DE4038807A1 - Vorrichtung zum automatischen trennen und zufuehren von chips - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum automatischen Trennen und Zuführen von Chips, die derart konstruiert ist, daß sie gewöhnlich als Teil einer Band-Herstellungsmaschine verwendet werden kann, und sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung die geeignet ist, Chips, die nacheinander von ei­ ner mit Vibrationen oder ähnlichem wirkenden Einrichtung zur linearen Zuführung zugeführt werden, einzeln zu trennen, und die getrennten Chips nacheinander zu Chipaufnahmen zu beför­ dern, die um den Rand eines Rades angeordnet sind, um eine Lagerung der Chips in den Chipaufnahmen zu bewirken, und die Chips einem Band zuzuführen, wie z. B. einem Papierband, einem geprägten Kunststoffband oder ähnlichem, das sich beispiels­ weise aufgrund der Raddrehung in gerader Richtung bewegt, und mit hoher Geschwindigkeit und mit großer Genauigkeit die Chips einzeln und getrennt unter Zuhilfenahme einer geeigne­ ten Einrichtung in Chip-Einsetzöffnungen des Bandes setzt.

Üblicherweise werden häufig verschiedene Arten von Chip-Band- Herstellungsmaschinen benutzt, um miniaturisierte oder kleine elektronische Bauteile oder Chips einzeln nacheinander in Chip-Einsetzöffnungen eines Bandes zu setzen, um ein Chip- Band herzustellen. In einem derartigen Band-Herstellungsver­ fahren wird die Stufe, in welcher in Chip-Einsetzöffnungen eines Bandes einzeln und getrennt eine Anzahl von gefertigten Chips eingesetzt wird, im allgemeinen mittels einer Vorrich­ tung, wie in Fig. 4 gezeigt, durchgeführt.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 4 ist derart gestaltet, daß Chips t, die von einer mit Vibrationen oder ähnlichem wirkenden Einrichtung zur linearen Zuführung 1 zugeführt werden, welche geeignet ist, Chips zu befördern und diese gleichzeitig li­ near auszurichten, einzeln und getrennt zu Chipaufnahmen 2 transferiert und dort gelagert werden, wobei die Chipaufnah­ men 2 in gleichmäßigen Abständen um den Rand eines Rades 3 angeordnet sind, das gedreht wird, um die Chips einzeln und getrennt von den Chipaufnahmen 2 in die Chip-Einsetzöffnungen 5 eines Bandes 4 einzusetzen, welches sich linear nahe eines Teils des Randes von Rad 3 synchron mit der Raddrehung be­ wegt. Das Einsetzen kann dadurch ausgeführt werden, indem der Chip t von der Chipaufnahme 2 des Rades 3 nach außen gedrückt wird und auf das Band 4 fällt.

Leider weist die wie oben beschrieben konstruierte herkömmli­ che Vorrichtung einige Nachteile auf.

Zunächst erweist es sich als äußerst schwierig, mit der Vor­ richtung schnell und exakt die Chips t einzeln und getrennt an die Chipaufnahmen 2 des Rades 3 zu überführen, welches sich intermittierend bei hoher Geschwindigkeit dreht, um die Chips in den Aufnahmen zu halten. In der Folge treten bei der Vorrichtung viele Probleme auf wie z. B. Störungen bei der Übergabe und der Lagerung der Chips in den Chipaufnahmen 2, ungenaue Lagerung der Chips in den Chipaufnahmen 2 und ähnli­ ches, so daß die Rate, bei welcher die Vorrichtung die Chips einzeln trennt, auf das niedrige Niveau von ungefähr 500 Chips/Minute beschränkt ist.

Darüberhinaus bereiten Störungen des Chiptransfers zu den Chipaufnahmen 2 des Rades 3, die ungenaue Lagerung der Chips in den Chipaufnahmen 2 und ähnliches Probleme, wenn die Chips t in der nächsten Stufe in die Chip-Einsetzöffnungen 5 des Bandes 4 eingesetzt werden.

