CN104400426A

CN104400426A - 自动化组装系统

Info

Publication number: CN104400426A
Application number: CN201410714167.4A
Authority: CN
Inventors: 陈建安; 林智坚; 张维轩; 陈文华; 林嘉政
Original assignee: Inventec Pudong Technology Corp; Inventec Corp
Current assignee: Inventec Pudong Technology Corp; Inventec Corp
Priority date: 2014-11-28
Filing date: 2014-11-28
Publication date: 2015-03-11

Abstract

一种自动化组装系统，用以自动化组装至少一鳍片组于一基板上，其包含一置物架、一定位治具、一电子臂、一托盘以及一组装模块。置物架用以供散热鳍片组置放。定位治具用以定位散热鳍片组。电子臂用以自置物架拿取散热鳍片组至定位治具。托盘用以承载基板。组装模块用以自定位治具拿取散热鳍片组，并将所述散热鳍片组固定于基板上。通过上述的自动化组装系统，散热鳍片组可正确以及快速地组装于基板上，进而提升组装的效果以及效率。

Description

自动化组装系统

技术领域

本发明关于一种组装系统，特别是一种自动化组装系统。

背景技术

近年来，随着科技的日益进步，电子装置的运算速率越来越快。当运算速率越快时，其伴随的热量也随之增加。因此，电子装置需要增设散热能力更佳的散热模块，以快速排除电子装置内发热件的热量。

举例来说，散热模块可以是一散热鳍片组，其可直接设置于基板上的发热件(例如一芯片)上。散热鳍片组可通过热传导的方式直接带走发热件的热量，而后散热鳍片组再通过热对流的方式与空气进行热交换，以将热量传递至周围。如此，散热鳍片组得以对发热件进行热量排除的工作。

在组装时，散热鳍片组可通过多种方法以固定于发热件上，例如：黏贴或锁固。近年来，业者开发出使用一推针，其以贯穿散热鳍片组以及发热件下基板的方式，使散热鳍片组得以固定于发热件上。更进一步来说，推针先固定并贯穿于散热鳍片组，组装人员可使用一压合治具，将推针朝向基板压合，以使散热鳍片组固定于发热件上。

然而，这种使用人工压合的方式，需要大量定位以及组装时间，因而产生耗时的问题，且可能因为人为误差而使得散热鳍片组无法正确地固定于发热件上。因此，业者须开发出一种设备，以提升散热模块固定于发热件的效果与效率。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明揭露一种自动化组装系统，其用以自动化地组装散热模块于基板上，以提高组装效率以及效果。

本发明的一实施例提供一种自动化组装系统，用以自动化组装至少一散热鳍片组于一基板上，其包含一置物架、一定位治具、一电子臂、一托盘以及一组装模块。置物架用以供散热鳍片组置放。定位治具用以定位散热鳍片组。电子臂用以自置物架拿取散热鳍片组至定位治具。托盘用以承载基板。组装模块用以自定位治具拿取散热鳍片组，并将散热鳍片组固定于基板上。

综合上述，根据本发明所揭露的一种自动化组装系统，电子臂可自动拿取散热鳍片组至定位治具，组装模块拿取并移动至下方的定位治具上的散热鳍片组，而后定位治具移出组装模块。组装模块下压固定散热鳍片组于移动至下方的托盘上的基板。如此，散热鳍片组即可自动化地以及准确地安装于基板上，组装人员仅需要自托盘取回已安装好的基板并放置另一欲组装的基板于托盘上。因此，通过上述的自动化组装系统，散热鳍片组可正确以及快速地组装于基板上，进而提升组装的效果以及效率。

以上关于本发明内容的说明及以下具体实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的自动化组装系统于第一视角的立体示意图。

图2为根据本发明一实施例的自动化组装系统于第二视角的立体示意图。

图3为根据本发明一实施例的自动化组装系统的侧视示意图。

图4为根据本发明一实施例的自动化组装系统的第一作动示意图。

图5为根据本发明一实施例的自动化组装系统的第二作动示意图。

图6为根据本发明一实施例的自动化组装系统的第三作动示意图。

图7为根据本发明一实施例的自动化组装系统的第四作动示意图。

图8为根据本发明一实施例的自动化组装系统的第五作动示意图。

图9为根据本发明一实施例的自动化组装系统的第六作动示意图。

图10为根据本发明一实施例的自动化组装系统的第七作动示意图。

图11为根据本发明一实施例的自动化组装系统的第八作动示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明揭露一种自动化组装系统，其用以自动化组装至少一散热模块于一基板上。其中，散热模块可以是一散热鳍片组，而基板可以是一电子装置的一印刷电路板，其上设有至少一电子组件，例如芯片。散热鳍片组组装于芯片上。当电子装置运作时，芯片进行运算，同时会伴随产生热量。散热鳍片组以热传导的方式将芯片产生的热量带走，降低或稳定芯片的温度，以维持整体电子装置及其芯片的正常运作。

