CN1226130A - 芯片元件的分隔进给器 - Google Patents

Abstract

一种具有高进给效率的芯片元件进给器以一稳定的定向逐个地进给诸芯片元件。本发明的该分隔进给器包括一设置得使其顶表面相对于一水平面倾斜的斜盘、一在斜盘上形成的转送槽和一在斜盘的一外圆端部分上形成的空腔。当该斜盘转动时,诸芯片元件被掉落到转送槽内并被沿一预定方向对齐。在由于重力(即,通过转送槽的向上转动)使诸芯片元件容纳在空腔内之后,就能实现在空腔内的该芯片元件与在转送槽内的诸芯片元件的分隔。

Description

芯片元件的分隔进给器

本申请对应于1998年1月27日提交的日本专利申请No.10-29158，在此作为一个整体引用该专利申请供参考。

本发明总的涉及一种芯片进给系统，尤其涉及一种用于分开如诸电子芯片元件的诸芯片元件的系统和方法，从而可以单个地进给这些元件。

一种比起一振荡球进给器或一线性进给器在进给芯片元件的能力方面有较大提高的分割进给器已被在揭示如已经审查过的日本实用新型公开物No.62-28592中。在这一分割进给器中，一转动的内盘和一沿着内盘的外圆周间歇转动的外盘相对水平呈倾斜状设置。该外盘有一环形槽，该槽包括多个装配孔以对准诸芯片元件。该环形槽设置在与内盘的端部相同的高度上。

内、外盘彼此沿相反方向转动。由于内、外盘的转动，使诸芯片元件通过从装配孔落下而一个个被分开。虽然这种工艺能有效地分离圆盘形芯片元件，长方形芯片元件通过装配孔落下的效率较低，这样降低了进给效率。当提供的是小尺寸芯片元件(例如具有约1毫米尺寸的芯片元件)，掉入诸装配孔中的芯片元件的定向是不稳定的，这是由于这些装配孔的尺寸应该也是小尺寸的缘故。其结果就降低了稳定性。

本发明的目的是提供一种用于将诸具有各种尺寸和形状的芯片逐个有效地分离开的系统和方法。

为了达到上述目的，本发明的一典型的实施例提供了一种芯片元件分隔进给器，该进给器包括：一斜盘，它设置成使其顶表面相对于一水平面倾斜；旋转驱动该斜盘的驱动装置；一在斜盘上形成的向外延伸的转送槽，它对齐于诸芯片元件；以及，一在该转送槽的一外圆端部分上形成的、在其内可收置一个芯片元件的空腔，其中，通过在该空腔内保持一个芯片元件而实现将诸芯片元件逐个进给。

由于斜盘的顶表面是倾斜的，所以，多个芯片元件被倾倒在该斜盘上并集聚在该盘的底部。当该斜盘转动时，有些芯片元件掉入诸转送槽内并同时沿一预定方向被对齐。由于诸转送槽形成得在斜盘上向外延伸，诸芯片掉入诸转送槽的可能性比掉入传统系统的诸装配孔中的可能性大。当斜盘转动时，掉入诸转送槽内的诸芯片元件朝着指向诸空腔的诸转送槽的外圆端部分滑动。形成的每个空腔的形状使它能接收并保持住单个芯片元件。此后，斜盘转动使在诸转送槽内的诸芯片元件向下朝着该盘的中心滑动，仅留下已被接收在空腔内的那个芯片元件。然后，诸芯片元件就在一预定的地点被逐个从该空腔内分离出来。

转送槽的形状并不限于沿径向的形状，也可为螺旋线状等。最好是在斜盘上形成的诸条槽沿一朝外方向延伸。当进给矩形芯片元件时，转送槽的宽度大于芯片元件的较窄的边缘但小于芯片元件的较长的边缘，使能沿纵向对齐芯片元件。

