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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Extrahieren von
elektronischen Komponenten, insbesondere zum Extrahieren von elektronischen
Chips und/oder zum Extrahieren von anderen elektronischen Komponenten,
zum Beispiel anschlussfreie Gehäuse
(LLP) von einer Halbleiterplatte und/oder einer ausgeschnittenen
Leiterplatine.
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Elektronische
Chips und LLP beispielsweise sind Komponenten von sehr kleiner Grösse. Elektronische
Chips werden aus Halbleiterplatten, die allgemein rund sind und
ungefähr
10 bis 30 Zentimeter im Durchmesser haben, in Serie geformt. Andere
elektronische Komponenten so wie LLP für ihren Teil werden allgemein
auf rechteckigen Platten, die Leiterplatine genannt werden, hergestellt.
Jede Platte kann bis zu einigen tauschend Komponenten, zum Beispiel
Chips oder LLPs umfassen. Nach deren Herstellung werden die elektronischen
Komponenten voneinander geteilt und dann einzeln von ihrer Platte extrahiert.
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Gemäss dem Prinzip,
das in den meisten Extraktionsvorrichtungen übernommen wurde, werden die
Platten auf eine elastische Membran geklebt und geschnitten, um
die individuellen Komponenten, zum Beispiel die Chips oder LLPs,
auszuwählen.
Während
dieser Operation muss die Membran intakt bleiben, um danach auf
einem starren Rahmen gestreckt zu werden, um so die einzelnen elektronischen
Komponenten voneinander zu trennen. Das individuelle Extrahieren
von jeder Komponente von der ausgeschnittenen Platte wird allgemein
durch die gesteuerte Aktion von einem oder mehreren Extraktoren,
zum Beispiel eine oder mehrere Nadeln ausgeführt, wobei die zu extrahierende
elektronische Komponente von unten gedrückt wird und ein Saugkopf sie
von oben entfernt.
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In
den aus dem Stand der Technik bekannten Extraktionsvorrichtungen
werden die Bewegungen von dem oder den Extraktoren allgemein durch
pneumatische Stellglieder kontrolliert oder durch das Drehen von
Zylindermaschinen, die mit einem Nockensystem verbunden ist, wie
dies zum Beispiel in dem Patent
US5755373 beschrieben
ist. Die Beschleunigung von diesen Systemen ist durch ihre Trägheit durch
die Massen der bewegenden Teile begrenzt.
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Ihre
Geschwindigkeit ist deshalb begrenzt, besonders über kurze Entfernungen, was
die maximale Rate der Extraktionsvorrichtungen begrenzt. Wegen der
bewegenden Massen, werden diese Systeme auch einem schnellen Alterungsprozess
ihres Mechanismus unterworfen, was die Lebenserwartung beeinträchtigt.
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Patentanmeldung
EP0565781 beschreibt eine
Extraktionsvorrichtung, in welcher der Extraktor, namentlich eine
Nadel, fixiert ist, während
der Stütze, auf
welche die Membran platziert ist, mobil ist. Die Konstruktion von
solchen Vorrichtungen ist jedoch bedeutend komplexer als von Vorrichtungen,
in welchen die Stütze
fixiert ist und der Extraktor mobil. Weiter sind die Nachteile von
den vorher genannten Vorrichtungen wegen der grossen Masse der Stütze, der
Platte und von ihrem Rahmen grösser.
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Einmal
extrahiert werden die elektronischen Komponenten allgemein elektronisch
getestet, visuell kontrolliert und/oder in honigwabenförmigen Bändern, Miniplatten
oder durch irgendeine Aufbereitung, die für solche Komponenten verwendet
werden, aufbereitet. Alle diese Operationen werden oft auf den individuellen
Komponenten durch automatisierte Verarbeitungslinien, die bei hoher
Geschwindigkeit arbeiten, die wesentlich höher als die Geschwindigkeiten
der aus dem Stand der Technik bekannten Extraktionsvorrichtungen
ist, durchgeführt, was
entweder die Verwendung von mehreren parallelen Extraktionsvorrichtungen
für jede
Verarbeitungslinie (wie zum Beispiel auf den „Die-bonding" Linien des Standes
der Technik) oder die Reduzierung der Geschwindigkeit der Verarbeitungslinie
bedeutet.
