CN111521520A - 监测粘性介质的量 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于提供粘性介质（390）、用于待装配的电子元件（142）的设备（150、250）和方法。所述设备（150，250）包括：（a）基体装置（260）；（b）空腔（265），其在基体装置（260）的表面处构造于基体装置（260）中；（c）分布装置（270），其能沿表面运动，以当分布装置（270）运动时，粘性介质（390）在表面上移位，使得粘性介质（390）行经空腔（265）上方并且至少一部分粘性介质（390）能转移到空腔（265）中；以及（d）传感器（280），其用于监测表面上存在的粘性介质（390）的量。本发明还描述了一种具有这种设备（150、250）的装配系统（100）。

Description

监测粘性介质的量

技术领域

本发明涉及一种用于提供粘性介质、特别是用于将所提供的粘性介质转移到诸如电子元件的物件底侧的设备和方法。本发明还涉及一种具有这种设备的装配系统。

背景技术

向元件载体装配元件时，通常需要使用粘性介质自下而上地浸湿某些元件。这种粘性介质可以例如是焊剂或焊膏。

粘性介质所在的容器可用于相应地传送粘性介质。然后，将这种容器放置于自动装配机的适当位置上，以使装配头所接纳的元件的底侧可以浸入液态介质中（可能到达容器底部）。提升元件后，一定量的粘性介质则粘附到元件的底侧。在本文中，这种粘附又称浸湿元件。

可靠地转移粘性介质，特别是转移适量的粘性介质，需要容器有一定填装程度或一定填充水平。因此，在预定次数的介质转移过程之后，须将容器填装适量的粘性介质。在高度精确的转移过程中，这个次数为1，即在每次浸入元件后都会补充填装容器。这样补充填装容器是由还有更多粘性介质的储器来完成。

为了电子组件的生产过程连续“维持运行”，该生产过程包括向元件载体装配待浸湿的元件，必须确保这样的储器始终包含一定最低填装程度的粘性介质。通常由操作员手动执行这种储器的补充填装，因此存在操作员不可靠或忙于其他工作而因可用于浸湿的粘性介质不足导致生产过程停止或故障的风险。

发明内容

本发明的目的是改进电子组件的生产过程，以便能够以简便的方式确保始终存在足够量的粘性介质可用于浸湿元件。

本发明用以达成上述目的的解决方案为独立权利要求的主题。本发明的有利实施方式参阅从属权利要求。

根据本发明的第一方面，描述一种用于提供粘性介质、特别是用于为待装配的电子元件提供粘性介质的设备。所述设备包括：（a）基体装置；（b）至少一个空腔，其在基体装置的（上）表面处构造于基体装置中；（c）分布装置，其能沿表面运动，以当分布装置运动时，粘性介质在表面上移位，使得粘性介质行经至少一个空腔上方并且至少一部分粘性介质能转移到至少一个空腔中；以及（d）传感器，其用于监测表面上存在的粘性介质的量。

根据本发明的设备是基于以下认识：使用所述传感器可以（准）连续监测存在的粘性介质的量。这样就能以简便又可靠的方式确保可在低于设备的可靠运行所需存在的一定最低量之前适时进行粘性介质的充足“补给”。例如，这样就对使用粘性介质可靠地浸湿电子元件做出重要贡献，借助操纵装置（例如装配头）使该元件以其底侧浸入空腔中。

在本发明中，术语“空腔”可指设计成使其可以（暂时）容纳至少一定量粘性介质的任何类型的凹部。空腔可以具有任意几何形状（在俯视图中），特别是圆形或矩形。空腔的底部可以优选平行于基体装置的表面。就俯视呈圆形的几何形状而言，空腔则具有三维圆柱体形状，就俯视呈矩形的几何形状而言，空腔则具有长方体形状。就倾斜和/或不平的底面而言，空腔也可以具有任意其他三维形状。

空腔可以是构造在基体装置中的凹陷，因其未完全延伸贯穿基体装置，又可称为盲孔。空腔也可以借助下侧封闭的通孔来实现。于是，相应的封闭元件形成所述（多件式）基体装置的一部分。

还应指出，可以在基体装置中构造一个或多个空腔。例如，空腔可以是丝网印刷模板的开口，该丝网印刷模板平置于元件载体或印刷电路板上，将焊膏作为粘性介质施加于其上的预定部位，通常施加于元件连接垫上。在此情况下，丝网印刷模板与元件载体共同表示所述基体装置。

分布装置可以是任意空间实体结构，其可将粘性介质如此在空间上分布到基体装置的表面上，以当空腔至少部分未填充时使粘性介质进入该空腔。例如，分布装置可以具有简单的刮刷或刮板。