按照本发明的诸典型的实施例，空腔可在转送槽的外圆端部分以一阶梯孔形状或在转送槽的外圆端部分沿着圆周方向(即，转动的尾随侧)以一凹部形状形成。也能用其他的形状，只要该空腔能以这样的方式收置和保持单个芯片元件，即，能防止该元件朝着盘的中心向下滑动。

本发明的分隔进给器还包括一设置在斜盘的外圆部分上的可转动的外导轨，用来防止该斜盘上的诸芯片元件掉出去(例如，防止被抛出)。最好将该外导轨至少设在斜盘的底部分(例如下部分)(并延伸一如超过180°的圆弧)。当一外圆壁设置在斜盘的外圆端部分时，在那些情况下就不需要该可转动的外导轨。

本发明的分隔进给器还包括一设置在外导轨上的吹气喷嘴，用来驱使除在空腔内的芯片元件之外的、在转送槽内的诸芯片元件朝着该斜盘的中心移动。在芯片元件不朝着斜盘的中心滑动的那些情况下(例如，由于斜盘的倾角)该吹气喷嘴就起作用了。在这样的情况下，吹出的空气提供了必要的冲力，以驱使诸芯片元件向下滑动。其结果，就将诸芯片元件顺利地分隔开了。

本发明的分隔进给器还可包括一设置在斜盘的顶表面上的导向环，该导向环形成一门入口，使只有在转送槽内对齐的诸芯片元件沿着向斜盘的外圆方向移动。担心被倾倒在斜盘上的诸芯片元件在沿着外导轨等滑动时可能受到损害。该导向环避免了芯片元件的滑动，从而防止了对芯片元件的损害。通过将该门入口设在转送槽的端部以防多个芯片元件集聚在空腔的附近，就能改善诸芯片元件的分配情况。

本发明的分隔进给器还可包括一设置在斜盘的顶表面上的内环，以形成一用于在该内环与导向环之间容纳一些芯片元件的环形空间。当倾倒在斜盘上的诸芯片元件沿向上方向转动时，这些芯片元件就向斜盘的中心掉落。通过使用该内环限制诸芯片元件的掉落，在转送槽内的诸芯片元件能转动同时被保持在该槽内。

本发明的分隔进给器还可包括一设置在内环处的吹气喷嘴，用来沿外直径方向对在转送槽内的诸芯片元件施压。当由于在转送槽与诸芯片元件之间的摩擦力而不能使诸芯片元件平稳地朝着转送槽的外圆端部滑动时，就由吹出的空气射流平稳地送走诸芯片元件。

本发明的分隔进给器还可包括一设置在斜盘的空腔处的空气抽吸口，用来将一芯片元件保持在该空腔内。在这种情况下，由于例如抽吸力的作用，可防止在该空腔内的芯片元件掉出空腔外。

在结合诸附图阅读了下面详细的说明后，就较容易理解本发明的上述和其它的目的、特征和优点，其中：

图1是按照本发明的一实施例的芯片元件的分隔进给器的完整的剖视图；

图2是从图1中箭头“Ⅱ”方向看去的芯片元件分隔进给器的俯视图；

图3是一分散盘的立体图；

图4是分散盘的一外圆周端部分的放大的立体图；

图5是沿图2中“Ⅴ-Ⅴ”线的放大的剖视图；

图6是沿图2中“Ⅵ-Ⅵ”线的放大的剖视图；

图7是图1中部分被放大的剖视图；

图8是一芯片元件的一实例的立体图；

图9是一芯片元件另一实例的立体图；

图10A和10B是另一典型的芯片元件的立体图；

图11是一典型的空腔的立体图；以及

图12是另一典型的空腔的立体图。

图1至10表示了按照本发明的芯片元件的分隔进给器的一实施例。按照这一实施例，如图8所示，被进给的芯片元件是一种长方形电子芯片元件，其高度和宽度分别为H和W(在此H=W)，长度为L(在此L＞H,L＞W)。在芯片元件C的两端表面上沿纵向形成有电极Ca和Cb。

