WO2004068925A1 - Attaching-positioning device for attaching objects to substrates - Google Patents

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WO2004068925A1
WO2004068925A1 PCT/DE2003/004152 DE0304152W WO2004068925A1 WO 2004068925 A1 WO2004068925 A1 WO 2004068925A1 DE 0304152 W DE0304152 W DE 0304152W WO 2004068925 A1 WO2004068925 A1 WO 2004068925A1
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positioning device
holder
gripper
housing
placement
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PCT/DE2003/004152
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Gerhard Jonke
Rudolf Schmid
Christian THÜRINGEN
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders
    • B25B11/005—Vacuum work holders
    • B25B11/007—Vacuum work holders portable, e.g. handheld
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6838—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping with gripping and holding devices using a vacuum; Bernoulli devices
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or adjusting assemblages of electric components
    • H05K13/04—Mounting of components, e.g. of leadless components
    • H05K13/0404—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
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    • H05K13/0404—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws
    • H05K13/0413—Pick-and-place heads or apparatus, e.g. with jaws with orientation of the component while holding it; Drive mechanisms for gripping tools, e.g. lifting, lowering or turning of gripping tools

Definitions

  • Positioning device for placing objects on substrates
  • the invention relates to a placement positioning device with a gripper connected to a vacuum for picking up and placing objects on substrates, the gripper being mounted on a movable holder between two ends of a range of movement in a linearly movable manner in a placement direction.
  • Conventional placement positioning devices such as those used in turret placement heads, have a movable holder which is guided so that it can move linearly between two ends of a movement range in a placement direction.
  • the gripper is biased by a spring in the mounting direction against the movable holder.
  • the objects to be placed are often electrical components. These are sucked onto the gripper using a vacuum, for example.
  • the vacuum is passed through openings in the gripper and the holder to the tip of the gripper. It is therefore necessary to connect the gripper and holder to one another by means of a seal in a vacuum-tight and linearly movable manner.
  • a sealing membrane has so far been used, which is arranged between the gripper tip and the holder and provides a corresponding sealing effect between the holder and the gripper tip over the entire range of movement of the gripper relative to the holder.
  • the holder can be connected to the gripper in a vacuum-tight manner by means of a bellows. This is done in particular by gluing the end regions of the bellows to the gripper and to the holder. However, it is also possible to thermally brace the bellows with the corresponding connection surfaces on the gripper and holder.
  • a bellows In addition to the vacuum tightness, a bellows also has spring properties. As a result, the previously common spring between holder and gripper can be saved.
  • a metal bellows has excellent torsional rigidity.
  • an anti-rotation device can be dispensed with in the linear mounting of the gripper relative to the holder.
  • the device according to the invention has a housing which at least partially coaxially surrounds the holder, and the electrical rotary drive for the gripper is formed by providing its stator in the housing and its rotor on the gripper.
  • both the anti-rotation lock in the linear guidance between the holder and the gripper can be omitted, as well as the sealing membrane and the spring between the holder and the gripper, the invention also applies when using an electric rotary drive in the placement-positioning device extremely compact dimensions possible.
  • a linear guide can be provided on the housing for mounting the placement positioning device relative to a placement head, which has a plurality of placement positioning devices of the same type.
  • the linear guide is attached directly to the housing, i. H.
  • the axis of movement of the linear guide is at a small distance from the axis of rotation of the gripper of the placement-positioning device according to the invention.
  • this distance is approximately as large as or somewhat smaller than the outer diameter of the housing of the placement positioning.
  • the seal has an annular shape with a cross-shaped cross section.
  • the holder or the gripper can be provided with a rotationally symmetrical encoder, the rotary movement of which can be detected by a sensor arranged on the housing.
  • the rotationally symmetrical encoder is made of magnetoresistive material, so that, in cooperation with a corresponding sensor, an interpolating detection of the rotary movement that is effective between the increments of the encoder is also possible.
  • the figure shows a schematic sectional view through a preferred embodiment of the device according to the invention.
  • a preferred embodiment of the placement-positioning device has a hollow shaft 110 which serves as a gripper.
