CN202697047U - 自动化元件嵌入设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自动化元件嵌入设备，其包含可移动的台面、元件承载盘、元件压入装置、第二感光元件与控制器。台面用以承载电路板。元件承载盘位于台面上，具有凹槽用以容置元件。元件压入装置可移动地位于台面上方，且包含可伸缩的按压部与第一感光元件。按压部具有抽气孔，用以吸取位于凹槽的元件。第一感光元件紧邻于按压部，用以侦测容置孔的位置。第二感光元件位于台面上，用以侦测元件的形状与元件被按压部吸取时与按压部的相对位置。控制器电连接第一感光元件与第二感光元件，用以控制台面与元件压入装置的相对位置。

Description

自动化元件嵌入设备

技术领域

本实用新型涉及一种自动化元件嵌入设备，且特别是涉及一种放置元件于电路板的容置孔的自动化元件嵌入设备。

背景技术

一般而言，在电路板的制作过程中，需将特定的元件(例如导热用的铜块)分别嵌入电路板预设的容置孔内。电路板制造商过去是以人工的方式将元件置入电路板的容置孔内，因此耗费许多的人力与时间，使电路板的产能难以提升。

图1绘示现有导热元件130置入电路板110时的剖视图。如图所示，电路板110具有形状与导热元件130相同的容置孔112，用以容置导热元件130。在放入导热元件130前，治具板120需先放置于电路板110上，且治具板120的导引孔122需大致对齐于容置孔112。之后，再将导热元件130放在导引孔122中。接着可利用如铁锤的治具140以方向D将导热元件130打入容置孔112中。

然而，这样将导热元件130置入导引孔122的方式容易产生电路板110良率不佳的情形。举例来说，每一工作人员的施力大小与敲击导热元件130的位置不尽相同，使导热元件130与容置孔112之间的对位精度难以提升，严重的话还会造成电路板110损坏。另一方面，当导热元件130正反面的设计有所差异时，工作人员也不易准确判断是否需先将导热元件130翻面才放入治具板120的导引孔122中，易造成错误的安装。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自动化元件嵌入设备，用以置入元件于电路板的容置孔中，并可解决上述问题。

为达上述目的，本实用新型提供一种自动化元件嵌入设备包含可移动的台面、元件承载盘、元件压入装置、第二感光元件与至少一控制器。台面用以承载电路板。元件承载盘位于台面上，具有至少一凹槽用以容置元件。元件压入装置可移动地位于台面上方，包含可伸缩的按压部与第一感光元件。按压部具有抽气孔，用以吸取位于凹槽的元件。当元件压入装置位于电路板上且按压部吸取的元件对齐于容置孔时，按压部用以施压于元件，使元件置入容置孔中。第一感光元件紧邻于按压部，用以侦测容置孔的位置。第二感光元件位于台面上，用以侦测元件的形状与元件被按压部吸取时与按压部的相对位置。控制器电连接第一感光元件与第二感光元件，用以控制台面与元件压入装置的相对位置。

在本实用新型一实施方式中，其中上述自动化元件嵌入设备还包含第一滑块与第一滑轨。第一滑块连接于台面。第一滑轨耦合于第一滑块。

在本实用新型一实施方式中，其中上述自动化元件嵌入设备还包含第二滑块与第二滑轨。第二滑块连接于元件压入装置。第二滑轨耦合于第二滑块，且第二滑轨的投影与第一滑轨垂直。

在本实用新型一实施方式中，其中上述元件压入装置还包含螺杆与马达。螺杆连接于按压部。马达连接于螺杆且电连接于控制器，用以带动按压部移动。

在本实用新型一实施方式中，其中上述元件压入装置还包含多个压力脚围绕于按压部，用以施压于位在台面上的电路板。

在本实用新型一实施方式中，其中上述元件承载盘具有穿孔连通于凹槽，且该穿孔的投影面积小于该元件的截面积。

在本实用新型一实施方式中，其中上述自动化元件嵌入设备还包含承载板，位于台面上，用以承载电路板。

在本实用新型一实施方式中，其中上述承载板为铝板。

在本实用新型一实施方式中，其中上述自动化元件嵌入设备还包含缓冲垫，位于承载板上，用以承载电路板。

在本实用新型一实施方式中，其中上述台面具有多个第一定位孔，承载板具有多个第二定位孔，缓冲垫具有多个第三定位孔，电路板具有多个第四定位孔，且每一第一定位孔、每一第二定位孔、每一第三定位孔与每一第四定位孔彼此对齐。自动化元件嵌入设备更包含多个插销分别耦合于第一定位孔、第二定位孔、第三定位孔与第四定位孔。

