DE10044418C2

DE10044418C2 - Bestückelemente-Entnahmeeinrichtung und Verfahren zum Entnehmen von Bestückelementen aus einem Bestückelemente-Gurt

Info

Publication number: DE10044418C2
Application number: DE10044418A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Koehler; Helmut Roderer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2000-09-08
Filing date: 2000-09-08
Publication date: 2002-09-19
Anticipated expiration: 2020-09-09
Also published as: DE10044418A1; WO2002021891A1

Description

Die Erfindung betrifft einen eine Bestückelemente- Entnahmeeinrichtung und ein Verfahren zum Entnehmen von Be stückelementen aus einem Bestückelemente-Gurt.

Bestückelemente, beispielsweise zum Bestücken von elektri schen Leiterplatten, sind häufig in Form von Bestückelemente- Gurten konfektioniert. Ein herkömmlicher Bestückelemente-Gurt weist eine Basisschicht, in welcher in Längsrichtung des Be stückelemente-Gurtes eine Mehrzahl von Öffnungen für Bestück elemente ausgebildet ist, eine Bodenschicht, von welcher die Öffnungen an einer Seite der Basisschicht bedeckt sind, sowie eine Deckelschicht auf, von welcher die Öffnungen auf der an deren Seite der Basisschicht bedeckt sind, wie zum Beispiel aus der US 5,857,572 A bekannt. Die Bestückelemente sind hier bei in den Öffnungen der Basisschicht zwischen der Deckel schicht und der Bodenschicht angeordnet. Die Öffnungen sind geringfügig größer als die Bestückelemente ausgebildet, so daß die Bestückelemente innerhalb der Öffnungen Spiel aufwei sen. Ein Nachteil herkömmlicher Bestückelemente-Gurte ist, daß zum Entnehmen der Bestückelemente die Deckelschicht ent fernt werden muß, um die Bestückelemente in den Öffnungen der Basisschicht von außen zugänglich zu machen.

Die Taktrate, mit welcher Bestückelemente Bestückelemente- Gurten entnommen werden, ist sehr hoch. Daher müssen bei ei nem Bestückelemente-Gurt Vorkehrungen getroffen werden, wel che ein Herausfallen der Bestückelemente verhindern, nachdem die Deckelschicht entfernt wurde. Beispielsweise wird die De ckelschicht bei festgehaltenem Bestückelemente-Gurt abgezo gen.

Mit zunehmender Bestückleistung der Bestückautomaten ist ein derartiges Halten des Gurtes zum Entfernen der Deckelschicht jedoch nicht erwünscht. Außerdem besteht bei den herkömmlichen Bestückelemente-Gurten der Nachteil, daß die Bestückelemente nach dem Entfernen der Deckelschicht leicht aus dem Bestückelemente-Gurt herausfallen können.

Beispielsweise ist aus der JP 6-37169 A oder aus der JP 1-307240 A bekannt, zum Entnehmen von Halbleiterelementen von einer Bodenschicht, auf welche die Halbleiterelemente aufgeklebt sind, die Unterseite der Bodenschicht mit Druckluft anzublasen, um hierdurch die Klebeverbindung zu lösen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bestückelemente-Entnahmeeinrichtung sowie ein Verfahren zum Entnehmen von Bestückelementen anzugeben, mittels welchen ein sicheres und schnelles Entnehmen von Bestückelementen aus einem Bestückelemente-Gurt möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.

Eine erfindungsgemäße Bestückelemente-Entnahmeeinrichtung zum Verwenden der erfindungsgemäßen Bestückelemente-Gurte weist eine Abziehvorrichtung auf, mittels welcher es möglich ist, die Bestückelemente in den Öffnungen der Basisschicht des Bestückelemente-Gurtes zu ergreifen und die ergriffenen Bestückelemente von der Bodenschicht abzuziehen, wobei eine Blaseinheit vorgesehen ist, mittels welcher Druckluft in die Öffnung der Basisschicht des Bestückelemente-Gurtes eingeblasen werden kann. Hierdurch läßt sich die Verbindung zwischen dem Bestückelement und der Haftschicht einfacher lösen. Außerdem werden die zum Abziehen des Bestückelementes von der Haftschicht erforderlichen Kräfte verringert. Eine Deckelschicht muß dabei nicht entfernt werden, da die Bestückelemente in dem Bestückelemente-Gurt mittels der Haftschicht festgelegt sind.

