1297298 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種夾持裝置，且特別是有關於一種 微型鑽針之夾持裝置。 【先前技術】 隨著電腦及通訊相關產業的發展，印刷電路板及ic載 板的需求量大增。為了配合現在消費性電子產品輕薄短小 與隨身攜帶的發展趨勢，印刷電路板或IC載板不但需要容 納更多電子元件於其上，且印刷電路板或IC載板的尺寸也 需要越來越小。因此，用來在印刷電路板或IC載板上做鑽 削加工的微型鑽針也就益顯重要。 由於微型鑽針的尺寸極小，因此製造上的困難度也就 較傳統鑽針高出許多。特別是對尺寸的要求，若應用尺寸 不良的微型鑽針來加工印刷電路板或IC載板，則不僅微型 鑽針容易斷裂，且印刷電路板或1(：：載板也會因加工失敗而 不堪使用。在眾多微型鑽針的尺寸中，微型鑽針的外徑、 〜厚及槽冰疋影響孔位精度的關鍵參數。然而，由於目前 的製仏技#無法確保微型鑽針的尺寸與原始設計相符，因 此如何f測鑽針的尺寸是個十分重要的課題。 j鑽針的尺寸元全仰賴人工量測，其方式係將微型 鑽針經過多次機械研廢 八所靨以形成截面，再經由操作人員透過 顯微鏡量測。然而，么τ<炙换 、、、 、、工夕—人機械研磨後的微型鑽針勢必盔 法再繼續使用。再者，人I旦、…、 丹f，人工1測的方式不但耗時費工，且 由於視差1度及人員熟練度的不同，使得人卫量測數據 1297298 的真實性仍有待加強。 ‘ 雖然隨著科技的發展，有一些光學量測系統漸漸地應 ‘ 用來量測微型鑽針的尺寸，例如：雷射共焦量測儀或雷射 微測儀，但由於習知的夾具無法穩定地夾持微型鑽針移動 及旋轉，因而使得量測數據產生誤差。因此，相關產業的 製造者及使用者莫不殷殷企盼一個穩定的夾持裝置，使微 型鑽針之尺寸量測的精準度得以提升。 B 【發明内容】 因此本發明一方面就是在提供一種微型鑽針之夾持裝 ’ 置，其可穩定地夾持鑽針旋轉及移動，使微型鑽針之尺寸 量測的精準度得以提升。 根據本發明之一較佳實施例，提出一種微型鑽針之夾 持裝置，其係由水平移動設備、旋轉設備及樞軸所組成。 其中，旋轉設備具有旋轉馬達及筒夾。筒夾係連接旋轉馬 達的輸出軸，用以夾持微型鑽針。樞軸係耦合水平移動設 _ 備及旋轉設備’使得旋轉設備可相對於水平移動設備旋 轉。一般而言，由於微型鑽針的尺寸極小，故量測時若不 能將微型鑽針的柄部確實地置放於筒夾的底端，將使得量 測結果產生極大的誤差。因此，在本實施例中，使用者於 取放微型鑽針時，可先將旋轉設備向上抬起一角度，再置 放微型鑽針於筒夾中，如此即可藉由地心引力之便，確實 地將微型鑽針的柄部置放於筒夾的底端。接著，再啟動旋 轉設備或水平移動設備即可穩定地旋轉或移動鑽針。 上述之旋轉馬達的輸出軸及筒失之間可再安裝兩組萬 6 1297298 向接頭，以減少量測誤差。一般而言，旋轉馬達之輸出軸 與微型鑽針的軸心不會準確地在一直線上，因此在微型鑽 針旋轉時多多少少會產生一些偏擺的現象，此將造成量測 上極大的誤差。而萬向接頭可吸收旋轉馬達之輸出軸與微 型鑽針間的軸心偏移，使得旋轉馬達之輸出軸與微型鑽針 間的軸心成為一直線，以減少偏擺現象的發生。 上述之筒夾可由套筒、套接於套筒中之三爪夾頭及連 接旋轉馬達的連接軸所組成。而本發明之微型鑽針的夾持 裝置更可具有一第一單動氣壓缸來驅動套筒後退，以使三 爪炎頭張開。更具體地說，上述之第—單動氣壓缸係驅動 -倒η形支撐架後退’而此倒门形支撐架係扣合套筒以帶 動套筒後退，使三爪夾頭得以張開。