  • the hollow shaft 110 is connected via a connecting element 115 to a pipette seat 140 which serves as a gripper and is suitable for receiving a vacuum pipette 145 which serves as a gripper tip for receiving objects 100, in particular electrical components.
  • the pipette seat 140 is arranged to be linearly movable relative to the hollow shaft 110.
  • an annular coupling element 117 is provided on the hollow shaft 110.
  • a metal bellows 120 is provided, which is glued to the coupling element 117 and to the connecting element 115 with one of its end regions.
  • the hollow shaft 110 and the pipette seat 140 are connected to one another in a vacuum-tight manner by means of the metal bellows 120 and can execute linear movements in a mounting direction A relative to one another.
  • the metal bellows 120 has a resilient effect in the mounting direction A.
  • the metal bellows is designed like a hollow cylinder with a diameter which changes like a wave in the course of the mounting direction A and an essentially constant wall thickness.
  • a rotor 210 of an electric drive is arranged rotationally symmetrically on the hollow shaft 110, which serves as a holder.
  • rotor 210 is constructed from electrical coils.
  • the stator 220 of the electrical rotary drive of the placement positioning device according to the preferred embodiment of the invention is provided in the housing 130 of the placement positioning device according to the invention.
  • the hollow shaft 110 is rotatably supported in the housing 130 by means of roller bearings 135.
  • Rolling bearings 150 with rolling bodies 155 are likewise provided between the pipette seat 140 and the housing 130, which enable a linear movement in the mounting direction A and a rotary movement of the pipette seat 140 relative to the housing 130.
  • the hollow shaft 110 there is also a rotationally symmetrical encoder wheel 230, in particular made of magnetoresistive material trained, arranged.
  • a sensor 235 which is non-rotatable relative to the housing 130, the rotational movement of the system comprising the rotor 210, the hollow shaft 110 and the pipette seat 140 can be detected relative to the housing 130 or the stator 220.
  • the housing 130 is surrounded by a cap 180, which extends in the attachment direction A, ie. H. extends along the hollow shaft 110 and has at its upper end a vacuum connection 185 for applying a vacuum to the hollow shaft 110 and the pipette seat 140.
  • the cap 180 is connected to the housing 130, e.g. B. by gluing.
  • a sealing ring 170 is provided between the housing 130, the cap 180 and the hollow shaft 110.
  • This sealing ring is designed in particular with a cross-shaped cross section, so that it enables a sealing effect on all four corner regions of the resulting annular cavity with a square cross section.
  • the sealing ring 170 enables damping of the rotary movement between the housing 130 and the hollow shaft 110 or the pipette seat 140.
  • a linear guide 160 is also attached directly to the housing 130.
  • the linear guide 160 can either be glued to the housing 130, be soldered to it, or be formed in one piece with it.
  • the line of movement 165 of the linear bearing 160 is arranged at a short distance from the axis of rotation D of the placement-positioning device.
  • the distance of the movement axis 165 of the linear bearing 160 from the axis of rotation D is approximately a distance corresponding to the diameter of the housing 130. This allows a high accuracy of an arrangement of the placement-positioning device according to the invention in a placement head.

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Abstract

The invention relates to an attaching-positioning device for attaching objects (100), particularly electrical components to substrates, comprising a moving support (110), a gripper (140) that can linearly move in an attaching direction (A) between two ends of a movement range on the support. The attaching-positioning device particularly comprises a vacuum pipette (145) serving as a gripper tip with which the objects can be taken up by means of vacuum. The support (110) and the gripper (140) are connected to one another by means of metal bellows (120), whereby guiding, sealing and spring action are combined in a single component, i.e. the metal bellows (120).

Description

Beschreibungdescription
Aufsetz-Positioniervorrichtung zum Aufsetzen von Objekten auf SubstratePositioning device for placing objects on substrates
Die Erfindung betrifft eine Aufsetz-Positioniervorrichtung mit einem an ein Vakuum angeschlossenen Greifer zum Aufnehmen und zum Aufsetzen von Objekten auf Substrate, wobei der Greifer an einem bewegbaren Halter zwischen zwei Enden eines Be- egungsbereichs in einer Aufsetzrichtung linear bewegbar gelagert ist.The invention relates to a placement positioning device with a gripper connected to a vacuum for picking up and placing objects on substrates, the gripper being mounted on a movable holder between two ends of a range of movement in a linearly movable manner in a placement direction.
