CN117460244A - 衬底的电子元件安装方法、元件排列装置及元件安装设备 - Google Patents

衬底的电子元件安装方法、元件排列装置及元件安装设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电子元件安装方法，包括以下步骤：驱动一传输装置以将多个电子元件传送至一元件排列装置以使该些电子元件预先排列成一阵列；以及控制一气压剎车装置以先将该些电子元件吸附在多个对应的纵向穿孔内，然后再释放各该电子元件以使各该电子元件向下掉落至一衬底的各个对应的连接垫上。

Description

衬底的电子元件安装方法、元件排列装置及元件安装设备
技术领域
本发明为关于衬底的电子元件安装方案，涉及一种可快速又准确的将电子元件安装在衬底上的元件定位及释放控制方案。
背景技术
一般的电子厂在组装印刷电路板(PCB)时，须先在印刷电路板的各个连接垫上刷上锡膏，再将多个电子元件置放在印刷电路板的多个对应的连接垫上，然后再对印刷电路板加热以融化焊锡，从而完成印刷电路的组装。
在将电子元件置放在印刷电路板的连接垫上时，一般会采用机器手臂或植针装置等自动化元件置放装置。然而，现有的自动化元件置放装置在置放效率上仍有改善的空间。
因此，本领域亟需一新颖的衬底的电子元件安装方案。
发明内容
本发明的一目的在于公开一种衬底的电子元件安装方法，其可通过一元件排列装置中的一预整列模块将多个电子元件自动排列在多个纵向穿孔内，从而提高该些电子元件安装在一衬底上的效率。
本发明的另一目的在于公开一种衬底的电子元件安装方法，其可通过一气压剎车装置将多个待置放的电子元件各自吸附在该元件排列装置的多个纵向出口的一出口内，以在该元件排列装置的移动过程中避免该些电子元件向下掉落。
本发明的另一目的在于公开一种元件排列装置，其可通过一预整列模块将多个电子元件自动排列在多个纵向穿孔内，从而提高该些电子元件安装在一衬底上的效率。
本发明的另一目的在于公开一种元件排列装置，其可通过一气压剎车装置将多个待置放的电子元件各自吸附在该元件排列装置的多个纵向出口的一出口内，以在该元件排列装置的移动过程中避免该些电子元件向下掉落。
本发明的另一目的在于公开一种自动化电子元件安装设备，其可通过一元件排列装置中的一预整列模块将多个电子元件自动排列在多个纵向穿孔内，从而提高该些电子元件安装在一衬底上的效率。
本发明的又一目的在于公开一种自动化电子元件安装设备，其可通过一气压剎车装置将多个待置放的电子元件各自吸附在该元件排列装置的多个纵向出口的一出口内，以在该元件排列装置的移动过程中避免该些电子元件向下掉落。
为达到前述目的，一种衬底的电子元件安装方法被提出，其由一控制电路执行一程式实现，且其包括以下步骤：
驱动一传输装置以将多个电子元件传送至一元件排列装置，该元件排列装置具有一预整列模块及一汇流模块，其中，该预整列模块具有一漏斗状内壁以将该些电子元件引导至该漏斗状内壁下方的一第一纵向穿孔阵列中，从而使该些电子元件预先排列成一阵列，且该第一纵向穿孔阵列的各第一纵向穿孔均能够容纳多个所述电子元件；及该汇流模块具有一第二纵向穿孔阵列以承接该第一纵向穿孔阵列所向下提供的多个所述电子元件，其中，该第二纵向穿孔阵列的各第二纵向穿孔均仅能容纳一个所述电子元件，各第二纵向穿孔均有一侧向开槽，且各所述第二纵向穿孔均对齐一衬底上的一连接垫；以及