Bei einer herkömmlichen Vorrichtung sind die Chips t, die nacheinander von der Einrichtung 1 zur linearen Zuführung zu­ geführt werden, an ihrem äußerem Ende in ständigem Kontakt mit dem Rand des Rades 3. Dies bewirkt eine starke abnut­ zungsbedingte Beschädigung des Rades, da die Chips aus hartem keramischen Material gefertigt sind, wodurch die Haltbarkeit des Rades verringert wird.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorer­ wähnten Nachteile des Standes der Technik geschaffen.

Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vor­ richtung zum automatischen Trennen und Zuführen von Chips zu schaffen, die geeignet ist, die Chips einzeln zu trennen, bei hoher Geschwindigkeit zu übergeben und mit großer Zuverläs­ sigkeit einzusetzen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum automatischen Trennen und Zuführen von Chips zu schaffen, die geeignet ist, ohne Schwierigkeiten die Über­ gabe oder Transfer der Chips exakt durchzuführen.

Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum automatischen Trennen und Zuführen von Chips zu schaffen, die eine zufriedenstellende Haltbarkeit auf­ weist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum automatischen Trennen und Zuführen von Chips geschaffen, mit einem Rad, das Chipaufnahmen aufweist, welche in gleichmäßi­ gen Abständen am Rand des Rades angeordnet sind, um darin exakt Chips zu lagern, wobei die Chipaufnahmen jeweils an ih­ rem äußeren Ende eine Luftsaugöffnung aufweisen, mit einer Einrichtung zur linearen Zuführung, die gegenüber von den Chipaufnahmen angeordnet ist, und mit einem Chipübergabereg­ ler, der zwischen dem äußeren Ende der Einrichtung zur li­ nearen Zuführung und dem Rad vorgesehen ist, wobei der Chip­ übergaberegler einen ausziehbaren Anschlagstift und einen Photomeßfühler umfaßt und den Grad des Vorstehens des An­ schlagstiftes und den Antrieb des Rades in Verbindung mit der Erfassung des Photomeßfühlers regelt.

Diese und andere Ziele und viele der damit verbundenen Vor­ teile der vorliegenden Erfindung werden sogleich gewürdigt sowie in Bezug auf die folgende genaue Beschreibung besser verstanden werden, wenn sie in Verbindung mit den dazugehöri­ gen Zeichnungen betrachtet werden, wobei gleiche Bezugszei­ chen immer gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen. Darin zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Teilschnitt, der eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen automatischen Vorrichtung zum Trennen und Zuführen von Chips dar­ stellt;

Fig. 2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;

Fig. 3A und 3B jeweils einen Teilschnitt, wobei der Vorgang dargestellt ist, bei welchem die Chips von der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung einzeln getrennt und transportiert werden, und

Fig. 4 eine Draufsicht einer herkömmlichen Vorrichtung zum Trennen und Zuführen von Chips.

Im folgenden wird nun in Bezug auf Fig. 1 bis 3B eine erfin­ dungsgemäße automatische Vorrichtung zum Trennen und Zuführen von Chips beschrieben.

Fig. 1 bis 3B zeigen eine Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen automatischen Vorrichtung zum Trennen und Zuführen von Chips. Eine Vorrichtung gemäß der dargestellten Ausführungs­ form umfaßt eine Einrichtung 1 zur linearen Zuführung, um Chips t bei deren gleichzeitiger linearer Ausrichtung zu be­ fördern, und ein Rad 3 mit Chipaufnahmen 2, die in gleich­ mäßigen Abständen entlang dem Rand des Rades 3 angeordnet sind. Die Chipaufnahmen 3 sind derart angeordnet, daß die Chips t darin exakt gelagert werden, unter Beibehaltung des­ selben horizontalen Zustandes wie von der Einrichtung 1 zur linearen Zuführung vorgegeben. Bei den Chipaufnahmen 2 ist jeweils am äußeren Ende eine Luftsaugöffnung 6 vorgesehen.

Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Chipübergaberegler 7, der zwischen dem Rad 3 und dem äußeren Ende der Einrichtung 1 zur linearen Zuführung angeordnet ist, die gegenüber von den Chipaufnahmen 2 des Rades 3 liegt. Der Chipübergaberegler 7 umfaßt einen Anschlagstift 8, der vertikal verschiebbar oder ausziehbar angeordnet ist, sowie einen Photomeßfühler 9 und ist derart konstruiert, daß die Bewegung des Anschlagstifts 8 und des Rades 3 in Verbindung mit der Erfassung des Photo­ meßfühlers 9 gesteuert werden kann.

Rad 3 umfaßt einen Drehabschnitt 3a, der kontrollierbar in­ termittierend von einem Schrittmotor oder ähnlichem gedreht wird. Die oben beschriebenen Chipaufnahmen 2, die in gleich­ mäßigen Abständen am Rand vorgesehen sind und jeweils eine kleine Ausnehmung von im wesentlichen rechteckiger Form auf­ weisen, sind am Rand des Drehabschnitts 3a angeordnet, und die Luftsaugöffnungen 6, die jeweils mit dem äußeren Ende der Chipaufnahme 2 verbunden sind, sind an der unteren Fläche des Drehabschnitts 3a ausgebildet. Der Drehabschnitt 3a ist ge­ eignet, von einem Schrittmotor oder ähnlichem angetrieben oder gedreht zu werden. Das Rad 3 umfaßt ferner einen fest­ stehenden Abschnitt 3b, der unterhalb des Drehabschnitts 3a derart angeordnet ist, daß dieser an letzteren angrenzt und einen ringförmigen Luftsaugkanal 10 aufweist, der mit den Luftsaugöffnungen 6 verbunden ist, so daß Luft konstant von den Chipaufnahmen 2 durch den Luftsaugkanal 10 in das Rad 3 gesaugt werden kann.

Der Chipübergaberegler 7 umfaßt einen Chipdurchgang 7a, durch welchen die Einrichtung 1 zur linearen Zuführung an ihrem äußeren Ende mit den Chipaufnahmen 2 des Rades 3 verbunden ist. Der Chipdurchgang 7a umfaßt einen Saugabschnitt 7a₁, der auf der Seite der Chipaufnahmen 2 angeordnet ist und luft­ dicht oder als Rohranordnung gestaltet ist, sowie einen Nicht-Saugabschnitt 7a₂, der auf der Seite der Zuführeinrich­ tung 1 angeordnet und offen ist. Der Anschlagstift 8 ist nach oben ausziehbar neben der Einlaßöffnung des Saugabschnitts 7a₁ des Chipdurchgangs 7 angeordnet. Vor dem Anschlagstift 8 befindet sich ein lichtdurchlässiges Fenster 9a, um Licht vom Photomeßfühler 9 zu übertragen. Das lichtdurchlässige Fenster 9a kann beispielsweise dadurch geschaffen werden, indem ein lichtdurchlässiges Kunststoffelement genau passend in ein Durchgangsloch eingefügt wird, das am Saugabschnitt 7a₁ des Chipdurchgangs 7a gebildet ist, um zu ermöglichen, daß Licht vom Photomeßfühler durch dieses hindurchtreten kann.

Die Bezugszeichen 11, 12 und 13 bezeichnen eine Antriebswelle des Drehabschnitts 3a von Rad 3, Kontrollbereiche, die um das Rad 3 angeordnet sind, sowie einen Bereich, in welchem feh­ lerhafte Chips entfernt werden.

Die Funktionsweise der Vorrichtung zum Trennen und Zuführen von Chips gemäß der dargestellten Ausführungsform wird im folgenden beschrieben.

Von den Chips t, die, bedingt durch Vibration, nacheinander von der Einrichtung 1 zur linearen Zuführung befördert wer­ den, stößt ein erster Chip t₁ (siehe Fig. 3A) gegen den An­ schlagstift 8, der nahe des Eingangs des Saugabschnitts 7a₁ des Chipdurchgangs 7a nach oben verschoben wurde, so daß die­ ser angehalten wird.