根据相应的应用情况，粘性介质可以是在其已与物件、特别是电子元件相接触之后至少部分地粘附到该物件的底侧的任何材料。在电子器件制作领域中，特别是向元件载体装配（电子）元件，粘性介质可以例如是但不限于焊剂、焊膏（solder paste）、底部填充材料（underfill material）、粘合剂、特别是导电和/或导热粘合剂或双组分粘合剂。

转移到（至少一个）空腔中的粘性介质的量取决于多种因素。特别是，当首次填装空腔时，转移的量取决于空腔的容积。当补充填装时，转移的量取决于空腔中“短缺”多少粘性介质。这种“短缺”特别是基于前一次装满之后因浸入物件而发生的移取量。

在上述电子器件制作领域中，空腔的大小可以取决于待浸湿的元件的类型和/或大小。这不仅针对深度（沿z方向），其可以例如是100 μm（= 100 x 10^-6m），而且针对空腔的长度（沿x方向）和/或宽度（沿y方向）。但其长度和/或宽度通常远大于待浸湿的元件的长度和/或宽度。这样的优点在于，首先，在浸入过程中不必特别精确地在xy平面上定位元件。其次，位于空腔中粘性介质的表面积较大导致粘性介质的表面张力不会消失，因此该表面不会拱曲，而是基本上平坦或呈平面。此外，当空腔相应更大时，可以将多个元件同时和/或并排浸入粘性介质中。

特别是可以沿着平行于分布装置的线性运动的方向来测量长度。但就此应指出，分布装置也可以沿着非线性运动、例如沿着圆周运动行经空腔上方。替代地，分布装置也能是位置固定的分布装置，而基体装置（其具有空腔）相对于位置固定的分布装置运动。

根据本发明的一种实施例，基体装置包括第一基体和第二基体，其中，传感器配属于第一基体，而空腔配属于第二基体。

所述配属可以尤指传感器附接或构造于第一基体之中或之上和/或空腔附接或构造于第二基体之中或之上。这两个基体可以例如是板材或板状结构。

所述两件式基体装置的优点例如可在于，通过简便地将具有第一空腔的第二基体置换为另一个具有第二空腔的第二基体，该第二空腔的尺寸与第一空腔的尺寸不同，能够提供以简便方式区分并适用于每种应用情况的空腔。同时有利地，无需置换所述设备的其他部件，特别是无需置换传感器和传感器后置的评估单元，就能以有效的方式提供适用于大量应用情况的空腔。

根据本发明的另一实施例，分布装置具有用于容纳粘性介质的储器。在此情形下，储器在其底侧具有开口。另外，传感器配置并布置为监测储器中存在的粘性介质的量。

所述的使用储器有利地允许在空间上限制粘性介质。这样就能使粘性介质特别有针对性地行经空腔上方。结果，将粘性介质精确地转移到空腔中时实现高效率。同时，不必担忧会损失大量粘性介质。

根据本发明的另一实施例，储器具有底侧敞开和/或顶侧敞开的框架结构。这样的优点可在于，特别是在储器的底侧上，无需任何可激活或可致动的封闭机构，这会确保储器在空腔之外的区域内下方封闭，而储器在空腔的区域内向下敞开，以便在敞开状态下，粘性介质转移到空腔中。确切而言，框架结构的下边缘或下表面位于基体的上表面上。这样就能实现“密封”，防止粘性介质不受控地在储器下方侧向溢出。框架结构的上方开口特别是可以有助于简便又可靠地填充粘性介质。

根据本发明的另一实施例，传感器构造或附接于基体装置之中或之上。这样的优点可在于，传感器不必随分布装置或储器一起运动。同时有利地，接触传感器，例如在传感器与传感器后置的评估单元之间提供测量线路，无需相应的手段（例如滑动接触）就能实现静止的电气或电子部件与可动的电气或电子部件的电连接。

根据本发明的另一实施例，传感器在储器行经的部位处嵌入基体装置中。

在分布装置或储器运动期间，沿着（至少在某一部位）与传感器的距离极短或最短的轨迹引导粘性介质。这样就能提高传感器的识别可靠性和/或灵敏度，从而可以特别精确又可靠地确定可用（可用于填装空腔）的粘性介质的量。

根据本发明的另一实施例，传感器如此嵌入基体装置中，使得传感器的上表面与基体装置围绕传感器的表面位于同一平面内。这样的优点尤其在于，引导粘性介质直接经过传感器的（有效）表面。这样就能进一步提高传感器的识别可靠性和/或灵敏度。

