DE10212935B4 - Placement head for equipping substrates with electrical components - Google Patents

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Abstract

Bestückkopf (1) zum Bestücken von Substraten (2) mit elektrischen Bauelementen (3),
wobei der Bestückkopf (1) zumindest eine Saugpipette (10) zum Halten eines der Bauelemente (3) aufweist,
wobei die Saugpipette (10) an einem senkrecht zum Substrat verschiebbaren Halter (9) fixierbar ist und
wobei der Halter (9) mit einem Verschiebeantrieb koppelbar ist,
dadurch gekennzeichnet , daß der Halter (9) mittig an einer sich im wesentlichen senkrecht zur Verschieberichtung erstreckenden, in der Verschieberichtung ausgebogenen Blattfeder (12) befestigt ist und
daß an den Enden der Blattfeder (12) zwei in deren Längsrichtung bewegbare Verstellstücke (15) des Verschiebeantriebs vorgesehen sind, die den Abstand zwischen den Enden verändern.Placement head (1) for placement of substrates (2) with electrical components (3),
the placement head (1) having at least one suction pipette (10) for holding one of the components (3),
the suction pipette (10) being fixable on a holder (9) which can be displaced perpendicularly to the substrate, and
wherein the holder (9) can be coupled to a sliding drive,
characterized in that the holder (9) is fastened centrally to a leaf spring (12) which extends substantially perpendicular to the direction of displacement and is bent out in the direction of displacement and
that at the ends of the leaf spring (12) two adjustable in the longitudinal direction adjusting pieces (15) of the displacement drive are provided, which change the distance between the ends.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bestückkopf zum Bestücken von Substraten mit elektrischen Bauelementen, wobei der Bestückkopf zumindest eine Saugpipette zum Halten eines der Bauelemente aufweist, wobei die Saugpipette an einem senkrecht zum Substrat verschiebbaren Halter fixierbar ist und wobei der Halter mit einem Verschiebeantrag koppelbar ist.The invention relates to a placement to equip of substrates with electrical components, the placement head at least has a suction pipette for holding one of the components, wherein the suction pipette on a holder that can be moved perpendicular to the substrate can be fixed and the holder can be coupled with a displacement request is.

Ein derartiger Bestückkopf ist zum Beispiel durch die US6240628 B bekannt geworden. Danach ist der wellenartige Halter mit einem direkten Verschiebeantrieb verbunden, der unmittelbar in der Hubrichtung des Halters agiert. Um den Halter spielarm verschieben zu können, sind Gleitführungen vorgesehen, die eine entsprechende Bauhöhe des Bestückkopfes bedingen.Such a placement head is for example by US6240628 B known. The shaft-like holder is then connected to a direct displacement drive which acts directly in the stroke direction of the holder. In order to be able to move the holder with little play, slide guides are provided which require a corresponding overall height of the placement head.

Ferner ist durch die EP 05 00 246 A ein Bestückkopf zum Bestücken von Leiterplatten mit elektronischen Bauelementen bekannt geworden, bei dem eine Saugpipette zum Halten eines Bauelements an einem senkrecht zur Leiterplatte verschiebbaren Halter angeordnet ist, der mit einem Verschiebeantrieb gekoppelt ist. Der Bestückkopf ist mit einem blattfederartigen Übertragungselement versehen, durch das die senkrechte Hubbewegung eines Stößels in eine waagerechte Querbewegung von Elementen einer Zentrierzange für das Bauelement umgewandelt wird.Furthermore, by the EP 05 00 246 A a placement head for assembling printed circuit boards with electronic components has become known, in which a suction pipette for holding a component is arranged on a holder which can be displaced perpendicular to the printed circuit board and which is coupled to a displacement drive. The placement head is provided with a leaf spring-like transmission element by means of which the vertical stroke movement of a plunger is converted into a horizontal transverse movement of elements of a centering pliers for the component.