Der Saugabschnitt 7a₁ ist jedoch luftdicht oder als Rohran­ ordnung ausgebildet und ist mit der Chipaufnahme 2 und der entsprechenden Luftsaugöffnung 6 verbunden, so daß die Chip- Ansaugkraft auf das äußere Ende des ersten Chips t₁ durch den Saugabschnitt 7a₁ und die Chipaufnahme 2 wirkt, bedingt durch das Ansaugen von Luft durch die Luftsaugöffnung 6.

Der Nicht-Saugbereich 7a₂ des Chipdurchgangs 7a ist zu einer umgebenden Atmosphäre offen, deshalb wirkt die obengenannte Ansaugkraft nicht auf den Nicht-Saugabschnitt 7a₂. Aus diesem Grund wirkt die Chip-Ansaugkraft nur auf den vordersten Chip t₁, so daß die nachfolgenden Chips t₂, t₃, etc. vollständig von der Ansaugkraft unbeeinflußt bleiben.

Wenn dann der Anschlagstift 8 gesenkt oder zurückgeschoben wird, kann der vorderste Chip t₁ durch die Chip-Ansaugkraft in den Saugabschnitt 7a₁ vorwärtsbewegt werden und wird schließlich durch Ansaugkraft gegen die Luftsaugöffnung 6 ge­ halten. Auf diese Weise werden die Chips t einzeln und ge­ trennt oder nacheinander zu den Chipaufnahmen 2 des Rades 3 transportiert, wie in Fig. 3B gezeigt.

Der Photomeßfühler 9 erfaßt einen Moment, in welchem der vor­ derste Chip t₁ während seiner Bewegung vom Anschlagstift 8 zur Chipaufnahme 2 in den Bereich des lichtdurchlässigen Fen­ sters 9a tritt und dadurch bewirkt, daß der Anschlagstift 8 wieder nach oben geschoben wird. Der Photomeßfühler 9 erfaßt außerdem einen Moment, in welchem der Chip t₁ sich hinter das lichtdurchlässige Fenster 9a bewegt, so daß Licht durch die­ ses treten und so der Schrittmotor angetrieben werden kann. Dies bewirkt die Drehung des Drehabschnitts 3a von Rad 3, mit welcher der vorderste Chip t₁ der nächsten Position zugelei­ tet wird, und hat zur Folge, daß die nächste Chipaufnahme 2 für den folgenden Chip t₂ die Chipaufnahme 1 für den ersten Chip t₁ ersetzt und das Rad 3 angehalten wird.

Wird der Anschlagstift 8 in der nach oben gerichteten Aus­ ziehposition gehalten, nachdem er abgesenkt wurde, um den Transport des vordersten Chips t₁ in die Chipaufnahme 2 zu bewirken, wirkt die Chip-Ansaugkraft ausschließlich auf Chip t₁, um diesen zur Chipaufnahme 2 zu transportieren, was zur Folge hat, daß der nachfolgende Chip t₂ von der Kraft unbe­ einflußt bleibt, so daß zwischen dem Anschlagstift 8 und dem Chip t₂ oder am Nicht-Saugabschnitt 7a₂ ein Leerbereich ent­ steht. Die Chip-Ansaugkraft wirkt jedoch nicht in diesem Leerbereich, um dadurch zu bewirken, daß der folgende Chip t₂, bedingt durch die Vorwärtsbewegung der nachfolgenden Chips, die von der Einrichtung zur linearen Zuführung 1 aus­ geführt wird, nach vorne transportiert wird, bis dieser gegen den wieder vorstehenden Anschlagstift 8 stößt.

Auf diese Weise kehrt die Vorrichtung in den Ursprungs- oder Anfangszustand zurück und die oben beschriebenen Vorgänge werden wiederholt.

