CN102172114B - 在加工工具中定位电子元件的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于定位可线性位移的电子元件的装置，包括用于电子元件的线性下导向器和线性上导向器，其中，至少一个导向器构成金属平板的一部分，使导向器可垂直于所述金属平板弹性位移。本发明还涉及一种用于定位可线性位移的电子元件的方法。

Description

在加工工具中定位电子元件的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种在加工工具中定位电子元件的装置和方法，其中，在上导向器和下导向器之间，所述电子元件可线性位移。

背景技术

在电子元件生产和加工中，用于加工的元件正日趋微型化，这已成为一种趋势。这些元件通常也是价值比较高的元件，所以，处理这些电子元件亦须设立严格的标准。在现有技术中，加工元件时通常使用下导向器和上导向器，其中，在下导向器和上导向器之间，电子元件可以小移动自由度位移(例如0.05-0.2毫米)。在对电子元件进行加工期间，电子元件被诸如夹持块的夹持装置夹持。现有定位方法的缺点在于费用相当高，而且随着电子元件的日益微型化，这也意味着，用于定位的元件变得越来越小，因此它们也更易损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的装置及改进的方法。与现有技术相比，其可以更低的成本将电子元件可靠地定位在加工工具中。

为实现此目的，本发明提供了一种在加工工具中定位可线性位移的电子元件的装置，包括线性下导向器和线性上导向器，其中，线性下导向器用于对电子元件沿一路径进行导向支撑，线性上导向器用于将电子元件的移动自由度限定在距下导向器一距离；其中至少一个导向器构成金属平板的一部分，所述金属平板具有削薄的部分，由此，相对于包围所述导向器的板材垂直于金属平板，所述导向器可弹性地位移至少0.005毫米，优选至少0.01毫米。相对于包围导向器的板材，可弹性位移的导向器的弹性位移距离最大为0.05毫米，优选为0.03毫米。因此，在位移期间，电子元件在上导向器和下导向器之间有一限定间隙。从而，产品在导向器间倾斜的可能性很小。上述装置同样适用于非常小(分立)的电子元件(如尺寸范围在0.3-0.5毫米的所谓的微型产品)。

文中的“可弹性位移”理解为垂直于金属平板的移动自由度，即在定量位移期间，消除产生位移的力后，导向器完全恢复到位移之前的起始状态。导向器之间电子元件的移动自由度可受到上导向器和下导向器之间距离变化的影响。根据本发明的装置的重要优点为，在基本不损坏电子元件的条件下，可以在导向器之间夹持电子元件。因此，能依照要求阻碍甚至阻止电子元件在导向器之间的位移(线性导向)，从而将电子元件夹持在导向器之间。同时有利于实现对电子元件进行加工或测量的目的。

相对于包围且支承该导向器的板材，至少一个导向器具有弹性可位移性的优点在于，当电子元件被夹持在导向器之间时，可以补偿电子元件在尺寸上的一定变化，和/或当电子元件和导向器之间有污物时，可以防止电子元件或者导向器被损坏。在现有技术中，通常是在现有导向器的基础上，提供单独的夹持装置。与现有技术不同，这项功能不是通过单独的夹持装置实现的，而是用单独的可控悬架结构实现的。因此，本发明有效且高效地实现了所需功能。可弹性位移的导向器、削薄的(有弹性的)连接部和形成支座的包围板材在金属平板上一体制造。

另一个优点是，根据本发明，上导向器和下导向器之间仅需要一个比较小的相对移动自由度(0.005-0.05毫米)。因为在单个元件中整合了导向和夹持作用，可以实现较小的相对移动自由度。因为没有应用单独的元件实现这些功能，无需补偿不同元件的(累积)公差。因此，由于可以获得较小的移动自由度，能进一步加工比较小的电子元件。

优选地，至少一个导向器具有至少一个用于相对于线性位移的方向进行横向定位的竖直边缘。因此上导向器和/或下导向器具有一个竖直的，最好为线性的导向边缘，或者多个平行的线性导向边缘。通过所述导向边缘，电子元件不仅被约束在上导向器和下导向器之间，而且在横向上相对于线性导向器被约束，从而，使用同一个元件防止了电子元件的横向位移和垂直位移(垂直位移可理解为垂直于导向器的位移)。

在另一个有利的实施例变体中，多个彼此平行设置的导向器被结合在一个单个的金属平板中。利用这个实施例变体，多排电子元件可以彼此相邻同时定位。尤其是在加工较小元件(如本文中提到的所谓的高密度框架和微型产品)时，多排电子元件可并排加工。至此，由于本发明可获得更高的加工能力(UPH)，在一个单个的金属平板中设置多个导向器的导向成本得到了限制。因此，与可比较的现有技术的装置相比，本发明装置的加工能力可提高50-100％。

