KR20030016318A - 비접촉 방식으로 물체를 그립핑 및 홀딩하기 위한 장치 - Google Patents

Abstract

중력(F)의 방향(z)에 대항해 적어도 부분적으로 물체(1)의 상부에 그리고 여기로부터 이격되어 배치된 홀딩 엘리먼트(3)를 사용하여, 적어도 부분적으로 중력(F)의 방향(z)으로 향한 방향(z)으로부터 비접촉 방식으로 물체(1)를 그립핑 및 홀딩하기 위한 장치가 제공되고, 상기 장치는 경우에 따라 존재하는 입자의 동반 흐름 또는 이동이 광범위하게 방지된다. 이로 인해 본 발명에 따라, 홀딩 엘리먼트(3)가 레비테이션 웨이브의 발생을 위한 진동 홀딩 엘리먼트(3)로서 형성된다.

Description

비접촉 방식으로 물체를 그립핑 및 홀딩하기 위한 장치{Device for gripping and holding an object in a contactless manner}

예컨대 반도체 제조 및 마이크로 시스템 기술에서 다수의 부품의 표면에 접촉에 민감한 구조가 제공된다. 상응하는 부품은 아마도 압력- 또는 가속 센서용 부품으로서 박막, 텅 및 브리지와 같은 특히 가동성의 세밀한 에칭 구조를 포함한다. 여기서 손상을 방지하기 위해 부품의 비접촉식 그립핑 및 홀딩이 요구된다.

또한 그립퍼와 부품 표면의 기계적 접촉에 의해 입자들이 동반하여 흐르거나 또는 발생될 수 있으며, 경우에 따라 부품 표면 위로 끌려가질 수 있고, 이것은 제조의 수율에 나쁜 영향을 미친다.

또한 예컨대 프레쉬 래커링된 부품 등과 같은 민감한 표면 또는 코팅부를 가진 부품은 거의 모든 기술적 영역에서, 마찬가지로 비접촉 방식으로 그립핑 또는 홀딩될 수 있다.

특정 사용 경우에, 예컨대 지지면 또는 운반 장치 상에 제공된 부품의 그립핑시 또는 미리 제공된 물체 또는 부착 장소에 부품을 제공 또는 조립하기 위해,부품은 단지 상부로부터, 즉 중력의 방향으로 향한 방향으로부터 그립핑 또는 홀딩될 수 있다. 상응하는 사용 경우는 예컨대 반도체 디스크의 접착시 또는 소위 웨이퍼 본딩시 제공되고, 상응하는 부품은 상응하는 구조 또는 표면을 손상시키지 않으면서 정확히 그리고 규정된 압착력으로 부품 상에 제공될 수 있다. 이러한 사용 경우에는 그립퍼 또는 홀더가 사용될 수 없고, 이들은 홀딩될 부품을 2 개의 반대 방향으로 배치된 측면으로부터 홀딩 또는 그립핑한다.

상응하는 단일, 비접촉식 그립퍼 또는 홀더는 예컨대 DE 198 06 306 에 공지되어 있다. 상기 문서는, 공기 압축식 인장력 및 가압력에 의해 상응하는 물체가 중력의 방향으로 홀딩 엘리먼트의 하부에 비접촉 방식으로 배치되어 있는 장치를 공지한다.

그러나 이 경우 압축 공기식 인장력 및 가압력의 발생을 위해 가스가 상응하는 유출구로부터 유출되거나 또는 유입구 내로 흡입되는 단점이 있고, 이것은 입자 가 끌려가는 것과 그에 따른 제조 수율의 손실을 야기할 수 있다.

본 발명은 청구항 제 1항의 개념에 따른 중력 방향으로 향한 방향으로부터 비접촉 방식으로 물체를 그립핑 및 홀딩하기 위한 장치에 관한 것이다.