Herkömmliche Aufsetz-Positioniervorrichtungen, wie sie beispielsweise in Revolver-Bestückköpfen Verwendung finden, wei- sen einen bewegbaren Halter auf, welcher zwischen zwei Enden eines Bewegungsbereichs in einer Aufsetzrichtung linear bewegbar geführt ist. Hierbei ist der Greifer mittels einer Feder in der Aufsetzrichtung gegenüber dem bewegbaren Halter vorgespannt. Die aufzusetzenden Objekte sind häufig elektri- sehe Bauelemente. Diese werden beispielsweise mittels Vakuum an den Greifer angesaugt. Das Vakuum wird durch Öffnungen in den Greifer und dem Halter hindurch bis an die Spitze des Greifers geleitet. Daher ist es erforderlich, Greifer und Halter zueinander mittels einer Dichtung vakuumdicht und li- near bewegbar miteinander zu verbinden. Zu diesem Zweck wird bisher eine Dichtmembran verwendet, welche zwischen der Greiferspitze und dem Halter angeordnet ist und über den gesamten Bewegungsbereich des Greifers relativ zu dem Halter eine entsprechende Dichtwirkung zwischen dem Halter und der Greifer- spitze zur Verfügung stellt.Conventional placement positioning devices, such as those used in turret placement heads, have a movable holder which is guided so that it can move linearly between two ends of a movement range in a placement direction. Here, the gripper is biased by a spring in the mounting direction against the movable holder. The objects to be placed are often electrical components. These are sucked onto the gripper using a vacuum, for example. The vacuum is passed through openings in the gripper and the holder to the tip of the gripper. It is therefore necessary to connect the gripper and holder to one another by means of a seal in a vacuum-tight and linearly movable manner. For this purpose, a sealing membrane has so far been used, which is arranged between the gripper tip and the holder and provides a corresponding sealing effect between the holder and the gripper tip over the entire range of movement of the gripper relative to the holder.
Derartige Dichtmembranen sind jedoch kompliziert herzustellen und damit teuer sowie starkem Verschleiß unterworfen. Darüber hinaus ist es zusätzlich erforderlich, beispielsweise bei ei- ner koaxialen Anordnung von Halter und Greifer eine Lagerung des Greifers an dem Halter vorzusehen, welche ein verdrehen des Greifers relativ zu dem Halter verhindert, um entspre- chende Genauigkeit beim Aufsetzen der Objekte zu gewährleisten.Such sealing membranes are complicated to manufacture and therefore expensive and subject to heavy wear. In addition, it is additionally necessary, for example in the case of a coaxial arrangement of the holder and the gripper, to provide a bearing of the gripper on the holder which prevents the gripper from rotating relative to the holder in order to To ensure adequate accuracy when placing the objects.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Aufsetz- Positioniervorrichtung zum Aufsetzen von Objekten auf Substrate zu schaffen, welche einfach und kostengünstig herzustellen ist sowie hohe Genauigkeit beim Aufsetzen der Objekte bereitstellt.It is therefore an object of the invention to provide a placement-positioning device for placing objects on substrates, which is simple and inexpensive to manufacture and which provides high accuracy when placing the objects.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Aufsetz- Positioniervorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.This object is achieved according to the invention by a placement-positioning device with the features according to claim 1. Preferred embodiments of the invention are claimed in the dependent claims.
