CN114102487A - 一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，属于微组装技术领域，包括基板、两组位移台、两组夹具组件和显微镜组件，位移台可在基板XYZ三轴方向上调节，配合其在基板上滑动，夹具组件设置在位移台上，从而可调节夹具组件夹持待装配的电子元器件的位置，通过显微镜组件的调节和其显示的图像，配合调节位移台以完成电子元器件装配动作。本发明提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，解决了精密电装装配精准性低，组装效率低的技术问题，具有对精密电装装配过程易观察，装配精准性高，装配不易失误，提高组装效率的技术效果。

Description

一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具

技术领域

本发明属于微组装技术领域，更具体地说，是涉及一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具。

背景技术

目前电子元器件正朝着微型化、高密度、高可靠性的方向发展，微组装技术作为实现电子元器件间互联的手段，其技术发展水平直接制约着微电子技术的发展和应用。

传统的微组装形式是由操作人员手持或者使用镊子夹持电子元器件，使用放大镜或者在显微镜下进行装配或焊接。这种组装方式在面对愈加微型化、高密度的电子元器件连接时，组装的成功率明显下降，无法有效应对电子元器件的发展趋势。目前依靠操作人员手持电子元器件进行组装焊接的模式主要存在以下几个缺点：首先是无法应对电子元器件微型化、高密度的发展趋势；其次是操作人员依靠人手装配的稳定性及精准性较低，易产生各种各样的装配问题；最后是传统显微镜的操作方式，使操作人员长时间贴合目镜，容易造成视觉疲倦，导致装配过程出现不可控因素。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，旨在解决精密电装装配精准性低，组装效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，包括：

基板；

两组位移台，底端均滑动连接在所述基板上端且滑动位置可调节，两组所述位移台均可在所述基板的XYZ三轴方向上调节；

两组夹具组件，分别可拆卸连接在两组所述位移台上，分别适于夹持两个待装配的电子元器件，所述夹具组件夹持电子元器件的位置借助所述位移台调节；以及

显微镜组件，可拆卸连接在所述基板上端且位置可调节，所述显微镜组件用于朝向电子元器件采集图像并可显示图像，通过观察图像配合调节所述位移台以完成电子元器件装配动作。

在一种可能的实现方式中，在所述基板上设有两组滑动方向共线的滑轨，两组所述位移台的底端分别滑动连接在两组所述滑轨上，所述滑轨上设有适于限制所述位移台的滑动位置的限位件。

在一种可能的实现方式中，所述显微镜组件包括：

滑台，可拆卸连接在所述基板上端，可在所述基板的XY二轴方向上调节位置；以及

显微镜，为可变焦距的带有显示屏的显微镜，滑动设于所述滑台上端，所述显微镜置于所述滑台上的高度可调节。

在一种可能的实现方式中，所述夹具组件包括：

连接件，与所述位移台可拆卸连接；

旋臂，呈水平状设置，一端连接在所述连接件上，所述旋臂为回转体且可绕其轴向旋转；以及

夹具，可拆卸连接在所述旋臂另一端，适于夹持待装配的电子元器件，所述夹具的夹持范围可调节。

在一种可能的实现方式中，所述夹具包括：

挂板，与所述旋臂端部可拆卸连接；

安装座，连接在所述挂板上；以及

夹具本体，包括可相互对夹的左半部和右半部，所述左半部和所述右半部用于相互对夹电子元器件，所述左半部与所述安装座连接，所述右半部通过螺栓与所述左半部连接，通过调节所述螺栓以使所述右半部向靠近所述左半部方向移动，以夹紧电子元器件，所述左半部和所述右半部的内侧面均设有防滑胶垫。

在一种可能的实现方式中，所述连接件包括：

顶板，可拆卸连接在所述位移台顶端；以及

底座，可拆卸连接在所述顶板上，所述旋臂的端部与所述底座相适配插接，所述旋臂在所述底座上可周向旋转。

在一种可能的实现方式中，所述底座上设有通孔，所述旋臂的端部插接在所述通孔内，在所述底座上设有穿透所述通孔的顶丝，所述顶丝适于抵接并限位所述旋臂旋转。

在一种可能的实现方式中，所述旋臂为伸缩式杆件且伸缩长度可调节。

在一种可能的实现方式中，用于精密电装装配工艺的辅助夹具还包括：

全自由度装配位移台，可移动的置于所述基板上端，上端连接有一组所述夹具组件，适于在多种方向上调节待装配的电子元器件的装配位置。

在一种可能的实现方式中，所述全自由度装配位移台包括：

磁吸底座，适于产生磁吸力并吸引在所述基板上端；以及

三轴位移台，可拆卸设于所述磁吸底座上端，可在所述基板的XYZ三轴方向上调节，一组所述夹具组件连接在所述三轴位移台上且适于夹持电子元器件，以配合另一组所述夹具组件完成装配。

