CN1200596C - 散布组件 - Google Patents

Abstract

本发明关于喷射粘性介质的液滴的组件(5)。组件(5)可释放地安装在机器(1)上，该机器用组件来提供具有沉积物的基板(2)。组件包括与机器(1)的连接装置(10)的组件支撑件(15)配合的两个夹紧装置(35)、一个粘性介质的容器(23)、一个喷嘴(25)、一个喷射机构(55)和信号接口装置。该组件是一个单独的可互换的装置。本发明还关于一种机器(1)、一种连接装置和更换组件(5)的方法。

Description

散布组件

技术领域

本发明关于喷射，亦称为无接触散布的组件，该组件与接触式散布相比在组件上是分离的、并且在如屏蔽等方面提供不同的要求。

技术背景

在悬而未决的专利申请SE-9802079-5中公开了一种先有技术的喷射机。上述专利申请侧重于机器的某些部分，这些部分是喷射液滴的新装置。该装置包括喷射腔(37、137)，该腔用于在喷射前装有少量粘性介质；一个与喷射腔连通的喷嘴(36、136)，迅速地通过上述喷嘴从喷射腔喷射上述粘性介质的喷射装置(22、25；122、135)和将上述介质供入上述喷射腔的供给装置。该供给装置包括一根可转动的供给螺杆，它从装有介质的注射管接受介质，并迫使介质流向喷射腔。在注射管中的介质被加压，从而迫使它流出注射管。

这种先有技术的装置能很好地工作，然而在更换装置中的注射管时还存在一些问题，特别是新注射管所包含的介质与要更换的注射器不同时更有问题。在这种情况下，机器的操作者必须清洗装置的含有介质的部分，这些部分包括喷射腔、喷嘴和供给螺杆。在作接触散布机的情况下，为了更好地进行工作，清洗喷嘴和相关的喷射部件尤其重要。在清洗机器时必须停机。

在更换注射管时的另一个问题时，在必须进行多个散布操作时，为了用新介质重新加注喷嘴和相关的喷射部件也有问题。为了确保喷射时没有气泡，必须进行过量的喷射。在JP10294557中公开了一种减少更换时间的方法，其中减少时间是在机器上采用单独的注射管夹具来做到的。在该夹具上，下面描述的注射管是将替代现在使用的注射管，它被加压，一定数量的介质进入一个容器，由此能保证注射管出口的介质不含气泡。因此，当用新的更换现在使用的注射管时，可使所加的介质立即继续加到电路板上。然而，这种先有技术的解决方案仅可用于用注射管直接散布的机器中，且并未改进机器的喷射类型。由于这类机器具有接纳来自注射管的介质的单独的注射机构，这种注射机构在重新开始操作之前仍然必须用新介质重新加注。

因此，更换注射管在生产中会产生不希望有的缺陷，另外，废介质通常对环境有害，必须仔细处理。

发明概述

本发明的目的是提供一种上述问题的解决方案。

本发明的目的是提供一个组件、一种机器和一种连接装置来达到的。

根据本发明的一个方面，提供一种喷射粘性介质液滴的组件，上述组件用具有沉积物的基板的组件可释放地安装在一个机器上，该组件包括一个喷嘴，一个与喷嘴连接的喷射机构，一个与喷射机构连接的粘性介质的容器，和信号接口装置。

由于组件是可释放地安装的，它作为一个单独的装置很容易更换并盛装介质，因此操作者可解决处理注射管和清洗组件的部件的问题。此外还消除了处理废介质的问题，该组件用作再循环系统，在介质用完时，整个组件送回到原来供货的供应商。

对本申请而言，应注意“液滴”应解释为沉积在基板上的单个或成组的粘性介质点；术语“粘性介质”应解释为焊剂、溶剂、胶、导电胶或其它用于将元件固定在基板上任何其它类型的介质，术语“基板”应解释为“印刷电路板”(PCB)、球栅陈列(BGA)基板、芯片刻度包装(CSP)、四芯导线平包装(QFP)和倒装片或类似件。

在本发明的另一个方面中，提供一种用来提供一种基板的机器，基板具有沉积物，沉积物是通过将粘性介质的液滴喷射在基板上形成的，该机器包括一个接纳上述类型的组件的连接装置，上述连接装置包括一个组件支撑件和辅助性的信号接口装置。