如图1和2所示，该分隔进给器包括一倾斜设置的台面1、一固定在该台面1上的基座2、一插入基座2的中心的驱动轴3、一驱动该驱动轴3的电动机4、一连接于驱动轴3的端部可在基座2的顶表面上滑动的斜盘5和一固定在基座2的顶表面上并包围了斜盘5的外圆周的一部分的外导轨6。

按照本发明的一实施例，如图2中箭头所示，斜盘5逆时针转动，该斜盘的转动可是连续的或间歇的。熟悉该技术领域的人员将会理解，作为另一可选方案，该斜盘也可顺时针转动。

斜盘5是以一相对于一水平面为预定的倾角θ(0°＜θ＜90°)设置的。如图3所示，在该斜盘5的顶表面上形成有许多从内径部分向外圆周沿径向延伸的传送槽51。每条传送槽51的宽度和深度最好大于芯片元件的窄边H和W，但要比较长边L小。其结果，当一些芯片元件C被倾倒在转动中的斜盘5上时，由于重心使诸芯片元件落入诸传送槽51中，并沿纵向对齐。

如图4所示，在传送槽51的外圆周端部分形成有一能容纳一个芯片元件C的阶梯孔状空腔52。如果沿该空腔52的经向的长度m小于芯片元件C的较长边L，掉入空腔52中的该芯片元件的一部分在斜盘5的外圆周边朝外伸出。由于在空腔52与传送槽51之间的底面高度差n小于芯片元件C的窄边W，紧接着的一个沿传送槽C送向向腔52的芯片元件C由于在空腔中尚有一芯片元件而不能进入该空腔，(见图5)。

在空腔52的内圆周部分，形成有一与一真空源54连接的抽气孔53。因此，容纳在空腔52中的芯片元件C在抽力作用下被保持在空腔52的内圆周部分，并可防止其本身被一股来自一吹气喷嘴64的空气的吹动力吹掉(对此将在下面详细描述)。在斜盘5的外圆周顶表面上形成一个呈现为一环形的阶梯状凹部55(见图4)。

在斜盘5的外圆周顶表面上固定了一形成一门入口57的导向环56，该导向环只许可对齐在传送槽51中的芯片元件C在斜盘5上朝外移动。在传送槽51的内端部的边缘、在斜盘5的顶表面上固定有一内环58。在该内环58与导向环56之间，在斜盘5的顶表面上形成有一环形空间，以容纳许多芯片元件C。

在内环58中以均匀间隔形成有多个吹气喷嘴59(见图5)。来自这些吹气喷嘴59的向下吹出的空气推动保持在诸传送槽51内的诸芯片元件C，使它们向下(即，沿径向朝外)滑动。

导向环56具有下面诸优点。固定于基座2的外导轨6相对于在转动着的斜盘5上的芯片元件C在面对芯片元件C的表面上有一相对运动速度。如果结构设计得使那些未在斜盘5的诸传送槽51中对齐的芯片元件C直接接触到外导轨6，那么，当这些芯片元件接触到引导轨6时，就有来自一任意方向的外力施加在芯片元件上，这取决于芯片元件C的状况(如方位)。当该斜盘5以一高速转动时，或当送入的是小尺寸芯片元件时，所加的外力显著大于该芯片元件C的重力，并且，由于考虑到对芯片元件C的质量的影响方面，此外力是不可忽略的。为了减小对芯片元件C的损害，设置导向环56以与斜盘5一致地转动。

该导向环56的另一功能是形成门入口57，该门入口只许可在传送槽51内对齐的诸芯片元件C在斜盘5上朝外移动而不会使排列变得混乱。例如，当一在一传送槽51中正被上提的芯片元件C朝着空腔52滑动时，该芯片元件C就被门进口57的内边挡柱。所以，在传送槽内被对齐的诸芯片元件始终以恒定的方位面对外导轨6，芯片元件C的两边缘也被传送槽51的侧表面引导。这样使施加在诸芯片元件C上的外力最小而使它们不会在不正常的方位下保持在该空腔52中。