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Die
Integration der Stand der Technik Extraktionsvorrichtungen in die
Verarbeitungslinie ist allgemein schwieriger, wegen ihrer Raumanforderungen. Die
Extraktionsvorrichtungen müssen
fähig sein,
alle Komponenten der ausgeschnittenen Platte, inklusive dieser nahe
der Peripherie, zu entfernen. Der Extraktionspunkt ist allgemein
fixiert und der freie Platz um diesen Extraktionspunkt korrespondiert
praktisch mit einem Umfang, dessen grösste Dimension gleich dem doppelten
der grössten
Dimension von dem Rahmen ist, der die ausgeschnittene Platte hält. Unter
diesen Bedingungen ist es schwierig, wenn nicht unmöglich, solche
Vorrichtungen in Verarbeitungslinien zu integrieren, die um ein
Fliessband angeordnet sind, weil der Extraktionspunkt nicht genügend nahe zu
dem Fliessband für
Chips oder LLPs gebracht werden kann, um durch die Komponentenhalter
des Fliessbandes während
ihrer Extraktion direkt entfernt zu werden.
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Das
Dokument US-A-4 472 218 wird als nächstliegender Stand der Technik
der Erfindung betrachtet. Dieses Dokument beschreibt eine Vorrichtung
mit mindestens einem Extraktor für
die Extraktion von elektronischen Komponenten aus einer zerschnittenen
Platte, indem die elektronische Komponente, die aus der besagten
zerschnittenen Platte zu extrahieren ist, gestossen wird. Die Komponenten werden
durch die Wirkung eines Extraktors extrahiert, der durch einen linearen
Schrittschaltmotor angetrieben wird.
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Es
ist Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Extrahieren
von elektronischen Komponenten aus ausgeschnittenen Platten vorzuschlagen,
die fähig
ist, bei höheren
Geschwindigkeiten als die im Stand der Technik bekannten Vorrichtungen
zu arbeiten.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Extrahieren von elektronischen Komponenten aus ausgeschnittenen
Platten vorzuschlagen, die fähig
ist, direkt in eine Verarbeitungslinie integriert zu werden.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zum Extrahieren von elektronischen Komponenten aus ausgeschnittenen
Platten vorzuschlagen, das eine grössere Lebenserwartung dank
geringerer Reibung der mechanischen Teile hat.
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Diese
Ziele werden durch eine Vorrichtung und ein Verfahren mit den Merkmalen
der korrespondierenden unabhängigen
Ansprüche
gelöst,
wobei vorteilhafte Ausführungsformen
in den abhängigen Ansprüchen angegeben
sind.
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Diese
Ziele werden insbesondere durch eine Vorrichtung im besonderen durch
eine Vorrichtung zum Extrahieren von elektronischen Komponenten aus
einer ausgeschnittenen Platte, die eine Nadel zum Extrahieren der
elektronischen Komponente umfasst, gelöst, wobei die Nadel oder Nadeln
durch einen elektromagnetischen Linearwandler getätigt wird.
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Die
Verwendung von einem elektromagnetischen Linearwandler, bevorzugt
ein Schwingspulemotor, um die Bewegungen des Extraktors oder der Extraktoren,
zum Beispiel von einer Nadelextraktion, zu generieren, erlaubt der
Extraktionsvorrichtung eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit zu erreichen, gleich
oder grösser
als die von den meisten existierenden Verarbeitungslinien.
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Obwohl
es in dem Gebiet der Extraktion von elektronischen Komponenten vorgeschlagen
wurde, ist der Gebrauch von elektromagnetischen Wandlern dazu bestimmt,
mechanische Elemente, die eine beträchtliche Trägheit durch ihre grosse Masse und/oder
von zusätzlichen
elastischen Elementen haben, zu bewegen, ohne einen grossen Anspruch auf
eine grosse Genauigkeit zu haben. Die Bewegungen der elektromagnetischen
Wandler enthalten das Bewegen von nur sehr wenigen Teilen, die sich
praktisch ohne Reibung bewegen. Ihre Trägheit ist sehr gering, besonders
in Schwingspulemotoren, in welchen das bewegliche Teil eine elektrische
Spule ist, wobei die schwereren Teile, insbesondere die Magnete,
befestigt sind. Elektromagnetische Wandler sind allgemein und Schwingspulemotoren
im speziellen zu sehr schnellen Beschleunigungen fähig, was sehr
schnelle Bewegungen über
kurze Distanzen ermöglicht.
