CN1180240A - 安装芯块的自动装配装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

一种自动装配机,它结构简单,便宜且尺寸小,能很快编排出施加粘结剂及装配或限时固化的加工步骤,还提供有用此装配机装配芯块的方法。在有16处要粘结的工件装上模板12后,由分配器28将粘结剂加至被粘结部。此后,芯块用自动装配头30的夹具22从芯块存放部20吸住并被传送。芯块装上定位装置18即作位置调整,并吸住后再被送至被粘结部。来自点加热部分24的紫外线辐射令其在吸持状态下与被粘结部接触着固化粘结剂。

Description

安装芯块的自动装配装置及安装方法

本发明涉及一种芯块的自动装配装置及安装方法，具体而言为一种能完成施用粘结剂，并在短时间内粘贴或在看限时间内凝结等步骤的自动装配器，它结构简单，便宜，尺寸小，并且还涉及用该自动装配器安装芯块的方法。

虽然已有由供销商供给市场的普通芯片装配机，却无适于能自动安装硬盘驱动用小尺寸芯块用的。图9示出其上连续成型有16个悬挂件2的工件4。作在各悬挂件2上部的粘结部3用以粘贴约1平方毫米的芯块6。在现有自动机安装芯块需要手工方式，或对普通装配机进行改进，现在还没有用作生产设备的这种机器。用于芯块安装的自动机上，施加粘结剂或粘贴后使之有限时间内固化的技术密决，与自动定位特性质量直接相关及与普通部件安装的比较等问题。一般认为在现有技术拓宽的范围内，尚无可当作设备用的这种机器。因此现有技术有以高速将部件(模制密封件及偶芯片)安装到板、或带片(TAB)上去的技术。在用作安装芯块用自动机上，加工被分成诸如施加粘结剂，粘贴，和在有限时间内固化。采用的是在一批件上施用预定量粘结剂的间歇加工，尚无任何程序控制式机器单独使用。

如上所述，由于该过程是不连续的，在用作芯块安装的这种现有自动机上由一个分料器以间歇方式施加粘结剂，遂会依施加的起止间的时间差别造成状态不一律，而这种不一律带来施加量的偏差及粘度的变化。这种情况使后续程序的粘贴造成芯块粘贴精度的偏差加大。这时小尺寸的芯块的影响会更大。因此，只要加工是不连续的，那未要克服上述问题则被认为是困难的。手工加工用的模板有对应于悬挂件2和芯块6的一个导向销2和导向板6。

加工能力由模板精度决定，不易保证有稳定的精度，还由于复杂形状的模板高精度须经常地予以维护。在此条件下使不连续的加工机械化，使之成为有效改进的设备，会是复杂，昂责的，而且维护也是困难的。

本发明则是为了解决上述现有技术的难题，其目的是提供能在短时间内完成施加粘结剂及粘贴或在有限时间内固化等步骤的一种自动装配装置，而它结构简单，成本低，尺寸小，同时还提供一种使用这种自动装配机装配芯块的方法。

为此目的，本发明包括把持工件用的模板，工件至少带有一个以上的粘结部位，容纳至多小于一个芯块的芯块存放部，一个自动装配头、通过装在端部的夹具从该芯块存放部至该工件粘结部的预定位置间完成吸起，传送和放开芯块的动作，一个装在自动装配头上的分料器把粘结剂分配至工件预粘区的预定位置，以及一个定位装置，于自动装配头传送途中、该芯块被放置之后作位置调整。本发明是一个自动装配装置，用该自动装配头的夹具吸起并传送所述芯块，以定位装置对芯块作位置调整，并安装有一个点加热部，使之接触该工件的被粘合部而暂时硬化该粘结剂。该模板被固定在工作台的一端，所述定位装置及芯块存放部则被设置在该装配头模板的运动路径上。自动装配头在该工作台的上平面，或三维空间的位置座标系中作自由的运动。