在本发明的进一步的实施例中，提供一种接纳上述类型的组件的连接装置，上述连接装置包括组件支撑件和辅助的信号接口装置。

该连接装置通过提供特殊的装置、如组件支撑件和接口装置，有利于安装/拆卸机器上的组件，简化了组件的安装。通过采用包括气动组件锁紧装置的组件支撑件，可迅速地安装/拆卸组件，从而进一步有利于安装/拆卸。

按照本发明的另一实施例，提供一种用于支撑至少一个更换组件的更换组件支撑件。通过采用这种支撑件，由于连接装置上的组件能自动更换，使本发明得到进一步的改进。由于在机器运转时更换的组件支撑件具有新的完整的组件、该组件装有将在机器上使用的不同类型的油膏、组件具有不同类型的喷嘴等等，这就大大减少了更换时间。

在本发明的又一方面中，本发明提供了一种用于更换和校正喷射粘性介质的液滴的组件的方法，上述组件可拆卸地安装在一个机器上，采用该组件来提供具有沉积物的基板，该机器包括一个组件夹具，该夹具具有与机器连接装置的组件支撑件配合的第一夹紧装置，该方法包括下列步骤：

用一更换组件来更换一个组件，

将该更换组件移到校正平面，

在校正平面上沉积多个液滴，

通过用机器上的影像装置的观察来确定上述多个沉积物的位置，

确定该位置与预计位置的偏离值。

上述方法可由本发明的结构装置来进行，该装置是一个单独的喷射组件，它可释放地安装在可接纳该组件的散布机上；该方法的优点在于：机器的操作者不必处理生产线上的组件更换问题。校正步骤确保了新组件可精确安装，散布加工精度将很高。

下面将通过示例性的实施例来讨论本发明的进一步的目的和优点。

附图概述

下面将参照附图来描述本发明的示例性的实施例，其中，

图1是本发明机器的实施例的简略透视图，

图2是从上方看的本发明连接装置和组件的实施例的透视图，

图3是从下方一侧看的图2组件的透视图；

图4是从下方另一侧看的图2组件的透视图，

图5是从图2的组件的上方看的、本发明更换组件支撑件的一个实施例的透视图；

图6是图2所示组件的剖视图，

图7是本发明的更换和校正程序的流程图。

实施例的描述

图1表示本发明的目前的一个优选实施例的机器1，通过将粘性介质的液滴喷射到基板2上来提供具有沉积物的基板2。让我们简单地假定该粘性介质是焊剂，它是上面定义的一种替换物。在该实施例中，机器是这样一种类型的机器，它包括一根X梁3，一个通过一根X轨道36与X梁连接的并可沿X轨道往复移动的X牵引车4。X梁再可往复移动地与Y轨道37连接，因此可作垂直于X轨道36的移动。Y轨道37牢固地安装在机器1上。通常，上述移动是由线性马达(图中未示)来驱动的。

另外，机器1还包括携带基板2通过机器1的传送装置38，以及在散布发生时固定基板2的固定装置39。

机器1还包括一个连接装置10，它与X牵引车4连接，一个组件5可释放地安装在连接装置10上。组件5安置成用来喷射焊剂液滴，它们落在基板2上并在其上形成沉积件。

机器1还包括一个校正台8，该校正台提供一个校正表面。

机器1还包括更换组件的支撑件7，它支撑组件9，该组件9可代替现在由连接装置10携带的组件5。

另外，机器1包括一个机器观察装置6，在该实施例中，该装置是一个照相机。该照相机6用来确定基板2的位置和转动，并通过观察沉积物来检测散布过程的结果。

正如本专业技术人员看到的，该机器还包括使机器运行的由软件运作的控制装置(未示出)。

机器1大致按下列方式工作。基板2放置在传送装置38上，基板2由传送装置38送入机器1。当基板2处于X牵引车下方的适当位置时，由固定装置39固定。通过照相机6定位预设在基板2的表面上的基准标记，这些标记确定了基板的精确位置。然后，通过使X牵引车4在基板2上方按预定(编程的)图案移动，同时操作预定位置上的组件5，焊剂加在基板2的预定位置上。如果组件5缺乏焊剂或在某些位置要求用不同的介质，编程的机器1能自动地将组件5更换为另一组件，或更换成收藏在更换组件支撑件7上的更换组件9，从而继续进行散布过程。