Die erfindungsgemässe
Vorrichtung nimmt Vorteil von diesem Merkmal durch den Gebrauch
von linearen elektromagnetischen Stellgliedern, deren Bewegungen
direkt zu dem Extraktor oder dem Extratoren übermittelt werden, deren Masse
und Widerstand gegen Verschiebungen auch sehr gering sind. Die vorliegende
Erfindung macht es möglich,
Extraktionsvorrichtungen zu realisieren, die sehr hohe Geschwindigkeiten
erreichen.
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Gemäss einen
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung weist die Extraktionsvorrichtung weiter Mittel auf,
die es dem Rahmen, der die ausgeschnittene Platte halten, erlauben,
in einer horizontalen Ebene zu rotieren, was den freien Platz, der
um den Extraktionspunkt benötigt
wird, beträchtlich
reduziert.
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Die
Erfindung wird durch die Beschreibung von seinen bevorzugten Ausführungsformen,
die durch die 1 bis 6 illustriert
werden, besser verstanden, wobei
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1 eine
perspektivische Ansicht der Komponentenextraktionsvorrichtung zusammen
mit einer Test und/oder Verarbeitungslinie gemäss einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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2 eine
Seitenansicht der Komponentenextraktionsvorrichtung gemäss einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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3 eine
Frontansicht der Komponentenextraktionsvorrichtung gemäss einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt,
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4 ein
Detail von einem Kopf der Extraktionsvorrichtung und von dem Mechanismus
zum Halten der ausgeschnittenen Platte zeigt,
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5A bis 5C die
Bewegungen von der Nadel der Extraktionsvorrichtung und dem Saugkopf während der
Extraktion eines Chips von einer ausgeschnittenen Platte illustriert,
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6 in
der Form eines Diagramms den freien Platz, der um einen Extraktionspunkt
gemäss
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung benötigt
wird, illustriert.
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In
seinem bevorzugten Ausführungsbeispiel, das
durch die 1 illustriert wird, umfasst
die Extraktionsvorrichtung gemäss
der Erfindung ein bevorzugt kreisförmiges Förderband 1, um welches
eine gewisse Anzahl von Verarbeitungsstationen (nicht dargestellt)
verteilt sind, zum Beispiel Test- und Mikroschweissstationen. Die
Bewegungen des Förderbandes 1 sind
bevorzugt indiziert, was an seiner Peripherie eine vorgegebene Anzahl
von Orten definiert, an welche die Verarbeitungsstationen platziert werden
können.
Komponentenhalter 11, vorzugsweise Saugköpfe, werden
regelmässig
an der Peripherie des Förderbands 1 verteilt,
was es den elektronischen Komponenten erlaubt, von einer Verarbeitungsstation
zur nächsten
transportiert zu werden. Aus Gründen
der Übersichtlichkeit
wurde lediglich ein einziger Saugkopf 11 in der 1 dargestellt.
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Eine
der Orte, die um das Förderband
definiert sind, wird durch eine Führungsnase 3 besetzt, die
auf einer vorzugsweise zylindrischen und vertikalen Stütze 25 montiert
ist, wobei sich in dem Zentrum eine Nadel (nicht dargestellt in
der 1) befindet, die dazu dient, die elektronischen
Komponenten zu extrahieren. Bei jedem Schritt des Förderbandes 1 befindet
sich ein Saugkopf 11 selbst präzise über dem Zentrum der Führungsnase 3 und
folglich über der
Nadel.
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Eine
Kamera 8, die es erlaubt, das Zentrieren der zu extrahierenden
Komponente über
der Führungsnase 3 zu
kontrollieren, wird über
der Komponente angebracht. Ihr Objektiv 80 wird bevorzugt nach
unten gerichtet und relativ zur Führungsnase 3 zentriert.
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Ein
Stossring 4, der zwischen dem Objektiv 80 der
Kamera 8 und der Führungsnase 3 angeordnet
wird, erlaubt die vertikale Bewegung des Saugkopfes 11,
während
das Zentrum des Sichtfeldes der Kamera 8 freigelassen wird.