根据本发明的另一实施例，所述设备进一步包括具有静止部件和可动部件的升降装置，其中，可动部件与基体装置的至少一部分刚性连接。

如果基体装置构造为至少两件（具有第一基体和第二基体），则升降装置可以配置成使得这两个基体中的唯一基体可以单独随升降装置运动或者这两个基体可以共同随升降装置运动。特别有利的是，所述设备可以附接于自动装配机。在此情况下，通过适当激活升降装置，可以确保自动装配机的装配头具有充分的空间运动自由度，从而能够可靠地防止装配头与所述设备的至少一部分之间发生碰撞。

在这种实施方式中，可动部件以及至少基体装置的相关部分和分布装置或储器可以在静止部件布置于固定空间位置的空间固定坐标系中沿重力向上或向下运动。这样无需使用操纵装置（例如装配头）使待用粘性介质浸湿的物件向下运动，就能将其浸入粘性介质中。确切而言，可以将填充或填装有粘性介质的空腔连同基体装置的相关部分自下而上地送到待浸湿的物件，则仅需由操纵装置将其保持（静止）。在使用所述设备的情况下，处理物件的操纵装置不必适配于该设备。特别是就自动装配机而言，装配头不必配置成使其可以将待浸湿并再装配的元件下降得更低。特别是不必将元件降低到低于装配面的高度。

根据本发明的另一实施例，传感器是电容传感器。这样的优点可在于，能够以简便又可靠的方式检测存在或接近具有一定相对介电常数和/或一定电导率的粘性介质，从而更改、特别是提高传感器的电容传感器元件的电容。

根据本发明的目前开发情况，电容传感器是优选的解决方案，但应指出，所述设备也能用其他类型的传感器来实现，例如光学传感器和/或电感传感器。

根据本发明的另一实施例，所述设备进一步包括：（a）电动振荡器，其中，电容传感器是该振荡器的组件；以及（b）评估单元，其与振荡器耦合并配置为检测振荡器的频率并基于该频率确定有关表面上存在粘性介质的量的信息。

在本发明中，术语“振荡器”可指传输可指示电容传感器的电容元件的当前电容值的时间周期性信号（但不必是谐波或正弦波）的任何电子电路。

由于频率可指示粘性介质的（相对）介电常数和/或粘性介质（例如焊膏）的电导率，使用简单的电子电路（评估单元）就能简便又高精度地检测存在可用的（可用于填装空腔的）粘性介质和/或该粘性介质的量。这有助于进一步提高有关可用粘性介质的识别可靠性和/或（用量）测量精度。

根据本发明的另一实施例，评估单元配置为在分布装置移位期间根据分布装置的位置检测频率并基于所检测的频率的多个连续值确定信息。

当检测分布装置或储器的频率作为位置的函数曲线时，通常产生因影响电容元件的电容值并进而影响电容传感器的测量值的各种印象而具有特征变化的曲线。电容值不仅取决于传感器的检测范围内存在的粘性介质的量。当分布装置（可能是储器）行经电容传感器上方时，分布装置的一部分也将紧邻传感器。分布装置本身的材料也具有有助于（暂时性并根据分布装置的位置）更改电容值的一定相对介电常数和/或电导率。因此应在评估所检测的频率变化曲线时，将分布装置材料对电容值的影响与粘性介质对电容值的影响分开。

在上述使用具有框架结构的储器实现分布装置的情况下，首先使框架前部（线性运动）行经传感器上方，这样根据框架结构的材料并可能还根据其几何形状，确保或多或少大幅度更改、特别是减小所检测的频率。此后，位于框架结构的框架前部与框架后部之间的储器中的粘性介质扫过电容传感器。这也会根据粘性介质的相对介电常数和/或电导率而引起频率变化。此后，框架后部将扫过传感器，从而再次出现预定的频率变化。在首次接近时，框架前部扫过期间所检测的频率与框架后部扫过期间所检测的频率相同。

但应指出，由于粘性介质的粘度，储器在框架前部与框架后部之间运动期间，粘性介质的填充高度不均匀。特别是在粘度较高的情况下，当（向下敞开的）储器运动时形成料柱，框架后部将该料柱向前推动。一部分粘性介质就优选位于框架后部的附近。特别是在粘度相对较高和/或填充水平相对较低的情况下，粘性介质可能如此分布到框架结构内，使得（在传送方向上）紧接框架前部之后的区域没有粘性介质。

由于粘性介质在框架结构内的这种不均等空间分布（当框架结构运动时），框架前部扫过时的频率变化或频率随时间变化的曲线不同于框架后部扫过时的频率变化或频率随时间变化的曲线。