然而，当从更换组件支撑件7获得先前未知的组件9时，为了确定散布的液滴将精确地加到基板2的精确位置上，机器1将进行校正。由于组件5的喷嘴25的位置(见图3)可能出现一个组件与另一个组件稍有不同、另外连接装置10上的组件5的对准情况也可能是一种连接与另一种连接稍有不同，因此最好能进行校正。下面将参照图7更详细地描述更换和校正程序。

当进行如下所述的散布或喷射时，在步骤101将确定是否需要更换组件，这是通过检查组件5是否缺焊剂、是否需要其它类型的喷嘴和是否需要其它类型的介质来做到的。如果需要更换组件，在步骤102中通过进行组件更换来继续该程序。这是通过将X牵引车移到更换组件支撑件7、从连接装置10上释放组件5、并将它放置在更换组件支撑件7的一个位置上、将一个特定的更换组件9装载到连接组件上来做到的。然后，在步骤103，检查新组件是否适当地连接在连接装置10上，如果没有错误的信号产生，机器1暂停，继续进行程序104，在该程序中确定新组件9是否需要校正。如果需要校正，继续进行程序步骤105，否则结束程序开始散布。

在步骤105，X牵引车4移到校正台8，然后，在步骤106，在校正表面上产生多个沉积物，本实施例中的校正表面是一块板。最好产生一条沉积物的直线，当然也可用任何合适的图案。然后，在步骤17，由照相机6观察校正表面上产生的沉积物的线。如果不能看到所有沉积物，则在步骤108会产生一个错误的信号，机器暂停。否则继续进行程序步骤109，在该步骤中，确定沉积物形成的线的位置并与预计的位置比较。如果由于喷嘴偏置而确定一个移位，如上所述，喷嘴25可能没有确切地放置在与先前连接的组件5的喷嘴25相同的位置上。为了保证液滴精确地散布在基板上，由一偏置装置来调节机器1的启动窗口，本专业技术人员将该启动窗口理解为一个时间窗口，在该时间窗口内必须喷射液滴，在X牵引车4在基板2上方移动时使液滴散布在基板2的所需要的位置上。

在图2中，更详细地示出连接装置10和组件5的优选实施例。图3～5中进一步说明了组件5。连接装置10包括一个组件支撑件15和一根支柱11，组件支撑件15装在支柱11上并可沿支柱的长度作往复移动，其移动方向是基本垂直于基板2的Z方向，这个移动是借助于适当互连的Z向马达14和螺杆12实现的。沿支柱11的移动用来连接组件5并调节散布时的PCB上方的高度。

组件5包括一个组件夹具24，该夹具具有第一夹紧装置，该夹紧装置呈两个相对的L形腿35和与之相连的一个壁36的形式，其中腿35和壁36一起确定一个第一槽。该第一槽配合到连接装置10的组件支撑件15上。当连接时，组件5由组件对准装置精确定位和固定，组件对准装置由弹簧16和一个气动操作的组件锁定装置构成，弹簧16将一个力加在腿35上，气动组件锁定装置由锁定活塞17构成，它将一个力加在壁36上。

组件5还包括一个粘性介质容器或焊剂容器23、一个喷嘴25、和连接到容器23和喷嘴25上的喷射机构55(见图6)。喷射机构55安装成将来自容器23的焊剂以喷射或无接触散布的方式通过喷嘴25送出。