Durch die Verwendung eines z.B. metallischen torsionssteifen Faltenbalgs als linear bewegbar ausgeführte Verbindung zwischen Halter und Greifer wird eine Vielzahl von unterschiedlichen Funktionen der AufsetzPositioniervorrichtung in einem einzigen Bauelement, dem Metallbalg, gebündelt. Zum einen lässt sich mittels eines Balgs der Halter mit dem Greifer vakuumdicht verbinden. Dies erfolgt insbesondere durch Verkleben der Endbereiche des Balgs mit dem Greifer sowie mit dem Halter. Es ist jedoch auch ein thermisches Verspannen des Balgs mit den entsprechenden Anschlussflächen an Greifer und Halter möglich.By using e.g. Metallic torsion-resistant bellows as a linearly movable connection between the holder and gripper, a variety of different functions of the placement-positioning device is bundled in a single component, the metal bellows. On the one hand, the holder can be connected to the gripper in a vacuum-tight manner by means of a bellows. This is done in particular by gluing the end regions of the bellows to the gripper and to the holder. However, it is also possible to thermally brace the bellows with the corresponding connection surfaces on the gripper and holder.
Neben der Vakuum-Dichtheit weist ein Balg auch Feder- Eigenschaft auf. Hierdurch lässt sich die bisher übliche Feder zwischen Halter und Greifer einsparen.In addition to the vacuum tightness, a bellows also has spring properties. As a result, the previously common spring between holder and gripper can be saved.
Darüber hinaus weist ein Metallbalg eine ausgezeichnete Torsionssteifigkeit auf. Hierdurch kann auf eine Verdrehsicherung bei der linearen Lagerung des Greifers relativ zu dem Halter verzichtet werden.In addition, a metal bellows has excellent torsional rigidity. As a result, an anti-rotation device can be dispensed with in the linear mounting of the gripper relative to the holder.
Durch die Verwendung eines Metallbalgs ist es erfindungsgemäß auch möglich, unter Einhaltung kompaktester Abmessungen für die Aufsetz-Positioniervorrichtung einen elektrischen Drehantrieb in die erfindungsgemäße Aufsetz-Positioniervorrichtung zu integrieren. Hierbei weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Gehäuse auf, welches zumindest den Halter teilweise koaxial umgibt, und wobei der elektrische Drehantrieb für den Greifer durch Vorsehen dessen Stators in dem Gehäuse und dessen Rotors an den Greifer ausgebildet ist.By using a metal bellows, it is also possible according to the invention while maintaining the most compact dimensions for the placement positioning device to integrate an electric rotary drive into the placement positioning device according to the invention. Here, the device according to the invention has a housing which at least partially coaxially surrounds the holder, and the electrical rotary drive for the gripper is formed by providing its stator in the housing and its rotor on the gripper.
Da durch Verwenden eines Metallbalgs sowohl die Verdrehsiche- rung bei der linearen Führung zwischen Halter und Greifer weggelassen werden kann, wie auch die Dichtmembran und die Feder zwischen dem Halter und dem Greifer entfällt ist erfindungsgemäß auch bei Verwenden eines elektrischen Drehantriebs in der Aufsetz-Positioniervorrichtung ein äußerst kompaktes Baumaß möglich.Since, by using a metal bellows, both the anti-rotation lock in the linear guidance between the holder and the gripper can be omitted, as well as the sealing membrane and the spring between the holder and the gripper, the invention also applies when using an electric rotary drive in the placement-positioning device extremely compact dimensions possible.
Darüber hinaus kann an dem Gehäuse noch eine Linearführung zur Lagerung der Aufsetz-Positioniervorrichtung relativ zu einem Bestückkopf vorgesehen sein, welcher eine Mehrzahl von gleichartigen Aufsetz-Positioniervorrichtungen aufweist.In addition, a linear guide can be provided on the housing for mounting the placement positioning device relative to a placement head, which has a plurality of placement positioning devices of the same type.
Hierbei ist die Linearführung unmittelbar an dem Gehäuse angebracht, d. h. die Bewegungsachse der Linearführung weist einen geringen Abstand zu der Drehachse des Greifers der Aufsetz-Positioniervorrichtung nach der Erfindung auf. Insbeson- dere ist dieser Abstand ungefähr so groß wie oder etwas kleiner als der Außendurchmesser des Gehäuses der Aufsetz- Positionierung.Here, the linear guide is attached directly to the housing, i. H. the axis of movement of the linear guide is at a small distance from the axis of rotation of the gripper of the placement-positioning device according to the invention. In particular, this distance is approximately as large as or somewhat smaller than the outer diameter of the housing of the placement positioning.