본 발명의 실시예는 도면에 도시되고, 도면을 참고로 하여 하기에서 더 자세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 장치의 개략적인 전면도,

도 2는 통합된 흡입 보어를 포함한 본 발명에 따른 홀딩 엘리먼트의 개략적인 횡단면도,

도 3은 블라인드 홀을 포함한 본 발명에 따른 추가 홀딩 엘리먼트의 개략적인 횡단면도,

도 4는 본 발명에 따른 추가 홀딩 엘리먼트의 상이한 관점으로 도시된 변형예,

도 5는 비접촉 방식으로 초음파가 횡방향 센터링된 상이하게 개략적으로 도시된 본 발명에 따른 장치,

도 6은 비접촉 방식으로 기체 정역학적으로 횡방향 센터링된 상이하게 개략적으로 도시된 본 발명에 따른 장치,

도 7은 기계적-접촉식으로 횡방향 센터링된 상이하게 개략적으로 도시된 본발명에 따른 장치 및

도 8은 본 발명에 따른 장치에 의한 수용- 또는 침강 공정의 상이한 작동 단계의 개략적인 도면.

본 발명의 목적은 경우에 따라 존재하는 입자의 끌려감 또는 이동을 광범위하게 방지하는, 방향 특히 중력으로 향한 방향으로부터 비접촉 방식으로 물체를 그립핑 및 홀딩하기 위한 장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적은 서두에 언급된 방식의 장치로부터 출발하여 청구항 제 1항의 특징에 의해 달성된다.

종속항에 제시된 조치에 의해 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예가 가능하다.

이에 상응하게 본 발명에 따른 장치는, 홀딩 엘리먼트가 레비테이션 웨이브의 발생을 위한 진동 홀딩 엘리먼트로서 형성되는 것을 특징으로 한다.

실제로 놀라운 방식으로, 특히 음파 레비테이션 웨이브를 발생시키는, 물체의 상부에서 중력의 방향에 대항해, 즉 음파 확장 방향에 대항해 배치된 단 하나의 홀딩 엘리먼트는 물체를 바람직한 간격을 두고 그립핑 또는 홀딩할 수 있는 것이 나타난다. 이 경우 제 2 홀딩 엘리먼트는 진동 홀딩 엘리먼트에 마주 놓인 물체, 예컨대 반사기 또는 2 개의 홀딩 엘리먼트 사이에 정상파를 발생시키기 위한 제 2 진동 홀딩 엘리먼트의 측면 상에 배치되어서는 안 된다.

또한 홀딩 또는 그립핑될 물체가 임의의, 특히 3차원 형태 또는 구조를 가질 수 있는 것이 나타난다. 또한 본 발명에 따른 장치에 의해 시이트, 박막, 종이, 섬유 등과 같은 휘어져서 느슨한 부품, 유리 엘리먼트와 같은 연약한 부품, 비교적 얇은 반도체 부품 등, 그리고 표면이 코팅된 물체 또는 표면이 민감한 구조를 가진 부품이 그들의 표면에서 비접촉 방식으로 그립핑, 홀딩 및 위치 설정될 수 있다.

지금까지 소위 근역 레비테이션의 물리적 원리에 의해 비접촉 방식으로 물체를 홀딩 또는 운반하는 장치가 이미 공지되어 있었다 (예컨대 US 5,810,155 또는 DE 199 16 922 참조). 그러나 상기 및 비교할 수 있는 장치에서, 홀딩 또는 운반될 물체가 진동 홀딩 엘리먼트의 상부에 배치된다는 점, 즉 진동 홀딩 엘리먼트가 중력의 방향으로 물체의 하부에 배치된다는 점은 공통적이다.

지금까지 전문 분야에 있어서, 특히 물체는 레비테이션 웨이브의 음압으로인해 진동 지지 엘리먼트로부터 밀려날 수 있다. 이에 상응하게 음파 근역 레비테이션의 원리를 사용하는 이미 공지된 장치는 물체의 하부 그립핑이 구현될 수 있는 용도에서만 제공된다.

그립핑 또는 홀딩될 물체의 하부 그립핑의 가능성은 본 발명에 따른 장치에 의해 필요한 것은 아니다. 따라서 본 발명에 따라 물체를, 비접촉 방식으로 수용 위치에서 측면 또는 상부로부터만 그립핑하여 들어올리고, 경우에 따라 일정한 간격에 걸쳐 운반하여 이어서 임의로 형성된 부착 장소에 위치시키는 것이 가능하다. 본 발명의 공고에 따라, 전문 분야는 이를 위해 필요한 정확한 설명을 추후에 제공한다.