Ferner ist durch die DE 37 21 226 A ein manuell betätigbarer Bestückkopf mit einer Blattfeder bekannt geworden, die unabhängig von der Hubstellung einer Saugpipette eine vertikale federnde Vorspannung der Pipette bewirkt.Furthermore, by the DE 37 21 226 A a manually operable placement head with a leaf spring has become known, which causes a vertical resilient bias of the pipette regardless of the stroke position of a suction pipette.

Ferner ist nach der JP 2001-284895 A ein Bestückkopf bekannt geworden, bei dem ein Sauggreifer für ein elektrisches Bauelement zur Begrenzung der Aufsetzkraft an zur Hubrichtung querstehenden Blattfedern gehalten ist.Furthermore, according to the JP 2001-284895 A a placement head has become known in which a suction pad for an electrical component for limiting the placement force is held on leaf springs transverse to the stroke direction.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Führungsaufwand und die Bauhöhe zu verringern.The invention is based, the management expenses and the height to reduce.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Blattfeder ist durch ihre Krümmung so stabil, daß der Halter keine besondere Führung benötigt. Dabei ist es von Vorteil, daß beim Abholen und beim Aufsetzen des Bauelementes keine seitlichen Kräfte auftreten, die zu Ungenauigkeiten führen könnten. Es versteht sich, daß die Verstellstücke elektrisch oder mechanisch derart gekoppelt sind, daß sie gleichzeitig verstellt werden, um die Mittenlage des Halters nicht zu verändern. Durch den Wegfall der Führungslager und die Ausrichtung des Verschiebeantriebs in der Querrichtung wird die Bauhöhe erheblich geringer. Das Gewicht der Blattfedern ist im Vergleich zu zylindrischen Führungsbuchsen erheblich geringer.This object is achieved by the invention according to claim 1 solved. The leaf spring is due to its curvature so stable that the Holder no special guidance needed. It is advantageous that when picking up and no lateral forces occur when the component is put on, that lead to inaccuracies could. It is understood that the Verstellstücke are electrically or mechanically coupled so that they are simultaneously be adjusted so as not to change the center position of the holder. By the elimination of the guide bearings and the orientation of the displacement drive in the transverse direction the height significantly lower. The weight of the leaf springs is compared to cylindrical guide bushings considerably lower.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet:
Die Blattfeder ist an den Schiebern nach Anspruch 2 definiert gehalten.Advantageous developments of the invention are characterized in claims 2 to 6:
The leaf spring is held on the sliders according to claim 2 defined.

Durch die beiden Blattfedern nach Anspruch 3 bleibt die Ausrichtung des Halters jederzeit stabil.By the two leaf springs Claim 3, the orientation of the holder remains stable at all times.

Die räumliche Entflechtung der Halterbewegung von der Antriebsbewegung wirkt sich besonders günstig bei einem Mehrfachbestückkopf aus, der besonders kompakt ausgebildet werden kann.The spatial unbundling of the holder movement of the drive movement has a particularly favorable effect in the case of a multiple placement head which can be made particularly compact.

Beim Revolverbestückkopf nach Anspruch 5 können die Biegefedern in engem Abstand zueinander angeordnet werden und bilden eine tonnenförmige Hüllkontur. Von Vorteil ist dabei, daß die Halter stabil in ihrer Ausgangslage gehalten werden, ohne daß dazu zum Beispiel eine Führungsbuchse benötigt wird.In the turret placement head according to claim 5, the Bending springs to be arranged and form a close distance from each other a barrel-shaped Envelope contour. The advantage here is that the Holders are kept stable in their starting position without this Example of a guide bush needed becomes.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 6 wird für sämtliche Halter nur ein einziger Verstellantrieb benötigt.Through further training according to claim 6 is for all Holder only needs a single adjustment drive.

Im folgenden wird Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.In the following the invention is based of an embodiment shown in the drawing.