另外，本發明之微型 鑽針的夾持I置亦可具有—第—彈簧搞合套筒，使套筒在 第一單動氣壓缸停止作業時，得自動前進並將三爪夾頭關 閉如此來，二爪夾頭的張開及關閉作業即可藉由管路 簡單且成本便宜之單動氣壓缸來完成。 另卜於第早動氣壓缸驅動套筒後退時，旋轉馬達 的輸出軸與筒夾之間將呈現撓性狀態，此將使得筒夹的位 置固定不易，進而造成使用者取放鑽針時的不便。因此， 根據本發明一較佳實施例，本發明之微型鑽針的夾持裝置 可包含一固定機構，其係用以在第一單動氣壓缸驅動套筒 後退時，固定筒夾的位置。更具體地說，㈣定機構包含 對凹塊、一第二單動氣壓缸及一第二彈簣。其中， 第二單動氣壓缸係在套筒後退時驅動上述之V形凹塊夾持 連接軸’使筒夾的位置得以固^，便於使用者取放鑽針。 7 1297298 而第二彈篑亦麵合此對v形凹塊，使v形凹塊在第二 氣壓缸停止作業時，得自動張開以利旋轉馬達旋轉 本發明之微型鑽針的夾持裝置更可包佥一 〇 ° L 3 —導正機構， 其位於筒夾的前方，用以夾持微型鑽針的柄部，進而確保 微型鑽針能穩定地旋轉，並減少量測誤差。 ” 尺舟體地說， 上述之導正機構係由V形槽座、壓板、第三單動氣壓缸及 第三彈簧組成。其中，第三單動氣壓缸係驅動V形槽座及 壓板夾持微型鑽針的柄部，以於微型鑽針的柄部形成三點 支撐。而第三彈簀係耦合V形槽座或壓板，使v形槽座及 壓板在第三單動氣壓缸停止作業時得自動張開。另^卜，在 本發明一較佳實施例中，節流閥係可連接第三單動氣壓 缸，用以控制V形槽座及壓板夾持微型鑽針柄部的力量， 避免夾持力量過大，造成鑽針無法轉動。 上述之樞軸係可連接一轉矩馬達，以驅動旋轉設備相 對於水平移動設備旋轉。由於轉矩馬達具有較大的輸出啟 動轉矩，且在低速運轉或拘束時，仍可保持穩定的運轉， 故特別適用以轉動旋轉設備。 因此，根據本發明之微型鑽針的夾持裝置，其可穩定 地夾持鑽針旋轉與移動，並同時兼顧取放鑽針的便利性。 此外，本發明之微型鑽針的夾持裝置可搭配適當的光學量 測系統，以自動化地量測微型鑽針的外徑、芯厚、槽深及 偏擺等參數’此將大幅提高鑽針尺寸量測的準確性，並改 善傳統人工量測之缺失。 【實施方式】 8 1297298 本發明係提供一種微型鑽針之夾持裝置，其可穩定地 失持鑽針旋轉及移動，使微型鑽針之尺寸量測的精準度得 以提升。以下將以圖示及詳細的描述，清楚說明本創作之 精神。如熟悉此技術之人員在瞭解本創作之較佳實施例 後，當可由本創作所教示之技術，加以改變及修飾，其並 不脫離本創作之精神與範圍。 參照第1A圖，其繪示依照本發明一較佳實施例之微型 鑽針夾持裝置的側視圖。在第1A圖中，一種微型鑽針之夾 持裝置係由水平移動設備100、旋轉設備2〇〇及樞軸3〇〇 所組成。其中，旋轉設備2〇〇具有旋轉馬達21〇及筒夾22〇。 筒夾220係連接旋轉馬達21〇的輸出軸212,用以夾持微型 鑽針205。樞軸300係耦合水平移動設備1〇〇及旋轉設備 2〇〇,使得旋轉設備200可相對於水平移動設備1〇〇旋轉。 一般而言，由於微型鑽針205的尺寸極小，故量測時若不 月b將微型鑽針205的柄部確實地置放於筒夾220的底端， 將使得量測結果產生極大的誤差。因此，在本實施例中， 使用者於取放微型鑽針205時，可先將旋轉設備2〇〇向上 抬起一角度，再置放微型鑽針2〇5於筒夾22〇中，如此即 可藉由地心引力之便，確實地將微型鑽針2〇5的柄部置放 於筒夾220的底端。接著，再啟動旋轉設備2〇〇或水平移 動设備100即可穩定地旋轉或移動鑽針。 上述之旋轉馬達210的輸出軸212及筒夾22〇之間可 再安裝兩組萬向接頭23〇,以減少量測誤差。