应当指出，所检测的频率曲线既能作为时间的函数也能作为储器位置的函数来确定并且能够用于确定有关填充水平的信息。通常，已知储器的运动进程，以便针对每个时间点预先确定储器的位置。因此，频率作为时间的函数的检测等效于频率作为储器位置的函数的检测。这尤其适用于不是手动进行运动而是借助适用的驱动器以精确定义的方式进行运动。这当然也适于分布装置未构造为储器的实施方式。

根据本发明的另一实施例，评估单元进一步配置为将分布装置移位期间频率随分布装置的位置变化的曲线与频率的参考曲线进行比较，并基于比较结果确定信息（关于可用粘性介质的量）。

当确定有关可用粘性介质的量的信息时，通过考虑预定义的参考曲线，可以提高测量的精度。另外，可以简便又可靠地消除测量（更改）频率时的伪影。这样就能更加可靠地测量可用粘性介质的量。

应当指出，术语“比较”不必是指频率曲线与参考曲线的1:1比较。确切而言，比较也可以仅涉及曲线的选定线段。另外，可以在比较期间执行或进行数学运算或计算。这样的数学运算可以例如包括卷积。

根据本发明的另一实施例，频率的参考曲线是基体装置上不存在粘性介质时产生的频率的曲线。在分布装置构造为储器的实施方式中，通过清空储器的运动检测参考曲线。

利用这种参考曲线的优点在于，可以在所述设备按实际预期运行之前以高精度通过实验确定该参考曲线。特别是可以针对各个设备单独确定参考曲线，以便（相同类型的）不同设备之间可能存在的差异有利地不起任何作用。

根据本发明的另一方面，描述一种用于自动向元件载体装配元件的装配系统。所述装配系统包括：（a）自动装配机，其装配头用于：（i）接纳元件，（ii）将所接纳的元件传送到待装配的元件载体上方，并（iii）将所传送的元件放置到元件载体上；以及（b）前述类型的设备，其如此布置于自动装配机之中或之上，以使所接纳的元件能与粘性介质相接触。

根据本发明的装配系统是基于以下认识：通过利用上述设备，能够以高度可靠性将粘性介质（例如焊剂和/或焊膏）转移到由装配头保持的元件的底侧。在此情形下，所保持的元件可以自上而下地浸入粘性介质中。替代地或组合地，所述设备的基体装置的至少一部分也能提升，以将粘性介质自下而上地送到相关元件的底侧。

根据本发明的又一方面，描述一种用于提供粘性介质、特别是用于为待装配的电子元件提供粘性介质的方法。所述方法包括：（a）提供如上所述用于提供粘性介质的设备；（b）将粘性介质施加到基体装置上；（c）使分布装置行经空腔上方，以使粘性介质转移到空腔中；以及（d）借助传感器监测基体装置上存在的粘性介质的量。

根据本发明的方法还基于以下认识：使用所述传感器（和后置的评估单元）可以（准）连续地监测可用（可用于填装空腔）的粘性介质的量。这样就能确保始终存在足够的粘性介质，以用足够量的粘性介质填充空腔。同时又能确保在每次转移过程之后，空腔中填充有相同量的粘性介质。

在上述借助储器实现分布装置的实施方式中，优选通过填装储器来完成粘性介质的施加。如果该储器在其顶侧敞开或具有至少一个足够大的开口，则能特别简便又可靠地进行这种填装。于是，通过储器在其底侧的开口完成粘性介质转移到空腔中。

根据本发明的一种实施例，所述方法进一步包括：当监测表明基体装置上存在的粘性介质的量低于一定最低量时，将粘性介质重新施加到基体装置上。

通过适时补充填装，可以例如防止例如向元件载体装配须用粘性介质（在底侧）浸湿的元件的制造过程因（在此期间）可用的粘性介质不足而中断。

在上述使用储器的实施方式中，通过监测储器的填充水平来监测存在的粘性介质的量。于是，最简单地通过将更多粘性介质注入储器来重新施加粘性介质。

应当指出，上述已结合不同的发明技术特征说明本发明的实施方式。特别是，通过产品权利要求描述本发明的某些实施方式，而通过方法权利要求描述本发明的另一些实施方式。但本领域技术人员阅读本申请后可以清楚的是，除属于一种类型发明主题的特征组合之外，也可能存在属于不同类型发明主题的任何特征组合，除非另作明确说明。