바람직하게 진동 홀딩 엘리먼트는 16 kHz 내지 1 GHz, 특히 20 kHz 내지 40 kHz 사이의 주파수를 가진 초음파의 분리를 위해 형성된다. 이러한 조치에 의해 물체의 그립핑 및 홀딩을 위한 바람직한 홀딩 능력 또는 홀딩력이 구현될 수 있다. 바람직한 방식으로 그립핑 또는 홀딩될 물체에 따라 주파수의 매칭이 제공된다. 또한 이를 위해 무엇보다 각 사용 경우, 예컨대 소위 "픽 앤드 플레이스(Pick & Place)"-목적에 있어서 요구되는 운동 다이나믹에 대한 바람직한 매칭이 변환될 수 있다.

본 발명의 특정 개선예에서 물체에 마주 놓인 홀딩 엘리먼트의 홀딩면이 물체의 표면 섹션에 매칭된다. 이 경우 물체의 표면 섹션은 임의의, 특히 3차원 형태를 가질 수 있고, 상기 형태에 홀딩 엘리먼트의 홀딩면이 매칭될 수 있다.

경우에 따라 물체가 중력에 대해 거의 수직으로 배치된 평면 위로 돌출한 부분은 광범위하게 상응하는 평면의 홀딩 엘리먼트의 홀딩면의 돌출부에 상응한다. 이로 인해 바람직한 방법으로 특히 물체의 휨 방지 또는 센터링이 바람직한 에지 효과로 인해 구현된다. 이에 대해 대안적으로 홀딩 엘리먼트의 홀딩면의 돌출부는 이에 마주 놓인 물체의 표면 섹션의 돌출부보다 작게 형성될 수 있다.

본 발명의 상기 변형예는 무엇보다 물체가 빈틈으로부터 그립핑되거나 및/또는 빈틈 내에 위치 설정되는 것을 가능하게 하고, 상기 물체의 표면은 물체의 상응하는 돌출부에 광범위하게 상응한다. 예컨대 빈틈 안에 있는 전기 또는 마이크로 기계 부품은 기판의 다른 부품 사이에 배치될 수 있고, 상기 빈틈은 부품의 치수에 거의 상응한다. 이로 인해 경우에 따라 상응하는 기판 상에서 비교적 높은 부품 밀도가 구현될 수 있고, 이것은 상응하는 생산품의 바람직한 소형화를 야기할 수 있다.

예컨대 표면 섹션에 대한 홀딩면의 3차원적 매칭은, 홀딩면이 물체에 대한 상응하는 간격을 포함하여 거의 표면 섹션의 네거티브 형태로서 형성되는 방식으로 이루어진다. 따라서 홀딩 엘리먼트의 홀딩면은 예컨대 구형의 홀딩될 물체로서, 경우에 따라 구형 직경보다 대략 더 큰 직경을 가진 구형 절반 셸로서 형성된다.

또한 예컨대 자동차 산업 등에서 프레쉬 래커링된 차체 부분과 같은 복잡한 3차원으로 형성된 물체도 본 발명에 따른 상응하게 매칭된 복잡한 3차원 홀딩면을 가진 홀딩 엘리먼트에 의해 비접촉 방식으로 그립핑 또는 홀딩될 수 있고, 경우에 따라 수용 위치로부터 부착 장소로 운반되어 위치 설정되거나 또는 지지면에 가압될 수 있다.

바람직한 방법으로 표면 섹션의 영역은 상기 영역에 있는 홀딩 엘리먼트의 진동 방향에 대해 횡방향으로 배치된다. 이로 인해 레비테이션 웨이브의 진행 방향이 물체의 영역에 대해 수직으로 배치되는 것이 보장되고, 이것은 홀딩 능력의 바람직한 수용을 야기하고, 따라서 비교적 무거운 물체가 홀딩 또는 그립핑될 수 있다.

본 발명의 바람직한 변형예에서 홀딩 엘리먼트의 홀딩면은 홀딩 엘리먼트의 적어도 하나의 리세스의 적어도 하나의 개구를 포함한다. 이 경우 개구 및/또는 리세스는 임의의 횡단면 또는 임의의 형태를 가질 수 있다.

상기 조치의 변환시, 물체의 비접촉식 그립핑 및 홀딩을 위한 더 큰 홀딩력이 구현될 수 있는 것이 나타난다. 상기 관찰에서, 이 경우 리세스 내에 존재하는 가스 체적이 특히 물체와 홀딩 엘리먼트 사이의 갭 내로 흡입됨으로써, 리세스 내에는 물체를 홀딩 엘리먼트 또는 중력의 방향으로 당기는 저압이 발생할 수 있다는 전제를 기본으로 한다. 이로 인해 특히 홀딩된 물체를 가진 장치의 개선된 운동 다이나믹도 구현된다. 예컨대 홀딩 엘리먼트는 운동시 더 큰 가속 또는 운동 속도를 구현할 수 있다.