Der Stossring 4 ermöglicht
es dem Saugkopf 11 durch Drücken auf die Extremitäten seiner
oberen Teile hinunter zu gestossen zu werden. Die Bewegungen des
Stossrings 4 werden durch einen Schwingspulemotor 40 generiert, der
sich auf einer festen Platte 50 befindet, die oberhalb
der Saugköpfe 11 platziert
ist und durch starre Befestigungselemente 51, zum Beispiel
durch starre Rohre, an einem festen Element 5 der Vorrichtungsstruktur
befestigt ist. Auf der festen Platte 50 gibt es auch ein
Messlineal 49, welches es erlaubt, die Bewegungen des Schwingspulemotors 40 und
folglich des Stossrings 4 zu messen.
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Die
ausgeschnittene Platte (nicht dargestellt), von welcher die elektronischen
Komponenten zu extrahieren sind, wird in ihrem Rahmen zwischen der
Führungsnase 3 und
dem Saugkopf 11 durch eine X-Y Platte (nicht dargestellt)
gehalten, die ihr auch erlaubt, horizontal verschoben zu werden.
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Die
Hauptelemente der Extraktionsvorrichtung gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung werden detaillierter durch die 2 und 3 illustriert.
Wenn es nicht anders gesagt wird, bezeichnen in allen Figuren gleiche
Bezugszeichen das gleiche Element oder gleiche Elemente. Die Struktur
und Funktionsweise der erfindungsgemässen Extraktionsvorrichtung
werden hiernach in dem Rahmen von Extraktion von elektronischen
Chips von ausgeschnittenen Halbleiterplatten beschrieben. Der Fachmann
wird jedoch verstehen, dass die beschriebene Struktur und die Funktionsweise
auch auf die Extraktion von irgendeinem anderen Typen von elektronischen
Komponenten, die in Platten oder Leiterplatinen während mindestens
einem Teil ihres Verarbeitungsprozesses vorliegen, anwendbar sind, zum
Beispiel die Extraktion von LLP von einer ausgeschnittenen Leiterplatine.
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Die
zylindrische Stütze 25,
auf welcher sich die Führungsnase 3 befindet,
wird an der Bezugsfläche 6 der
Extraktionsvorrichtung befestigt. Auf dieser Referenzfläche 6 werden
auch die anderen Verarbeitungsstationen (nicht dargestellt) befestigt,
die um das kreisförmige
Förderband 1 angeordnet
sind. Ein Verlängerungsschlauch 23 wird
in der zylindrischen Stütze 25 durch
zwei Kugellagerhülsen 251, 252 gehalten,
was ihm erlaubt, vertikal zu gleiten. Eine Stütze 21, die die Nadel 2 zur
Extraktion der Chips trägt, wird
auf den Verlängerungsschlauch 23 befestigt.
Die Extremität
der Nadel 2 kann von dem Zentrum der Führungsnase 3 durch
eine Öffnung
herausstrecken, die auch dazu dient, Luft zum Saugen oder Blasen des
flexiblen Films durchzulassen.
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Der
Verlängerungsschlauch 23 erstreckt
sich durch die Bezugsfläche 6,
unter welcher er mit einer mobilen Platte 22 befestigt
ist, die selbst mit einer mobilen Spule 201 des Schwingspulemotors 20 verbunden
ist, nach unten.
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Schwingspulemotoren
sind elektromagnetische Wandler, dessen beweglicher Teil eine Spule ist,
die in ein magnetisches Feld, welches durch befestigte Magneten
erzeugt wird, gestellt wird. Wenn ein Strom in der beweglichen Spule
induziert wird, wird letztere einer Kraft unterworfen, dessen Richtung
von dem Vorzeichen der Spannung abhängt und eine Bewegung verursacht.
Die Spule wird vorzugsweise geführt,
zum Beispiel durch Schienen oder in Kugellagerführungshülsen, und kann sich deshalb entlang
einer linearen Achse bewegen. Gemäss einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird die Führungsfunktion
durch Kugellagerhülsen 251, 252 mit
der Hilfe eines Pins 220 erfüllt, der fähig ist, in einem angepassten
Loch unter der Bezugsfläche 6 zu
gleiten, was die bewegliche Platte 22 davon abhält, zu rotieren.
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Der
Schwingspulemotor 20, der die Bewegungen der Nadel 2 so
wie der damit verbundenen Elemente kontrolliert, wird vorteilhaft
an einer festen Stütze 60 befestigt,
die sich unter der Bezugsfläche 6 befindet
und an diese befestigt, zum Beispiel geschraubt, ist, was die Bezugsfläche 6 für die X-Y
Platte (nicht dargestellt) befreit. Der Schwingspulemotor 20 wird
vorzugsweise so angeordnet, dass die Verschiebungen von seiner beweglichen
Spule 201 auf einer vertikalen Achse geschehen. Das elektrische Terminal 200 der
beweglichen Spule 201 wird mit einer Stromquelle verbunden,
die mit dem Kontrollsystem der Vorrichtung (nicht dargestellt) kontrolliert wird.