为了防止在传送槽51中滑动的芯片元件C掉落到斜盘5之外，如图7所示，外导轨6以一可取的间隙61设置并包围斜盘5的的外圆周的一部分。如图所示，外导轨6也包围了底部外圆周的一半。在这一实施例中，外导轨6包围了斜盘5的外圆周的一部分而形成一约240°的包角。在外导轨6的内圆周部分，形成有一倾斜的导向表面62，该表面与斜盘5的阶梯状凹部55一致，从而芯片元件C能到达传送槽51的外圆周端部分，并平稳地进入空腔52。

为防止容纳在空腔52中的一芯片元件C钩住另一芯片元件C，空腔52与导向表面62之间的底部高度差D符合下述关系，即

W＜D＜2W

其中的W被定义为片芯元件C的窄边长度。

如图2所示，在靠近圆弧形外导轨6的顶部处设有诸喷嘴63，以便从中吹出空气以帮助诸芯片元件C的分离。在这一实施例中，两只喷嘴63被此相连。如图6所示，指向斜盘的内径部分的一吹气喷嘴64连接于喷嘴63的端部。通过从吹气喷嘴64吹出空气，在诸传送槽51而不是在空腔52中的那些芯片元件C沿着内经部分(即向下)方向被推动。因此，迫使那些不能靠自身重量而向下滑动的芯片元件C向下滑动，能使诸芯片元件与在空腔52中的该芯片元件52分离开。当斜盘5以高速转动时，施加在传送槽51中的芯片元件C上的离心力较大，因此，难以单靠自身的重量使这些芯片元件返回到内径部分。通过上述喷射出空气，在高速转动时能将诸芯片元件一个个分开。在这一实施例中的沿着外圆周的多个吹气喷嘴64有效地改善了分离的可靠性。

喷射分离空气还有下列功能：

1)当诸芯片元件散布在斜盘5上时，那些未被容纳到空腔52中的芯片被返回移向斜盘5；以及

2)由于斜盘5的转动被送到斜盘5的上部分的那些不从斜盘5进入传送槽51中的芯片元件被吹去，可取的是：在导向环56与斜盘5之间形成的、比芯片元件C还小些的一间隙改善了这个功能。

现在描述按照上述实施例的分隔进给器的操作。许多芯片元件被倾倒在正转动着的斜盘5的顶表面上，尤其落在由内环58与导向环56包围的容纳空间上。由于斜盘5的顶表面是倾斜的，故在重力作用下诸芯片元件C被积聚在斜盘5的底部分。其中一些积聚的芯片元件掉落到传送槽51中以待对齐。掉入传送槽51中的诸芯片元件受重力向下滑动。只有位于前导边缘的一只芯片元件C被置于空腔52中。由于搅动作用和斜盘的转动，那些由于它们的方位原因在最初未掉入传送槽51中的芯片元件C逐渐开始落进传送槽51中。

当包含有诸芯片元件C的诸传送槽51向上转动时，受重力作用这些芯片元件C沿着诸传送槽51向下滑动，只留下了已被收置在空腔52中的那一只芯片元件。还会有些芯片元件C由于斜盘5的倾角θ而不向下滑。喷自吹气喷嘴64的喷出的分离空气驱使这些芯片元件C在斜盘5上向后移动。由于受到空气抽吸口53的抽吸作用而将位于空腔52中的那个芯片元件C保持住，当喷射分离空气时可防止该芯片元件掉出空腔52。

被分隔在各空腔52中的诸多单个芯片元件随着分散盘的转动被传送到斜盘5的上部分。芯片元件C在一分配部分，即在无外导轨6的位置是不被保护的。在该地方，诸芯片元件C由一分配装置(未出示)逐个从空腔52配送，以待被传送到下一个加工设备(例如，在一组装操作中使用诸芯片元件的设备)。