控制一剎车装置以执行一元件吸附操作及一元件释放操作，其中，该剎车装置具有一抽气设备及环绕该汇流模块侧壁之一气室，在执行该元件吸附操作时，该抽气设备对该气室进行一抽气操作以通过各该第二纵向穿孔的所述侧向开槽对各该第二纵向穿孔内的一所述电子元件施加一侧向作用力，以将各该电子元件固定在各该第二纵向穿孔内；及在执行该元件释放操作时，该抽气设备停止该抽气操作以使各该第二纵向穿孔各释放一所述电子元件，以使多个所述电子元件向下掉落至该衬底的多个对应的所述连接垫上。
在一实施例中，所述衬底的电子元件安装方法进一步包括：驱使一加热装置进行一加热程序以融化各该连接垫上的所述焊料，从而将该些电子元件各焊接在一对应的所述连接垫上。
在一实施例中，该加热程序包含：对该些连接垫进行一全局预热步骤；以及对各该连接垫进行一单独加热步骤。
在一实施例中，该加热装置为一激光加热装置。
在一实施例中，所述衬底的电子元件安装方法进一步包括：驱使一机器手臂执行一对准程序以使将该衬底之该些连接垫与该些第二纵向穿孔对齐。
在一实施例中，该机器手臂具有一影像辨识功能以执行该对准程序。
在一实施例中，所述的电子元件可为铜柱、LED晶粒或锡球。
为达到前述目的，本发明进一步提出一种元件排列装置，其具有：
一预整列模块，具有一漏斗状内壁以将多个电子元件引导至该漏斗状内壁下方的一第一纵向穿孔阵列中，从而使该些电子元件预先排列成一阵列，且该第一纵向穿孔阵列的各第一纵向穿孔均能够容纳多个所述电子元件；以及
一汇流模块，具有一第二纵向穿孔阵列以承接该第一纵向穿孔阵列所向下提供的多个所述电子元件，其中，该第二纵向穿孔阵列的各第二纵向穿孔均仅能容纳一个所述电子元件，各第二纵向穿孔均有一侧向开槽，且各所述第二纵向穿孔均对齐一衬底上的一连接垫。
在一实施例中，所述的元件排列装置进一步具有一剎车装置，该剎车装置具有一抽气设备及环绕该汇流模块侧壁之一气室，用于执行一元件吸附操作及一元件释放操作，其中，当该剎车装置执行该元件吸附操作时，该抽气设备对该气室进行一抽气操作以通过各该第二纵向穿孔的所述侧向开槽对各该第二纵向穿孔内的一所述电子元件施加一侧向作用力，以将各该电子元件固定在各该第二纵向穿孔内；及当该剎车装置执行该元件释放操作时，该抽气设备停止该抽气操作以使各该第二纵向穿孔各释放一所述电子元件，以使多个所述电子元件向下掉落至该衬底的多个对应的所述连接垫上。
为达到前述目的，本发明进一步提出一种自动化电子元件安装设备，其具有一控制电路、一传输装置及一元件排列装置以执行一电子元件安装方法，该方法包括以下步骤：
利用该控制电路驱动该传输装置以将多个电子元件传送至一元件排列装置，该元件排列装置具有一预整列模块、一汇流模块及一剎车装置，其中，该预整列模块具有一漏斗状内壁以将该些电子元件引导至该漏斗状内壁下方的一第一纵向穿孔阵列中，从而使该些电子元件预先排列成一阵列，且该第一纵向穿孔阵列的各第一纵向穿孔均能够容纳多个所述电子元件；该汇流模块具有一第二纵向穿孔阵列以承接该第一纵向穿孔阵列所向下提供的多个所述电子元件，其中，该第二纵向穿孔阵列的各第二纵向穿孔均仅能容纳一个所述电子元件，各第二纵向穿孔均有一侧向开槽，且各所述第二纵向穿孔均对齐一衬底上的一连接垫，及该剎车装置具有一抽气设备及环绕该汇流模块侧壁的一气室；以及
利用该控制电路控制该剎车装置以执行一元件吸附操作及一元件释放操作，其中，该剎车装置具有一抽气设备及环绕该汇流模块侧壁的一气室，于执行该元件吸附操作时，该抽气设备对该气室进行一抽气操作以通过各该第二纵向穿孔的所述侧向开槽对各该第二纵向穿孔内的一所述电子元件施加一侧向作用力，以将各该电子元件固定在各该第二纵向穿孔内；及在执行该元件释放操作时，该抽气设备停止该抽气操作以使各该第二纵向穿孔各释放一所述电子元件，以使多个所述电子元件向下掉落至该衬底的多个对应的所述连接垫上。