通过下文举例说明本发明的优选实施方式，本发明的更多优点和特征将显而易见。

附图说明

图1示出具有自动装配机以及布置于自动装配机内并用于提供粘性介质的设备的装配系统。

图2示出具有电容传感器的用于提供粘性介质的设备的俯视图。

图3示出图2中的提供设备处于填装有粘性介质的储器处于息止的运行状态。

图4示出图2中的提供设备处于储器运动并且粘性介质在储器的内室中形成料柱的运行状态。

图5a至图5c示出电容传感器的不同电极配置，其中各自的振荡器以随传感器电容变化的频率振荡。

图6示出电容传感器的相邻电极之间形成的电场线的剖视示意图。

图7示出振荡器的示例性频率随时间变化曲线，其中电容传感器用于监测储器中的粘性介质的量。

图号说明：

100 装配系统

102 （自动装配机的）机架

104 静止的承轨

106 可移动的承臂

108 可移动的组装件

110 装配区域

112 传送装置

114 元件进给系统

116 元件拾取位置

118 控制装置

118a 数据线

130 装配头

140 元件载体/印刷电路板

142 电子元件

150 提供设备

250 提供设备

260 基体装置

261 第一基体

262 第二基体

265 空腔

270 储器/框架结构

280 传感器

v 储器的运动

352 静止部件

355 升降装置

356a 第一执行器

356b 第二执行器

362a 第一可动部件

362b 第二可动部件

390 粘性介质

580a/580b/580c 传感器

582a/582b/582c 电极

584 线圈

586 振荡电路/谐振回路

588 评估单元

583 场线

790 频率曲线

792 参考曲线

F 频率

t 时间

s 行程/位置。

具体实施方式

应当指出，在下文的具体描述中，不同的实施方式与另一种实施方式的对应特征或组件相同或至少功能上相同的特征或组件标有相同的附图标记或其附图标记的最后两位与对应相同或至少功能上相同的特征或组件的附图标记相同。为免赘述，下文不再具体阐述已基于前述实施方式说明的特征或组件。

还应指出，下文描述的实施方式仅表明本发明的可能变型方案的有限选择。特别是，能够以适当的方式将各种实施方式的特征彼此组合，从而本领域技术人员可以清楚存在本文明确表示的变型方案的多种不同实施方式。

图1示出装配系统100的示意图。装配系统100包括常规的装配机，其中内置有用于提供粘性介质的设备150。在本文中，该设备又称提供设备150。自动装配机以公知方式用于向元件载体或印刷电路板140装配电子元件142。

装配机具有机架102作为静止的承载结构。机架102上附接或构造有沿y方向延伸的静止的承轨104。静止的承轨104上附接有承臂106，该承臂沿x方向延伸并可以借助驱动电动机（未示出）沿y方向移动。用双箭头“y”标记相应的移动方向。承臂106上附接有组装元件108，该组装元件可以借助另外一个驱动电动机（同样未示出）沿x方向移动。用双箭头“x”标记相应的移动方向。部件承轨104、承臂106和组装元件108与两个驱动电动机（未示出）共同表示所谓的表面定位系统，使用该系统可以在xy平面内定位装配头130。

在装配区域110中完成元件载体140的装配。在进行装配之前，借助传送装置112（例如传送带）将待装配的元件载体140传送到装配区域110中。在至少部分地装配有元件142之后，借助传送装置112将元件载体140送走。图1中分别用箭头T标记相应的传送方向。

如图1所示，装配头130紧固至组装元件108。通过适当控制驱动电动机（未示出），装配头130可以在元件进给系统114的元件拾取位置116与装配区域110之间移动。通过虚线表示的数据线118a和驱动电动机（未示出）尤其通信耦合到装配头130的控制装置118确保以公知方式顺利进行装配。这里，装配头130运动到元件拾取位置116，在此接纳元件142。随后，装配头130与所接纳的元件142共同移动到装配区域110中，在此将元件142平置到所提供的元件载体140上。此后，将装配头130“空”移回元件进给系统114，在此再次拾取元件142。

如图1所示，提供设备150位于元件进给系统114与装配区域110之间。据此，在将元件进给系统114拾取的元件142平置到元件载体140上之前，可以在其底侧上用所提供的粘性介质浸湿。为此，相关元件142的传送过程在提供设备150上方短暂停止，并且元件142向下运动，以使其浸入粘性介质中。在元件142的底侧已被粘性介质浸湿之后，再将其提升，并向装配区域继续传送过程。

下面描述提供设备150的实施方式，这些实施方式都具有储器作为分布装置。但应再次明确指出，分布装置也可以实现为不具有储器。例如，取代储器，分布装置也可以简单地具有刮刷或刮板，用来将粘性介质分布到基体装置的表面上并将其推过空腔，以便对该空腔补充填装相应缺失量的粘性介质。