为了推进电子元件，本装置设有传动装置，以便能向前推进或在上导向器和下导向器之间传送/向前移动电子元件。通常，这个位移是通过导线框或托架(carrier)传递给产品，也可以通过产品之间互相向前推送来实现，也可通过改变上导向器的支座和下导向器的支座之间的距离来实现。为实现该目的，本装置还设有用于调整所述距离的闭合机构。因此，电子元件不仅可以具有在上导向器和下导向器之间按要求位移(滑动)的必要自由度，而且可以被夹持在下导向器和上导向器之间。同时，例如在发生故障时，还有利于将上导向器和下导向器移动足够的距离(张开)以便取出电子元件。为避免两个支座移动得过于靠近，而产生过大的力，须进一步限定两支座间的最小距离。

在另一个实施例变体中，在具有可弹性位移导向器的金属平板上，设有靠近可位移导向器的连续凹槽。这样，除了为可位移导向器提供所需的移动自由度外，也可以为在导向组件之间对电子元件进行加工的工具提供通道。利用本装置，能将电子元件夹持在上导向器和下导向器之间，由此固定电子元件。进而，可在该固定位置加工电子元件。为了实现此目的，本装置还设有至少一个对容纳在导向部件之间的电子元件进行加工的工具，如冲床、弯曲工具和切削工具。也可以用该工具移动所述可弹性位移导向器。该工具的(主要)活动用于使可弹性位移导向器相对包围导向器的板材移动。在工具开始加工之前，当然须移动导向器(短时地)。为此，该工具可以设有与导向器接触的夹子，如一个或多个弹性引导别针。夹持导向器之间电子元件的移动自由度可以减少到例如0.005-0.05毫米，这是可能的，因为所有参考面可以合并到单个元件中，因此可以非常准确地相对限定所有参考面。从而，有助于进一步处理和定位非常小的元件。现有技术中一个日益严重的问题是，在用于分离产品的托架上，产品的间距非常小，以至于在对组件进行压制以及使用工具对电子元件进行加工时，仅有一个非常小的可操作间距。本发明中，压制作用和导向作用被结合在单个元件中，从而使间距扩大。因此，通过本发明，可以设计出用于加工超高密度托架的生产装置。因此，可以预料，由于半导体工业节约了原材料成本，将来一定会加工出更多超高密度托架。通常，大部分托架都是由铜或含有铜、铝或其他比较昂贵的材料的合金组成。近年来，这些材料的成本大大增加。

本发明还提供了一种在加工工具中对线性下导向器和线性上导向器之间的可线性位移电子元件进行定位的方法，包括下列加工步骤：A)将电子元件放置在下导向器和上导向器之间，以限定电子元件的除了在线性位移的方向上之外的移动自由度；B)移动上导向器的支座和下导向器的支座，使其靠近彼此，并使支座间的距离小于加工步骤A)中的距离；C)通过加工步骤B)，夹持上导向器和下导向器之间的电子元件；其中，在加工步骤C)中，在垂直于金属平板的方向上，从金属平板与相关支座一体形成的导向器的可弹性位移约为0.005毫米，优选至少0.01毫米，其中导向器构成金属平板的一部分。此处导向器位移的最大距离优选为0.03毫米。在加工较大产品时，可以选择最大0.05毫米的位移。关于针对本方法的多个重要优点所做的总结，请参考根据本发明的装置的上述优点。在上述本发明装置的优点中，描述了其有利于使用工具对在导向器之间弹性夹持的电子元件进行加工，所述工具穿过金属平板上至少一个凹槽接近电子元件，其中所述金属平板带有可弹性位移的导向器。

附图说明

下面通过附图中展示的实施例对本发明进行详细说明，但本发明不限于下述实施例所述的内容，其中：

图1为根据本发明装置的一部分的横截面；

图2为根据本发明装置的一部分的透视图；

图3为根据本发明装置的可选实施例变体一部分的顶视图；

图4A为带有悬架的上导向器的剖面透视图，其中，所述上导向器构成根据本发明装置的实施例变体的一部分；以及

图4B和4C为图4A中显示的上导向器的详图。

具体实施方式

图1是根据本发明装置1的一部分横截面。设有导线3的电子元件2限定在下导向器4和上导向器5之间；下导向器4与托板6组装在一起；上导向器5构成金属平板7(用影线表示)的一部分；电子元件2在垂直于显视面的方向上可线性位移；上导向器5具有包括两个竖直边缘8和9的异形面，通过两个竖直边缘，电子元件2被横向定位(相对于线性位移的方向)。

金属平板7上设置有削薄部分10，由此，相对于包围上导向器5的金属平板7的板材11，在垂直于上导向器5的导向面的方向上，上导向器5具有限定的可位移范围(0.005-0.05毫米)。

