CN102204036A

CN102204036A - 用于操控物体特别是操控半导体芯片的装置以及柔性扁平电缆

Info

Publication number: CN102204036A
Application number: CN2009801331545A
Authority: CN
Inventors: 乔齐姆·特灵克斯
Original assignee: Kulicke and Soffa Die Bonding GmbH
Current assignee: Kulicke and Soffa Die Bonding GmbH
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2009-08-31
Publication date: 2011-09-28
Also published as: EP2335329A1; WO2010026123A1

Abstract

本发明提供一种用于操控物体、特别是操控半导体芯片的装置。该装置包括：包括多个第一电端子的第一本体部分；包括多个第二电端子的第二本体部分，所述第二本体部分配置成绕旋转轴线相对于所述第一本体部分旋转；柔性扁平电缆，用于有助于所述多个第一电端子和所述多个第二电端子之间的电连接，所述柔性扁平电缆配置用于绕至少一个弯曲轴线承受重复的弯曲；以及固定装置，用于相对于基本平行于所述旋转轴线的所述弯曲轴线固定所述柔性扁平电缆，所述固定装置包括安装至所述第一本体部分的第一固定和安装至所述第二本体部分的第二固定。本发明还提供一种柔性扁平电缆。

Description

用于操控物体特别是操控半导体芯片的装置以及柔性扁平电缆

技术领域

本发明涉及自动化技术领域。根据独立权利要求的前序部分，本发明涉及用于操控物体，特别是操控半导体芯片的装置以及柔性扁平电缆。

背景技术

在自动化技术中，经常需要向被配置为用于执行旋转运动的机体的多个部分提供电连接。所谓的滑环通常用于提供电连接。在美国专利5,224,138中给出了示例。

虽然对于在大量旋转中旋转方向保持恒定的结构来说，滑环通常是非常可靠的并且允许进行非常大量的旋转，但是当在几个循环(通常为3到7次旋转)之后旋转部分的旋转方向通常倒转的结构中使用时，在相对少量的循环后滑环经常失效。在完成360°的全旋转之前总使旋转方向反转的旋转模式中，这种情况特别存在问题。

如在此全部引用作为参考的国际申请公开WO 2007/118511A1中描述的，这种旋转模式被例如用在芯片焊接机中，以便借助选取工具从半导体晶片选取芯片并且将芯片移交至晶片上方位置处的放置工具。

对于在有限数量的旋转后旋转方向总是反转的结构，通常使用如在图1中示出的结构。柔性扁平电缆5(示出了其侧面)借助于第一固定101而固定到机器的第一本体部分10，并借助于第二固定111而固定到第二本体部分11。第二本体部分11能够围绕垂直于图1平面的旋转轴线而旋转，第二固定111位于旋转轴线上。

如果将在图1中示出的结构用在旋转模式中，当旋转频率变大时问题就会出现。由于柔性扁平电缆5仅固定在第一和第二固定101、111处，因此其将开始执行复杂的运动。由于接近第二固定111的电缆部分的高加速度和剩余部分的惯性，电缆可能会被压入具有很小弯曲半径的形状中。然而，通常可用的柔性扁平电缆具有最小的弯曲半径。将电缆弯曲到小于最小弯曲半径可能导致故障。

发明内容

根据本发明的一个示例性实施例，提出了一种用于操控物体、特别是操控半导体芯片的装置。该装置包括：包括多个第一电端子的第一本体部分；包括多个第二电端子的第二本体部分，所述第二本体部分配置成绕旋转轴线相对于所述第一本体部分旋转；柔性扁平电缆，用于有助于所述多个第一电端子和所述多个第二电端子之间的电连接，所述柔性扁平电缆配置用于绕至少一个弯曲轴线承受重复的弯曲；以及固定装置，用于相对于基本平行于所述旋转轴线的所述弯曲轴线固定所述柔性扁平电缆，所述固定装置包括安装至所述第一本体部分的第一固定和安装至所述第二本体部分的第二固定。

根据本发明的另一个示例性实施例，提出具有多条隔离的线路的柔性扁平电缆。该柔性扁平电缆包括：第一终端，位于所述柔性电缆的第一端处，所述第一终端包括多个第一电触点，每个第一电触点连接至至少一个隔离的线路；第二终端，位于所述柔性电缆的第二端处，所述第二终端包括多个第二电触点，每个第二电触点连接至至少一个隔离的线路；第一固定件，固定至所述柔性电缆并配置成附接至第一外部固定；以及第二固定件，固定至所述柔性电缆并配置成附接至第二外部固定。