Die Blaseinheit kann beispielsweise einstückig mit der Vakuumpipette, als zusätzliche Blasdüse ausgebildet sein, welche in der Stirnseite der Vakuumpipette mündet. Eine derartige Vakuumpipette kann mit einer Saugdüse über dem Bestückelemente angeordnet werden und mittels der Blasdüse kann von der Vakuumpipette Druckluft in die Öffnung des Bestückelemente- Gurtes eingeblasen werden.

Die Vakuumpipette kann jedoch auch mit einer teleskopartigen, beispielsweise federnd gelagerten Bauteilaufnahme versehen sein, welche von dem Vakuumpipettenkörper vorsteht. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn zwischen dicht aneinanderlie genden, bereits bestückten Bauelementen auf einer Leiterplat te ein weiteres Bauelement bestückt werden soll. Dabei kann die Bauteilaufnahme der Vakuumpipette in der Vakuumpipette in axialer Richtung geführt und federnd gelagert sein. Der Saug kanal der vakuumpipette ist dabei in der federnd gelagerten Bauteilaufnahme ausgebildet. Die teleskopartige Bauteilauf nahme kann an ihrer dem Bestückelement zugewandten Stirnseite einen Aufnahmewulst oder -ring aufweisen, an welchem das Be stückelement mittels Vakuum festlegbar ist. Zwischen der te leskopartigen Bauteilaufnahme und der Vakuumpipette kann eine Dichtung vorgesehen sein, welche die Bauteilaufnahme auch wenn diese relativ zu der Vakuumpipette bewegt wird gegenüber der Vakuumpipette abdichtet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Entnehmen von Be stückelementen aus einem Bestückelemente-Gurt wird zunächst die Abziehvorrichtung über einem zu entnehmenden Bestückele mente positioniert. Anschließend wird das zu entnehmende Be stückelement mittels der Hebevorrichtung bis zu der Abzieh vorrichtung angehoben, wobei die Haftverbindung zwischen dem Bestückelement und der Bodenschicht des Bestückelemente- Gurtes zumindest teilweise gelöst wird. Abschließend wird das Bestückelement aus dem Bestückelemente-Gurt mittels der Ab ziehvorrichtung entnommen. Hierbei wird die Haftverbindung zwischen dem Bestückelement und der Bodenschicht vollständig gelöst und das Bestückelement vom dem Bestückelemente-Gurt abgehoben. Zum Anheben des Bestückelementes und zum Lösen der Haftverbindung zwischen dem Bestückelement und der Boden schicht wird Druckluft in die Öffnung des Bestückelemente- Gurtes eingeblasen.

Das Einblasen von Druckluft kann auch so stark erfolgen, daß die Haftverbindung zwischen dem Bestückelement und der Boden schicht vollständig gelöst wird und die Hebevorrichtung durch die Druckluft zurückgedrängt wird, nachdem das Bestückelement an der Abziehvorrichtung angebracht worden ist.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausfüh rungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt eines Bestückelemente-Gurtes,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Bestückelemente-Gurt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Bestückelemente-Gurt,

Fig. 4a bis 4c eine Durchführungsform des Verfahrens gemäß Stand der Technik zum Entnehmen von Bestückelemen ten,

Fig. 5 eine Schnittansicht einer Hebevorrichtung und

Fig. 6a bis 6e eine weitere Durchführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens zum Entnehmen von Bestückelementen.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist ein erfindungsgemäßer Be stückelemente-Gurt 100 eine Basisschicht 110 und eine Boden schicht 120 auf. Die Basisschicht 110 ist mit einer Mehrzahl von Öffnungen 115 versehen. An der der Basisschicht 110 zuge wandten Seite der Bodenschicht 120 ist die Bodenschicht mit einer Haftschicht 125 versehen. Bestückelemente 200 können auf der Haftschicht 125 in den Öffnungen 115 angeordnet wer den. Dabei wird zwischen der freien Oberseite der Bestückele mente 200 und der oberen Begrenzung der Basisschicht 110 ein Abstand h eingehalten. Dadurch kann vermieden werden, daß die Bestückelemente bereits vor dem Entnehmen aus dem Bestückele mente-Gurt 100 beschädigt werden oder verrutschen können.