Zusammengefaßt verhält es sich so, daß der Anschlagstift 8 zur gleichen Zeit gesenkt wird, zu der das Rad 3 angehalten wird, so daß der erste Chip t₁ angesaugt und zur Chipaufnahme 2 transportiert wird. Dann wird der Photomeßfühler 9 betä­ tigt, der bewirkt, daß der Anschlagstift 8 wiederum nach oben geschoben wird, gleichzeitig wird das Rad 3 gedreht. Dann wird das Rad angehalten und gleichzeitig wird der An­ schlagstift 8, gegen welchen der folgende Chip aufgrund sei­ ner Vorwärtsbewegung stößt, nach unten geschoben.

Die oben beschriebenen Arbeitsgänge der Vorrichtung werden wiederholt bei sehr hohen Geschwindigkeiten oder einer Ge­ schwindigkeit von 1500 bis 2000 Zyklen/Minute und mit sehr hoher Genauigkeit ausgeführt.

Das Rad 3, auf dessen Chipaufnahmen 2 die Chips gelagert wer­ den, trägt diese durch seine eigene Rotation, und die Kon­ trollbereiche 12 prüfen die elektrische Leistung der Chips.

Der Bereich 13, in welchem fehlerhafte Chips entfernt werden, entfernt Chips aus den Chipaufnahmen 2, die von den Kontroll­ bereichen als unbrauchbar erkannt wurden. Dann werden brauch­ bare Chips in die Chip-Einsetzöffnungen 5 des Bandes 4 direkt über dem Band 4 eingesetzt.

Das bisher Gesagte zeigt, daß die Vorrichtung zum Trennen und Zuführen von Chips der vorliegenden Erfindung derart konstru­ iert ist, daß die Chipaufnahmen des Rades in einer Weise an­ geordnet sind, daß die Chips darin exakt gelagert werden, un­ ter Beibehaltung des horizontalen Zustands, wie er von der Einrichtung zur linearen Zuführung vorgegeben ist, und daß die Chipaufnahmen jeweils am äußeren Ende eine Luftsaugöff­ nung aufweisen, durch welche konstant Luft gesaugt wird, um eine Chip-Ansaugkraft zu erzeugen. Eine derartige Konstruk­ tion ermöglicht es, daß die Ansaugkraft sofort auf die Chips wirkt, die nacheinander linear gegen jede Chipaufnahme in derselben horizontalen Ebene bewegt werden, so daß die Chips exakt in den Chipaufnahmen bei sehr hoher Geschwindigkeit und mit großer Genauigkeit gelagert werden. So ermöglicht die vorliegende Erfindung die Trennung und den Transport der Chips bei einer Geschwindigkeit, die um ein Vielfaches höher liegt als beim Stand der Technik.

Ferner wird, wie oben beschrieben, die Übertragung und das Auffangen von Licht bezüglich des lichtdurchlässigen Fensters dann ausgeführt, wenn der Chip der Chipaufnahme übergeben wird und der Meßfühler die Übertragung und das Auffangen er­ faßt, um den Anschlagstift zu betätigen und das Rad intermit­ tierend zu drehen, um die nächste Chipaufnahme gegenüber dem nächsten Chip auszurichten. Dadurch wird das Rad nur gedreht, nachdem der Chip vollständig der Chipaufnahme übergeben wurde, so daß die Raddrehung synchron zur Beendigung der Übergabe des Chips zur Chipaufnahme ausgeführt werden kann, im Gegensatz zur einfachen intermittierenden Drehung des Ra­ des bei konstanter Geschwindigkeit im Stand der Technik. Auf diese Weise kann der Chip exakt dem Rad übergeben werden, und dadurch werden mögliche Schwierigkeiten bei der Chipübergabe ausgeschlossen.

Ferner erfolgt die Drehung des Rades synchron mit den Chip­ transfer, so daß eine Erhöhung der Zuführrate der Chips durch die Einrichtung zur linearen Zuführung es ermöglicht, daß die Geschwindigkeit, bei welcher die Chips an die Chipaufnahmen übergeben werden, entsprechend erhöht wird. Durch die vorlie­ gende Erfindung erreicht deshalb die Zuführeinrichtung ein Chipzuführvermögen, das um ein Vielfaches das des Standes der Technik übertrifft. Die oben beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Transportrate für die Chips auf, die bei 1500 bis 2000 Chips/Minute liegt.