以下介绍本发明实施例的自动化组装系统，请参照『图1』『图2』以及『图3』，『图1』为为根据本发明一实施例的自动化组装系统于第一视角的立体示意图，『图2』为根据本发明一实施例的自动化组装系统于第二视角的立体示意图，『图3』为根据本发明一实施例的自动化组装系统的侧视示意图。

根据本发明的一实施例所揭露的一种自动化组装系统1，其包含一置物架20、一定位治具30、一电子臂40、一托盘50以及一组装模块60。在本实施例以及其它的部分实施例中，自动化组装系统1还包含一基座10，置物架20、定位治具30、电子臂40、托盘50以及组装模块60皆设置于基座10上。

置物架20用以供多个散热鳍片组(以91、92、93、94为例)置放。在本实施例以及部分其它的实施例中，多个散热鳍片组91、92、93、94以数组方式(X轴与Y轴)装设于一散热鳍片容置盒90上，而散热鳍片容置盒90放置于置物架20，以供后续组装。其中，各散热鳍片组91、92、93、94还可设有二推针911(push pin or push-up pin，如『图9』所示，其为根据本发明一实施例的自动化组装系统1的第六作动示意图)，推针911分别贯穿散热鳍片组91、92、93、94，以分别依序固定散热鳍片组91、92、93、94于基板80上的电子组件81、82、83、84。然而，本实施例的散热鳍片组91、92、93、94上的推针911的数量非用以限定本发明，其数量可根据实际情形进行调整。在其它实施例中，散热鳍片组91、92、93、94可设有一、三或四个以上的推针911。

定位治具30邻近于置物架20，用以定位散热鳍片组91、92、93、94。在本实施例以及部分其它的实施例中，定位治具30还具有多个定位孔31，用以供推针911插入，以使散热鳍片组91、92、93、94定位于定位治具30上。

电子臂40位于置物架20以及定位治具30之上，其用以自置物架20拿取散热鳍片组91、92、93、94至定位治具30。在本实施例以及部分其它的实施例中，电子臂40还包含一置放机构41、一支撑架42以及一滑轨43。滑轨43固定设置于基座10，支撑架42以可移动的方式设置于滑轨43，以使支撑架42可沿着X轴方向移动。置放机构41设置于支撑架42，且置放机构41可沿着支撑架42移动(即沿Y轴方向移动)。置放机构41可朝向置物架20拿取散热鳍片组91、92、93、94以及可朝向定位治具30放置散热鳍片组91、92、93、94于定位治具30上(即沿Z轴方向移动)。如此，置放机构41可沿三轴方向移动以拿取和放置散热鳍片组91、92、93、94。更进一步来说，电子臂40的置放机构41还包含至少一吸嘴411，吸嘴411用以分别吸取散热鳍片组91、92、93、94上的推针911，以拿起散热鳍片组91、92、93、94。

托盘50用以承载基板80。详细来说，组装人员可置放待加工的基板80(即尚未组装散热鳍片组91、92、93、94的基板80)于托盘50上，或是将已组装完成的基板80(即已经组装散热鳍片组91、92、93、94的基板80)自托盘50取出。

组装模块60用以自定位治具30拿取散热鳍片组91、92、93、94，并将散热鳍片组91、92、93、94固定于基板80上。详细来说，在本实施例以及部分其它的实施例中，组装模块60包含一架体61以及一吸取下压机构62。架体61固定于基座10上，吸取下压机构62可活动地设置于架体61，吸取下压机构62沿一直线而相对于架体61移动而用以相对于架体61移动，以拿取以及加压散热鳍片组91、92、93、94。更进一步来说，吸取下压机构62可包含多个下压头621，各下压头621包含至少一吸嘴621a，下压头621的吸嘴621a用以吸取散热鳍片组91、92、93、94。因此，吸取下压机构62可同时控制多个下压头621拿取与放置多个散热鳍片组91、92、93、94。其中，各下压头621的吸嘴621a数量以及位置可对应于各散热鳍片组91、92、93、94的推针911数量以及位置。

在本实施例以及部分其它的实施例中，组装模块60还包含一第一轨道63以及一第二轨道64，第一轨道63以及第二轨道64固定设置于架体61。在本实施例中，第一轨道63以及第二轨道64皆沿X轴延伸设置，并与基座10间隔相异距离(即第一轨道63以及第二轨道64彼此迭设而位于不同的高度)，但此设置方式非用以限定本发明。