기본적으로 리세스의 깊이는 개구의 폭보다 더 크게 형성될 수 있고, 이로 인해 리세스는 비교적 큰 체적을 가질 수 있고, 동시에 비교적 큰 홀딩면이 구현될 수 있다. 리세스는 홀딩면의 개구에 마주 놓인 단부에서 경우에 따라 개방상태로 형성될 수 있다.

바람직하게 리세스는 보어, 특히 블라인드 홀로서 형성된다. 상응하는 보어는 바람직한 방법으로 큰비용을 들이지 않고 홀딩 엘리먼트 내에 제공될 수 있음으로써, 하나 또는 다수의 리세스를 포함한 홀딩 엘리먼트에 대한 제조 비용이 최소화될 수 있다.

본 발명의 특별한 개선예에서 중력을 향한 추가 파워를 발생시키기 위한 적어도 하나의 추가 파워 발생 유닛이 제공된다. 예컨대 이를 위해 자기적, 전기적, 전기 역학적, 압축 공기식 또는 비교할 만한 파워가 상응하는 파워 발생 유닛에 의해 발생될 수 있다. 이 경우 바람직한 방법으로 파워 발생 유닛이 마찬가지로 중력의 방향에 대항해 물체의 상부에 배치된다.

바람직한 방법으로 파워 발생 유닛은 특히 물체의 흡입을 위한 적어도 하나의 흡입 엘리먼트를 포함한 압력 발생 유닛, 무엇보다 저압 발생 유닛으로서 형성된다. 이러한 조치에 의해 물체의 비접촉식 그립핑 및 홀딩이 중력을 향한 인장력에 의해 구현될 수 있고, 이것은 본 발명에 따른 홀딩된 물체에서 장치의 운동 다이나믹의 추가 개선을 야기한다. 특정 사용 경우에 있어서 바람직한 방법으로 인장력의 확대를 위한 다수의 흡입 엘리먼트가 사용될 수 있다.

물체의 흡입을 위한 흡입 엘리먼트는 예컨대 홀딩 엘리먼트의 주위에 배치된 링 노즐로서, 간단하게 홀딩 엘리먼트에 배치된 흡입 노즐 및/또는 홀딩 엘리먼트로부터 이격된 흡입 노즐로서 형성될 수 있다. 마지막에 언급된 경우에 특히 물체의 표면 섹션이 홀딩 엘리먼트의 홀딩면보다 현저히 크게 형성되는 것이 바람직하다.

또한 흡입 엘리먼트가 홀딩 엘리먼트에 통합될 수 있다. 바람직하게 홀딩면의 개구에 마주 놓인 리세스의 하나의 개방 단부에 압력 발생 유닛이 배치된다. 이로 인해 비교적 간단한 방식으로 흡입 엘리먼트가 홀딩 엘리먼트에 통합될 수 있는데, 그 이유는 리세스가 동시에 흡입 엘리먼트로서 사용되기 때문이다.

바람직하게 압력 발생 유닛은 검증된 진동 절연 연결부에 의해 진동 홀딩 엘리먼트에 연결되고, 예컨대 리세스의 개방 단부 또는 특별히 제공된 홀딩 엘리먼트와 함께 진동하는 흡입 엘리먼트에 연결된다.

본 발명의 바람직한 변형예에서 물체의 고정을 위한 고정 유닛이 중력의 방향에 대해 횡방향으로 제공된다. 이로 인해 횡방향 센터링과 부유 물체의 휨 방지가 구현될 수 있음으로써, 예컨대 경사- 또는 가속력에 의한 예컨대 물체의 측면 미끄러짐이 효과적으로 방지된다. 횡방향 센터링 및/또는 휨 방지는 다수의 이미 공지된 가능성에 의해 이루어질 수 있다. 예컨대 고정 또는 가동 스토퍼 등이 사용될 수 있다.

바람직한 방법으로 고정 유닛이 사용되고, 상기 고정 유닛은 물체의 비접촉식 고정을 위해 형성된다. 본 발명의 상기 변형예에서 예컨대 하나 또는 다수의 고정 엘리먼트가 사용되고, 상기 고정 엘리먼트는 흡입- 및/또는 압력 노즐 등으로서 형성된다.