本发明中，模板设在了回转工作台的一端，在工件被固定后，使转台转动一个预定的角度，之后模板从回转工作台上脱开，又被夹持住模板。

本发明的自动装配装置是被装在一个整体框架上，或是工作台支座上。

本发明包括的程序步骤有将具有至少多于一处需粘结部的工件固定于一个模板上，由一个分配器将粘结剂加至工件需粘结部的预定位置处，由一个装配头夹具从芯块存放部吸起并传送预定的芯块，一旦该芯块在定位装置上，作位置调整，再吸住该芯块，传送它至该工件的需被粘结部，以吸住状态下使该芯块与被粘结部相接触，由一个点加热部分以紫外线辐射(UV-radiating)使粘结剂作有限时间内固化。

附图说明

图1为本发明的自动装配装置一个实施例的平面图。

图2A为模板的平面图。

图2B为图2A模板的侧视图。

图3为定位装置的平面图。

图4A为点加热部分平面图。

图4B为图4A点加热部的侧视图。

图5为流程图(1号)。

图6为流程图(2号)。

图7为流程图(3号)。

图8为流程图(4号)。

图9为一个并排设有16个悬挂件的工件的示意图。

现将结合附图，说明按本发明的一个实施例。

图1所示本发明的一个实例中，模板12装在了操作者10前方转台14上。本例中示出的两个模板12彼此呈前后180°设置。在转台14转过半圈后从转台14松开，由模板摆动机构16将模板12夹持住。图2A(平面图)和2B(侧视图)示出模板12的细部。定位装置18内，芯块6其位置从4个方向上得到校正。图3示出定位装置18的细部平面图。芯块存放部20中设有从横向延伸的存放腔，而芯块6则平面上彼此隔开、大致定位在存放腔内。夹具22用以吸住或放开芯块6。于悬挂件2与芯块6间点加热部24以紫外线辐射方式在有限时间内固化粘结剂。点加热部24的细部详见图4A(平面图)和4B(侧视图)。两个点加热部24与粘结平面成预定的角度。检测传感器26可以非接触方式检测到有无悬挂件2。分配器28分派粘结剂到悬挂件2的受粘结部3上。在加粘结剂、装配及限时内固化的各程序中，自动装配头30在工作区内作三维方向上的运动。夹具22、点加热部24、检测传感器26和分配器28装在装配头30上的，随自动装配头30一起运动。中央处理器装进自动装配器控制台32，并以操纵板控制各部分而工作状况被并示于前侧。因此，一系列操作执行起来很容易。作为程序器的该自动装配器控制器使得维护容易。所述各元件被集中布置在程控型约1平方米的工作台支座50上。

接下来，将按图5至8的流程图讲述其操作程序。图5至8为系列的流程图。图5中步骤01(图中示为S01，下同)示出的是等待状态。步骤03处由操作者10将工件4装在模板12上。图2A表示工件4被固定在模板12上的状态。封盖34绕轴36被打开和关闭，并且工件4可被安装以微米级的精度。步骤05中，转台14带着模板12转过180度。步骤07中，模板12由提升器(图中未示)抬起。步骤09中，夹具(图中未示)落下，固定住模板12。步骤11中，平稳地移动装配头，以执行随后的粘强过程，同时粘结剂被分配器28预先施加(在后续操作前放出过量的粘结剂)。图6中，移动装配头30，并在步骤21中用检测传感器26测定出悬挂件2的存在。步骤23中，装配头30移至悬挂件2上预定位置。工件4上虽然设置了16个悬挂件2，但要一个一个地确认。步骤25中，用分配器28施加粘结剂到悬挂件2上的粘结部3处。步骤27中，移动装配头30至芯块存放部20。步骤29中，盘中芯块6由夹具22吸住。步骤31中，移动装配头30至定位装置18。步骤33中，松开夹具22，芯块6被临时放在了定位装置18上。步骤35中，如图3中所示，由空气压力操纵的导杆38从四个方向校正芯块6的定位。这可使芯块6的位置相对16个悬挂件校正至同一精度标准。在手工加工的模板中各个悬挂件2处虽被校正了芯块6的位置，在定位装置18中却只在一个部位上作这种位置的校正。步骤37中，用装在装配头30上的夹具22再吸住芯块6。步骤39中，移动装配头30至悬挂件2上的预定位置。图7中，步骤41是将芯块6装在了悬挂件2的粘结部3。于步骤43中，由夹具22吸住的芯块6的粘结剂是需在限定时间内成为凝固状态。悬挂件2与芯块6间的粘结剂乃是由两个相对布置用来加热的点加热部24以紫外线辐射方式作到限时固化的。点加热部分24的加热部位及加热角度可随芯块6的形状和特性作适应的变化。实例中，如图4A中所示乃是在芯块6表面上的两点处进行紫外线辐射的。在过去紫外线辐射执行是在由模板松开芯块、或以手工模板固定方式下进行的，本例中，与过去不同处在于该粘结剂作限定时间固化所处状态是由夹具22吸住该芯块的。因此不需要手工加工的模板。由于是在短时段内，以高精度低成本方式进行装配，装配质量稳定可靠。步骤45中，判断上述加工程序执行16次(即其间全部悬挂件2被粘结的状态)。若该程序少于16次则继续步骤47，而悬挂件2上的预定位置被变换至下一行的悬挂件2处。以后，再执行从图6的步骤21开始的相同程序。另一方面，若程序多于16次，步骤则进到图8的步骤51，则提升器落下。步骤53中，夹具抬起。步骤55中，转台14带着模板12转过180度。然后步骤回至步骤01的待待状态。再往下，把工件4换作其他的并重复上述程序。例中虽是将芯块6粘结到悬挂件2上，但不为上述所限，由现述自动装配装置小尺寸芯块能以类似方式粘结于其他工件上。