附图说明

通过以下的详细说明并结合附图可以更好地理解本发明。需要强调的是，根据公知常识，附图的各个特征不是按比例的。相反，为了清晰起见，可以任意地扩大或者减少各个特征的尺寸。包括在附图中的是以下的图形：

图1示出根据现有技术状况的装置的示意图；

图2示出根据本发明示例性实施例的装置的立体图；

图3示出了图2中所示装置的另一立体图，其中删除了一部分以便更清晰地可视；

图4示出根据本发明示例性实施例的装置的示意图；

图5示出根据本发明示例性实施例的装置的另一示意图；

图6示出根据本发明示例性实施例的柔性扁平电缆的示意图。

具体实施方式

图2示出芯片焊接机的机械部分的立体图。在第一本体部分10上，第二本体部分11被安装为可以绕旋转轴线S旋转并具有角坐标Φ，所述角坐标Φ处于具有Φ＝Φ_min＜0的第一回程位置和具有Φ＝Φ_max＞0的第二回程位置之间。将旋转范围限定为|Φ_max-Φ_min|，其中|·|表示绝对值。第二本体部分11可以例如包括附图中未示出的选取工具以便从晶片台选取芯片。轴承单元109包含用于第二本体部分11的轴承，以及用于使所述第二本体部分11旋转的驱动单元(在附图中未示出)。

包括第一终端511和第二终端512的柔性扁平电缆5通过第一固定件521固定至设置在第一本体部分10上的第一固定101，并通过第二固定件522固定至设置在第二本体部分11上的第二固定111。由泡沫状材料制成的减震器108被设置在柔性扁平电缆5附近，以便对柔性扁平电缆5的上部在操作中可能出现的横向运动减震。

第一固定101被安装在片簧107上，以允许所述第一固定101在朝向旋转轴线的方向上的小的移动。这允许将柔性扁平电缆在第一和第二固定101、111之间的长度l选择为足够短，以便当第二本体部分11处于角坐标Φ＝0(对应于图2中示出的角坐标)时，电缆的相应部分形成直线。在该角坐标处，第一和第二固定形成与旋转轴线相交的大体上直的线，并且使得第一和第二固定101、111之间的柔性扁平电缆5的长度l沿所述的直线延伸。优选地，l被选择为使得片簧107在角坐标Φ≈0时处于张力下，而在角坐标|Φ|＞Φ₀(其中0＜Φ₀＜10°)时松弛。

柔性管9通过夹具91被固定到柔性扁平电缆5，以便为第二本体部分11提供真空连接或者压缩空气连接。

第二本体部分11包括其上设置有第二固定111的电缆安装部分110。两个电缆导块115被设置在电缆安装部分110上。每个电缆导块115具有曲面1151，该曲面1151具有至少约等于柔性扁平电缆5的最小弯曲半径r_bend，min的曲率半径r_guide，优选地满足0.9r_bend， _min＜r_guide＜1.5r_bend，min。通常柔性扁平电缆5的出售商和/或制造商会将最小弯曲半径r_bend，min列入说明书。然而，可选地，可以通过检查在给定弯曲循环次数下重复弯曲电缆至何种最小弯曲半径r_bend，min而电缆不会损坏来实验地确定最小弯曲半径r_bend，min。柔性管9也通过导块115被导引，以便防止在所述柔性管9中形成由旋转运动导致的纽结。

在曲面1151中形成的狭缝11511允许使用直径大于柔性扁平电缆5厚度的柔性管，同时允许导块115直接设置在所述柔性扁平电缆5附近，因此防止将电缆压入具有小于r_bend，min的弯曲半径的形状中。也可以设置一个或者多个长钉或杆而非电缆导块以用于同样的目的。

图3示出图2中所示机械部分的另一立体图，其中为了清晰起见去除了轴承单元109。中空轴117作为电缆安装部分110和选取工具(图3中未示出)的支撑。具有多条线路的电缆8通过中空轴117，从电缆安装部分110延伸至选取工具。优选地，由彼此电绝缘的电线、包线或者绞合线形成线路。柔性管9也通过中空管117而延伸，以便允许为选取工具提供真空和/或压缩空气。