Nach der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform weist der Be stückelemente-Gurt in Querrichtung jeweils zwei nebeneinander angeordnete Öffnungen 115 der Basisschicht 110 auf. In den Öffnungen ist jeweils ein Bestückelement 200 auf der Haftschicht 125 der Bodenschicht 120 angeordnet. Außerdem ist der Bestückelemente-Gurt 100 mit einer Mehrzahl von Transportöff nungen 116 versehen. In diese Transportöffnungen kann bei spielsweise ein Transportstift eines Stachelrades oder auch ein Indexstift eingreifen, mittels welchem eine exakte Posi tionsbestimmung des Bestückelemente-Gurtes 100 möglich ist.

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Bestückelemente-Gurtes nach der Erfin dung. Verglichen mit dem Bestückelemente-Gurt 100 nach Fig. 2 ist der Bestückelemente-Gurt 101 nach Fig. 3 mit jeweils fünf Bestückelementen 250 in Querrichtung nebeneinander ver sehen. Die Bestückelemente 250 weisen dabei eine geringere Gehäusegröße auf als die Bestückelemente 200. Diese Bestück elemente 250 sind in Öffnungen 117 einer Basisschicht 111 auf einer Haftschicht 127 der Bodenschicht 120 angeordnet. Der Bestückelemente-Gurt 101 nach dieser bevorzugten Ausführungs form ist ebenfalls mit den Transportöffnungen 116 versehen, wie der Bestückelemente-Gurt 100 nach Fig. 2.

Aus den Fig. 4a bis 4c ist eine Durchführungs form des Verfahrens gemäß Stand der Technik ersichtlich. Fig. 4a zeigt, wie eine Vakuumpipette 300, welche eine Saugöffnung 310 aufweist, über einem Bauelement 200 angeordnet wird, wel ches sich auf einer Haftschicht 125 in einer Öffnung 115 ei nes Bestückelemente-Gurtes 100 befindet.

Nachdem die Vakuumpipette 300 auf den Bestückelemente-Gurt 100 aufgesetzt worden ist wird, wie aus Fig. 4b ersichtlich, das Bestückelement 200 mittels einer Hebevorrichtung 400 zu der Saugöffnung 310 der Vakuumpipette 300 angehoben. Hierbei wird mittels der Hebevorrichtung 400 die Bodenschicht 120 des Bestückelemente-Gurtes 100 derart verformt, daß sich die Haftverbindung der Haftschicht 125 mit dem Bestückelement 200 teilweise löst. Lediglich in dem Kontaktbereich der Hebevor richtung 400 mit der Bodenschicht 120 bleibt die Haftverbindung zwischen der Haftschicht 125 und dem Bestückelement 200 bestehen.

Daraufhin ist es, wie aus Fig. 4c ersichtlich, leicht mög lich, das Bestückelement 200 mittels der Vakuumpipette 300 von der Haftschicht 125 abzuheben. Die Hebevorrichtung 400 kehrt wieder in ihre ursprüngliche Position unterhalb der Bo denschicht 120 zurück.

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht einer Hebeeinrichtung. Die Hebeeinrichtung ist mit einem Gehäuse 600 für eine Mehrzahl von Hebevorrichtungen 400 versehen. Der Be stückelemente-Gurt 100 ist über dem Gehäuse 600 der Hebeein richtung in einer Gurtvertiefung 610 geführt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, sind fünf Hebevorrichtungen 400-1, 400-2, 400-3, 400-4 und, 400-5 vorgesehen. Jede der fünf Hebevorrichtungen 400-1 bis 400-5 ist an einer Position angeordnet, welche ei ner möglichen Position eines Bestückelements 200 in einem Be stückelemente-Gurt entspricht. In der Fig. 5 ist beispiels weise der Bestückelemente-Gurt 100 aus Fig. 2 in der Gurt vertiefung 610 der Hebeeinrichtung nach der Erfindung ge zeigt. Bei diesem Bestückelemente-Gurt sind zwei Bestückele mente 200 in Querrichtung des Bestückelemente-Gurtes neben einander angeordnet. Diese können mit der zweiten 400-2 bzw. der vierten Hebevorrichtung 400-4 der Hebeeinrichtung nach der Erfindung selektiv angehoben werden. Es ist jedoch auch möglich, mit der gezeigten Hebeeinrichtung den aus Fig. 3 ersichtlichen Bestückelemente-Gurt 101 mit fünf nebeneinander angeordneten Bestückelementen 250 zu verarbeiten. Bei diesem aus Fig. 3 ersichtlichen Bestückelemente-Gurt 101 ist dann jeweils über jeder Hebevorrichtung 400-1, 400-2, 400-3, 400-4 und 400-5 ein Bestückelement 250 angeordnet und kann jeweils mittels der entsprechenden Hebevorrichtung 400-1, 400-2, 400- 3, 400-4 bzw. 400-5 selektiv angehoben werden.