现将进一步描述喷射机构55。该机构类似于上述瑞典专利申请9802079-5中公开的机构。喷射机构55由组件夹具25和冷却法兰30从外部包住。在图6的剖视图中，示出了一种喷射机构55的推荐的构形。气压装置将焊剂从焊剂容器23底部的小孔51压出。加压空气通过管接头52、一根软管和合适的连接装置(未示出)供入容器23。焊剂最好放在一个放入容器23的焊剂包(未示出)中，包的出口连到供给孔51，加压空气压迫该包，焊剂被迫通过马达支撑件50和步进马达41的马达轴42上的孔。在马达轴42上安装一根供给螺杆44，该供给螺杆44具有一个轴孔53，焊剂通过该孔流动。焊剂由马达41转动的供给螺杆44进一步传送，传送螺杆44在一组O形圈45中转动，这些O形圈45防止焊剂中的焊料球产生不必要的涂抹。供给螺杆44将焊剂送入由供给螺杆44、喷嘴25和刷子54形成的工作腔。作动器31迅速排放、因此使喷嘴25移向供给螺杆44并减小上述工作腔的体积，从而喷射出液滴。该作动器31用盘形弹簧48和作动器支撑件49预先加载。为了获得散布时的合适的温度，还提供了一个温度计46和一个加热器47。

组件5采用的加压空气具有多种用途，即为迫使焊剂进入喷射机构55提供一些过压，冷却作动器31和冷却步进马达41。加压空气是通过气压接口装置供入的，该接口装置包括安置在接口上的入口26，气体接口装置包括连接装置10的管接头20。作动器31的冷却是借助于冷却法兰30来实现的，冷却法兰30在其壁和作动器31之间具有冷却空气能自由流动的裂口。

作为组件5的接口装置的信号连接件可连接到连接装置10的辅助的信号接口装置上。这些组件5的连接件用于通过导线28，供给步进马达41，通过导线29和温度计46测量温度，温度计构成Pt-100传感器或类似构件。上述信号接口装置做成凸接头27、它们与连接装置10上的凹接头19的相应的信号接口装置连接。在本实施例中，凸接头27是一个柔性线路板的增强部分。不用说，可通过该接口提供的信号是加热器的电流、组件识别信息和步进马达41的驱动信号。对本专业技术人员来说，上述用途的进一步延伸是显而易见的。除了上述凹接头19外，连接装置10上的信号连接件还包括一块柔性电路板18，它连接到X牵引车4上的控制电器(未示出)上。

连接装置10的辅助气动接口装置的管接头20通过连接装置10的内部通道连到一组阀13和输入管接头22上，安置在连接装置10的上端的上述一组阀13控制气流。在传统的方式中，外软管(未示出)连到输入管接头22上，上述活塞17由通过管接头21和一个阀13供给的加压空气作动。

正如图5所示，上述更换组件支撑件7具有一个更换轮40，该轮包括至少两个、本实施例中为三个组件座。每个座由一个牢固固定组件9的和带槽的爪33的吸杯32确定，爪33与组件上的切口34配合。更换轮40是可转动的。

上面已经描述了本发明的机器、组件和连接装置的优选实施例，这些仅作非限制性的示例用，在本发明范围还可产生很多修改的实施例，下面将给出这类修改的一些例子。

信号接口装置可具有很多替换性结构。在替换性实施例中，至少部分上述装置可采用光纤维或微波导向装置。

组件的夹具和连接装置的相应的组件支撑件也可有很多可能的实施例。例如，在连接装置上可形成槽，在组件上形成配合的导向件，或者形成配合销和孔等等。

焊剂容器23可以不同的方式盛装，代替上述包的一种替换方法是直接将焊剂装入容器，加压焊剂的顶部表面。此外，焊剂可用引导成横向移动的板覆盖，加压空气在板的上方进入。

在校正台上，一个替换实施例的校正表面做成盒带，因此在就不必在每次校正后清洗它的表面，只要用简短的力矩来简单地驱动带子就行了。

在该方法中，如果要求校正的话可以删去确定步骤，从而总是在进行校正，而在不采用该方法时不进行校正，会导致降低精度。

Claims (27)

1.一种用于喷射粘性介质液滴的组件，上述组件可释放地安装在一个机器上，该机器包括一基板，在所述基板上具有用该组件喷射的粘性介质沉积物，该组件包括一个组件夹具，该夹具有与机器连接装置的组件支撑件配合的第一夹紧装置；一个喷嘴、一个连到喷嘴上的喷射机构、一个连到喷射机构上的粘性介质容器和信号接口装置。