Durch Vorsehen einer zusätzlichen Dichtung aus einem Elasto- mer-Material zwischen dem Gehäuse und dem Halter lässt sich eine Dämpfung von Drehbewegungen des Halters relativ zu dem Gehäuse vorsehen. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, beim Beschleunigen der erfindungsgemäßen Aufsetz- Positioniervorrichtung durch exzentrisch an dem Greifer oder der Greiferspitze aufgenommene Objekte erzeugte Stördrehmomente auszugleichen, welche eine Verdrehung des Greifers auf- grund der hohen Beschleunigung und der exzentrischen Anordnung der Objekte bewirken würden.By providing an additional seal made of an elastomer material between the housing and the holder, damping of rotary movements of the holder relative to the housing can be provided. In this way it is possible, for example, to compensate for disturbing torques generated by objects eccentrically picked up on the gripper or the gripper tip when the placement / positioning device according to the invention is accelerated, which causes rotation of the gripper. due to the high acceleration and the eccentric arrangement of the objects.
Insbesondere weist die Dichtung Kreisringform mit kreuzförmi- gern Querschnitt auf.In particular, the seal has an annular shape with a cross-shaped cross section.
Um einen geschlossenen Regelkreis für die Drehbewegungen des Greifers relativ zu dem Gehäuse zu ermöglichen, kann der Halter oder der Greifer mit einem rotationssymmetrischen Encoder versehen sein, dessen Drehbewegung mit einem an dem Gehäuse angeordneten Sensor erfasst werden kann. Beispielsweise ist der rotationssymmetrische Encoder aus magnetoresistivem Material gefertigt, so dass in Zusammenwirken mit einem entsprechenden Sensor auch eine zwischen den Inkrementen des Enco- ders wirksame interpolierende Erfassung der Drehbewegung möglich ist.In order to enable a closed control loop for the rotary movements of the gripper relative to the housing, the holder or the gripper can be provided with a rotationally symmetrical encoder, the rotary movement of which can be detected by a sensor arranged on the housing. For example, the rotationally symmetrical encoder is made of magnetoresistive material, so that, in cooperation with a corresponding sensor, an interpolating detection of the rotary movement that is effective between the increments of the encoder is also possible.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.
In der Zeichnung zeigt die Figur eine schematische Schnittan- sicht durch eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.In the drawing, the figure shows a schematic sectional view through a preferred embodiment of the device according to the invention.
Wie aus der Figur ersichtlich, weist eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Aufsetz- Positioniervorrichtung eine als Greifer dienende Hohlwelle 110 auf. Die Hohlwelle 110 ist über ein Verbindungselement 115 mit einem Pipettensitz 140 verbunden, welcher als Greifer dient und zum Aufnehmen einer Vakuumpipette 145 geeignet ist, die als Greiferspitze zum Aufnehmen von Objekten 100, insbesondere elektrischen Bauelementen, dient. Der Pipettensitz 140 ist relativ zu der Hohlwelle 110 linear bewegbar angeordnet.As can be seen from the figure, a preferred embodiment of the placement-positioning device according to the invention has a hollow shaft 110 which serves as a gripper. The hollow shaft 110 is connected via a connecting element 115 to a pipette seat 140 which serves as a gripper and is suitable for receiving a vacuum pipette 145 which serves as a gripper tip for receiving objects 100, in particular electrical components. The pipette seat 140 is arranged to be linearly movable relative to the hollow shaft 110.
Hierzu ist an der Hohlwelle 110 ein ringförmiges Koppelelement 117 vorgesehen. Zwischen dem Koppelelement 117 und dem Verbindungselement 115 ist ein Metallbalg 120 vorgesehen, welcher jeweils an dem Koppelelement 117 und an dem Verbindungselement 115 mit einem seiner Endbereiche verklebt ist.For this purpose, an annular coupling element 117 is provided on the hollow shaft 110. Between the coupling element 117 and the Connecting element 115, a metal bellows 120 is provided, which is glued to the coupling element 117 and to the connecting element 115 with one of its end regions.