바람직한 방법으로 레비테이션 웨이브의 발생을 위한 고정 유닛의 진동 고정 엘리먼트가 제공된다. 이 경우 고정 엘리먼트는 홀딩 엘리먼트에 상응하게 경우에 따라 근역 레비테이션의 원리에 따른 레비테이션 웨이브의 발생을 위해 형성될 수 있다. 또한 진동 고정 엘리먼트에 의해 고정이 구현될 수 있고, 상기 고정은 고정엘리먼트 사이의 정상파의 형성을 가능하게 한다.

바람직한 방법으로 진동 홀딩 엘리먼트가 동시에 고정 엘리먼트로서 형성될 수 있고, 예컨대 하나 또는 다수의 진동 고정 엘리먼트가 홀딩 엘리먼트에 통합되고 및/또는 홀딩 엘리먼트가 통합 고정 엘리먼트에 의해 홀딩 엘리먼트의 에지에서 감소하는 홀딩 엘리먼트의 상이한 진폭의 형성을 위해 형성된다.

기본적으로 홀딩 엘리먼트의 홀딩면이 물체의 표면 섹션에 매칭됨으로써, 동시에 물체의 고정도 중력의 방향에 대해 횡방향으로 구현될 수 있다. 상기 연구에서 물체의 비접촉식 셀프 센터링은 특히 에지 영역의 섹션, 즉 홀딩 엘리먼트의 홀딩면의 구조와 특히 에지 영역의 섹션, 즉 물체의 표면 섹션의 구조의 광범위한 일치시 이루어진다. 이로 인해 경우에 따라 추가 고정 엘리먼트가 생략될 있고, 이것은 특히 본 발명에 따른 장치의 구조적 비용을 감소시킨다.

본 발명의 바람직한 변형예에서 다수의 홀딩 엘리먼트 및/또는 고정 엘리먼트가 제공된다. 상기 조치에 의해 각각 비교적 작은 홀딩면을 가진 예컨대 다수의 홀딩 엘리먼트가 특히 홀딩 엘리먼트로 향한 물체의 표면 섹션에 걸쳐 균일하게 분포될 수 있다. 일반적으로 다수의 진동원도 하나 및/또는 다수의 홀딩 엘리먼트에 배치될 수 있다.

상기 변형예는 아마도 비교적 복잡한 3차원 구조를 가진 특히 비교적 큰 물체의 그립핑 및 홀딩을 가능하게 하고, 경우에 따라 물체의 횡방향 센터링을 가능하게 한다. 바람직한 방법으로 무엇보다 물체의 횡방향 센터링을 위해 다수의 홀딩 엘리먼트가 물체의 에지 영역 내에 배치될 수 있다. 이 경우 바람직하게 홀딩엘리먼트와 물체의 에지 영역의 섹션의 광범위한 일치가 제공된다.

상기 변형예에서 홀딩 엘리먼트 또는 진동원은, 홀딩 엘리먼트의 진동 방향이 물체에 마주 놓인 표면 섹션의 영역에서 상기 영역에 따라 수직으로 배치되는 방식으로 배치된다. 이로 인해 매우 간단한 방식으로 홀딩면이 무엇보다 물체의 복잡한 표면 섹션에 매칭될 수 있다.

또한 바람직한 방법으로 적어도 하나의 흡입 엘리먼트가 다수의 진동 홀딩 엘리먼트 사이에 배치될 수 있다. 경우에 따라 다수의 흡입 엘리먼트도 하나 또는 다수의 홀딩 엘리먼트가 사용될 경우 제공될 수 있다.

기본적으로, 경우에 따라 다수의 홀딩 엘리먼트 및/또는 고정 엘리먼트가 프리세팅된 운반 구간을 따라 배치될 수 있는 것도 고려될 수 있고, 상기 물체는 중력의 방향으로 본 발명에 따른 홀딩 엘리먼트의 하부에 자유롭게 부유하도록 배치된다. 이 경우 물체에서 바람직한 방법으로 검증되고 공지된 방법에 의해, 운반 구간에 따른 운동이 야기된다. 바람직하게 물체의 운동이 운반 방향에 대해 각지도록 배치된 흡입 엘리먼트에 의해 구현된다.