定位治具30以可移动的方式设置于第一轨道63。如此，定位治具30可活动地设置于架体61。定位治具30可相对架体61位移而具有一放置位置(如『图3』所示)以及一拿取位置(如『图7』所示，其为根据本发明一实施例的自动化组装系统1的第四作动示意图)。于放置位置时，定位治具30介于电子臂40与吸取下压机构62之间；于拿取位置时，定位治具30位于架体61内且位于吸取下压机构62的下方。托盘50以可移动的方式设置于第二轨道64，以使托盘50可活动地设置于架体61。如此，托盘50可活动地设置于架体61，且托盘50可相对架体61位移而具有一第一位置(如『图3』所示)以及一第二位置(如『图9』所示)。于第一位置时，托盘50位于架体61外，以可供待组装的基板80放置；于第二位置时，托盘50位于架体61内。更详细来说，托盘50的第二位置位于吸取下压机构62的下方。

此外，自动化组装系统1还包含一控制模块(未绘示)，其用以控制定位治具30与托盘50的移动、电子臂40的移动路径、拿取与放置散热鳍片组91、92、93、94的移动路径及相对位置以及组装模块60的拿取与放置散热鳍片组91、92、93、94的移动路径。在组装之前，组装人员可事先调整散热鳍片组91、92、93、94欲放置于基板80的相对位置，并设定其相对位置予控制模块，以利于接下来的自动化组装作业。

以下介绍自动化组装系统1组装散热鳍片组91、92、93、94于基板80的流程。请参阅『图1』至『图3』。在本实施例中，基板80包含四电子组件81、82、83、84，本次组装流程需组装散热鳍片组91、92、93、94于其对应的电子组件81、82、83、84上。

首先，先放置包含多个散热鳍片组91、92、93、94的散热鳍片容置盒90于置物架20上。详细来说，散热鳍片容置盒90可包含以数组方式排列的超过四个散热鳍片组。如此，当欲依序组装多个基板80时，组装人员不需要再次更换新的包含多个散热鳍片组91、92、93、94的散热鳍片容置盒90，以加速组装时间。然而，上述基板80上电子组件81、82、83、84的数量、对应组装于单一基板80的散热鳍片组91、92、93、94的数量以及散热鳍片容置盒90上散热鳍片组91、92、93、94的总数量非用以限定本发明。在其它实施例中，上述电子组件以及散热鳍片组的数量可根据实际情形进行调整。此外，亦可放置待组装的基板80于托盘50上。

请参阅『图4』，其为根据本发明一实施例的自动化组装系统1的第一作动示意图。接着，电子臂40可以三轴移动的方式拿取(即，吸取)位于置物架20上的散热鳍片组91。

请参阅『图5』，其为根据本发明一实施例的自动化组装系统1的第二作动示意图。然后，电子臂40移动以放置散热鳍片组91位于放置位置的定位治具30上。

请参阅『图1』以及『图6』，其为根据本发明一实施例的自动化组装系统1的第三作动示意图。接下来，电子臂40重复上述步骤依序拿取位于置物架20上的散热鳍片组92、93、94并放置于定位治具30上。需要注意的是，散热鳍片组91、92、93、94定位于定位治具30上的位置对应于基板80的电子组件81、82、83、84的位置。再者，电子臂40依序自置物架20依序拿取散热鳍片组91、92、93、94的顺序并放置散热鳍片组91、92、93、94于定位治具30的顺序亦非用以限定本发明。

请参阅『图7』，其为根据本发明一实施例的自动化组装系统1的第四作动示意图。然后，定位治具30沿第一轨道63移动至拿取位置，以使定位治具30位于组装模块60的吸取下压机构62之下。

请参阅『图1』以及『图8』，其为根据本发明一实施例的自动化组装系统1的第五作动示意图。吸取下压机构62沿Z轴向下自定位治具30拿取(即，吸取)散热鳍片组91、92、93、94，而电子臂40移回置物架20的上方。在本实施例中，吸取下压机构62同时吸取多个散热鳍片组91、92、93、94。

请参阅『图1』以及『图9』，其为根据本发明一实施例的自动化组装系统1的第六作动示意图。接下来，吸取下压机构62拿起散热鳍片组91、92、93、94并沿Z轴向上复归原位，定位治具30沿第一轨道63移回至放置位置。