本发明提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具包括基板、两组位移台、两组夹具组件和显微镜组件，位移台可在基板XYZ三轴方向上调节，配合其在基板上滑动，夹具组件设置在位移台上，从而可调节夹具组件夹持待装配的电子元器件的位置，通过显微镜组件的调节和其显示的图像，配合调节位移台以完成电子元器件装配动作，解决了精密电装装配精准性低，组装效率低的技术问题，具有对精密电装装配过程易观察，装配精准性高，装配不易失误，提高组装效率的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具的结构示意图(不包括显微镜组件和全自由度装配位移台)；

图3为本发明实施例提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具的位移台和夹具组件结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具的全自由度装配位移台结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具的旋臂结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具的显微镜组件结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具的显微镜组件另一视角结构示意图；

图8为图6和图7中的显微镜组件的滑台仰视结构示意图。

附图标记说明：

1、基板；11、滑槽；2、位移台；3、夹具组件；31、连接件；311、顶板；312、底座；32、旋臂；33、夹具；331、挂板；332、安装座；333、夹具本体；3331、左半部；3332、右半部；3333、螺栓；4、显微镜组件；41、滑台；411、底板；412、中间板；413、垫板；42、显微镜；421、立柱；43、滑板；44、滑杆；5、滑轨；6、全自由度装配位移台；61、磁吸底座；62、三轴位移台。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请一并参阅图1至图8，现对本发明提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具进行说明。所述一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，包括基板1、两组位移台2、两组夹具组件3和显微镜组件4；两组位移台2的底端均滑动连接在基板1上端且滑动位置可调节，两组位移台2均可在基板1的XYZ三轴方向上调节；两组夹具组件3分别可拆卸连接在两组位移台2上，分别适于夹持两个待装配的电子元器件，夹具组件3夹持电子元器件的位置借助位移台2调节；显微镜组件4可拆卸连接在基板1上端且位置可调节，显微镜组件4用于朝向电子元器件采集图像并可显示图像，通过观察图像配合调节位移台2以完成电子元器件装配动作。

本发明提供的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，与现有技术相比，本发明一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具包括基板1、两组位移台2、两组夹具组件3和显微镜组件4，位移台2可在基板1XYZ三轴方向上调节，配合其在基板1上滑动，夹具组件3设置在位移台2上，从而可调节夹具组件3夹持待装配的电子元器件的位置，通过显微镜组件4的调节和其显示的图像，配合调节位移台2以完成电子元器件装配动作，解决了精密电装装配精准性低，组装效率低的技术问题，具有对精密电装装配过程易观察，装配精准性高，装配不易失误，提高组装效率的技术效果。

通过显微镜组件4观察器采集到的图像，该图像就是两个或多个待装配的电子元器件的装配过程，通过显微镜组件4就可以清楚看到整个装配过程，将微型化的电子元器件放大，这样可以清楚指导装配，防止在装配过程中产生失误等。固定其中一组位移台2，调节或移动另一组位移台2，可将位于两组位移台2上的两个装配件(电子元器件)完成相互装配动作，显微镜组件4可观察到电子元器件的整个移动过程和装配过程，当观察时遇到不能观察到的位置时，此时可移动或调节显微镜组件4的图像采集位置，就可以观察。显微镜组件4的移动和调节都比较简单和灵活，方便在基板1上移动到任意位置(为了观察电子元器件的装配过程)。位移台2自身可以在XYZ三轴方向上调节，再加上其能在基板1上滑动，从而可灵活调节夹具组件3的位置。该位移台2可采用现有技术中的三轴位移台。

基板1上设有多个安装孔，当位移台2滑动在基板1上以后，可通过用固定销等穿过安装孔，再使固定销抵靠位移台2，则位移台2被固定在基板1上。当需要重新移动位移台2时，可松开固定销对位移台2的抵接，此时可实现释放位移台2。