이에 대해 대안적으로 홀딩 엘리먼트는 특히 수직 및/또는 수평으로 이동할 수 있도록 적어도 하나의 리프팅- 및/또는 선회 아암에 의해 형성됨으로써, 바람직한 방법으로 물체는 수용 위치로부터 부착 장소로의 규정된 위치 변경을 수행할 수 있다.

일반적으로 진동 발생기에 대한 물체 또는 홀딩 엘리먼트의 반작용, 예컨대 전력 소비는 상응하는 평가 유닛에 의해 결정되거나 평가될 수 있음으로써, 이로인해 바람직한 방법으로 물체가 장치에 의해 홀딩되는지의 여부 또는 어떤 파워가 비접촉 방식으로 물체에 제공되는지가 검출될 수 있다. 이러한 조치는 물체의 그립핑 또는 홀딩 및 위치 설정 및 예컨대 가압시 파워의 바람직한 조절을 가능하게 한다. 바람직한 방법으로 물체의 전력 소비는 압전 진동 발생 유닛의 전류 또는 전압의 검출에 의해 결정된다.

도 1에는 예컨대 칩(1)과 같은 물체(1)를 비접촉 방식으로 그립핑 및 홀딩하기 위한 본 발명에 따른 장치의 개략적인 구조가 도시된다. 그러나 물체(1)로서 예컨대 종이, 섬유, 박막, 시이트, 마이크로 시스템 기술적 부품과 같은 그 외 연약하고, 휘어져서 느슨한 및/또는 표면이 민감한 부품, 반도체 엘리먼트, 특히 화학 및/또는 제약학적 산업에서 유독성 또는 오염된 또는 다른 방법으로 사람에게 위험한 물체, 비교적 뜨거운 및/또는 차가운 엘리먼트, 특히 자동차 산업 또는 그 외 기술적인 용도에서 프레쉬(fresh) 래커링된 물체, 플랫 스크린의 제조시 유리 기판 등이 사용될 수 있다.

초음파 진동을 발생시키기 위한 유닛(2)은 이를 위해 소노트로드(음파 전달 봉 sonotrode), 압전 엘리먼트(4), 단자(5), 노드 플레이트(6) 및 트리거링 전자 장치(7)를 포함한다.

공지된 방식으로 이로 인해 소노트로드(3)가 진동을 위해 여자됨으로써, 상기 소노트로드는 비접촉 방식으로 칩(1)을 그립핑 및 홀딩하기 위해 초음파 레비테이션 웨이브를 발생시키거나 또는 분리할 수 있다.

본 발명에 따라 칩(1)이 중력(F)의 방향(z)으로 소노트로드(3)의 하부에 배치된다.

도 1에 따른 본 발명의 변형예에서 소노트로드(3)는 다수의 보어(8)를 포함하고, 상기 보어는 메인 콜렉터(9)로 통하고, 진동 절연된 연결관(10)에 의해 자세히 도시되지 않은 진공 펌프에 연결된다. 자세히 도시되지 않은 압력 발생 유닛에 의해 특히 중력(F)으로 향한 압축 공기식 인장력의 발생을 위한 저압(p)이 발생된다. 상기 압축 공기식 인장력은 본 발명에 따른 장치에 의한 칩(1)의 그립핑 또는 홀딩을 개선시킨다.

또한 도 1에는, 본 발명에 따른 상기 장치는 칩(1)의 그립핑 및 홀딩을 위해 형성되고, 이 경우 홀딩 엘리먼트가 장치에 마주 놓인 지지면(11)의 측면상에 제공되지 않고도 칩(1)은 예컨대 지지면(11) 상에 그립핑되거나 또는 다시 침강될 수 있는 것이 도시된다.

또한 도 1에는 칩(1)의 횡방향 고정을 위한 2 개의 기계적 스토퍼(12)가 도시된다. 특정 사용 경우에, 그립핑 또는 홀딩될 물체(1)의 에지 영역 또는 측면 및/또는 하부 측면의 부분, 특히 상승과 침강 사이의 기계적 접촉이 경우에 따라 허용될 수 있다.