如上所述，本发明包括的一个自动装配头能在一个三维空间的位置座标系中自由运动，固定工件的模板在该自动装配头运动路径之下，芯块存放部则存放着许多要装至工件的芯块，而定位装置则可将芯块在该模板和芯块存放处之间的适当位置处找到精确的位置定位。这些组配元件可使芯块对工件的安装偏差小于10微米。

自动装配头装有施加粘结剂的分配器以及用以使粘结剂作限定时间内固化的点加热部分。该自动装配头能按顺序完成包括吸取，传送及松开工件；加粘结剂；及于限定时间内固化粘结剂等一系列加工程序，尽管它结构简单却可很快地完成不同的加工。这种紧凑的设备结构清洁度高，并有很高的装配质量。

由于加工不像以前是间歇式的，粘结剂量的施加及粘结位置的改变就很容易。

不仅保证了操作者的安全，而且使用精度得以改进。

Claims (7)

1、一种自动装配装置包括有：

具有至少多于一处要被粘结部位的工件；

夹持该工件的模板；

一个芯块存放部用来存放有许多要粘结至该部位上的被粘结芯块；

一个自动装配头，其上装有把粘结剂施加至该工件欲粘结部预定位置的分配器，使该工件与芯块间粘结剂固化的点加热部分，将预定芯块自芯块存放部传送至被粘结位置的传送装置；和

一个定位装置用来在该芯块存放部及芯块，一经置于从该自动装配头的预定待待状态到模板的传送路径之下，调整位置，该自动装配头能在预定的三维空间的位置座标间自由移动。

2、按权利要求1的自动装配装置，其特征为其中该自动装配装置是装在一个整体框架上或是工作台支座上。

3、按权利要求1或2的自动装配装置，其特征为该传送装置包括一个吸住，传送和松井该芯块的一个夹具。

4、按权利要求1至3的自动装配装置，其特征为其中该装配头包括用以检测工件及芯块存在的一个检测装置。

5、按权利要求1至4的自动装配装置，其特征为其中该模板装在回转工作台的一端，以使在该工作台支承的一端处自由转动，在工件被固定后，该回转工作台转动预定角度，之后模板自回转工作台松开、由模板摆动机构定位该模板。

6、一种芯块的装配方法，包括的步骤为：

将具有至少多于一个被结粘部分的工件固定到一个模板上；

以一个分配器将粘结剂施加到该工件受粘结部的预定位置处；

由一个传送装置自芯块存放部吸取并传送预定的芯块；

由一个定位装置作位置调整；

再吸住该芯块；

传送该芯块至该工件被粘结部位；

以吸住状态让该芯块与被粘结部接触；和

用一个点加热部分以紫外线辐射方式在限定时间内使粘结剂固化。

7、按权利要求6的芯块装配方法，其特征为其中由紫外线辐射使粘结剂作限时固化，是从与工件被粘接部具有预定角度的两个不同方向上进行的。

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