Hierdurch sind die Hohlwelle 110 und der Pipettensitz 140 mittels des Metallbalgs 120 vakuumdicht miteinander verbunden und können Linearbewegungen in einer Aufsetzrichtung A relativ zueinander ausführen.As a result, the hollow shaft 110 and the pipette seat 140 are connected to one another in a vacuum-tight manner by means of the metal bellows 120 and can execute linear movements in a mounting direction A relative to one another.
Drehbewegungen der Hohlwelle 110 relativ zu dem Pipettensitz 140 werden durch den Einsatz des Metallbalgs 120 unterbunden. Ferner weist der Metallbalg 120 in der Aufsetzrichtung A federnde Wirkung auf.Rotational movements of the hollow shaft 110 relative to the pipette seat 140 are prevented by using the metal bellows 120. Furthermore, the metal bellows 120 has a resilient effect in the mounting direction A.
Wie aus der schematischen Schnittdarstellung der Figur zu entnehmen, ist der Metallbalg hohlzylinderartig mit im Verlauf der Aufsetzrichtung A wellenartig veränderlichen Durchmesser und im Wesentlichen konstanter Wandstärke ausgebildet.As can be seen from the schematic sectional illustration of the figure, the metal bellows is designed like a hollow cylinder with a diameter which changes like a wave in the course of the mounting direction A and an essentially constant wall thickness.
An der Hohlwelle 110, welche als Halter dient, ist ein Rotor 210 eines elektrischen Antriebs rotationssymmetrisch angeordnet. Beispielsweise ist der Rotor 210 aus elektrischen Spulen aufgebaut. Konzentrisch dazu ist in dem Gehäuse 130 der erfindungsgemäßen Aufsetz-Positioniervorrichtung der Stator 220 des elektrischen Drehantriebs der Aufsetz- Positioniervorrichtung nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen.A rotor 210 of an electric drive is arranged rotationally symmetrically on the hollow shaft 110, which serves as a holder. For example, rotor 210 is constructed from electrical coils. Concentrically to this, the stator 220 of the electrical rotary drive of the placement positioning device according to the preferred embodiment of the invention is provided in the housing 130 of the placement positioning device according to the invention.
Die Hohlwelle 110 ist mittels Wälzlagern 135 in dem Gehäuse 130 drehbar gelagert. Zwischen dem Pipettensitz 140 und dem Gehäuse 130 sind ebenfalls Wälzlager 150 mit Wälzkörpern 155 vorgesehen, welche eine lineare Bewegung in der Aufsetzrich- tung A sowie eine Drehbewegung des Pipettensitzes 140 relativ zu dem Gehäuse 130 ermöglichen.The hollow shaft 110 is rotatably supported in the housing 130 by means of roller bearings 135. Rolling bearings 150 with rolling bodies 155 are likewise provided between the pipette seat 140 and the housing 130, which enable a linear movement in the mounting direction A and a rotary movement of the pipette seat 140 relative to the housing 130.
An der Hohlwelle 110 ist auch ein rotationssymmetrisches Encoderrad 230, insbesondere aus magnetoresistivem Material ausgebildet, angeordnet. Mittels eines relativ zu dem Gehäuse 130 drehfesten Sensors 235 ist eine Erfassung der Drehbewegung des Systems aus Rotor 210, Hohlwelle 110 und Pipettensitz 140 relativ zu dem Gehäuse 130 bzw. dem Stator 220 er- fassbar.On the hollow shaft 110 there is also a rotationally symmetrical encoder wheel 230, in particular made of magnetoresistive material trained, arranged. By means of a sensor 235 which is non-rotatable relative to the housing 130, the rotational movement of the system comprising the rotor 210, the hollow shaft 110 and the pipette seat 140 can be detected relative to the housing 130 or the stator 220.