具体的，夹具组件3可以夹持多种不同形式、不同规格、不同重量、不同类型、不同结构的电子元器件，通过移动或调节其中一个位移台2，可实现将两个电子元器件完成相互装配。

为了实现位移台2在基板1上的滑动和滑动位置可调节，则在一些实施例中，请参阅图1至图8，在基板1上设有两组滑动方向共线的滑轨5，两组位移台2的底端分别滑动连接在两组滑轨5上，滑轨5上设有适于限制位移台2的滑动位置的限位件。通过手动推移位移台2，则位移台2在基板1上滑动且同时调节位置，位移台2的滑动是单方向的，即可在基板1的X轴向上或Y轴向上调节或滑动，两组滑轨5的滑动方向在一条直线上，其目的是使两组夹具组件3能够相互对接，实现两个或多个电子元器件的相互装配。

具体的，限位件为一种顶丝，旋拧后可推顶限位位移台2，反方向旋拧则为松开或释放位移台2。滑动通过螺栓等紧固件固定连接在基板1上端。

为了能够清楚的观察或观看电子元器件的装配过程，则在一些实施例中，请参阅图1至图8，显微镜组件4包括滑台41和显微镜42，滑台41可拆卸连接在基板1上端，可在基板1的XY二轴方向上调节位置；显微镜42为可变焦距的带有显示屏的显微镜42，滑动设于滑台41上端，显微镜42置于滑台41上的高度可调节。滑台41起到支撑显微镜42和调节显微镜42的位置的作用，滑台41可连接在基板1上不同位置，则显微镜42可以在任何位置观察电子元器件的装配，滑台41与显微镜42之间连接形式简单，组装方便，滑台41在基板1上调节简单、灵活，实用性较好。

在基板1上设有滑槽11，滑台41包括滑动连接在滑槽内的底板411、设置在底板411上端且可在底板411上沿垂直于滑槽11的滑动方向滑动的中间板412以及设置在中间板412上端的垫板413，显微镜42设置在垫板413上端，垫板413的高度可根据显微镜42所要采集的图像的高度来调节。显微镜42的底端设有滑板43，滑板43固定在垫板413上端，滑板43上也设有滑槽，而显微镜42上通过立柱421可以固定在滑板43上任意位置，以调节显微镜42对电子元器件的图像采集水平位置，实现了显微镜42可以在基板1的XYZ三轴方向上调节。在底板411底端设有穿过滑槽11的滑杆44，滑杆44可滑动在滑槽11内，滑杆44上螺接有螺母，螺母位于基板1的底端，且通过旋拧螺母，可以将底板411限位在基板1上。显微镜42在立柱421上的安装高度可调节。

通常来说，基板1的XY二轴方向上是指基板1的二维水平方向，而Z方向是指基板1的竖直方向或高度方向。通过显微镜42自身的焦距等参数的调节，可清楚的观察到电子元器件的装配过程。

为了实现夹具组件3可在任意方向上夹持电子元器件，或可对电子元器件进行微调节，在一些实施例中，请参阅图1至图8，夹具组件3包括连接件31、旋臂32和夹具33，连接件31与位移台2可拆卸连接；旋臂32呈水平状设置，一端连接在连接件31上，旋臂32为回转体且可绕其轴向旋转；夹具33可拆卸连接在旋臂32另一端，适于夹持待装配的电子元器件，夹具33的夹持范围可调节。通过调节旋臂32的转动角度，就可以调节夹具33对电子元器件的装配方向或位置，最终可完成相互装配操作。当旋臂32旋转后的位置调节完成后，可将其定位在连接件31上，此时电子元器件的位置固定，只需要移动或调节位移台2即可。