1 zeigt einen Teilschnitt durch einen Bestückkopf mit Haltern für elektrische Bauelemente, 1 shows a partial section through a placement head with holders for electrical components,

2 einen anderen Teilschnitt durch den Bestückkopf nach 1. 2 another partial section through the placement head 1 ,

Nach den 1 und 2 ist ein Bestückkopf 1 mittels einer nicht dargestellten Positioniereinrichtung zum Beispiel in den Koordinatenrichtungen x und y in einer Arbeitsebene verschiebbar. Parallel zu dieser erstreckt sich ein als Leiterplatte ausgebildetes Substrat 2, auf das mittels des Bestückkopfes 1 elektrische Bauelemente 3 abgesetzt werden sollen, die von nicht dargestellten Zuführeinrichtungen abgeholt werden.After the 1 and 2 is a placement head 1 by means of a positioning device, not shown, for example in the coordinate directions x and y in a working plane. A substrate designed as a printed circuit board extends parallel to this 2 , by means of the placement head 1 electrical components 3 should be discontinued, which are picked up by feed devices, not shown.

Der Bestückkopf 1 besteht im wesentlichen aus einem Stator 4, einer Kamera 5 und einem im Stator 4 gelagerten Rotor 6, der durch einen Schrittschaltmotor 7 angetrieben wird und dessen Drehachse 8 sich parallel zur Arbeitsebene x-y erstreckt. Der Rotor weist senkrecht zur Drehachse sternförmig abstehende Halter 9 für Saugpipetten 10 auf, an denen die Bauelemente 3 mittels Vakuum fixiert werden können, das zu den einzelnen Haltern 9 über pneumatische Leitungen 11 zugeführt werden kann.The placement head 1 consists essentially of a stator 4 , a camera 5 and one in the stator 4 mounted rotor 6 by a stepper motor 7 is driven and its axis of rotation 8th extends parallel to the working plane xy. The rotor has holders which protrude in a star shape perpendicular to the axis of rotation 9 for suction pipettes 10 on which the components 3 can be fixed by means of vacuum to the individual holders 9 via pneumatic lines 11 can be supplied.

Die Halter 9 sind mittig an Blattfedern 12 befestigt, die sich im wesentlichen parallel zur Drehachse erstrecken und mit ihren Enden an in der Achsrichtung verstellbaren Schiebern 13 fixiert sind. Die Blattfedern 12 sind zwischen den Schiebern 13 so vorgespannt, daß sie sich bogenförmig radial nach außen durchbiegen. Der Stator ist an der Position, in der sich einer der Halter 9 senkrecht über dem Substrat 2 befindet, mit einem Verstellantrieb 14 versehen, der über ein Verstellstück 15 die beiden jeweils im Eingriff befindlichen Schieber 13 synchron zusammendrückt, wobei die Verstellantriebe 14, die Verstellstücke 15 und die Schieber 13 einen Verschiebeantrieb für den Halter 9 bilden.The holder 9 are in the middle of leaf springs 12 attached, which extend substantially parallel to the axis of rotation and with their ends on sliders adjustable in the axial direction 13 are fixed. The leaf springs 12 are between the sliders 13 biased so that they bend radially outward in an arc. The stator is in the position in which one of the keepers 9 perpendicular to the substrate 2 with an adjustment drive 14 provided by an adjustment piece 15 the two sliders engaged in each case 13 squeezes synchronously, the adjustment drives 14 , the adjustment pieces 15 and the sliders 13 a sliding drive for the holder 9 form.

Durch das Zusammendrücken der Schieber 13 wird die jeweilige Blattfeder 12 noch weiter radial nach außen ausgebogen, wodurch der Halter 9 mit der Saugpipette 10 und dem Bauelement 3 soweit nach unten bewegt wird, daß dieses auf der Leiterplatte 2 aufsetzt, wie dies durch die strichpunktierten Konturen angedeutet ist. Danach wird das Vakuum abgeschaltet und somit das Bauelement 3 losgelassen. Der Verstellantrieb 14 verfährt in seine Ausgangsstellung, wodurch die Verschiebestücke mit der Blattfeder 12 und dem Halter 9 ebenfalls in ihre Ausgangsstellung zurückgestellt werden.By squeezing the sliders 13 the respective leaf spring 12 bent out further radially outwards, causing the holder 9 with the suction pipette 10 and the component 3 as far down that it is on the circuit board 2 puts on, as indicated by the dash-dotted contours. Then the vacuum is switched off and thus the component 3 released. The adjustment drive 14 moves to its starting position, causing the sliding pieces with the leaf spring 12 and the holder 9 also be returned to their starting position.