Aus den Fig. 6a bis 6e ist eine Durchführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Entnehmen von Bestückelementen aus einem Bestückelemente-Gurt ersichtlich. In ei nem ersten Schritt wird eine Saugpipette 300, welche mit ei ner Saugöffnung 310 und einer Blasöffnung 320 versehen ist, auf einen Bestückelemente-Gurt 100 über einem Bestückelement 200 aufgesetzt, wie aus Fig. 6a ersichtlich.

In einem zweiten Schritt wird, wie aus Fig. 6b ersichtlich, das Bestückelement 200 mittels einer Hebevorrichtung 400 samt der Bodenschicht 120, auf welcher das Bestückelement 200 auf einer Haftschicht 125 angeordnet ist, zu der Saugpipette 300 hin angehoben, bis es an der Saugöffnung 310 der Saugpipette 300 anliegt.

In einem dritten Schritt wird, wie aus Fig. 6c ersichtlich, durch die Blasöffnung 320 der Saugpipette 300 Druckluft in die Öffnung 115 des Bestückelemente-Gurtes 100 eingeblasen. Hierdurch wird die Haftverbindung zwischen dem Bestückelement 200 und der Haftschicht 125 der Bodenschicht 120 zunächst teilweise gelöst. Bei weiterer Beaufschlagung der Öffnung 115 des Bestückelemente-Gurtes 100 wird, wie aus Fig. 6d er sichtlich, die Haftverbindung vollständig gelöst und die He bevorrichtung 400 in ihre Ursprungslage zurückgeschoben.

In einem abschließenden vierten Schritt kann das Bestückele ment 200 mittels der Vakuumpipette 300 einfach aus dem Be stückelemente-Gurt 100 entnommen werden, wie aus Fig. 6e er sichtlich.

Claims

1. Bestückelemente-Entnahmeeinrichtung zum Entnehmen von Be stückelementen (200, 250) aus einem Bestückelemente-Gurt (100, 101), in welchem die Bestückelemente (200, 250) mittels einer Haftschicht (125, 127) in Öffnungen einer Basisschicht (110, 111) des Bestückelemente-Gurtes (100, 101) auf einer Bodenschicht (120) festgelegt sind, mit einer Abziehvorrich tung (300) zum Greifen und Abziehen der Bestückelemente (200, 250) von der Bodenschicht (120), und mit einer Blaseinheit (320), von welcher die Öffnung (115, 117) von der Entnahme seite mit Druckluft beaufschlagbar ist.

2. Bestückelemente-Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Blaseinheit (320) einstückig mit der Vakuumpipette ausge bildet ist.

3. Bestückelemente-Entnahmeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Abziehvorrichtung (300) eine in dieser axial verschiebbar und federnd gelagerte Bauteilaufnahme zum Grei fen und Abziehen der Bestückelemente (200,250) von der Boden schicht (120) aufweist.

4. Verfahren zum Entnehmen von Bestückelementen (200, 250) - aus einem Bestückelemente-Gurt (100, 101)

- Positionieren einer Abziehvorrichtung (300) über einem zu entnehmenden Bestückelement (200, 250),
- Anheben des zu entnehmenden Bestückelements (200, 250) mittels einer Hebevorrichtung (400) bis zu der Abziehvor richtung (300), wobei die Haftverbindung zwischen dem Be stückelement (200, 250) und der Bodenschicht (120) zumin dest teilweise gelöst wird,
- Entnehmen des Bestückelementes (200, 250) aus dem Bestück elemente-Gurt (100, 101) mittels der Abziehvorrichtung (300), wobei nach dem Anheben Druckluft in die Öffnung (115, 117) eingeblasen wird, um die Haftverbindung zwischen dem Bestückelement (200, 250) und der Bodenschicht (120) im wesentlichen zu lösen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei nach dem Anheben Druck luft in die Öffnung (115, 117) eingeblasen wird, um die Haft verbindung zwischen dem Bestückelement (200, 250) und der Bo denschicht (120) vollständig zu lösen.