具体的，旋臂32呈柱状，一端连接连接件31、另一端呈悬臂状态且该旋臂32端用于连接夹具33。

为了使夹具33对电子元器件的夹持范围可调节，则在一些实施例中，请参阅图1至图8，夹具33包括挂板331、安装座332和夹具本体333，挂板331与旋臂32端部可拆卸连接；安装座332连接在挂板331上；夹具本体333包括可相互对夹的左半部3331和右半部3332，左半部3331和右半部3332用于相互对夹电子元器件，左半部3331与安装座332连接，右半部3332通过螺栓3333与左半部3331连接，通过调节螺栓3333以使右半部3332向靠近左半部3331方向移动，以夹紧电子元器件，左半部3331和右半部3332的内侧面均设有防滑胶垫。通过旋拧螺栓3333，则实现调节右半部3332的位置，此时右半部3332与左半部3331之间距离调大，此时可夹持体积较大的电子元器件，反之调节螺栓3333，右半部3332与左半部3331之间距离调小，此时可夹持体积较小的电子元器件。螺栓3333穿过右半部3332与左半部3331，左半部3331与螺栓3333螺纹连接，右半部3332与螺栓3333转动连接，在左半部3331的外侧旋拧螺栓3333，则右半部3332相对左半部3331移动，同时两者之间间距得到调节，即可对不同体积或不同长度或不同宽度或不同样式的电子元器件实现夹持。

为了使旋臂32可以在位移台2的上端可转动，则在一些实施例中，请参阅图1至图8，连接件31包括顶板311和底座312，顶板311可拆卸连接在位移台2顶端；底座312可拆卸连接在顶板311上，旋臂32的端部与底座312相适配插接，旋臂32在底座312上可周向旋转。通过旋臂32与底座312的插接，同时旋臂32可相对底座312发生周向旋转，则就可以调节旋臂32的转动角度或位置，进而调节了夹具33对电子元器件的夹持位置或方向，便于后续的装配操作。

在一些实施例中，请参阅图1至图8，底座312上设有通孔，旋臂32的端部插接在通孔内，在底座312上设有穿透通孔的顶丝，顶丝适于抵接并限位旋臂32旋转。该通孔可为盲孔或贯通底座312的贯通孔，只要能与旋臂32实现插接，并使旋臂32能在底座312上转动即可满足要求，通过人工手动旋转旋臂32，当旋转后的位置调节好以后，此时电子元器件的装配位置调节完成，就可以通过顶丝将旋臂32固定即可。

为了使旋臂32可以在水平方向上调节，进而实现夹具33的调节，则在一些实施例中，请参阅图1至图8，旋臂32为伸缩式杆件且伸缩长度可调节。通过调节旋臂32的伸缩长度，此时夹具33的位置得到调整，则可以调节电子元器件的装配位置，便于提高装配精准度。本实施例中的伸缩式杆件可采用现有技术中的伸缩杆，通过手动拉动可调节其伸缩长度，在伸缩杆上设有限位丝，因此可实现伸缩长度的限位。伸缩杆上外径较细的一端插接在底座312的通孔内部且可周向旋转。

当上述的位移台2的移动或调节位置不能满足电子元器件的装配要求时，则在一些实施例中，请参阅图1至图8，用于精密电装装配工艺的辅助夹具还包括全自由度装配位移台6，全自由度装配位移台6可移动的置于基板1上端，上端连接有一组夹具组件3，适于在多种方向上调节待装配的电子元器件的装配位置。通过使用全自由度装配位移台6，可以实现在不同方向上调节夹具组件3对电子元器件的夹持位置或方向，从而便于两个或多个电子元器件的相互装配操作。当使用该全自由度装配位移台6时，可放弃使用其中一组位移台2，也可同时使用两组位移台2，配合全自由度装配位移台6，三者共同完成电子元器件的装配。当需要调节显微镜42时，随着电子元器件的装配位置，随时调节显微镜42即可。

具体的，全自由度是指可以不仅可以在基板1的XYZ三轴方向上调节，还可以在基板1的其他方向上调节，具体为，将一组电子元器件安装在一组位移台2上，将另一组电子元器件安装在该全自由度装配位移台6上，通过全自由度装配位移台6的自身调节，两个电子元器件实现对接，可将两个电子元器件完成相互装配。

为了实现全自由度装配位移台6在各个方向上能够调节，在一些实施例中，请参阅图1至图8，全自由度装配位移台6包括磁吸底座61和三轴位移台62，磁吸底座61适于产生磁吸力并吸引在基板1上端；三轴位移台62可拆卸设于磁吸底座61上端，可在基板1的XYZ三轴方向上调节，一组夹具组件3连接在三轴位移台62上且适于夹持电子元器件，以配合另一组夹具组件3完成装配。通过在基板1上移动磁吸底座61，就可以调节三轴位移台62的位置，磁吸底座61的移动可以是在任意方向、任意位置的移动，从而配合三轴位移台62的在基板1的XYZ三轴方向上调节，则三轴位移台62上的夹具组件3就可实现在不同方向、不同位置的全自由度的调节，便于实现电子元器件的装配操作。在三轴位移台62上的夹具组件3上的旋臂32也可以旋转，其结构与位移台2上的夹具组件3结构相同，在此不再赘述。