Das Kontrollsystem kann deshalb die nach oben und nach unter gerichteten
Bewegungen der beweglichen Spule 201 und folglich der Nadel 2 durch
Zirkulation eines elektrischen Stroms mit einer vorbestimmten Richtung
und Intensität
in der beweglichen Spule 201 kontrollieren.
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Die
Verschiebungen der beweglichen Platte 22 und folglich der
Nadel 2 werden durch ein Messlineal 29 gemessen
und die erhaltene Information wird durch das Kontrollsystem verarbeitet.
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Die
untere Extremität
des Verlängerungsschlauches 23 wird
durch eine Leitung 230 mit einem pneumatischen System (nicht
dargestellt) verbunden, welches auch durch das Kontrollsystem der
Vorrichtung kontrolliert wird. Das pneumatische System kann Luft
durch den Verlängerungsschlauch 23,
der an seiner oberen Extremität
unter der Stütze 21 der Nadel 2 offen
ist, ansaugen und/oder ausblasen. Ein Luftvakuum und/oder ein Überdruck,
dessen Gebrauch weiter unten erläutert
wird, kann also in der Führungsnase 3 erzeugt
werden.
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Die
Saugköpfe 11,
von welchen nur einer in dem 2 und 3 dargestellt
ist, werden durch Kugellagerhülsen 12 gehalten,
die an den Extremitäten
der Arme 10 des kreisförmigen
Förderbandes 1 befestigt
sind und in welchen sie gleiten können. Eine Feder 13,
die sich zwischen dem Arm 10 des Förderbandes 1 und dem
oberen Teil 110 des Saugkopfes 11 befindet, hält den letzteren
in seiner oberen Position. Ein Stoppelement 112, der den
unteren Teil des Saugkopfes 11 umklammert, bestimmt diese
obere Position durch Begrenzung der nach oben gerichteten Verschiebung
des Saugkopfes 11. Das Stoppelement 112 umfasst
vorzugsweise einen Pin 113, der fähig ist, in einer korrespondierenden Öffnung zu gleiten,
die in dem Arm 10 des Förderbandes 1 geschaffen
ist, was den Saugkopf 11 davon abhält, zu rotieren.
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Der
Stossring 4 erlaubt es, dem Saugkopf 11, der sich über der
Führungsnase 3 befindet
ist, abzusenken. Er ist durch einen Pin 42 mit einer beweglichen
Platte 41, die mit der beweglichen Spule 401 des
Schwingspulemotors 40 vereint ist, verbunden. Der Pin 42 wird
in einer Kugellagerhülse 52 gehalten, welche
auf der festen Platte 50 befestigt ist, und in welcher
er vertikal gleiten kann. Eine Feder 43, die sich zwischen
der festen Platte 50 und der beweglichen Platte 41 vorzugsweise
um den Pin 42 befindet, hält den Stossring 4 gegen
die feste Platte 50 nach oben. In dieser Position ist der
Stossring 4 nicht in Kontakt mit dem Saugkopf 11,
der sich unter ihm befindet, und das Förderband 1 kann vorteilhaft
einen Schritt vorgerückt
werden, um einen neuen Saugkopf 11 unter den Stossring 4 zu
präsentieren.
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Die
Terminals 400 der beweglichen Spule 401 des Schwingspulemotors 40 werden
vorzugsweise durch das Kontrollsystem der Vorrichtung mit einer
Stromquelle (nicht dargestellt) verbunden. Die Bewegungen der beweglichen
Spule 401 und folglich des Stossrings 4 werden
also durch das Kontrollsystem kontrolliert, das insbesondere die
bewegliche Platte 41 gegen die Kraft der Feder 43 durch
einen Strom mit einer entsprechenden Richtung, der durch die bewegliche
Spule 401 fliesst, absenken kann. Der Stossring 4,
wenn abgesenkt, treibt durch seine Bewegung den Saugkopf 11,
der sich unter ihm befindet, durch Drücken auf seine Extremitäten seines oberen
Teils 110. Um irgendeine ungewünschte Rotation zu vermeiden,
umfasst der Stossring 4 einen Pin 48, der in einer
Hülse 58,
die mit der festen Platte 50 befestigt ist, gleitet (3).
