedern gehalten ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Führungsaufwand und die Bauhöhe zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Blattfeder ist durch ihre Krümmung so stabil, daß der Halter keine besondere Führung benötigt. Dabei ist es von Vorteil, daß beim Abholen und beim Aufsetzen des Bauelementes keine seitlichen Kräfte auftreten, die zu Ungenauigkeiten führen könnten. Es versteht sich, daß die Verstellstücke elektrisch oder mechanisch derart gekoppelt sind, daß sie gleichzeitig verstellt werden, um die Mittenlage des Halters nicht zu verändern. Durch den Wegfall der Führungslager und die Ausrichtung des Verschiebeantriebs in der Querrichtung wird die Bauhöhe erheblich geringer. Das Gewicht der Blattfedern ist im Vergleich zu zylindrischen Führungsbuchsen erheblich geringer.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet:
Die Blattfeder ist an den Schiebern nach Anspruch 2 definiert gehalten.

Durch die beiden Blattfedern nach Anspruch 3 bleibt die Ausrichtung des Halters jederzeit stabil.

Die räumliche Entflechtung der Halterbewegung von der Antriebsbewegung wirkt sich besonders günstig bei einem Mehrfachbestückkopf aus, der besonders kompakt ausgebildet werden kann.

Beim Revolverbestückkopf nach Anspruch 5 können die Biegefedern in engem Abstand zueinander angeordnet werden und bilden eine tonnenförmige Hüllkontur. Von Vorteil ist dabei, daß die Halter stabil in ihrer Ausgangslage gehalten werden, ohne daß dazu zum Beispiel eine Führungsbuchse benötigt wird.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 6 wird für sämtliche Halter nur ein einziger Verstellantrieb benötigt.

Im folgenden wird Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
1 zeigt einen Teilschnitt durch einen Bestückkopf mit Haltern für elektrische Bauelemente,
2 einen anderen Teilschnitt durch den Bestückkopf nach 1.
Nach den 1 und 2 ist ein Bestückkopf 1 mittels einer nicht dargestellten Positioniereinrichtung zum Beispiel in den Koordinatenrichtungen x und y in einer Arbeitsebene verschiebbar. Parallel zu dieser erstreckt sich ein als Leiterplatte ausgebildetes Substrat 2, auf das mittels des Bestückkopfes 1 elektrische Bauelemente 3 abgesetzt werden sollen, die von nicht dargestellten Zuführeinrichtungen abgeholt werden.
Der Bestückkopf 1 besteht im wesentlichen aus einem Stator 4, einer Kamera 5 und einem im Stator 4 gelagerten Rotor 6, der durch einen Schrittschaltmotor 7 angetrieben wird und dessen Drehachse 8 sich parallel zur Arbeitsebene x-y erstreckt. Der Rotor weist senkrecht zur Drehachse sternförmig abstehende Halter 9 für Saugpipetten 10 auf, an denen die Bauelemente 3 mittels Vakuum fixiert werden können, das zu den einzelnen Haltern 9 über pneumatische Leitungen 11 zugeführt werden kann.
Die Halter 9 sind mittig an Blattfedern 12 befestigt, die sich im wesentlichen parallel zur Drehachse erstrecken und mit ihren Enden an in der Achsrichtung verstellbaren Schiebern 13 fixiert sind. Die Blattfedern 12 sind zwischen den Schiebern 13 so vorgespannt, daß sie sich bogenförmig radial nach außen durchbiegen. Der Stator ist an der Position, in der sich einer der Halter 9 senkrecht über dem Substrat 2 befindet, mit einem Verstellantrieb 14 versehen, der über ein Verstellstück 15 die beiden jeweils im Eingriff befindlichen Schieber 13 synchron zusammendrückt, wobei die Verstellantriebe 14, die Verstellstücke 15 und die Schieber 13 einen Verschiebeantrieb für den Halter 9 bilden.
Durch das Zusammendrücken der Schieber 13 wird die jeweilige Blattfeder 12 noch weiter radial nach außen ausgebogen, wodurch der Halter 9 mit der Saugpipette 10 und dem Bauelement 3 soweit nach unten bewegt wird, daß dieses auf der Leiterplatte 2 aufsetzt, wie dies durch die strichpunktierten Konturen angedeutet ist. Danach wird das Vakuum abgeschaltet und somit das Bauelement 3 losgelassen. Der Verstellantrieb 14 verfährt in seine Ausgangsstellung, wodurch die Verschiebestücke mit der Blattfeder 12 und dem Halter 9 ebenfalls in ihre Ausgangsstellung zurückgestellt werden.

Claims

Bestückkopf (1) zum Bestücken von Substraten (2) mit elektrischen Bauelementen (3), wobei der Bestückkopf (1) zumindest eine Saugpipette (10) zum Halten eines der Bauelemente (3) aufweist, wobei die Saugpipette (10) an einem senkrecht zum Substrat verschiebbaren Halter (9) fixierbar ist und wobei der Halter (9) mit einem Verschiebeantrieb koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Halter (9) mittig an einer sich im wesentlichen senkrecht zur Verschieberichtung erstreckenden, in der Verschieberichtung ausgebogenen Blattfeder (12) befestigt ist und daß an den Enden der Blattfeder (12) zwei in deren Längsrichtung bewegbare Verstellstücke (15) des Verschiebeantriebs vorgesehen sind, die den Abstand zwischen den Enden verändern.
Bestückkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstellstücke (15) mit zwei Schiebern (13) gekoppelt und synchronisiert in entgegengesetzter Richtung verschiebbar sind.
Bestückkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter an zwei der zueinander mit Abstand parallel verlaufenden Blattfedern fixiert ist, die in der Verschieberichtung des Halters übereinanderliegend angeordnet sind.
Bestückkopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestückkopf (1) eine Mehrzahl der Halter (9) für die Saugpipetten (10) mit den Blattfedern (12) aufweist.
Bestückkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (9) mit den Blattfedern (12) in einem Rotor (6) des revolverartigen Bestückkopfes (1) sternförmig abstehend angeordnet sind und daß sich die Blattfedern (12) im wesentlichen in der Achsrichtung des Rotors (6) erstrecken.
Bestückkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (4) in einer Aufsetzstation des Rotors (6) die Verstellstücke (15) zum Verschieben der Blattfederenden aufweist.