Claims (6)

Bestückkopf (1) zum Bestücken von Substraten (2) mit elektrischen Bauelementen (3), wobei der Bestückkopf (1) zumindest eine Saugpipette (10) zum Halten eines der Bauelemente (3) aufweist, wobei die Saugpipette (10) an einem senkrecht zum Substrat verschiebbaren Halter (9) fixierbar ist und wobei der Halter (9) mit einem Verschiebeantrieb koppelbar ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Halter (9) mittig an einer sich im wesentlichen senkrecht zur Verschieberichtung erstreckenden, in der Verschieberichtung ausgebogenen Blattfeder (12) befestigt ist und daß an den Enden der Blattfeder (12) zwei in deren Längsrichtung bewegbare Verstellstücke (15) des Verschiebeantriebs vorgesehen sind, die den Abstand zwischen den Enden verändern.Placement head ( 1 ) for loading substrates ( 2 ) with electrical components ( 3 ), the placement head ( 1 ) at least one suction pipette ( 10 ) to hold one of the components ( 3 ), the suction pipette ( 10 ) on a holder that can be moved perpendicular to the substrate ( 9 ) can be fixed and the holder ( 9 ) can be coupled to a sliding drive, characterized in that the holder ( 9 ) in the middle of a leaf spring which extends essentially perpendicular to the direction of displacement and is bent out in the direction of displacement ( 12 ) is attached and that at the ends of the leaf spring ( 12 ) two adjustment pieces movable in their longitudinal direction ( 15 ) of the sliding drive are provided, which change the distance between the ends. Bestückkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Verstellstücke (15) mit zwei Schiebern (13) gekoppelt und synchronisiert in entgegengesetzter Richtung verschiebbar sind.Placement head according to claim 1, characterized in that the two adjusting pieces ( 15 ) with two sliders ( 13 ) coupled and synchronized can be moved in the opposite direction. Bestückkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter an zwei der zueinander mit Abstand parallel verlaufenden Blattfedern fixiert ist, die in der Verschieberichtung des Halters übereinanderliegend angeordnet sind.placement according to claim 1 or 2, characterized in that the holder on two of the leaf springs running parallel to each other at a distance is fixed, lying one above the other in the direction of displacement of the holder are arranged. Bestückkopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestückkopf (1) eine Mehrzahl der Halter (9) für die Saugpipetten (10) mit den Blattfedern (12) aufweist.Placement head according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the placement head ( 1 ) a plurality of the holders ( 9 ) for the suction pipettes ( 10 ) with the leaf springs ( 12 ) having. Bestückkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (9) mit den Blattfedern (12) in einem Rotor (6) des revolverartigen Bestückkopfes (1) sternförmig abstehend angeordnet sind und daß sich die Blattfedern (12) im wesentlichen in der Achsrichtung des Rotors (6) erstrecken.Placement head according to claim 4, characterized in that the holder ( 9 ) with the leaf springs ( 12 ) in a rotor ( 6 ) of the turret-like placement head ( 1 ) are arranged protruding in a star shape and that the leaf springs ( 12 ) essentially in the axial direction of the rotor ( 6 ) extend. Bestückkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (4) in einer Aufsetzstation des Rotors (6) die Verstellstücke (15) zum Verschieben der Blattfederenden aufweist.Placement head according to claim 5, characterized in that a stator ( 4 ) in a mounting station of the rotor ( 6 ) the adjustment pieces ( 15 ) for moving the leaf spring ends.
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