도 2에는 흡입 보어(8) 만을 가진 소노트로드(3a)가 개략적으로 도시된다. 흡입 보어(8)는 자세히 도시되지 않은 방법으로 진동 절연된 연결부(5)에 의해 진공 펌프에 연결된다. 소노트로드(3a)는 예컨대 20 내지 40 kHz의 초음파 주파수로 진동됨으로써, 부품(14)은 비접촉 방식으로 중력(F)의 방향(z)에 대항해 헤드 발진기(3a)의 하부에서 그립핑 또는 홀딩될 수 있다.

도 3에는 블라인드 홀(15)을 가진 소노트로드(13)가 도시된다. 본 발명에따라 소노트로드(13)는 무엇보다 그립핑- 또는 홀딩- 단계에서 진동을 위해 20 내지 40 kHz 사이의 주파수로 변위됨으로써, 부품(14)은 중력(F)의 방향(z)으로 볼 때 소노트로드(13)의 하부에 고정된다.

도 4에 따라 소노트로드(17a,b,c)의 가장 상이한 형태 또는 형성 가능성이 바람직하다. 이 경우 홀딩면(18)이 예컨대 자세히 도시되지 않은 부품에 매칭된다. 홀딩면(18)은 홀딩면(18)으로 향한 부품, 예컨대 센서 칩의 하나의 표면 섹션에 거의 일치한다. 자세히 도시되지 않은 센서 칩은 홀딩면(18)과 마찬가지로 하나의 직각 횡단면을 포함한다. 상기 조치에 의해 자세히 도시되지 않은 부품의 휨 방지를 포함하여 비접촉 방식의 셀프 센터링이 소노트로드(17a,b,c)의 하부에서 구현될 수 있다.

기본적으로 소노트로드(17c)의 횡방향 센터링은 소노트로드(17b)의 횡방향 센터링보다 더 낫고, 이것은 다시 소노트로드(17a)의 횡방향 센터링보다 더 낫다. 아마도 이를 위해 바람직한 에지 효과 또는 흐름 프로파일이 홀딩면(18)의 에지에서 중요할 것이다.

또한 도 4는 최적으로 제공된 자세히 도시되지 않은 리세스의 개구(16)를 도시하고, 상기 리세스는 보어(8) 또는 블라인드 홀(15)로서 형성될 수 있다.

도 5에는 비접촉 방식으로 초음파가 횡방향 센터링된 가장 상이한 본 발명에 따른 장치 또는 방법이 도시된다. 이 경우 도 1에 따른 장치를 모범으로 하는 특히 소노트로드(3)를 가진 장치가 사용된다. 도 5a 및 5b 에서 음파 근접 센터링의 원리에 따른 센터링이 이루어지고, 고정 엘리먼트(19)는 경우에 따라소노트로드(3) 내에 통합될 수 있다.

도 5c에 따라, 진동파의 제 1 노드에 부품(14)이 고정됨으로써 센터링이 이루어진다. 도 5d에서, 자세히 도시되지 않은 정상파에 의해 부품(14)의 고정이 이루어지고, 특히 서로 마주 놓인 2 개의 고정 엘리먼트(19)가 사용될 수 있고, 2 개의 진동하는 또는 하나의 진동하는 그리고 반사하는 고정 엘리먼트(19)가 제공될 수 있다.

도 5e에 따른 횡방향 센터링은 고정 엘리먼트(19)에 의한 외부 정상파의 베르누이(Bernoulli) 효과에 의해 이루어지고, 상기 고정 엘리먼트는 경우에 따라 소노트로드(3) 내에 통합될 수 있다.

도 5f에 따라 부품(14)의 센터링이 소노트로드(3)의 상이한 진폭에 의해 구현될 수 있고, 상기 진폭은 방사 방향으로 외부로 향해 감소한다. 이 경우 고정 엘리먼트(19)는 특히 소노트로드(3)의 전면 영역 내에 통합된다.

도 6에 따라 부품(14)의 비접촉 방식 센터링을 위한 추가 변형예가 도시되고, 상기 센터링은 도 6a에 따른 공기 압축식 블로우 또는 링 노즐에 의한 셀프 센터링 또는 베르누이 효과에 의해 이루어진다.

도 7에는 부품(14)을 고정하기 위한 기계적 접촉식 고정 엘리먼트(19)가 도시된다.

도 8은 개략적인 방식으로 본 발명에 따른 장치를 이용하는 부품 수용- 또는 침강 공정을 도시한다. 도 8a에 따라 장치는 도 1에 따른 소위 칩 트레이 내에 제공된 부품(14) 위에 위치하고, 상기 칩 트레이는 동시에 부품(14)의 지지면(11)을형성한다.