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Die
Bewegungen der beweglichen Platte 41 werden bevorzugt durch
ein Messlineal 49 gemessen und die Daten werden durch das
Kontrollsystem verarbeitet, was eine bessere Kontrolle der Bewegungen
des Stossrings 4 und deshalb des Saufkopfes 11,
der sich unter dem Stossring 4 befindet, über der Führungsnase 3.
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Die
Position der Kamera 8 wird in 3 illustriert.
Das Objektiv 80 ist über
der Führungsnase 3 gegenüber der Öffnung 45 des
Stossrings 4 nach unten orientiert. Während der Bewegungen des Förderbandes 1 wird
der Saugkopf 11, der einen elektronischen Chip entfernt
hat, von der Führungsnase 3 wegbewegt,
was das Sichtfeld der Kamera 8 befreit, welche so durch
die Öffnung 45 des
Stossrings 4 die Position des nächsten zu extrahierenden Chips,
der sich auf der Führungsnase 3 befindet,
filmen kann. Das Sichtfeld der Kamera 8 wird dann wird
durch den neuen Saugkopf 11 besetzt, der über der
Führungsnase 3 durch
das Förderband 1 gestellt
wird.
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4 zeigt
in einem Schnitt ein Detail der Führungsnase 3, auf
welcher sich die ausgeschnittene Platte 9 befindet. Die
ausgeschnittene Platte 9 wird an die elastische Membran 90 geklebt,
die auf einem Rahmen (nicht dargestellt) gestreckt wird. Die ausgeschnittene
Platte 9 wird so positioniert, dass der nächste zu
extrahierenden elektronische Chip 91 in das Zentrum der Führungsnase 3 gestellt
wird. Die Führungsnase 3 umfasst
Düsen 30,
die mit dem Verlängerungsschlauch 23 verbunden
und um die Nadel 2 verteilt sind, durch welche Luft angesaugt
werden kann, um die elastische Membran 90 fest gegen die obere
Oberfläche
der Führungsnase 3 zu
pressen. Vorzugsweise können
diese Düsen 30 auch
Luft ausblasen, um die Verschiebungen der Platte 9 während dem
Zentrieren des zu extrahierenden Chips 91 zu erleichtern.
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Wenn
er einmal zentriert wurde, ist der zu extrahierende Chip 91 präzise über der
Nadel 2 gestellt. Die Hauptschritte der Extraktion des
Chips 91 sind durch die 5A bis 5B illustriert.
In einem ersten Schritt wird der Saugkopf 11 abgesenkt,
bis er in Kontakt mit dem Chip 91 kommt. Die Düse des Saugkopfes 11 saugt
Luft an, um den Chip 91 durch ein Luftvakuum zu halten.
Die Nadel 2 und der Saugkopf 11 werden dann gleichzeitig
nach oben bewegt, wobei der elektronische Chip 91 angehoben
wird und er teilweise von der elastischen Membran 90 entfernt wird.
Die perfekte Synchronisation der Bewegungen der Nadeln 2 und
des Saugkopfes 11 ist für
die Qualität
und die Reproduktion der Extraktion sehr wichtig. Es wird dank der
Symmetrie der Motorisierung optimal erreicht: derselbe Schwingspulemotor
und dasselbe Messlineal werden für
beide Elemente verwendet und die Gesamtmassen sind ähnlich.
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Während der
Extraktion bleibt der elektronische Chip, welcher dem zu extrahierenden
Chip 91 am nächsten
ist, gegen die Oberfläche
der Führungsnase 3 unter
der Luft, die durch die Düsen 30 angesaugt
wird, gedrückt.
Der Saugkopf 11 wird dann zu dem Maximum angehoben, während die
Nadel 2 wieder abgesenkt wird. Der Chip 91 wird
dann von der elastischen Membran 90 entfernt, welche zu
ihrer anfänglichen
Position zurückkehrt.
Das Förderband 1 kann
dann einen Schritt vorrücken,
um den Chip 91 zu der nächsten
Verarbeitungsstation, zum Beispiel der Teststation zu transportieren.