在一实施例中，所述的自动化电子元件安装设备进一步包括一加热装置以在该控制电路的控制下执行一加热程序以融化各该连接垫上的所述焊料，从而将该些电子元件各焊接在一对应的所述连接垫上。
在一实施例中，该加热程序包含：对该些连接垫进行一全局预热步骤；以及对各该连接垫进行一单独加热步骤。
在一实施例中，该加热装置为一激光加热装置。
在一实施例中，该电子元件安装方法进一步包括：驱使一机器手臂执行一对准程序以使将该衬底的该些连接垫与该些第二纵向穿孔对齐。
在一实施例中，该机器手臂具有一影像辨识功能以执行该对准程序。
在可能的实施例中，所述的电子元件可为铜柱、LED晶粒或锡球。
附图说明
图1为本发明的元件排列装置的一实施例的剖面图；
图2为将图1上下颠倒，以便理解另一视角的剖面图；
图3为图1之元件排列装置中与一汇流模块整合的一煞车结构的一实施例的剖面图；
图4为图3所示的煞车结构中的一吸附气室的剖面图；
图5为图4所示的吸附气室的一局部侧视图；
图6为本发明的自动化电子元件安装设备的一实施例的方块图；
图7为本发明的衬底的电子元件安装方法的一实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。
请一并参阅图1至图5，其中，图1为本发明的元件排列装置的一实施例的剖面图；图2为将图1上下颠倒，以便于理解另一视角的剖面图；
图3为图1的元件排列装置中与一汇流模块整合的一煞车结构的一实施例的剖面图；图4为图3所示的煞车结构中的一吸附气室的剖面图；以及图5为图4所示的吸附气室的一局部侧视图。
如图1至图5所示，一元件排列装置10具有一预整列模块20及一汇流模块30。
预整列模块20具有一漏斗状内壁21以将多个电子元件引导至漏斗状内壁21下方的一第一纵向穿孔阵列22中，从而使该些电子元件预先排列成一阵列，且第一纵向穿孔阵列22的各第一纵向穿孔221均能够容纳多个所述电子元件。
汇流模块30具有一第二纵向穿孔阵列32以承接第一纵向穿孔阵列22所向下提供的多个所述电子元件，其中，第二纵向穿孔阵列32的各第二纵向穿孔321均仅能容纳一个所述电子元件，各第二纵向穿孔321均有一侧向开槽31，且各第二纵向穿孔321均对齐位于下方的一衬底上的一连接垫(未示于图中)。
另外，元件排列装置10可进一步具有一剎车装置40。如图3至4所示，剎车装置40具有一抽气设备(未示于图中)及环绕汇流模块30侧壁的一气室41，该抽气设备用于通过气室41内的至少一吸气口41a执行一元件吸附操作及一元件释放操作，其中，当剎车装置40执行该元件吸附操作时，该抽气设备对气室41进行一抽气操作以通过各第二纵向穿孔321的侧向开槽31对各第二纵向穿孔321内的一所述电子元件施加一侧向作用力，以将各该电子元件固定在各第二纵向穿孔321内；及当剎车装置40执行该元件释放操作时，该抽气设备停止该抽气操作以使各第二纵向穿孔321各释放一所述电子元件，以使多个所述电子元件向下掉落至该衬底的多个对应的所述连接垫上。
根据上述的说明，本发明进一步提出一自动化电子元件安装设备。请参照图6，其为本发明的自动化电子元件安装设备的一实施例的方块图。如图6所示，一自动化电子元件安装设备100具有一控制电路110、一传输装置120及一元件排列装置130以执行一电子元件安装程序，其中，元件排列装置130由元件排列装置10实现，亦即元件排列装置130具有一预整列模块20、一汇流模块30及一剎车装置40。
具体而言，该程序包括以下步骤：