具体的，基板1为一种铁质板状构件，或其他材质的且可与磁吸底座61发生磁吸即可，磁吸底座61借助其自身的磁力能与基板1吸引，磁性关闭后可释放与基板1的磁吸。在磁吸底座61上设有旋钮，可以实现磁性的开启或关闭。

在本实施例中，在基板1的底端设有多个高度可调节的支脚，多个支脚用来支撑基板1和可调节基板1的高度，以便使滑杆44不接触位于基板1下方的固定体或其他物体，便于滑杆44的调节。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，其特征在于，包括：

基板；

两组位移台，底端均滑动连接在所述基板上端且滑动位置可调节，两组所述位移台均可在所述基板的XYZ三轴方向上调节；

两组夹具组件，分别可拆卸连接在两组所述位移台上，分别适于夹持两个待装配的电子元器件，所述夹具组件夹持电子元器件的位置借助所述位移台调节；以及

显微镜组件，可拆卸连接在所述基板上端且位置可调节，所述显微镜组件用于朝向电子元器件采集图像并可显示图像，通过观察图像配合调节所述位移台以完成电子元器件装配动作。

2.如权利要求1所述的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，其特征在于，在所述基板上设有两组滑动方向共线的滑轨，两组所述位移台的底端分别滑动连接在两组所述滑轨上，所述滑轨上设有适于限制所述位移台的滑动位置的限位件。

3.如权利要求1所述的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，其特征在于，所述显微镜组件包括：

滑台，可拆卸连接在所述基板上端，可在所述基板的XY二轴方向上调节位置；以及

显微镜，为可变焦距的带有显示屏的显微镜，滑动设于所述滑台上端，所述显微镜置于所述滑台上的高度可调节。

4.如权利要求1所述的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，其特征在于，所述夹具组件包括：

连接件，与所述位移台可拆卸连接；

旋臂，呈水平状设置，一端连接在所述连接件上，所述旋臂为回转体且可绕其轴向旋转；以及

夹具，可拆卸连接在所述旋臂另一端，适于夹持待装配的电子元器件，所述夹具的夹持范围可调节。

5.如权利要求4所述的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，其特征在于，所述夹具包括：

挂板，与所述旋臂端部可拆卸连接；

安装座，连接在所述挂板上；以及

夹具本体，包括可相互对夹的左半部和右半部，所述左半部和所述右半部用于相互对夹电子元器件，所述左半部与所述安装座连接，所述右半部通过螺栓与所述左半部连接，通过调节所述螺栓以使所述右半部向靠近所述左半部方向移动，以夹紧电子元器件，所述左半部和所述右半部的内侧面均设有防滑胶垫。

6.如权利要求4所述的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，其特征在于，所述连接件包括：

顶板，可拆卸连接在所述位移台顶端；以及

底座，可拆卸连接在所述顶板上，所述旋臂的端部与所述底座相适配插接，所述旋臂在所述底座上可周向旋转。

7.如权利要求6所述的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，其特征在于，所述底座上设有通孔，所述旋臂的端部插接在所述通孔内，在所述底座上设有穿透所述通孔的顶丝，所述顶丝适于抵接并限位所述旋臂旋转。

8.如权利要求4所述的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，其特征在于，所述旋臂为伸缩式杆件且伸缩长度可调节。

9.如权利要求1所述的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，其特征在于，用于精密电装装配工艺的辅助夹具还包括：

全自由度装配位移台，可移动的置于所述基板上端，上端连接有一组所述夹具组件，适于在多种方向上调节待装配的电子元器件的装配位置。

10.如权利要求9所述的一种用于精密电装装配工艺的辅助夹具，其特征在于，所述全自由度装配位移台包括：

磁吸底座，适于产生磁吸力并吸引在所述基板上端；以及

三轴位移台，可拆卸设于所述磁吸底座上端，可在所述基板的XYZ三轴方向上调节，一组所述夹具组件连接在所述三轴位移台上且适于夹持电子元器件，以配合另一组所述夹具组件完成装配。

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