Ferner werden erfindungsgemäß die Chips, die nacheinander li­ near durch die Einrichtung zur linearen Zuführung zugeführt werden, jeweils zeitweise durch den Anschlagstift des Chip­ übergabereglers angehalten, um dadurch den Nachteil des Stan­ des der Technik zu vermeiden, der darin besteht, daß der Rand des Rades abgenutzt und/oder beschädigt wird aufgrund des ständigen Druckkontaktes des äußeren Endes des Chips mit dem Radrand, was zur Folge hat, daß die Haltbarkeit des sehr teu­ ren Rades wesentlich verlängert wird.

Darüberhinaus umfaßt der Chipdurchgang des Chipübergabereg­ lers einen Saug- und einen Nicht-Saugabschnitt, um zu bewir­ ken, daß die Saugkraft ausschließlich auf den vordersten Chip wirkt, der gegen den nahe des Eingangs der Saugöffnung ange­ ordneten Anschlagstift stößt, und daß der nachfolgende Chip, der sich in dem Nicht-Saugabschnitt befindet, nicht von der Ansaugkraft beeinflußt wird, was zur Folge hat, daß das Pro­ blem, daß zwei oder mehr Chips gleichzeitig zur Chipaufnahme transportiert werdend erfolgreich verhindert wird.

Claims (3)

1. Vorrichtung zum automatischen Trennen und Zuführen von Chips, die folgendes umfaßt:

• - ein Rad (3) mit Chipaufnahmen (2), die am Rand des Rades in gleichen Abständen angeordnet sind, um Chips exakt zu lagern, wobei die Chipaufnahmen (2) jeweils am äußeren Ende eine Luftsaugöffnung (6) aufweisen;
• - eine Einrichtung (1) zur linearen Zuführung, die ge­ genüber von den Chipaufnahmen (2) angeordnet ist,
• - einen Chipübergaberegler (7), der zwischen dem äuße­ ren Ende der Einrichtung zur linearen Zuführung (1) und dem Rad (3) angeordnet ist, wobei der Chipüberga­ beregler einen ausziehbaren Anschlagstift (8) und einen Photomeßfühler (9) umfaßt und in Verbindung mit der Erfassung des Photosensors den Grad des Vorste­ hens des Anschlagstiftes (8) und den Antrieb des Ra­ des (3) steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Chipaufnahmen (2) des Rades (3) jeweils eine kleine Ausnehmung aufweisen, die horizontal und in rechteckiger Form am Rand des Rades (3) ausgebildet ist, wobei das Rad (3) einen Drehabschnitt (3a) aufweist, der steuerbar in­ termittierend durch eine Antriebseinrichtung (11) gedreht wird und der am Rand des Rades (3) mit den Chipaufnahmen (2) vorgesehen ist, und wobei das Rad ferner einen fest­ stehenden Abschnitt (3b) aufweist, der unterhalb des Drehabschnitts (3a) angeordnet ist und einen ringförmigen Luftsaugkanal (10) aufweist, der mit den Luftsaugöffnun­ gen (6) verbunden ist, wodurch Luft konstant von den Chipaufnahmen (2) durch den Luftsaugkanal (10) in das Rad (3) gesaugt werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Chipübergaberegler einen Chipdurchgang (7a) umfaßt, durch welchen die Einrichtung zur linearen Zuführung (1) an ihrem äußeren Ende mit den Chipaufnahmen (2) des Rades (3) verbunden ist, wobei der Chipdurchgang (7a) einen Saugabschnitt (7a₁) und einen Nicht-Saugabschnitt (7a₂) umfaßt, und wobei der Anschlagstift (8) nach oben ver­ schiebbar neben einem Eingang des Saugabschnitts (7a₁) des Chipdurchgangs (7a) angeordnet ist und wobei der Pho­ tomeßfühler ein lichtdurchlässiges Fenster (9a) umfaßt, das vor dem Anschlagstift (8) vorgesehen ist.