(一)利用控制电路110驱动传输装置120以将多个电子元件传送至元件排列装置130，此时，预整列模块20的漏斗状内壁21会将该些电子元件引导至漏斗状内壁21下方的第一纵向穿孔阵列22中，从而使该些电子元件预先排列成一阵列，且第一纵向穿孔阵列22的各第一纵向穿孔221均能够容纳多个所述电子元件；且汇流模块30的第二纵向穿孔阵列32会承接第一纵向穿孔阵列22所向下提供的多个所述电子元件，其中，第二纵向穿孔阵列32的各第二纵向穿孔321均仅能容纳一个所述电子元件，且各第二纵向穿孔321均对齐一衬底上的一连接垫；以及
(二)利用控制电路110控制剎车装置40以执行一元件吸附操作及一元件释放操作，其中，于执行该元件吸附操作时，该抽气设备对气室41进行一抽气操作以通过各第二纵向穿孔321的侧向开槽31对各第二纵向穿孔321内的一所述电子元件施加一侧向作用力，以将各该电子元件固定在各第二纵向穿孔321内；及于执行该元件释放操作时，该抽气设备停止该抽气操作以使各第二纵向穿孔321各释放一所述电子元件，以使多个所述电子元件向下掉落至该衬底的多个对应的所述连接垫上。
另外，自动化电子元件安装设备100可进一步包括一加热装置(未示于图中)以在控制电路110的控制下执行一加热程序以融化各该连接垫上的所述焊料，从而将该些电子元件各焊接在一对应的所述连接垫上。
另外，该加热程序可包含：对该些连接垫进行一全局预热步骤；以及对各该连接垫进行一单独加热步骤。
另外，该加热装置可为一激光加热装置。
另外，该电子元件安装程序可进一步包括：驱使一机器手臂(未示于图中)执行一对准程序以使将该衬底的该些连接垫与该些第二纵向穿孔321对齐。
另外，该机器手臂可具有一影像辨识功能以执行该对准程序。
另外，所述的电子元件可为铜柱、LED晶粒或锡球。
根据上述的说明可知，本发明公开了一种衬底的电子元件安装方法。请参照图7，其为本发明的衬底的电子元件安装方法的一实施例的流程图，其由一控制电路执行一程式实现。如图7所示，该方法包括以下步骤：驱动一传输装置以将多个电子元件传送至一元件排列装置，该元件排列装置具有一预整列模块及一汇流模块，其中，该预整列模块具有一漏斗状内壁以将该些电子元件引导至该漏斗状内壁下方的一第一纵向穿孔阵列中，从而使该些电子元件预先排列成一阵列，且该第一纵向穿孔阵列的各第一纵向穿孔均能够容纳多个所述电子元件；及该汇流模块具有一第二纵向穿孔阵列以承接该第一纵向穿孔阵列所向下提供的多个所述电子元件，其中，该第二纵向穿孔阵列的各第二纵向穿孔均仅能容纳一个所述电子元件，各第二纵向穿孔均有一侧向开槽，且各所述第二纵向穿孔均对齐一衬底上的一连接垫(步骤a)；以及控制一剎车装置以执行一元件吸附操作及一元件释放操作，其中，该剎车装置具有一抽气设备及环绕该汇流模块侧壁的一气室，在执行该元件吸附操作时，该抽气设备对该气室进行一抽气操作以通过各该第二纵向穿孔的所述侧向开槽对各该第二纵向穿孔内的一所述电子元件施加一侧向作用力，以将各该电子元件固定在各该第二纵向穿孔内；及于执行该元件释放操作时，该抽气设备停止该抽气操作以使各该第二纵向穿孔各释放一所述电子元件，以使多个所述电子元件向下掉落至该衬底的多个对应的所述连接垫上(步骤b)。
另外，所述的衬底的电子元件安装方法可进一步包括：驱使一加热装置进行一加热程序以融化各该连接垫上的所述焊料，从而将该些电子元件各焊接在一对应的所述连接垫上。
另外，该加热程序可包含：对该些连接垫进行一全局预热步骤；以及对各该连接垫进行一单独加热步骤。
另外，该加热装置可为一雷射加热装置。
另外，所述的衬底的电子元件安装方法可进一步包括：驱使一机器手臂执行一对准程序以使将该衬底的该些连接垫与该些第二纵向穿孔对齐。
另外，该机器手臂可具有一影像辨识功能以执行该对准程序。
另外，所述的电子元件可为铜柱、LED晶粒或锡球。