在本实用新型一实施方式中，其中上述控制器包含可编程的逻辑控制器。

本实用新型的技术效果在于，在本实用新型上述实施方式中，自动化元件嵌入设备具有第一感光元件与第二感光元件。当按压部通过抽气孔把元件从元件承载盘的凹槽吸取后，元件压入装置移至第二感光元件上方并通过第二感光元件侦测元件的形状及元件与按压部之间的相对位置，以确保元件正反面的正确性并补偿元件压入装置的位置。此外，第一感光元件侦测元件需放置的容置孔位置，控制器通过第一感光元件与第二感光元件的资讯控制台面与元件压入装置的相对位置。如此一来，当元件压入装置移至电路板上时，元件便可准确地对齐于容置孔，并通过按压部施压于元件，使元件置入电路板的容置孔中。

此自动化元件嵌入设备可取代人工的方式将元件置入电路板的容置孔内，因此可节省人力与时间，使电路板的良率与产能提升。此外，自动化元件嵌入设备为自动化设备，经软体设定数据后便可稳定且重复地工作。举例来说，按压部施压于元件的力量为固定的，可避免因人为力量过大而造成电路板损坏。

附图说明

图1为现有导热元件置入电路板时的剖视图；

图2为本实用新型一实施方式的自动化元件嵌入设备的立体图；

图3为图2的自动化元件嵌入设备沿剖面线3-3’的剖视图；

图4为图2的元件压入装置的前视图；

图5为图4的元件压入装置沿剖面线5-5’的剖视图；

图6为图2的元件压入装置吸取位于元件承载盘中的元件时的示意图；

图7为图6的元件压入装置吸取元件后移至第二感光元件上方时的示意图；

图8为图6的元件压入装置吸取偏移的元件后移至第二感光元件上方时的示意图；

图9为图7的元件压入装置吸取元件后移至电路板的容置孔上方时的剖视图；

图10为图9的元件压入装置将元件置入电路板的容置孔时的剖视图；

图11为图10的元件压入装置离开电路板时的剖视图。

主要元件符号说明

110：电路板                112：容置孔

120：治具板                122：导引孔

130：导热元件              140：治具

200：自动化元件嵌入设备    210：台面

212：第一定位孔            220：元件承载盘

222：凹槽                  224：穿孔

230：元件压入装置          232：按压部

233：抽气孔                234：压力脚

236：第一感光元件          237：螺杆

238：马达                  242：第一滑块

244：第一滑轨              246：第二滑块

248：第二滑轨              250：第二感光元件

252：抛料盘                260：承载板

262：第二定位孔            270：缓冲垫

272：第三定位孔            280：插销

290：控制器                300：电路板

310：容置孔                312：第四定位孔

320：元件                  3-3’：剖面线

5-5’：剖面线              A1：投影面积

A2：截面积                 D：方向

x：方向                    y：方向

z：方向

具体实施方式

以下将以附图揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化附图起见，一些现有惯用的结构与元件在附图中将以简单示意的方式绘示之。

图2绘示根据本实用新型一实施方式的自动化元件嵌入设备200的立体图。自动化元件嵌入设备200用以置入一元件于电路板300的容置孔310中，其中元件的材质可以包含铜或其他可导热的材料。自动化元件嵌入设备200包含可移动的台面210、元件承载盘220、元件压入装置230、第二感光元件250与至少一控制器290。元件承载盘220位于台面210上，且具有至少一凹槽222。元件压入装置230可移动地位于台面210上方，且元件压入装置230包含可伸缩的按压部232与第一感光元件236。控制器290电连接第一感光元件236与第二感光元件250。在使用时，台面210用以承载电路板300。凹槽222用以容置待置入容置孔310的元件。元件压入装置230可吸取位于凹槽222中的元件并将元件置入于电路板300的容置孔310中。

在本实施方式中，自动化元件嵌入设备200还包含第一滑块242、第一滑轨244、第二滑块246与第二滑轨248。其中，第一滑块242连接于台面210。第一滑轨244耦合于第一滑块242。第二滑块246连接于元件压入装置230。第二滑轨248耦合于第二滑块246，且第二滑轨248的投影与第一滑轨244大致垂直。如此一来，台面210可通过第一滑块242、第一滑轨244与其他动力装置(未绘示于图)往方向y或方向y的反方向移动，且元件压入装置230可通过第二滑块246、第二滑轨248与其他动力装置(未绘示于图)往方向x或方向x的反方向移动。