An dem dem Pipettensitz 140 abgewandten Ende der erfindungsgemäßen Aufsetz-Positioniervorrichtung ist das Gehäuse 130 von einer Kappe 180 umgeben, welche sich in der Aufsetzrich- tung A, d. h. längs der Hohlwelle 110 erstreckt und an ihrem oberen Ende einen Vakuumanschluss 185 zum Anlegen eines Vakuums an die Hohlwelle 110 und den Pipettensitz 140 aufweist. Die Kappe 180 ist mit dem Gehäuse 130 verbunden, z. B. durch Klebung.At the end of the attachment positioning device according to the invention facing away from the pipette seat 140, the housing 130 is surrounded by a cap 180, which extends in the attachment direction A, ie. H. extends along the hollow shaft 110 and has at its upper end a vacuum connection 185 for applying a vacuum to the hollow shaft 110 and the pipette seat 140. The cap 180 is connected to the housing 130, e.g. B. by gluing.
Zwischen dem Gehäuse 130, der Kappe 180 und der Hohlwelle 110 ist ein Dichtring 170 vorgesehen. Dieser Dichtring ist insbesondere mit kreuzförmigem Querschnitt ausgebildet, so dass durch ihn eine Dichtwirkung an allen vier Eckbereichen des entstehenden ringförmigen Hohlraums mit viereckigem Querschnitt möglich ist. Gleichzeitig ermöglicht der Dichtring 170 eine Dämpfung der Drehbewegung zwischen dem Gehäuse 130 und der Hohlwelle 110 oder dem Pipettensitz 140.A sealing ring 170 is provided between the housing 130, the cap 180 and the hollow shaft 110. This sealing ring is designed in particular with a cross-shaped cross section, so that it enables a sealing effect on all four corner regions of the resulting annular cavity with a square cross section. At the same time, the sealing ring 170 enables damping of the rotary movement between the housing 130 and the hollow shaft 110 or the pipette seat 140.
An dem Gehäuse 130 ist ferner eine Linearführung 160 unmittelbar angebracht. Hierbei kann die Linearführung 160 entweder an das Gehäuse 130 angeklebt sein, angelötet sein oder mit diesem einstückig ausgebildet sein.A linear guide 160 is also attached directly to the housing 130. Here, the linear guide 160 can either be glued to the housing 130, be soldered to it, or be formed in one piece with it.
Die Bewegungslinie 165 des Linearlagers 160 ist dabei in geringem Abstand von der Drehachse D der Aufsetz- Positioniervorrichtung angeordnet. Insbesondere beträgt der Abstand der Bewegungsachse 165 des Linearlagers 160 von der Drehachse D ungefähr einen dem Durchmesser des Gehäuses 130 entsprechenden Abstand. Hierdurch ist eine hohe Genauigkeit einer Anordnung der erfindungsgemäßen Aufsetz- Positioniervorrichtung in einem Bestückkopf möglich. The line of movement 165 of the linear bearing 160 is arranged at a short distance from the axis of rotation D of the placement-positioning device. In particular, the distance of the movement axis 165 of the linear bearing 160 from the axis of rotation D is approximately a distance corresponding to the diameter of the housing 130. This allows a high accuracy of an arrangement of the placement-positioning device according to the invention in a placement head.

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Aufsetz-Positioniervorrichtung mit einem an ein Vakuum an- geschlossenen Greifer (140) zum Aufnehmen und zum Aufsetzen von Objekten (100) auf Substrate, wobei der Greifer an einem bewegbaren Halter (110) zwischen zwei Enden eines Bewegungsbereichs in einer Aufsetzrichtung (A) linear bewegbar gelagert ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Halter (110) und der Greifer (140) mittels eines torsionssteifen Balgs (120) miteinander verbunden sind.1. Positioning device with a gripper (140) connected to a vacuum for receiving and for placing objects (100) on substrates, the gripper on a movable holder (110) between two ends of a range of motion in a setting direction (A ) is linearly movable, characterized in that the holder (110) and the gripper (140) are connected to one another by means of a torsionally rigid bellows (120).
2. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der eine Endbereich des Balgs (120) mit dem Greifer (140) und der andere Endbereich mit dem Halter (110) insbesondere durch Verkleben vakuumdicht verbunden ist.2. Attachment positioning device according to claim 1, wherein the one end region of the bellows (120) with the gripper (140) and the other end region with the holder (110) is connected in a vacuum-tight manner, in particular by gluing.
3. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wo- bei der Balg als Metallbalg (120) in der Form eines Faltenbalgs ausgebildet ist.3. placement positioning device according to claim 1 or 2, wherein the bellows is formed as a metal bellows (120) in the form of a bellows.
4. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, wobei an dem Greifer (140) eine Vakuumpipette (145) zum Aufneh- men der Objekte (100) vorgesehen ist.4. A positioning device according to claims 1 to 3, wherein a vacuum pipette (145) is provided on the gripper (140) for receiving the objects (100).
5. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Greifer (140) und der Halter (110) zueinander koaxial angeordnet sind.5. placement-positioning device according to one of claims 1 to 4, wherein the gripper (140) and the holder (110) are arranged coaxially to each other.
6. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Halter (110) als und der Greifer (140) als Hohlzylinder mit geringer Wandstärke ausgebildet ist.6. placement-positioning device according to one of claims 1 to 5, wherein the holder (110) as and the gripper (140) is designed as a hollow cylinder with a small wall thickness.
7. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, welche zusätzlich ein Gehäuse (130) aufweist, welches zumindest den Halter (110) teilweise koaxial umgibt, wobei ein elektrischer Drehantrieb für den Halter (110) derart vorgesehen ist, dass mit dem Gehäuse (130) der Stator (220) und mit dem Halter (110) der Rotor (210) des elektrischen Drehantriebs wirkverbunden ist.7. placement positioning device according to one of claims 5 or 6, which additionally has a housing (130) which at least partially coaxially surrounds the holder (110), wherein an electrical rotary drive is provided for the holder (110) such that the stator (220) is connected to the housing (130) and the rotor (210) of the electrical rotary drive is connected to the holder (110).
8. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Halter (110) und der Greifer (140) jeweils mittels Wälzlagern (135, 150) koaxial in dem Gehäuse (130) gelagert ist.8. touchdown positioning device according to claim 7, wherein the holder (110) and the gripper (140) are each coaxially mounted in the housing (130) by means of roller bearings (135, 150).
9. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, wobei an dem Gehäuse (130) eine Linearführung (160) zur Lagerung der Aufsetz-Positioniervorrichtung an einem eine Mehrzahl von Aufsetz-Positioniervorrichtungen aufnehmenden Bestückkopf unmittelbar befestigt ist.9. placement positioning device according to one of claims 7 or 8, wherein on the housing (130), a linear guide (160) for mounting the placement positioning device is attached directly to a mounting head accommodating a plurality of placement positioning devices.
10. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei zwischen dem Gehäuse (130) und dem Halter (110) eine Dichtung (170) aus elastorαerem Material vorgesehen ist, welche das Gehäuse (130) gegen den Halter (110) abdichtet und welche Drehbewegungen des Halters (110) relativ zu dem Gehäuse (130) dämpft.10. placement positioning device according to one of claims 7 to 9, wherein between the housing (130) and the holder (110) is provided a seal (170) made of elastomeric material, which seals the housing (130) against the holder (110) and which rotary movements of the holder (110) dampen relative to the housing (130).
11. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Dichtung (170) kreisringförmig mit kreuzförmigem Quer- schnitt ausgebildet ist.11. A positioning device according to claim 10, wherein the seal (170) is circular in shape with a cross-shaped cross section.
12. Aufsetz-Positioniervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei an dem Halter (110) ein rotationssymmetrischer Encoder (230) vorgesehen ist und an dem Gehäuse (130) ein mit dem Encoder (230) zum Erfassen der Drehbewegung des Greifers (140) relativ zu dem Gehäuse (130) zusammenwirkender Sensor (235) vorgesehen ist. 12. placement positioning device according to one of claims 7 to 11, wherein on the holder (110) a rotationally symmetrical encoder (230) is provided and on the housing (130) with the encoder (230) for detecting the rotational movement of the gripper (140 ) relative to the housing (130) interacting sensor (235) is provided.
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