通过前述所公开的设计，本发明具有以下的优点：
一、本发明的衬底的电子元件安装方法可通过一元件排列装置中的一预整列模块将多个电子元件自动排列在多个纵向穿孔内，从而提高该些电子元件安装在一衬底上的效率。
二、本发明的衬底的电子元件安装方法可通过一气压剎车装置将多个待置放的电子元件各自吸附在该元件排列装置的多个纵向出口的一出口内，以在该元件排列装置的移动过程中避免该些电子元件向下掉落。
三、本发明的元件排列装置可通过一预整列模块将多个电子元件自动排列在多个纵向穿孔内，从而提高该些电子元件安装在一衬底上的效率。
四、本发明的元件排列装置可通过一气压剎车装置将多个待置放的电子元件各自吸附在该元件排列装置的多个纵向出口的一出口内，以在该元件排列装置的移动过程中避免该些电子元件向下掉落。
五、本发明的自动化电子元件安装设备可通过一元件排列装置中的一预整列模块将多个电子元件自动排列在多个纵向穿孔内，从而提高该些电子元件安装在一衬底上的效率。
六、本发明的自动化电子元件安装设备可通过一气压剎车装置将多个待置放的电子元件各自吸附在该元件排列装置的多个纵向出口的一出口内，以在该元件排列装置的移动过程中避免该些电子元件向下掉落。
本发明所公开的，为较佳实施例，但凡局部的变更或修饰而源于本发明的技术思想而为本领域技术人员所易于推知的，皆不脱本案的专利权范畴。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种衬底的电子元件安装方法，其由一控制电路执行一程式实现，其包括以下步骤：
驱动一传输装置以将多个电子元件传送至一元件排列装置，该元件排列装置具有一预整列模块及一汇流模块，其中，该预整列模块具有一漏斗状内壁以将该些电子元件引导至该漏斗状内壁下方的一第一纵向穿孔阵列中，从而使该些电子元件预先排列成一阵列，且该第一纵向穿孔阵列的各第一纵向穿孔均能够容纳多个所述电子元件；及该汇流模块具有一第二纵向穿孔阵列以承接该第一纵向穿孔阵列所向下提供的多个所述电子元件，其中，该第二纵向穿孔阵列的各第二纵向穿孔均仅能容纳一个所述电子元件，各第二纵向穿孔均有一侧向开槽，且各所述第二纵向穿孔均对齐一衬底上的一连接垫；以及
控制一剎车装置以执行一元件吸附操作及一元件释放操作，其中，该剎车装置具有一抽气设备及环绕该汇流模块侧壁的一气室，在执行该元件吸附操作时，该抽气设备对该气室进行一抽气操作以通过各该第二纵向穿孔的所述侧向开槽对各该第二纵向穿孔内的一所述电子元件施加一侧向作用力，以将各该电子元件固定在各该第二纵向穿孔内；及在执行该元件释放操作时，该抽气设备停止该抽气操作以使各该第二纵向穿孔各释放一所述电子元件，以使多个所述电子元件向下掉落至该衬底的多个对应的所述连接垫上。
2.根据权利要求1所述的衬底的电子元件安装方法，其进一步包括：驱使一加热装置进行一加热程序以融化各该连接垫上的所述焊料，从而将该些电子元件各焊接在一对应的所述连接垫上。
3.根据权利要求2所述的衬底的电子元件安装方法，其中该加热程序包含：对该些连接垫进行一全局预热步骤；以及对各该连接垫进行一单独加热步骤。
4.根据权利要求2所述的衬底的电子元件安装方法，其中该加热装置为一激光加热装置。
5.根据权利要求1所述的衬底的电子元件安装方法，其进一步包括：驱使一机器手臂执行一对准程序以使将该衬底的该些连接垫与该些第二纵向穿孔对齐。
6.根据权利要求5所述的衬底的电子元件安装方法，其中该机器手臂具有一影像辨识功能以执行该对准程序。
7.根据权利要求1所述的衬底的电子元件安装方法，其中所述的电子元件由铜柱、LED晶粒和锡球所组成群组所选择的一种元件。
8.一种元件排列装置，其具有：