2.按照权利要求1的组件，还包括气动接口装置。

3.按照权利要求2的组件，上述气动接口装置包括多个入口。

4.按照权利要求1的组件，其中组件夹具包括与机器的更换组件支撑件配合的第二夹紧装置。

5.按照前面权利要求任何一个的组件，其中容器是可加压的。

6.按照前面权利要求1～4中任何一个的组件，其中容器可接纳一个装介质的包。

7.按照权利要求1～4中任何一个的组件，其中容器包括一个注射管。

8.按照前面权利要求1～4中任何一个的组件，上述信号接口装置包括为操作和控制用的元件供电的接头和传送测量信号的接头。

9.一种可安装在一台机器上的连接装置，该机器可通过将粘性介质的液滴喷射在一块基板上来提供具有沉积物的基板，上述连接装置包括一个组件支撑件，该支撑件用于接纳在机器进行上述喷射的组件，上述组件包括具有与组件支撑件配合的第一夹紧装置的组件夹具、一个喷嘴、一个连到喷嘴上的喷射机构，一个连到喷射机构上的粘性介质容器和信号接口装置，上述连接装置具有辅助的信号接口装置。

10.按照权利要求9的连接装置，还包括辅助的气动接口装置。

11.按照权利要求9的连接装置，上述组件支撑件包括气动的组件锁定装置。

12.按照权利要求9的连接装置，其中上述连接装置包括一个支柱，组件支撑件装在支柱上并可沿支柱长度往复移动。

13.按照权利要求9～12中任何一个的连接装置，该组件支撑件包括对准装置。

14.一种机器，该机器通过将粘性介质的液滴喷射在基板上来提供具有沉积物的基板，该机器包括一个连接装置，上述连接装置包括一个组件支撑件，该支撑件用来接纳用于上述喷射的机器上的组件，上述组件包括一个具有与组件支撑件配合的第一夹紧装置的组件夹具、一个喷嘴、一个连到喷嘴上的喷射机构和信号接口装置，上述连接装置具有辅助的信号接口装置。

15.按照权利要求14的机器，包括用于支撑至少一个更换组件的更换组件支撑件。

16.按照权利要求15的机器，还包括一个自动更换组件的装置，该自动更换组件的装置在更换组件连接装置的更换组件支撑件上。

17.按照权利要求15或16的机器，上述更换组件支撑件包括固定上述至少一个更换组件的可气动控制的装置。

18.按照权利要求14～16的任何一个的机器，还包括一个校正表面。

19.按照权利要求14～16的任何一个的机器，上述连接装置还包括辅助的气动接口装置。

20.按照权利要求14～16的任何一个的机器，其中连接装置的组件支撑件包括气动操作的组件锁定装置。

21.按照权利要求14～16的任何一个的机器，其中上述连接装置包括一根支柱，组件支撑件装在支柱上并可沿支柱长度往复移动，从而使组件支撑件移向或移离基板表面。

22.按照权利要求14～16的任何一个的机器，上述连接装置的组件支撑件包括对准装置。

23.按照权利要求14～16的任何一个的机器，还包括机器的影像装置。

24.一种更换和校正用于喷射粘性介质液滴的组件的方法，上述组件可释放地安装在一个机器上，该机器包括一基板，在所述基板上具有用该组件喷射的粘性介质沉积物，还包括一个组件夹具，该夹具具有与机器连接装置的组件支撑件配合的第一夹紧装置，该方法包括下列步骤：

用一更换组件来更换组件，

将更换组件移到校正平面上，

将多个沉积物沉积在校正平面上，

通过用机器上的影像装置的观察来确定上述多个沉积物的位置，和

确定该位置与预计位置的偏离量；

用偏离量来调节机器的启动窗口。

25.按照权利要求24的方法，其中更换步骤是自动进行的并包括下列步骤：

将支撑组件的连接装置移到更换组件支撑件上，

从连接装置上释放该组件并使它接纳在更换组件支撑件上；和

使来自更换组件支撑件上的更换组件接纳在连接装置上。

26.按照权利要求25的方法，其中该接纳步骤包括将更换组件对准和锁定更换组件的步骤。

27.按照权利要求24的方法，还包括在喷射时用一个新的组件来更换在更换组件支撑件上的至少一个更换组件的步骤。

Images