图4示出本发明装置的示例性实施例的示意图，描述怎样测量角坐标Φ以及第二固定522和旋转轴线S之间的距离d。

图5示出本发明装置的示例性实施例的另一示意图。如果参数(特别是d和l)选择适当，则无论角坐标Φ为何，只要第二本体部分11不旋转，柔性扁平电缆即不与电缆导块115接触。在这种情况下，柔性扁平电缆5呈现的形状由平衡状态所决定，该平衡状态反过来主要取决于柔性扁平电缆5的柔性和重量，角坐标Φ和第一本体部分10的方向。仅当第二本体部分11以高频率旋转时，柔性扁平电缆5在角坐标Φ≈0处与电缆导块115接触。

图6示出包括多条线路50的柔性扁平电缆5。优选地由彼此电绝缘的电线、包线或者绞合线形成线路。

在所述柔性电缆第一端的第一终端511包括第一数量N₁的电触头，每个电触头连接到多条线路50中的至少一条。在所述柔性电缆第二端处的第二终端512包括第二数量N₂的电触头，每个电触头连接到多条线路50中的至少一条。在第二端处第一和第二外部线501和502彼此连接并用于监控柔性扁平电缆5的状态。

由于柔性扁平电缆的外部线通常是先损坏的，例如由重复弯曲循环后的劳损导致的损坏，因此当连接到第一外部线501和第二外部线502的第一终端511的触头之间的电路时被切断时，可以获得何时需要更换柔性扁平电缆5的指示。优选地，在这种结构中，N₂＜N₁。

虽然本文中参考具体实施例对本发明进行了说明和描述，但本发明不限于示出的细节。另外，在权利要求的等价范畴和范围内，且不脱离本发明的情况下，可以在细节上进行各种改型。

Claims

1.一种用于操控物体的装置，特别是操控半导体芯片的装置，所述装置包括：

a.第一本体部分，包括多个第一电端子；

b.第二本体部分，包括多个第二电端子，所述第二本体部分配置成绕旋转轴线相对于所述第一本体部分旋转；

c.柔性扁平电缆，用于有助于所述多个第一电端子和所述多个第二电端子之间的电连接，所述柔性扁平电缆配置用于绕至少一个弯曲轴线承受重复的弯曲；

d.固定装置，用于相对于基本平行于所述旋转轴线的所述弯曲轴线固定所述柔性扁平电缆，所述固定装置包括安装至所述第一本体部分的第一固定和安装至所述第二本体部分的第二固定。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第二固定设置在距所述旋转轴线距离d处。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，在Φ＝0处所述第一固定和所述第二固定形成与所述旋转轴线相交的基本上直的线。

4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第二本体部分配置成在Φ＝Φ_min＜0的第一端位置与Φ＝Φ_max＞0的第二端位置之间旋转。

5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述柔性扁平电缆在所述第一固定与所述第二固定之间的长度l等于所述第一固定与所述第二固定之间的最大直线距离。

6.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，在所述第二固定附近设置有至少一个电缆导引装置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述至少一个电缆导引装置包括具有曲面的电缆导块，所述曲面的曲率半径r_guide至少约等于所述柔性扁平电缆的最小弯曲半径r_bend，min，所述曲面的曲率半径r_guide优选地满足0.9r_bend，min＜r_guide＜1.5r_bend，min。

8.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述柔性扁平电缆具有最小弯曲半径r_bend，min，其中4d＞3r_bend，min。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，旋转范围大于180°，即|Φ_max-Φ_min|＞180°。

10.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述柔性扁平电缆具有最小弯曲半径r_bend，min，其中2d＞3r_bend，min。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，旋转范围大于270°，即|Φ_max-Φ_min|＞270°。

12.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述多个第一电端子和/或所述多个第二电端子设置成插座或插头。

13.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第一固定通过第一弹性元件安装至所述第一本体部分，所述第一弹性元件优选地为片簧。

14.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述第二固定通过第二弹性元件安装至所述第二本体部分，所述第二弹性元件优选地为片簧。

15.一种柔性扁平电缆，具有多个隔离的线路，所述柔性扁平电缆包括：

a.第一终端，位于所述柔性电缆的第一端处，包括多个第一电触点，每个第一电触点连接至至少一个隔离的线路；

b.第二终端，位于所述柔性电缆的第二端处，包括多个第二电触点，每个第二电触点连接至至少一个隔离的线路；

c.第一固定件，固定至所述柔性电缆并配置成附接至第一外部固定；以及

d.第二固定件，固定至所述柔性电缆并配置成附接至第二外部固定。

16.根据权利要求1到14中任一项所述的装置中根据权利要求15所述的柔性扁平电缆的用途，其中，所述柔性扁平电缆的第一固定件和第二固定件附接至所述装置的第一固定和第二固定。