그리고 도 8b에 따라 부품(14)은 비접촉 방식으로 헤드 발진기(3)에 의해 그립핑되고, 도 8c에 따라 지지면(11)으로부터 들어올려진다. 거의 동시에 또는 거기에 이어서 도 8d에 따라 부품(14)의 센터링은 스토퍼(12)가 방향(z)으로 그리고 방향(x)을 따라 이동함으로써 이루어지고, 따라서 부품(14)이 측면으로 미끄러지는 것이 방지된다.

자세히 도시되지 않은 방식으로 부품(14)을 포함한 유닛(2)이 방향(x) 및/또는 방향(y)으로 지지면(11)으로부터 기판(20)으로 운반된다. 프리세팅된 위치에서 유닛(2)은 기판(20) 위에 위치하고, 이어서 부품(14)이 기판(20) 상에 파워가 조절되어 비접촉 방식으로 조립된다. 이 경우 바람직한 방식으로 자세히 도시되지 않은 부품(14)과 소노트로드(13) 사이의 간격에 따른 방향(z)에 대한 지지력의 점진적 증가가 기판(20)으로 향한 수 밀리-뉴톤 내지 수 1000 킬로-뉴톤의 가압력의 발생을 위해 사용된다. 이어서 도 8f에 따라 차단된 유닛(2)이 방향(-z)으로 들어올려진다.

Claims (15)

1. 중력(F)의 방향(z)에 대항해 적어도 부분적으로 물체(1,14)의 상부에 그리고 여기로부터 이격되어 배치된 하나의 홀딩 엘리먼트(3,13,17)를 사용하여, 적어도 부분적으로 중력(F)의 방향(z)으로 향한 방향(z)으로부터 비접촉 방식으로 물체(1,14)를 그립핑 및 홀딩하기 위한 장치에 있어서,

   홀딩 엘리먼트(3,13,17)가 레비테이션 웨이브의 발생을 위한 진동 홀딩 엘리먼트(3,13,17)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 진동 홀딩 엘리먼트(3,13,17)가 16 kHz 내지 1 GHz 사이의 주파수를 가진 초음파의 발생을 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 물체(1,14)에 대해 마주 놓인 홀딩 엘리먼트의 홀딩면(18)이 상기 물체(1,14)의 표면 섹션에 매칭되는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 표면 섹션의 영역이 상기 홀딩 엘리먼트(3,13,17)의 진동 방향(z)에 대해 횡방향으로 상기 영역에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 홀딩 엘리먼트(3,13,17)의 홀딩면(18)이 상기 홀딩 엘리먼트(3,13,17)의 적어도 하나의 리세스(8,15)의 적어도 하나의 개구(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 리세스(8,15)가 보어(8,15)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,

   중력(F)을 향한 추가 파워의 발생을 위한 적어도 하나의 추가 파워 발생 유닛이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 파워 발생 유닛이 압력 발생 유닛으로서 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 압력 발생 유닛이 물체(1,14)의 흡입을 위한 적어도 하나의 흡입 엘리먼트(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 개구(16)에 마주 놓인 리세스(8,15)의 하나의 단부에 상기 압력 발생 유닛이 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 물체(1,14)의 고정을 위한 고정 유닛(12,19)이 중력(F)의 방향(z)에 대해 횡방향(x,y)으로 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 고정 유닛(12,19)이 상기 물체(1,14)의 비접촉식 고정을 위해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 고정 유닛(12,19)의 하나의 진동 고정 엘리먼트가 레비테이션 웨이브의 발생을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,

    다수의 홀딩 엘리먼트(3,13,17) 및/또는 고정 엘리먼트(12,19)가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
15. 중력(F)의 방향(z)에 대항해 적어도 부분적으로 물체(1,14)의 상부에 그리고 여기로부터 이격되어 배치된 적어도 하나의 홀딩 엘리먼트(3,13,17)를 사용하여, 적어도 부분적으로 중력(F)의 방향(z)으로 향한 방향(z)으로부터 비접촉 방식으로 물체(1,14)를 그립핑 및 홀딩하기 위한 방법에 있어서,

    레비테이션 웨이브의 발생을 위한 진동 홀딩 엘리먼트(3,13,17)를 포함한, 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 따른 장치가 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.