请参阅『图1』以及『图10』，其为根据本发明一实施例的自动化组装系统1的第七作动示意图。托盘50沿第二轨道64移动至第二位置。接着吸取下压机构62再沿Z轴向下，以使散热鳍片组91、92、93、94固定于托盘50上的基板80。其中，散热鳍片组91、92、93、94定位于定位治具30上的位置对应于吸取下压机构62的下压头621的相对位置以及基板80的电子组件81、82、83、84的位置。因此，吸取下压机构62仅需沿着Z轴以直上直下的方式拿取与固定散热鳍片组91、92、93、94的推针911至托盘50上的基板80。

此外，当定位治具30移回放置位置时，电子臂40可继续将之后所拿取的其它散热鳍片组放置于定位治具30，以待其它散热鳍片组(未绘示)自动地组装于下一个基板(未绘示)。

请参阅『图1』以及『图11』，其为根据本发明一实施例的自动化组装系统1的第八作动示意图。吸取下压机构62沿Z轴向上复归原位。托盘50可沿第二轨道64移动回第一位置，组装人员可取出已组装散热鳍片组91、92、93、94的基板80，而后再将另一待组装的基板(未绘示)放置于托盘50上，以进行下一个基板(未绘示)的组装。

在其它实施例中，自动化组装系统1还可包含一输送带机构(未绘示)，连接托盘50，输送带机构用以自动化地运输已安装和未安装的基板80至其它组装线。

根据本发明所揭露的一种自动化组装系统，电子臂可自动拿取散热鳍片组至定位治具，组装模块拿取移动至其下方的定位治具上的散热鳍片组，并下压固定散热鳍片组于其下方的托盘上的基板。如此，散热鳍片组即可自动化地以及准确地安装于基板上，组装人员仅需要取回已安装好的基板并放置欲组装的基板于托盘上。因此，通过上述的自动化组装系统，散热鳍片组可正确以及快速地组装于基板上，进而提升组装的效果以及效率。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims

1.一种自动化组装系统，用以自动化组装至少一散热鳍片组于一基板上，其特征在于，包含：

一置物架，用以供所述至少一散热鳍片组置放；

一定位治具，用以定位所述至少一散热鳍片组；

一电子臂，用以自所述置物架拿取所述至少一散热鳍片组至所述定位治具；

一托盘，用以承载所述基板；以及

一组装模块，用以自所述定位治具拿取所述至少一散热鳍片组，并将所述至少一散热鳍片组固定于所述基板上。

2.如权利要求1所述的自动化组装系统，其特征在于，其中所述组装模块包含一架体以及一吸取下压机构，所述吸取下压机构可活动地设置于所述架体，所述吸取下压机构用以相对于所述架体移动以拿取以及加压所述至少一散热鳍片组。

3.如权利要求2所述的自动化组装系统，其特征在于，其中所述定位治具可活动地设至于所述架体，所述定位治具可相对所述架体位移而具有一放置位置以及一拿取位置，于所述放置位置时，所述定位治具介于所述电子臂与所述吸取下压机构之间，且所述电子臂放置所述至少一散热鳍片组于所述定位治具，于所述拿取位置时，所述定位治具位于所述架体内且位于所述吸取下压机构的下方，所述吸取下压机构用以自所述定位治具拿取对应的所述至少一散热鳍片组。

4.如权利要求3所述的自动化组装系统，其特征在于，其中所述托盘可活动地设置于所述架体，且所述托盘可相对所述架体位移而具有一第一位置以及一第二位置，于所述第一位置时，所述托盘位于所述架体外，而可供待组装的所述基板放置，于所述第二位置时，所述托盘位于所述架体内，以供所述吸取下压机构组装所述至少一散热鳍片组于所述托盘上的所述基板。

5.如权利要求4所述的自动化组装系统，其特征在于，其中所述第二位置位于所述吸取下压机构的下方。

6.如权利要求2所述的自动化组装系统，其特征在于，其中所述吸取下压机构沿一直线而相对于所述架体移动。

7.如权利要求1所述的自动化组装系统，其特征在于，其中所述电子臂具有一吸嘴，所述吸嘴用以吸取所述至少一散热鳍片组的一推针。

8.如权利要求2所述的自动化组装系统，其特征在于，其中所述吸取下压机构具有多个吸嘴，所述至少一散热鳍片组的数量为多个，所述吸嘴用以分别吸取所述散热鳍片组的多个推针。

9.如权利要求1所述的自动化组装系统，其特征在于，其中所述组装模块还包含一第一轨道，所述定位治具以可移动的方式设置于所述第一轨道。

10.如权利要求1所述的自动化组装系统，其特征在于，其中所述组装模块还包含一第二轨道，所述托盘以可移动的方式设置于所述第二轨道。