此外，自动化元件嵌入设备200还可包含承载板260与缓冲垫270。承载板260位于台面210上，用以提供台面210足够的平整性，其中承载板260可以为铝板。缓冲垫270位于承载板260上，用以承载电路板300，可避免电路板300被方向z的外力压伤。缓冲垫270的材质可以包含橡胶或塑胶，且缓冲垫270也可以为单面蚀刻基板。

图3绘示图2的自动化元件嵌入设备200沿剖面线3-3’的剖视图。同时参阅图2与图3，待置入容置孔310的元件320位于元件承载盘220的凹槽222中。元件承载盘220具有穿孔224连通于凹槽222，且穿孔224的投影面积A1小于元件320的截面积A2，因此元件320不会从穿孔224掉落至元件承载盘220外。当位于凹槽222中的一元件320被吸取时，由于凹槽222可通过穿孔224与外界相通，使凹槽222中的压力可维持稳定。这样的设计可避免其他尚未被吸取的元件320因凹槽222中的气压变化太大而在凹槽222中移动。

图4绘示图2的元件压入装置230的前视图。图5绘示图4的元件压入装置230沿剖面线5-5’的剖视图。同时参阅图4与图5，元件压入装置230包含按压部232、第一感光元件236、螺杆237、马达238与多个压力脚234。第一感光元件236紧邻于按压部232。按压部232具有连接于抽气设备(未绘示于图)的抽气孔233。螺杆237连接于按压部232。马达238连接于螺杆237且电连接于控制器290(见图2)，用以带动按压部232往方向z或方向z的反方向移动。此外，压力脚234围绕于按压部232。

在以下叙述中，已在上述叙述过的各部件连接关系与材料将不再重复赘述，并就自动化元件嵌入设备200作动时的步骤加以详细说明，合先叙明。

图6绘示图2的元件压入装置230吸取位于元件承载盘220中的元件320时的示意图。元件压入装置230移至元件承载盘220上，并通过按压部232往方向z延伸至位于凹槽222中的元件320的上表面。当按压部232接触元件320时，抽气孔233吸气使元件320与按压部232之间为真空状态。接着，按压部232往方向z的反方向移动，便可使元件320随按压部232脱离凹槽222。由于元件承载盘220具有连通于凹槽222与外界环境的穿孔224，因此可避免尚未被吸取的元件320因气压变化太大而在凹槽222中移动。

图7绘示图6的元件压入装置230吸取元件320后移至第二感光元件250上方时的示意图。同时参阅图2与图7，第二感光元件250位于台面210上，当元件压入装置230吸取元件320至第二感光元件250上方时，第二感光元件250可侦测元件320的形状与元件320被按压部232吸取时与按压部232的相对位置。

举例来说，第二感光元件250可通过计算元件320的真圆度与面积大小来判别元件320的几何形状是否正确。当元件320异常时(例如正反面相反)，电连接于第二感光元件250的控制器290会控制台面210与元件压入装置230的相对位置，使元件压入装置230与元件320移至抛料盘252上方。之后，控制器290控制抽气孔233停止抽气，使元件320与按压部232之间因破真空而落到抛料盘252中不予使用。

图8绘示图6的元件压入装置230吸取偏移的元件320后移至第二感光元件250上方时的示意图。同时参阅图6与图8，由于放置于凹槽222中的元件320未必皆整齐地排列，因此当按压部232通过抽气孔233吸取元件320时，元件320与按压部232间的相对位置可能会有所偏移。在本实施方式中，元件320往方向x偏移，由于第二感光元件250可侦测元件320被按压部232吸取时与按压部232的相对位置，因此可产生一个往方向x的反方向的补偿值给控制器290(见图2)，使接下来元件压入装置230与台面210间的相对位置得到修正。

也就是说，第二感光元件250可以确保元件320正反面的正确性并补偿元件压入装置230的位置。之后，元件压入装置230再移至电路板300上方。

图9绘示图7的元件压入装置230吸取元件320后移至电路板300的容置孔310上方时的剖视图。同时参阅图2与图9，第一感光元件236可侦测元件320需放置的容置孔310位置。控制器290通过第一感光元件236与第二感光元件250的资讯控制台面210与元件压入装置230的相对位置，使元件320准确地对齐于容置孔310。

在本实施方式中，控制器290可以包含可编程的逻辑控制器(Programmable Logic Controller；PLC)。台面210具有多个第一定位孔212。承载板260具有多个第二定位孔262。缓冲垫270具有多个第三定位孔272。电路板300具有多个第四定位孔312。每一第一定位孔212、每一第二定位孔262、每一第三定位孔272与每一第四定位孔312彼此对齐。自动化元件嵌入设备200更包含多个插销280分别耦合于第一定位孔212、第二定位孔262、第三定位孔272与第四定位孔312，使电路板300、缓冲垫270与承载板260稳固地定位于台面210上。