如上所述，通过在斜盘5上形成许多传送槽51，使该进给器的能力比起一种传统的进给器(如已被审查过的日本实用新型出版物No.62-28592)有所提高。例如，当在转速为60转/分的斜盘5上形成有50条转送槽51时，其能力可高达每分钟3000个元件，成为一种高性能分隔进给器。

已作描述的上述实施例使用一种长方形芯片元件C作为一实例，其宽度W和高度H几乎相等，长度L较长。但是，上述分隔进给器也可对齐圆柱形芯片元件C，如图9所示，其直径为d(d≌W,H)，其长度是L(L＞d)。另外，本发明也适用于圆盘形芯片元件C，其中，其直径d与长度L相等，或者，直径d比待对齐的长度L还长些。

如图10A和10B所示，也能对齐宽度W与高度H不同(L＞W＞H)的长方形芯片元件C。在这种情况下，当转送槽51的宽度大于W而小于L，而门入口57的高度形成得使其尺寸大于H而小于W时，如宽度W与对齐方向横交则使诸芯片元件C可通过该门入口57(见图10A)。如门入口57的高度大于W而小于L，不仅当宽度W横交于对齐方向时(如图10A所示)，即使当宽度W是处于垂直向时(如图10B所示)，芯片元件C也能通过门入口57。熟悉该领域的人员将会理解，也能适用于其它的芯片元件形状。例如，也能对齐W、H和L基本相等的立体体芯片元件。

在上述实施例中，在转送槽51的外圆周端部分形成有阶梯孔形空腔52。但是，如图11所示，或者也可在该转送槽51的外圆周端部分沿着圆周方向(即转动的追随侧)形成一凹形空腔52。在此情况下，通过与外导轨6的滑动或在重力作用下，在该空腔52中只能容纳一只芯片元件C。

熟悉该领域的人员将理解：空腔52并不局限于在外圆端部分敞开的这种形状。该空腔可为一种形式，即在外圆端部分封闭(如图12所示)。在这种情况下，可省去外导轨6，这是因为可防止容纳在空腔52中的芯片元件C沿直径方向掉落。

可以理解的是：本发明并不局限于上述诸实施例。例如，在上述诸实施例中描述了长方形、立方体形和圆柱形芯片元件，但是，也能进给其它形式的芯片元件，如圆盘形芯片元件。所以，转送槽和空腔的形状可按照芯片元件的形状改变。另外，转送槽的形状并不限于沿径向的直线状，而可是螺旋状的或其它形状，只要该槽是连续向外延伸即可。

正如从上述可理解的，按照本发明提供了一种芯片元件进给器，该芯片元件进给器包括一斜盘，该盘设置成使其顶表面相对于一水平面为倾斜的。该进给器具有在其上形成的诸转送槽和空腔。随着斜盘的转动，诸芯片元件被掉入诸转送槽以沿一预定方向被对齐。在诸芯片元件在重力作用下(即，由于转送槽的向上转动)被容纳在空腔里之后，可将位于空腔里的该芯片元件与在转送槽内的其它诸芯片元件分离开。其结果，与传统的进给器相比，它的进给效率改善了，在传统的进给器中使用了诸多岛形装配孔来分隔诸芯片元件。本发明可有效分离诸芯片元件而与芯片元件的尺寸和形状无关。

前面描述了本发明的原理、诸最佳实施例和操作方式。但是，不能把本发明看作只限于上述诸具体的实施例。如此，应将上述诸实施例看作为起说明作用而不是什么限制。应妆理解的是：熟悉本领域的人员可在这些实施例中作出一些变化而不离开由所附诸权利要求所限定的本发明范围。

Claims (18)