一般而言，旋 轉馬達210之輸出軸212與微型鑽針205的軸心不會準確 地在一直線上，因此在微型鑽針2〇5旋轉時多多少少會產 9 1297298 生一些偏擺的現象，此將造成量測上極大的誤差。而萬向 接頭230可吸收旋轉馬達210之輸出軸212與微型鑽針2〇5 間的軸心偏移，使得旋轉馬達210之輸出軸212與微型鑽 針205間的軸心成為一直線，以減少偏擺現象的發生。 參照第1B圖，其繪示第1A圖之筒夾220的細部結構 圖。上述之筒夾220可由套筒222、套接於套筒222中之三 爪夾頭224及連接萬向接頭230的連接軸226所組成。而 本發明之微型鑽針的夾持裝置更可具有一第一單動氣壓缸 227來驅動套筒222後退，以使三爪夾頭224張開。更具體 地說，上述之第一單動氣壓缸227係驅動一倒门形支撐架 229後退，而此倒门形支撐架229係扣合套筒222以帶動套 筒222後退’使三爪夾頭224得以張開。另外，本發明之 微型鑽針的夾持裝置亦可具有一第一彈簧228麵合套筒 222 ’使套筒222在第一單動氣壓缸227停止作業時，得自 動則進並將二爪夾頭224關閉。如此一來，三爪夾頭的張 開及關閉作業即可藉由管路簡單且成本便宜之單動氣壓缸 來完成。值得注意得是，雖然在第1B圖中，連接軸226係 連接萬向接頭230,但在本發明之另一實施例中，此連接軸 亦可直接連接旋轉馬達之輸出轴，而未加裝萬向接頭。 另外，於第一單動氣壓缸驅動套筒後退時，旋轉馬達 的輸出軸與筒炎之間將呈現撓性狀態，此將使得筒爽的位 置固定不易，進而造成使用者取放鑽針時的不便。因此， 參照第1A圖，本發明之微型鑽針的夾持裝置可包含一固定 機構240,其係用以在第一單動氣壓缸驅動套筒222後退 時’固定筒夾220的位置。 1297298 進一步參照第1C圖，其繪示第1A圖之固定機構240 的細部結構圖。在lc圖中，此固定機構24〇包含一對ν 幵凹塊242、一第二單動氣壓缸244及一第二彈簧。其 中，第二單動氣壓缸244係在套筒222後退時驅動上述之 V形凹塊242夾持連接軸226，使筒夾22〇的位置得以固 疋，便於使用者取放鑽針。而第二彈簧246亦耦合此對v 形凹塊242，使¥形凹塊242在第二單動氣壓缸244停止 作業時，得自動張開以利旋轉馬達旋轉筒夾。 參照第1A圖，為了確保微型鑽針能穩定地旋轉，進而 減少量測誤差，本發明之微型鑽針的夾持裝置更可包含一 導正機構250,其位於筒夾22〇背對旋轉馬達21〇的前方， 用以夾持微型鑽針205的柄部。 進一步參照第1D圖，其繪示第1A圖之導正機構25〇 的細部結構圖。上述之導正機構250係由v形槽座252、 ，板254、第三單動氣壓缸256及第三彈簧258組成。其中， 第一單動氧壓缸256係驅動V形槽座252及壓板254夾持 微型鑽針的柄部’以於微型鐵針的柄部形成三點支樓。而 第三彈簧258係麵合ν形槽座252(亦可輕合則反254)，使 V形槽座252及壓板254在第三單動氣壓缸256停止作業 時得自動張開。另外，在本實施例中，節流閥259係可連 接第三單動氣壓缸256,用以控制v形槽座252及壓板 夾持微型鑽針柄部的力量’避免夾持力量過大，造成鑽針 無法轉動。再者，V形槽座及/或壓板接觸微型鑽針的表面 可經研磨與拋光等精密加工處理’以確保量測時能穩定地 旋轉。 11 1297298 參照第1A圖’上述之樞軸300係可連接一轉矩馬達 310，以驅動旋轉設備200相對於水平移動設備1〇〇旋轉。 由於轉矩馬達310具有較大的輸出啟動轉矩，且在低速運 轉或拘束時，仍可保持穩定的運轉，故特別適用以轉動旋 轉設備2 0 0。 