图2示出用于提供粘性介质的设备250的俯视图。提供设备250包括例如可以由金属制成的基体装置260。根据本图所示的实施例，基体装置260具有两个基体，即第一基体261和第二基体262，这两个基体均借由金属板来实现。第二基体262中构造有凹陷，根据本图所示的实施例，该凹陷在俯视图中具有矩形并在下文称为空腔265。空腔265中存在粘性介质（未示出）。为了达成以限定方式浸湿自上而下地浸入填装空腔265中的元件的底侧，需要精确地定义粘性介质的液位。在最佳的情况下，粘性介质的上表面与基体装置260的表面形成平面。

根据本图所示的实施例，位于基体装置260上的储器270是矩形的框架结构。借助驱动器（未示出），储器270能沿纵轴移位。引导布置（同样未示出）确保基体装置260上的限定轨迹。可以由双箭头“v”标记图2中向左和向右进行的相应运动。图2中示出提供设备250处于储器270位于第一基体261之上或上方的运行状态。

框架结构270具有四个框架元件并在顶侧和底侧敞开。底侧贴靠基体装置260的上表面。在提供设备250运行中，储器270中存在储备的粘性介质。

为了采用提供设备250用于浸湿电子元件（的下侧），首先使空腔265完全填满粘性介质。然后，如上所述，空腔265直到至少约达其上边缘（即直到第二基体262的表面）填有粘性介质。在将粘性介质转移到元件之后，空腔265中将缺失一定量的粘性介质。通过将储器270向左移动直至超过空腔265，在所述提供设备250中弥补这个缺失量。在此情形下，（由于重力）从储器270向空腔265中转移正好缺失量的粘性介质。此后，将储器270又向右带回到如图2所示的起始位置。

应当指出，至少在储器移动的时间窗中，两个基体261和262的表面至少近似具有同一高度。这样，两个基体261和262之间的过渡区域就不存在可能阻碍或干扰储器270运动的边棱，并且储器270能够顺畅地沿整个行程运动。在图2和后续图中放大示出这两个基体261和262之间的间隙。事实上，这个间隙小到（实际上）没有任何粘性介质通过该间隙向下溢出。

为了监测储器270中的填充水平，设置嵌入基体261的传感器280，其与第一基体261的顶侧齐平。当储器270运动时，越过该传感器280，其中，储器270中存在的粘性介质的量直接经过传感器280。

根据本图所示的实施例，传感器280是电容传感器，其具有电极（图2中未示出）。粘性介质具有一定材料相关的相对介电常数和/或比电导率，因此电极之间的电容取决于位于储器270中并移过电容传感器280的粘性介质的量。可以使用若干不同的测量方法来检测因存在粘性介质引起的电容变化。然后，可以优选根据检测出的电容推断出储器270中存在的粘性介质的量。而至少能以高度确定性或或可能性确定存在的粘性介质量是否低于一定最低量。在此情况下，必须补充填装储器270。

图3示出提供设备250处于填装有粘性介质的储器270处于息止的运行状态。图3中，粘性介质标有附图标记390。储器270处于息止，因此粘性介质390的表面平坦（内聚力或粘附力可忽略不计）。

根据本图所示的实施例，提供设备250还具有两件式升降装置355，借此使两个基体261和262以及平置于两个基体261、262中至少一个基体上的储器270可以沿竖向（在高度上）移动。这样，例如必然无需将待浸湿的元件自上而下地降入填装有粘性介质的空腔265中。确切而言，也能将粘性介质自下而上地送到保持在固定高度的元件，并在浸湿元件的底侧之后，再降低具有（余留）粘性介质的基体。两件式升降装置355具有静止部件352以及两个可动部件，即第一可动部件362a和第二可动部件362b。第一基体261平置于第一可动部件362a上，而第二基体262平置于第二可动部件362b上。另外，升降装置355具有两个致动器，即第一致动器356a和第二致动器356b。借助第一执行器356a可以使第一基体261沿竖向运动，而借助第二执行器356a可以使第二基体262沿竖向运动。

使用这两个致动器可以更改两个基体261和262的高度。例如，在储器270不运动的时间窗中，两个基体261和262中至少一个基体就能向上或向下移动。这样就能例如确保装配头的运动具有额外的自由度。

应当指出，在单件式基体装置中，只能使用单件式升降装置，该升降装置只有一个或两个始终同步工作的致动器。还应指出，升降装置仅为本发明所述提供设备250的任选特征。

图4示出提供设备250处于储器270向左（经过两个基体261和262之间的狭隙）朝空腔265的方向运动的运行状态。由于粘性介质的粘度，粘性介质形成料柱，该料柱在储器270的内室中被构造为框架结构270的储器的后部框架元件向前推动，并不断循环。通过储器270的运动（再次用箭头“v”示出该运动），引导该料柱经过电容传感器280。由于粘性介质的相对介电常数和/或比电导率，电容传感器280的电容发生变化，如上所述，可以对其进行评估，以便获得有关储器270中粘性介质390的填充量的信息。

