DE10037725A1 - Vakuum-Pipettensystem - Google Patents

Abstract

Vakuum-Pipettensysteme mit einer Vakuumpipette (200) zum Ansaugen von elektrischen Bauteilen, welche an einem Aufnahmeschaft (202) angeordnet werden kann, wobei in dem Aufnahmeschaft (202) ein Saugkanal (203) ausgebildet ist, und wobei das anzusaugende Bauelement an die Vakuumpipette (200) ansaugbar ist, wobei in dem Saugkanal (203) ein Partikelfilter (100) mit einem Filtergitter angeordnet ist, welches Durchlaßöffnungen (103), beispielsweise für die durch das Vakuum erzeugte Saugluft, aufweist, wobei das Filtergitter im Durchlaßquerschnitt größer als der Saugkanal (203) ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vakuum-Pipettensystem mit einer Vakummpipette zum Ansaugen von elektrischen Bauteilen, welche an einem Aufnahmeschaft angeordnet werden kann.

Aus der WO 98/333698 ist eine Vakuumpipette bekannt, welche einen zentralen Vakuumkanal aufweist, der in einer stirnsei­ tigen Saugöffnung mündet. Um das Einsaugen von kleinen und kleinsten elektrischen Bauelementen in den Saugkanal zu ver­ meiden, weist die Vakuumpipette an der Saugöffnung ein Fil­ tergitter auf. Ein derartiges Filtergitter kann zwar das Ein­ saugen von kleinen und kleinsten Bauelementen in den Saugka­ nal vermeiden, jedoch werden Lotzinnpartikel und Staub unge­ hindert in den Saugkanal gesaugt.

Vakuum-Pipettensysteme werden beispielsweise bei Bestückauto­ maten für elektrische Bauelemente verwendet. Derartige Be­ stückautomaten arbeiten häufig in einem fortwährenden Be­ triebsmodus mit geringen Standzeiten, wodurch sich Staub und Ablagerungen innerhalb des Bestückautomaten bilden können. Staub, Lotzinnpartikel und andere Verunreinigungen können je­ doch mit einem in der Vakuum-Pipette angeordneten Fitergit­ tern nicht zurückgehalten werden. Beim Einsatz von herkömmli­ chen Filtern im Saugweg kann die bei Vakuum-Pipettensystemen erforderliche Vakuumabfrage durch eine Verringerung des Durchlaßquerschnitts gestört sein.

Die fortschreitende Miniaturisierung von elektrischen Bauele­ menten hat bisher zu einer Bauelementegröße von minimal 0,25 × 0,25 × 0,55 mm geführt, wobei ein Trend zu noch kleineren Bauelementeabmessungen erkennbar ist. Entsprechend kleine Durchlaßöffnungen von Filtergittern in Vakuum-Pipetten sind spritzgußtechnisch nicht mehr realisierbar, so daß derartige kleinste elektrische Bauelemente durch Filtergitter nicht zu­ rückhaltbar sind.

In das Vakuum-Pipettensystem eingesaugte Verunreinigungen, wie beispielsweise Lotzinnpartikel oder Staub, führen zu ei­ ner Verringerung des Durchlaßquerschnitts im Saugweg. Hier­ durch können Auswertefehler bei einer durchzuführenden Vakuu­ mabfrage verursacht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vakuum- Pipettensystem mit verbesserter Funktionssicherheit bereitzu­ stellen.

Nach der Erfindung wird ein Vakuum-Pipettensystem mit einer Vakuumpipette zum Ansaugen von elektrischen Bauteilen ge­ schaffen, welche an einem Aufnahmeschaft angeordnet werden kann, wobei in dem Aufnahmeschaft ein Saugkanal ausgebildet ist, und wobei das anzusaugende Bauelement an die Vakuumpi­ pette ansaugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Saug­ kanal ein Partikelfilter mit einem Filtergitter angeordnet ist, welches Durchlaßöffnungen, zum Beispiel die durch das Vakuum erzeugte Saugluft, aufweist, wobei das Filtergitter im Durchlaßquerschnitt größer als der Saugkanal ist.

Bevorzugt weist das Partikelfilter eine Ansaugöffnung auf, welche der Vakuumpipette zugewandt ist und welche im Durch­ laßquerschnitt größer ist als der Saugkanal, welche sich in Axialrichtung des Saugkanals erstreckt und welche an der in Axialrichtung des Saugkanals von der Vakuumpipette abgewand­ ten Seite von einer Wand begrenzt ist, wobei das Filtergitter als Innenkörper mit kleinerem Durchmesser als die Ansaugöff­ nung ausgebildet ist und sich von der Begrenzungswand aus in die Ansaugöffnung erstreckt, wodurch der Strömungsverlauf der Saugluft durch das Partikelfilter nahe der Begrenzungswand gestuft ist, und wobei eine Mehrzahl von sich in Axialrich­ tung des Saugkanals erstreckenden Öffnungen in der Umfangsfläche des sich in der Ansaugöffnung erstreckenden Teils des Innenkörpers gebildet sind, wobei in der in Axialrichtung von der Pipette abgewandten Begrenzungswand der Ansaugöffnung Partikelaufnahme-Vertiefungen ausgebildet sind, welche von dem in der Nähe der Begrenzungswand gestuften Strömungsver­ lauf der Saugluft durch das Partikelfilter tangential beab­ standet sind.