一预整列模块，具有一漏斗状内壁以将多个电子元件引导至该漏斗状内壁下方的一第一纵向穿孔阵列中，从而使该些电子元件预先排列成一阵列，且该第一纵向穿孔阵列的各第一纵向穿孔均能够容纳多个所述电子元件；以及
一汇流模块，具有一第二纵向穿孔阵列以承接该第一纵向穿孔阵列所向下提供的多个所述电子元件，其中，该第二纵向穿孔阵列的各第二纵向穿孔均仅能容纳一个所述电子元件，各第二纵向穿孔均有一侧向开槽，且各所述第二纵向穿孔均对齐一衬底上的一连接垫。
9.根据权利要求8所述的元件排列装置，其进一步具有一剎车装置，该剎车装置具有一抽气设备及环绕该汇流模块侧壁的一气室，用于执行一元件吸附操作及一元件释放操作，其中，当该剎车装置执行该元件吸附操作时，该抽气设备对该气室进行一抽气操作以通过各该第二纵向穿孔的所述侧向开槽对各该第二纵向穿孔内的一所述电子元件施加一侧向作用力，以将各该电子元件固定在各该第二纵向穿孔内；及当该剎车装置执行该元件释放操作时，该抽气设备停止该抽气操作以使各该第二纵向穿孔各释放一所述电子元件，以使多个所述电子元件向下掉落至该衬底的多个对应的所述连接垫上。
10.一种自动化电子元件安装设备，其具有一控制电路、一传输装置及一元件排列装置以执行一电子元件安装方法，该方法包括以下步骤：
利用该控制电路驱动该传输装置以将多个电子元件传送至一元件排列装置，该元件排列装置具有一预整列模块、一汇流模块及一剎车装置，其中，该预整列模块具有一漏斗状内壁以将该些电子元件引导至该漏斗状内壁下方的一第一纵向穿孔阵列中，从而使该些电子元件预先排列成一阵列，且该第一纵向穿孔阵列的各第一纵向穿孔均能够容纳多个所述电子元件；该汇流模块具有一第二纵向穿孔阵列以承接该第一纵向穿孔阵列所向下提供的多个所述电子元件，其中，该第二纵向穿孔阵列的各第二纵向穿孔均仅能容纳一个所述电子元件，各第二纵向穿孔均有一侧向开槽，且各所述第二纵向穿孔均对齐一衬底上的一连接垫，及该剎车装置具有一抽气设备及环绕该汇流模块侧壁的一气室；以及
利用该控制电路控制该剎车装置以执行一元件吸附操作及一元件释放操作，其中，该剎车装置具有一抽气设备及环绕该汇流模块侧壁的一气室，在执行该元件吸附操作时，该抽气设备对该气室进行一抽气操作以通过各该第二纵向穿孔的所述侧向开槽对各该第二纵向穿孔内的一所述电子元件施加一侧向作用力，以将各该电子元件固定在各该第二纵向穿孔内；及在执行该元件释放操作时，该抽气设备停止该抽气操作以使各该第二纵向穿孔各释放一所述电子元件，以使多个所述电子元件向下掉落至该衬底的多个对应的所述连接垫上。
11.根据权利要求10所述的自动化电子元件安装设备，其进一步包括一加热装置以在该控制电路的控制下执行一加热程序以融化各该连接垫上的所述焊料，从而将该些电子元件各焊接在一对应的所述连接垫上。
12.根据权利要求10所述的自动化电子元件安装设备，其中该加热程序包含：对该些连接垫进行一全局预热步骤；以及对各该连接垫进行一单独加热步骤。
13.根据权利要求10所述的自动化电子元件安装设备，其中该加热装置为一激光加热装置。
14.根据权利要求10所述的自动化电子元件安装设备，其中该电子元件安装方法进一步包括：驱使一机器手臂执行一对准程序以使将该衬底的该些连接垫与该些第二纵向穿孔对齐。
15.根据权利要求14所述的自动化电子元件安装设备，其中该机器手臂具有一影像辨识功能以执行该对准程序。
16.根据权利要求10所述的自动化电子元件安装设备，其中，所述的电子元件由铜柱、LED晶粒和锡球所组成群组所选择的一种元件。
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