图5a至图5c示出电容传感器的不同电极配置。

如图5a所示的传感器580a具有总共八个电极582a。沿着运动方向（参见双箭头“v”）相继布置有两个电极582a，垂直于该运动方向并排布置有四个电极582a。

当储器移位时，引导粘性介质经过这样布置的电极582a。这里，总共八个电极582a形成多个电容器，其电容取决于相对介电常数和/或比电导率以及经过它们的粘性介质的量。

根据本图所示的实施例，各个电容器的（变化）电容引起电谐振回路586的频率变化，该电谐振回路586除各个电容器之外还有线圈584。借助电耦合至或后置于振荡回路586的评估单元588测量频率。准连续地进行该测量，以便通过使储器270行经传感器580a，获得谐振频率随时间变化的曲线，如下参照图7，根据该曲线可以确定储器270中存在的粘性介质的量。为清楚起见，图5a中仅示出一个振荡回路586，其具有用于两个电极582a的后置评估单元588。

但应指出，图5a至图5c所示的振荡回路586代表任意振荡电路，其频率（不必是谐振频率）取决于由相应电极布置形成的电容器的当前电容值。尤其利用差分放大器、施密特触发器或者其他数字或模拟电子元件或模块，能够以公知方式实现产生周期性信号但不必是正弦信号的适用振荡电路。

图5b所示的传感器580b具有总共四个细长电极582b，这些电极582b的纵轴均定向成平行于储器的运动方向。根据本图所示的实施例，传感器580b具有两对两个电极582b，每一个电极582b均形成一个电容器。如图5a的实施方式，借助举例示出的振荡回路586和后置于振荡回路586的评估单元588来测量受存在粘性介质影响的频率。

图5c所示的传感器580c具有两个相对较大的电极582c，这两个电极582c同样采用细长构造并且其纵轴均取向成垂直于储器的运动方向。由两个电极582c形成的电容器的电容同样通过举例示出的振荡回路586与后置的评估单元588来进行评估。

图6示出在的电容传感器580c中相邻电极582c之间构成的电场线583的剖视示意图。

图7示出振荡器的示例性频率随时间变化曲线，其中电容传感器580c（参见图5c）用于监测不同储器中存在的粘性介质的量。如果如常规情况那样确切获知储器的运动进程，则将每个时刻t与储器的行程或精确位置相关联。在以恒速运动的情况下，行程s与时间t成正比，在图7中坐标系的横坐标上绘出该时间t。在该坐标系的纵坐标上绘出频率F。

下面说明构造为框架结构并具有特定填充量的粘性介质的储器经过电容传感器时频率随时间或位置变化的曲线790。

为了更好地理解，首先描述储器未填装有粘性介质时产生的频率F的参考曲线792。然后描述储器中存在粘性介质的影响。在图7中，由虚线表示参考曲线792。由实线表示测量的频率曲线790。在不见虚线的时间窗中，测量的频率曲线790与参考曲线792相同（实线790覆盖虚线792）。

（A）没有粘性介质：

开始时，即在小于t1的时间，电容传感器上方的区域空闲。产生频率f0。在时刻t1，框架结构的前部框架元件进入电容传感器上方的区域。由于材料（通常是导电金属）的影响，电容传感器的电容显著增大。这就引起频率F在t1与t2之间的时间窗中降低。在时刻t2，前部框架元件又离开电容传感器的影响区域。

在时刻t3，框架结构的后部框架元件进入电容传感器上方的区域。这就引起频率F在t3与t4之间的时间窗中降低，而在时刻t4，后部框架元件又离开电容传感器的影响区域。

（B）具有粘性介质：

在本图示出的实施例中，在储器中构成的料柱（参见图4）的尺寸设定为使得储器的前部无粘性介质。如图4所示，粘性介质贴靠框架结构的后部框架元件上并被该后部框架元件向前推过传感器。在曲线790中，在t2与t3'之间的时间窗对应的时间段中，前部框架元件已经过传感器，而被后部框架元件向前推动的料柱形式的粘性介质尚未到达传感器。

然后，根据两个时间t3'（测得）和t3（由没有粘性介质的参考曲线获知）之差可以确定粘性介质的料柱的宽度。该宽度进而指示储器中存在的粘性介质的体积。

应当指出，术语“包括”不排除其他元素，而“一个”不排除多个。而且，结合不同实施例描述的元素可以组合。还应指出，权利要求中的附图标记不应解释为限制权利要求的范围。

Claims (16)