Bevorzugt weist die Ansaugöffnung kreisförmigen Querschnitt auf, der Innenkörper ist zylinderförmig ausgebildet und die Öffnungen in dem Innenkörper sind rechteckig ausgebildet.

Das Partikelfilter kann an seiner in Axialrichtung des Auf­ nahmeschafts von der Vakuumpipette abgewandten Seite ein Au­ ßengewinde aufweisen mittels welchem es in ein in dem Aufnah­ meschaft gebildetes Innengewinde einschraubbar ist.

Das Außengewinde kann leichtes Übermaß aufweisen, wodurch die Gewindeverbindung mit dem Aufnahmeschaft gedichtet und ge­ klemmt ist.

Nach der Erfindung wird ein Vakuum-Pipettensystem geschaffen, welches ein Partikelfilter aufweist, mittels welchem das Fil­ tern von kleinsten Bauelementen, Lotzinnpartikeln, Staub und andere Verunreinigungen aus der eingesaugten Saugluft ohne Verringerung des Durchlaßquerschnitts des Saugkanals möglich ist, so daß Störungen der Vakuumabfrage vermieden werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist ein Partikelfilter Vertiefungen auf, welche von dem Strö­ mungsverlauf der Luft durch das Partikelfilter hindurch tan­ gential beabstandet sind, daß sich Verunreinigungen wie kleinste Bauelemente, Staub sowie Lotzinnpartikel darin abla­ gern können, wodurch mit dem Vakuum-Pipettensystem verwendete Vakuum-Erzeugungseinrichtungen vor Beschädigungen und Ver­ schmutzungen geschützt werden.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt in axialer Richtung durch ein Va­ kuum-Pipettensystem nach der Erfindung.

Aus Fig. 1 ist der schematische Aufbau eines Vakuum- Pipettensystems nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich. Eine Vakuumpipette 200 ist auf das En­ de eines zylindrischen Schaftes eines Bestückkopfes eines Be­ stückautomaten aufgesteckt, welcher nicht näher dargestellt ist. Die Pipette 200 weist eine Ansaugöffnung 201 auf, von welcher elektrische Bauteile ansaugbar sind. Das Vakuum- Pipettensystem nach der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung weist ferner einen Aufnahmeschaft 202 auf, in wel­ chem ein Saugkanal 203 gebildet ist. An dem der Pipette zuge­ wandten Ende des Aufnahmeschafts 202 ist in dem Saugkanal 203 ein Innengewinde 207 ausgebildet. Ein Partikelfilter 100 ist mit einem an seinem Gehäuse 101 ausgebildeten Außengewinde 107 in das Innengewinde 207 des Aufnahmeschafts 202 ein­ schraubbar. Das Partikelfilter 100 weist ferner eine Ansau­ göffnung 102 auf, welche der Pipette zugewandt ist.

In der Ansaugöffnung 102 ist ein im wesentlichen zylindri­ scher Innenkörper 104 mit Öffnungen 103 in seiner Mantelflä­ che ausgebildet, durch welche hindurch die durch das Vakuum erzeugte Saugluft strömen kann. Die Öffnungen 103 sind sich in axialer Richtung des Filters 100 erstreckend ausgebildet. An dem der Pipette 200 abgewandten Ende des Filters 100 ist eine Auslaßöffnung ausgebildet, durch welche hindurch die durch das Vakuum erzeugte Saugluft in den Saugkanal 203 des Aufnahmeschaftes 202 strömen kann. An dem der Pipette 200 ab­ gewandten Boden der Ansaugöffnung 102 des Filters 100 sind Partikelaufnahme-Vertiefungen 106 ausgebildet. In diesen Par­ tikelaufnahme-Vertiefungen 106 werden während des Betriebs des Vakuum-Pipettensystems Verunreinigungen wie Staub, Lot­ zinnpartikel sowie sonstige Partikel eingelagert. Die Parti­ kelaufnahme-Vertiefungen 106 im Boden der Ansaugöffnung 102 sind von den Öffnungen 103 des Innenkörpers 104 radial beab­ standet.

Der Aufnahmeschaft 202 des Vakuum-Pipettensystems nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an ein Vakuum- Erzeugungssystem angeschlossen. Mittels des Vakuum- Erzeugungssystems ist der Saugkanal 203 mit Vakuum beauf­ schlagbar. Die durch die Ansaugöffnung 201 der Pipette 200 angesaugte Saugluft strömt, falls der Saugkanal 203 mit Vaku­ um beaufschlagt ist, durch die Ansaugöffnung 102 in das Fil­ ter 100 ein. Die Strömungsrichtung ist hierbei im wesentli­ chen entlang der axialen Richtung des Filters 100. Am Über­ gang zwischen der Ansaugöffnung 102 und den Öffnungen 103 des Innenkörpers 104 geht die Strömungsrichtung der angesaugten Saugluft von im wesentlichen axialer Richtung in eine im we­ sentlichen radiale Richtung des Filters 100 durch die Öffnun­ gen 103 in den Innenkörper 104 über.