图2是金属平板7的透视图，金属平板7构成图1所示装置1的一部分。显而易见，通过一定数量的连接件12，包围上导向器5的金属平板7的板材11与上导向器5相连接。原来包住连接件12的金属平板7的材料已被除去(例如通过对金属平板7进行机械加工和/或化学处理)。因此，包围上导向器5的金属平板7的板材11和上导向器5之间的连接被削薄了，进而作为削弱了金属平板7的材料性能的结果，即使无需多说限定了非常精确的相对定向，仍可获得所需的弹性可位移性(0.005-0.05毫米)。另一方面，连接件12在金属平板7上留下了通透的开口13，工具可通过这些开口接近电子元件2，从而对其进行弯曲或切削。

图3显示了金属平板20的可选实施例变体的一部分的顶视图，可应用于根据本发明的装置。金属平板20具有三个彼此平行延伸的导向部21；因此三排电子元件2可被彼此平行导向；导向部21被刚性地容置在框架22内，所述框架22经狭窄连接条23连接至包围导向部21的金属平板20的一部件24；需要再次阐明的是，所有元件，包括导向部21、框架22、狭窄连接条23和包围导向部21的部件24，构成了金属平板20的整体部件。

图4A显示了具有金属平板31的上导向器30的透视图，其中，所述金属平板31包括框架32，框架32通过连接部33与导向部34连接；通过导向板35的位移，接触部36施加一个力，使导向部34相对于金属平板31的框架32被向下压；通过连接部33的(有限)挠性，导向部34相对于框架32具有相对的移动自由度是可能的；导向部之间设置有间隔，切削工具37可穿过这些间隔向下位移(更清晰的视图见图4B和4C)；图4B显示，切削工具37被嵌入与工具板39刚性连接的工具块38；至此，在垂直方向上移动导向板35和工具板39，用于加工的电子元件(图中未显示)可以首先被导向部34之一夹持，然后由切削工具37之一进行加工；加工后，再次向上移动切削工具37和导向部34，以卸下经加工的电子元件。图4C更详细地展示了导向部34，导向部34两边的切削工具37(即冲压机)被向下移动，使切削工具位于有效位置。

Claims (15)

1.一种在加工工具中定位可线性位移的电子元件的装置，包括：

一个线性下导向器，用于对电子元件沿一路径进行导向支撑；和

一个线性上导向器，用于将电子元件的移动自由度限定在距下导向器一距离；

其中，至少一个导向器构成金属平板的一部分，所述金属平板具有削薄的部分，使构成金属平板的一部分的导向器相对于该导向器周围的板材在垂直于金属平板的方向上可弹性地位移至少0.005mm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：构成金属平板的一部分的导向器相对于该导向器周围的板材可弹性地位移至少0.01mm。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，构成金属平板的一部分的导向器相对于该导向器周围的板材可弹性位移最大为0.05mm。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于：构成金属平板的一部分的导向器相对于该导向器周围的板材可弹性位移最大为0.03mm。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，至少一个导向器具有至少一个用于相对于线性位移的方向进行横向定位的竖直边缘。

6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在单个金属平板中组装有多个互相平行的导向器。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置具有用于推进上导向器和下导向器之间电子元件的传动装置。

8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述装置具有用于调节下导向器和上导向器之间距离的闭合机构。

9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在所述设有可弹性位移的导向器的金属平板上，设有靠近可弹性位移的导向器的连续凹槽。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还设有至少一个用于加工容纳在导向器之间的电子元件的工具。

11.一种在加工工具中对一个线性下导向器和一个线性上导向器之间的可线性位移的电子元件进行定位的方法，包括下列加工步骤：

A）将电子元件放置在下导向器和上导向器之间，限定电子元件的除了在线性位移的方向上的移动自由度；

B）移动上导向器的支座和下导向器的支座，使其靠近彼此，并使支座间的距离小于加工步骤A)中的距离；

C）通过加工步骤B)，夹持上导向器和下导向器之间的电子元件；

其中，在线性下导向器和线性上导向器两个导向器之中，与金属平板相连的支座一体形成的那个导向器在加工步骤C）中在垂直于金属平板的方向上至少可弹性位移距离至少为0.005mm，其中导向器构成所述金属平板一部分。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：在加工步骤C）中，在垂直于金属平板的方向上，构成金属平板一部分的导向器的弹性位移距离至少为0.01mm。

13.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在垂直于金属平板的方向上，用于定位电子元件、构成金属平板一部分的导向器的弹性位移最大为0.05mm。

14.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，在垂直于金属平板的方向上，用于定位电子元件、构成金属平板一部分的导向器的弹性位移最大为0.03mm。

15.根据权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述电子元件被弹性夹持在导向器之间，使用工具对其进行加工，所述工具穿过带有可弹性位移导向器的金属平板上的至少一个凹槽接近电子元件。