1.一种用于提供粘性介质（390）、特别是用于为待装配的电子元件（142）提供粘性介质（390）的设备（150、250），所述设备（150、250）包括：

基体装置（260）；

空腔（265），其在所述基体装置（260）的表面处构造于所述基体装置（260）中；

分布装置（270），其能沿表面运动，以当所述分布装置（270）运动时，所述粘性介质（390）在表面上移位，使得所述粘性介质（390）行经所述空腔（265）上方并且至少一部分粘性介质（390）能转移到所述空腔（265）中；以及

传感器（280），其用于监测所述表面上存在的粘性介质（390）的量。

2.根据权利要求1所述的设备（150、250），其中，

所述基体装置（260）包括第一基体（261）和第二基体（262），其中，所述传感器（280）配属于所述第一基体（261），而所述空腔（265）配属于所述第二基体。

3.根据前述权利要求中任一项所述的设备（150、250），其中，

所述分布装置包括：

用于容纳粘性介质（390）的储器（270），

其中，所述储器（270）在其底侧具有开口，且

其中，所述传感器（280）配置并布置为监测所述储器（270）中的粘性介质（390）的量。

4.根据权利要求3所述的设备（150、250），其中，

所述储器（270）具有底侧敞开和/或顶侧敞开的框架结构（270）。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备（150、250），其中，

所述传感器（280）构造或附接于所述基体装置（260）之中或之上。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备（150、250），其中，

所述分布装置包括用于容纳粘性介质（390）的储器（270），且所述传感器（280）在所述储器（270）行经的部位处嵌入所述基体装置（260）中。

7.根据权利要求6所述的设备（150、250），其中，

所述传感器（280）如此嵌入所述基体装置（260）中，使得所述传感器（280）的上表面与所述基体装置（260）围绕所述传感器（280）的表面位于同一平面内。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备（150、250），进一步包括：

具有静止部件（352）和可动部件（362）的升降装置（355），其中，所述可动部件（362）与所述基体装置（260）的至少一部分刚性连接。

9.根据前述权利要求中任一项所述的设备（150、250），其中，

所述传感器是电容传感器（280）。

10. 根据权利要求9所述的设备（150、250），进一步包括：

振荡器（586），其中，所述电容传感器（280）是所述振荡器（586）的组件；以及

评估单元（588），其与所述振荡器（586）耦合并配置为检测所述振荡器（586）的频率（F），并基于所述频率（F）确定有关所述表面上存在粘性介质（390）的量的信息。

11.根据权利要求10所述的设备（150、250），其中，

所述评估单元（588）配置为：

在所述分布装置（270）移位期间根据所述分布装置（270）的位置检测所述频率（F），并

基于所检测的频率（F）的多个连续值确定信息。

12.根据权利要求11所述的设备（150、250），其中，

所述评估单元（588）进一步配置为：

将所述分布装置（270）移位期间所述频率（F）随所述分布装置（270）的位置变化的曲线（790）与所述频率（F）的参考曲线（792）进行比较，并

基于比较结果确定信息。

13.根据权利要求12所述的设备（150、250），其中，

所述参考曲线（792）是所述基体装置（260）上不存在粘性介质（390）时产生的频率（F）的曲线。

14.一种用于自动向元件载体（140）装配元件（142）的装配系统（100），所述装配系统（100）包括：

自动装配机，其装配头（130）用于：

（i）接纳所述元件（142），

（ii）将所接纳的元件（142）传送到待装配的元件载体（140）上方，并

（iii）将所传送的元件（142）放置到所述元件载体（140）上；以及

根据前述权利要求中任一项所述的设备（150、250），其如此布置于所述自动装配机之中或之上，以使所接纳的元件（142）能与所述粘性介质（390）相接触。

15.一种用于提供粘性介质（390）、特别是用于为待装配的电子元件（142）提供粘性介质（390）的方法，所述方法包括：

提供根据权利要求1至13中任一项所述的设备（150、250）；

将所述粘性介质（390）施加到所述基体装置（260）上；

使所述分布装置（270）行经所述空腔（265）上方，以使所述粘性介质（390）转移到所述空腔（265）中；以及

借助所述传感器（280）监测所述基体装置（260）上存在的粘性介质（390）的量。

16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：

当监测表明所述基体装置（260）上存在的粘性介质（390）的量低于一定最低量时，

将所述粘性介质（390）重新施加到所述基体装置（260）上。

Images