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Nach
jeder Extraktion von einem elektronischen Chip, wenn das Förderband
zum nächsten Schritt
vorrückt,
wird die ausgeschnittene Platte 9 durch die X-Y Platte
verschoben, um dem Zentrum der Führungsnase 3 einen
neuen zu extrahierenden Chip zu präsentieren. Während der
Verschiebungen der ausgeschnittenen Platte 9 wird vorzugsweise
Luft durch die Düsen 30 geblasen,
was das Gleiten der Membran 90 auf der Oberfläche der
Führungsnase 3 zu
ermöglicht.
In einer ersten Bewegung wird die Platte 9 ohne visuelle
Kontrolle verschoben, um den nächsten
zu extrahierenden Chip zum Zentrum der Führungsnase 3 zu bewegen.
Die wahre Position des nächsten
Chips wird durch die Kamera 8 gefilmt, wenn ihr Objektiv
frei von dem Saugkopf 11 ist. Diese Daten werden zu dem
Kontrollsystem übermittelt, das
die notwendigen Korrekturen berechnet, um den Chip perfekt zu zentrieren.
Diese Position der Platte 9 wird dann gemäss den Instruktionen
des Kontrollsystems während
der letzten Momente der Bewegungen des Förderbandes 1 korrigiert.
Die Düsen 30 der
Führungsnase 3 saugt
dann Lust an, um die elastische Membran 90 gegen die Oberfläche der
Führungsnase 3 zu
drücken.
Der nächste
Chip kann dann von der ausgeschnittenen Platte 9 extrahiert werden.
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Weil
die bewegende Masse des Schwingspulemotors 20, 40,
der für
den Antrieb der Nadel 2 und den Stossring 4 der
Vorrichtung gemäss
der bevorzugten Ausführungsform
verwendet wird, sehr gering ist, im Allgemeinen kaum grösser als
die Massen ihrer beweglichen Spule 201, 401, können diese
Motoren sehr grosser Beschleunigung unterworfen werden, was wiederholte
Bewegungen bei sehr hohen Geschwindigkeiten, insbesondere über kürze Distanzen,
erlaubt. Die Verwendung von solchen Stellgliedern für den Antrieb
der Nadel 2 zur Extraktion elektronischer Chips erlaubt
es, die Extraktionsvorrichtungen so zu konstruieren, so dass die
Geschwindigkeit genügend
ist, um sie direkt in eine automatisierte Verarbeitungslinie zu
integrieren, ohne diese in ihrer Geschwindigkeit herabzusetzen.
Die Chips können deshalb
direkt von der ausgeschnittenen Platte 9 durch die Komponentenhalter 11 des
Förderbandes extrahiert
werden, welches diese auch zu der folgenden Verarbeitungsstation
transportiert, was irgendein zwischengeschaltetes Transportgerät vermeidet.
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Die
Chips werden jedoch allgemein in grossen Serien auf Platten mit
relativ grossen Dimensionen hergestellt. Um diese Chips von der
ausgeschnittenen Platte 9 zu extrahieren, muss die letztere
fähig sein,
frei um den Extraktionspunkt in einem Radius, der mindestens gleich
dem Radius der Platte ist, verschoben zu werden. Diese Beschränkung macht
es schwer, wenn nicht unmöglich,
die Extraktionsnadel 2 unter dem Komponentenhalter 11 des
Förderbandes,
insbesondere eines kreisförmigen
Förderbandes 1,
dessen Arm 10 selten weit weg von seinem Zentrum ist, zu
stellen.
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Die
X-Y Platte (nicht dargestellt) der Vorrichtung gemäss der bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung, welche die ausgeschnittene Platte 9 zwischen
der Führungsnase 3 und
dem Saugkopf 11 hält,
umfasst vorzugsweise ein Stellglied, welche es erlaubt, die ausgeschnittene
Platte in einer horizontalen Ebene zu wenden. Auf diese Weise können zum Beispiel
die elektronischen Chips, die sich in der Hälfte der Platte am nächsten zum
Zentrum des Förderbandes
befinden, zuerst extrahiert werden, die Platte wird dann um 180° gedreht,
um es zu erlauben, die Chips von der anderen Hälfte der Platte zu extrahieren,
ohne den Rahmen näher
zum Zentrum des Förderbandes 1 rücken zu
müssen.