1．一种用于芯片元件的分隔进给器，该进给器包括：

一斜盘，它相对于一水平面倾斜；

旋转驱动所述斜盘的驱动装置；

至少一个在所述斜盘上形成并朝着所述盘的外圆部延伸的转送槽，其中，当诸芯片元件被设置在所述至少一条转送槽内时该条槽对齐于诸芯片元件；以及，

一个与所述至少一条转送槽关联并在该转送槽的一外圆端部分上形成的空腔，用来保持一芯片元件，

其中，通过在该空腔内有选择地保持一个芯片元件而实现将诸芯片元件逐个分隔。

2．如权利要求1所述的分隔进给器，其特征在于，还包括-设置在所述斜盘的外圆部分上的外导轨，用来防止在所述斜盘上的诸芯片元件被抛出所述斜盘。

3．如权利要求2所述的分隔进给器，其特征在于，还包括-设置在所述斜盘的一外圆部上的吹气喷嘴，用来对除在所述空腔内的一芯片元件之外的、在所述转送槽内的诸芯片元件沿径向朝里施压。

4．如权利要求1所述的分隔进给器，其特征在于，还包括-设置在所述斜盘的顶表面上的导向环，该导向环形成一门入口，其中，只有在所述槽内沿一预定的定向对齐的诸芯片元件能通过所述入口。

5．如权利要求4所述的分隔进给器，其特征在于，还包括一设置在所述斜盘的顶表面上的内环，所述导向环和所述内环形成一用于在所述内环与所述导向环之间容纳许多芯片元件的环形空间。

6．如权利要求5所述的分隔进给器，其特征在于，还包括一设置在所述内环处的吹气喷嘴，用来对在所述转送槽内的诸芯片元件沿径向朝外施压。

7．如权利要求1所述的分隔进给器，其特征在于，还包括一设置在所述斜盘上的所述空腔处的空气抽吸口，用来将一芯片元件保持在所述空腔内。

8．如权利要求1所述的分隔进给器，其特征在于，所述斜盘包括多条转送槽，在这些槽的各自的沿径向的远端各有一空腔。

9．如权利要求1所述的分隔进给器，其特征在于，所述空腔的一底表面相对于所述槽的一底表面是凹入的。

10．如权利要求1所述的分隔进给器，其特征在于，所述空腔有一沿所述斜盘的外圆周方向的内凹延伸部。

11．如权利要求1所述的分隔进给器，其特征在于，所述空腔在其径向远端是封闭的。

12．如权利要求1所述的分隔进给器，其特征在于，所述转送槽从所述斜盘的一内径沿径向延伸到所述斜盘的外径。

13．一种在一分隔进给器上分隔诸芯片元件的方法，该分隔进给器包括一相对于一水平面倾斜的斜盘、至少一在所述斜盘上形成并沿一径向朝外方向延伸的转送槽以及一在所述至少一条转送槽的一外圆端部分上形成的空腔，所述方法包括如下步骤：

将诸芯片元件掉落在所述斜盘上；

转动所述斜盘；

由于所述转动步骤的作用，使诸芯片元件在所述至少一转送槽内对齐；

从所述至少一转送槽将一芯片元件接收在所述空腔内；以及

在所述空腔内保持所述一芯片元件；

其中，其他芯片元件与被保持在所述空腔内的所述一芯片元件分隔开。

14．如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述其他芯片元件通过用空气沿一离开所述空腔的方向吹动所述其他芯片元件而与所述一个芯片元件分隔开。

15．如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述一个芯片元件靠空气吸力被保持在所述空腔内。

16．如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：提供一外导轨，该外导轨设置在所述斜盘的一外圆部上，用来防止在所述斜盘上的诸芯片元件被抛出所述斜盘。

17．如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：提供一门入口，以使只有在所述至少一转送槽内沿一预定的定向对齐的诸芯片元件在所述斜盘上沿一向外朝外圆部方向移动；以及，所述接收步骤包括通过所述门入口接收诸芯片元件。

18．如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括下述步骤：通过对在至少一转送槽内的诸芯片元件吹空气以对所述诸芯片元件施压而沿一径向朝外方向移动。

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