Nach dem Passieren der Öffnungen 103 des Innenkörpers 104 geht die Strömungsrichtung der Saugluft von der im wesentli­ chen radialen Richtung in eine im wesentlichen axiale Rich­ tung über und die Saugluft strömt in dieser axialen Richtung zu der Auslaßöffnung 105 hinaus in den Saugkanal 203. Im Übergang von der im wesentlichen axialen Strömungsrichtung in der Ansaugöffnung 102 zu der im wesentlichen radialen Strö­ mungsrichtung durch die Öffnungen 103 hindurch erfahren in der Saugluft mitgeführte Partikel eine Beschleunigung unter einem Winkel zu ihrer ursprünglichen axialen Bewegungsrich­ tung. Abhängig von ihrem Gewicht werden mitgeführte Partikel daher immer weniger abgelenkt, so daß sie tangential von dem Strömungsverlauf wegbewegt werden und sich in den Partikelaufnahme-Vertiefungen 106 sammeln, welche von dem Innenkör­ per 104 radial beabstandet ausgebildet sind.

Mit dem Filter 100 nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es somit möglich, zu vermeiden, daß in der Saugluft mitgeführte Partikel durch den Saugkanal 203 hin­ durch in das Vakuum-Erzeugungssystem eingesaugt werden.

Die Auslaßöffnung 105 entspricht in ihrem Durchlaßquerschnitt mindestens jenem des Saugkanals 203. Die Ansaugöffnung 102 weist einen größeren Durchmesser als die Auslaßöffnung 105 auf. Der Durchlaßquerschnitt der Öffnungen 103 des Innenkör­ pers 104 ist größer, als jener des Saugkanals 203. Daher wird durch das Filter 100 eine bei Vakuum-Pipettensystemen durch­ zuführende Vakuumabfrage nicht beeinflußt, wodurch die Funk­ tionssicherheit des Vakuum-Pipettensystems verbessert wird.

Claims (5)

1. Vakuumpipettensystem mit einer Vakuumpipette (200) zum Ansaugen von elektrischen Bauteilen, die an einem Aufnah­ meschaft (202) angeordnet werden kann, wobei in dem Auf­ nahmeschaft (202) ein Saugkanal (203) ausgebildet ist, und wobei das anzusaugende Bauelement an die Vakuumpipet­ te (200) ansaugbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Saugkanal (203) ein Partikelfilter (100) mit einem Filtergitter angeordnet ist, welches Durchlaßöffnungen (103), zum Beispiel für die durch das Vakuum erzeugte Saugluft aufweist, wobei das Filtergitter im Durch­ laßquerschnitt größer als der Saugkanal (203) ist.

2. Vakuumpipettensystem nach Anspruch 1, wobei das Partikel­ filter (100) eine Ansaugöffnung (102) aufweist, welche der Vakuumpipette (200) zugewandt ist und welche im Durchlaßquerschnitt größer ist als der Saugkanal (203), welche sich in Axialrichtung des Saugkanals (203) er­ streckt und welche an der in Axialrichtung des Saugkanals (203) von der Vakuumpipette (200) abgewandten Seite von einer Wand begrenzt ist, wobei das Filtergitter als In­ nenkörper (104) mit kleinerem Durchmesser als die Ansau­ göffnung (102) ausgebildet ist und sich von der Begren­ zungswand aus in die Ansaugöffnung (102) erstreckt, wo­ durch der Strömungsverlauf der Saugluft durch das Parti­ kelfilter (100) nahe der Begrenzungswand gestuft ist, und wobei eine Mehrzahl von sich in Axialrichtung des Saugka­ nals (203) erstreckenden Öffnungen (103) in der Umfangs­ fläche des sich in der Ansaugöffnung (102) erstreckenden Teils des Innenkörpers (104) gebildet sind, wobei in der in Axialrichtung von der Vakuumpipette (200) abgewandten Begrenzungswand der Ansaugöffnung (102) Partikelaufnahme- Vertiefungen (106) ausgebildet sind, welche von dem In­ nenkörper (104) radial beabstandet sind.

3. Vakuumpipettensystem nach Anspruch 2, wobei die Ansau­ göffnung (102) kreisförmigen Querschnitt aufweist, der Innenkörper (104) zylinderförmig ausgebildet ist und die Öffnungen (103) in dem Innenkörper (104) rechteckig aus­ gebildet sind.

4. Vakuumpipettensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Partikelfilter (100) an seiner in Axialrichtung des Aufnahmeschafts (202) von der Vakuumpipette (200) ab­ gewandten Seite ein Außengewinde (107) aufweist mittels welchem es in ein in dem Aufnahmeschaft (202) gebildetes Innengewinde (207) einschraubbar ist.

5. Vakuumpipettensystem nach Anspruch 4, wobei das Außenge­ winde (107) leichtes Übermaß aufweist, wodurch die Gewin­ deverbindung mit dem Aufnahmeschaft (202) gedichtet und geklemmt ist.