图10绘示图9的元件压入装置230将元件320置入电路板300的容置孔310时的剖视图。当元件压入装置230往方向z移至电路板300上时，按压部232吸取的元件320会对齐于容置孔310且压力脚234会同时施压于电路板300，以确保电路板300的平整性。之后，再通过按压部232往方向z施压于元件320，使元件320置入电路板300的容置孔310中。

此自动化元件嵌入设备200可取代人工的方式将元件320置入电路板300的容置孔310内。由于自动化元件嵌入设备200为自动化设备，经软体设定数据后便可稳定且重复地工作。举例来说，按压部232施压于元件320的力量为固定的，可避免因人为力量过大而造成电路板300损坏。

图11绘示图10的元件压入装置230离开电路板300时的剖视图。在元件320置入电路板300的容置孔310后，控制器290(见图2)控制抽气孔233停止抽气，使元件320与按压部232之间破真空。如此一来，按压部232便可脱离位在容置孔310中的元件320，并随元件压入装置230往方向z的反方向移动。

本实用新型上述实施方式与现有技术相比较，具有以下优点：

(1)第一感光元件侦测电路板的容置孔的位置，使元件压入装置可准确地移至容置孔上方。

(2)第二感光元件侦测元件的形状及元件与按压部之间的相对位置，以确保元件正反面的正确性并补偿元件压入装置的位置。

(3)自动化元件嵌入设备为自动化设备，经软体设定数据后便可稳定且重复地工作，可节省人力与时间，使电路板的良率与产能提升。

Claims (11)

1.一种自动化元件嵌入设备，用以置入一元件于电路板的容置孔中，其特征在于，该自动化元件嵌入设备包含：

可移动的台面，用以承载该电路板；

元件承载盘，位于该台面上，具有至少一凹槽用以容置该元件；

元件压入装置，可移动地位于该台面上方，包含：

可伸缩的按压部，具有一抽气孔，用以吸取位于该凹槽的该元件，当该元件压入装置位于该电路板上且该按压部吸取的该元件对齐于该容置孔时，该按压部用以施压于该元件，使该元件置入该容置孔中；以及

第一感光元件，紧邻于该按压部，用以侦测该容置孔的位置；

第二感光元件，位于该台面上，用以侦测该元件的形状与元件被该按压部吸取时与该按压部的相对位置；以及

至少一控制器，电连接该第一感光元件与该第二感光元件，用以控制该台面与该元件压入装置的相对位置。

2.如权利要求1所述的自动化元件嵌入设备，其特征在于，该自动化元件嵌入设备还包含：

第一滑块，连接于该台面；以及

第一滑轨，耦合于该第一滑块。

3.如权利要求2所述的自动化元件嵌入设备，其特征在于，该自动化元件嵌入设备还包含：

第二滑块，连接于该元件压入装置；以及

第二滑轨，耦合于该第二滑块，且该第二滑轨的投影与该第一滑轨垂直。

4.如权利要求1所述的自动化元件嵌入设备，其特征在于，该元件压入装置还包含：

螺杆，连接于该按压部；以及

马达，连接于该螺杆，且电连接于该控制器，用以带动该按压部移动。

5.如权利要求1所述的自动化元件嵌入设备，其特征在于，该元件压入装置还包含：

多个压力脚，围绕于该按压部，用以施压于位在该台面上的该电路板。

6.如权利要求1所述的自动化元件嵌入设备，其特征在于，该元件承载盘具有穿孔，连通于该凹槽，且该穿孔的投影面积小于该元件的截面积。

7.如权利要求1所述的自动化元件嵌入设备，其特征在于，该自动化元件嵌入设备还包含：

承载板，位于该台面上，用以承载该电路板。

8.如权利要求7所述的自动化元件嵌入设备，其特征在于，该承载板为铝板。

9.如权利要求7所述的自动化元件嵌入设备，其特征在于，还包含：

缓冲垫，位于该承载板上，用以承载该电路板。

10.如权利要求9所述的自动化元件嵌入设备，其特征在于，该台面具有多个第一定位孔，该承载板具有多个第二定位孔，该缓冲垫具有多个第三定位孔，该电路板具有多个第四定位孔，且每一该第一定位孔、每一该第二定位孔、每一该第三定位孔与每一该第四定位孔彼此对齐，该自动化元件嵌入设备还包含：

多个插销，分别耦合于该些第一定位孔、该些第二定位孔、该些第三定位孔与该些第四定位孔。

11.如权利要求1所述的自动化元件嵌入设备，其特征在于，该控制器包含可编程的逻辑控制器。

Images