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Die
reduzierten Platzerfordernisse um den Extraktionspunkt durch die
Rotation der ausgeschnittenen Platte 9 wird in der 6 dargestellt,
welche in der Form eines Diagramms eine Ansicht auf die Vorrichtung
von oben gemäss
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. Das Förderband 1 der
Vorrichtung ist ein kreisförmiges
Förderband
mit zweiunddreissig diskreten Positionen und folglich zweiunddreissig
potentiellen Orten und zweiunddreissig Komponentenhaltern 11 an
seiner Peripherie.
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Die
ausgeschnittene Platte 9, die an die elastische Membran 90 geklebt
ist, wird auf dem Rahmen 99 gehalten. Der Rahmen 99 wird
horizontal zwischen der Führungsnase
(nicht dargestellt) und einem der Saugköpfe 11 des Förderbandes 1 gestellt. Gemäss der Disposition,
die in 6 in der Form eines Diagramms illustriert ist,
ist die ausgeschnittene Platte 9 auf der Führungsnase
zentriert. Die erfindungsgemässe
Vorrichtung umfasst ein Stellglied (nicht dargestellt), welches
fähig ist,
den Rahmen 99 und folglich die ausgeschnittene Platte 9 um
180° in der
horizontalen Ebene zu drehen. In einem ersten Schritt werden nur
die elektronischen Chips extrahiert, die sich in der Hälfte der
ausgeschnittenen Platte 9 befinden, die am nächsten zum
Zentrum des Förderbandes
sind. Der Rahmen 99 wird dann um 180° gedreht und die Hälfte der
ausgeschnittenen Platte 9, die immer noch zu extrahierende
Chips umfasst, wird dann bei dieser Wendung näher an das Zentrum des Förderbands 1 gestellt.
Deshalb müssen
nur die zu extrahierenden Chips, die sich in der Hälfte der
Platte 9 befinden, die sich am nächsten zum Zentrum des Förderbands 1 befindet,
fähig sein, über das
Zentrum der Führungsnase
gebracht zu werden.
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Der
Umfang, in welchem der Rahmen 99 gemäss diesem Verfahren fähig sein
muss, durch die X-Y Platte (nicht dargestellt) verschoben zu werden, ist
durch den Umriss 98 angegeben. Es ist in der 6 klar
sichtbar, dass dank dieser Rotation die Führungsnase beträchtlich
näher an
das Zentrum des Förderbands
platziert werden kann, was es erlaubt, alle Chips der Platte 9 direkt durch
die Komponentenhalter 11 des Förderbands 1 zu extrahieren, ohne
den letzteren zu weit weg von dem Zentrum des Förderbands 1 zu stellen.
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Der
Fachmann wird verstehen, dass dieses Verfahren zur Rotation der
ausgeschnittenen Platte 9 auch in irgendeinem anderen Extraktionssystem
des Standes der Technik angewendet werden kann, um den freien Platz,
der um den Extraktionspunkt der elektronischen Chips notwendig ist,
zu reduzieren.
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6 zeigt
weiter, dass der Platz, der notwendig ist, um die ausgeschnittene
Platte 9a um die Führungsnase
zu verschieben, allgemein den Gebrauch von allen definierten Orten
um das Förderband
verhindert. Um zu vermeiden, dass man sich in der Peripherie 98 befindet,
muss die nächste
Verarbeitungslinie 100 einige Orte weg von der gestellt werden,
die durch die Führungsnase
besetzt ist.
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Die
Extraktionsvorrichtung gemäss
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst eine einzelne Extraktionsnadel. Sie ist deshalb
besonders für
die Extraktion von elektronischen Komponenten von sehr kleiner Grösse geeignet.
Der Fachmann wird jedoch leicht verstehen, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung
angepasst werden kann, um mehrere Nadeln zu umfassen, die es erlauben,
Komponenten von grösserer
Grösse
zu extrahieren.
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Der
Fachmann wird auch verstehen, dass die Extraktionsnadel oder -nadeln
durch einen anderen Typen von beweglichen Extraktor ersetzt werden können, der
die elektronische Komponente stösst, um
sie aus der ausgeschnittenen Platte zu extrahieren. Die oder Extraktoren
können
zum Beispiel einen oberen Teil umfassen, der speziell an einen bestimmten
Teil einer Komponente angepasst ist, dessen Form es unterstützt, irgendwelche
Schäden
während der
Extraktion zu vermeiden.
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Die
Extraktionsvorrichtung gemäss
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein kreisförmiges
Förderband.
Es ist jedoch denkbar, andere Formen von Förderbändern so wie zum Beispiel lineare
Förderbänder zu
konstruieren.