繼續參照第1A圖，為了拘束旋轉設備200相對於水平 移動設備100的旋轉角度，本發明之微型鑽針夾持裝置更 可具有一止動機構320。此止動機構32〇具有一前端擋塊 322及一後端擔塊324，其中前端播塊322係用以當旋轉設 備200相對於水平移動設備1〇〇的角度達18〇度時，阻播 旋轉設備200,使其無法繼續旋轉，而後端擋塊324係用以 當旋轉設備200相對於水平移動設備1〇〇的角度達135度 時，阻擋旋轉設備200，使其無法繼續旋轉。 此外，本發明之微型鑽針夾持裝置亦可具有一頂構架 260，其係安裝於旋轉設備2〇〇上，並平行微型鑽針2〇5的 軸心方向。此頂構架260係可配合光學量測系統的保護機 構，來避免光學量測系統及微型鑽針夾持裝置因碰撞而損 壞。更具體地說，一倒L型角鋁係可安裝於靠近光學量測 系統（如·雷射共焦量測儀）處，假若當水平移動設備將鑽針 移至量測位置時，因電力中斷或其他意外事件而使夾持裝 置傾倒，頂構架將首先被倒L型角鋁阻擋，因而避免夾持 裝置與光學量測裝置發生碰撞。 、 上述之水平移動設備100係可由導螺桿11〇、步進馬達 120及移動平台13G所組成。其中，步進馬達U0係用以驅 動導螺桿110旋轉。而移動平台130則麵合導螺桿11〇及 12 1297298 樞軸300’使得與耦合柩軸300之旋轉設備2〇〇可沿著導螺 桿110的軸向移動。在步進馬達12〇及導螺桿之間= 加裝聯轴器140’以有效地吸收步進馬達12〇運轉時的 及些微偏心。而上述之導螺桿110係可為滾珠導螺桿，其 係在導螺桿之螺母與螺桿的接觸面上導入滾珠，以減少螺 母與螺桿間的摩擦力，此將使得步進馬達驅動導螺桿旋轉 所需的力量減少，並同時大幅減少背隙所產生的誤差。 由上述本發明較佳實施例可知，應用本發明具有下列 優點。 (1) 可穩定地夾持微型鑽針前進及旋轉，進而減少量測 時的誤差； ' (2) 可藉由地心引力之便，確實地將微型鑽針的柄部置 放於筒夾的底端；以及 (3) 適於與光學量測系統搭配，以自動量測微型鑽針的 外徑、芯厚、槽深及偏擺等參數，進而大幅提高鑽針尺寸 量測的準確性，並改善傳統人工量測之缺失。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍内，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例 能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下·· 13 1297298 第1A圖係繪示依照本發明_較佳實施例之微型鑽針 之夾持裝置的側視圖。 第1Β圖係繪示第1Α圖中之套筒22〇的細部結構圖。 第1C圖係繪示第1Α圖中之固定機構24〇的細部結構 圖。 第1D圖係繪示第1Α圖中之導正機構25〇的細部結構
水平移動設備 110 :
256 :第三單動氣壓缸258 【主要元件符號說明】 100 ： 120 :步進馬達 140 β•聯軸器 205 :微型鑽針 212 ·輸出軸 222 :套筒 226 :連接軸 228 :第一彈簧 230 :萬向接頭 242 : V形凹塊 246 :第二彈簧 252 : V形槽座 259 :節流閥 300 :樞軸 320 :止動機構 324 :後端擋塊 導螺桿 130 :移動平台 200 :旋轉設備 21〇 :旋轉馬達 220 :筒爽 224 ··三爪夾頭 227 ·•第一單動氣壓缸 229 :支揮架 240 :固定機構 244 :第二單動氣壓缸 250 :導正機構 254 :壓板 第三彈簧 260 :頂構架 31〇 :轉矩馬達 322 ·前端擋塊 ΙΨ