TWI379331B - Surface mount magnetic device and pick and place method using the same - Google Patents

Description

六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本案係關於一種磁性元件，尤指—種適用於 技術系統之表面黏著型磁性元件及其置件方法；表面黏著 【先前技術】 一般而言，電器設備中常設有許多磁性元 器、電感元件等，而為了因應電器設備之薄型牛，’如變壓 件及内部使用之導電繞組亦須朝薄型化的趨b，磁性元 低電器設備之整體體積。為此，各種可以將表發展，以降 (Surface Mount Device，SMD)，例如：夺、面點著裝置 件’以自動絲序組裝於電路板之表面^^者型磁性元 Mount Technology，SMT)因而取代人工插件^技術（Surface 勃發展，藉由此技術，可進—步研發各種微業，並持續蓬 件，使得採用這些微小化電子元件的電子產j化之電子元 積，且由於表面黏著技術系統為電子化作業°，°可以減小體 尚生產速度及品質，並增加電子產品的良率、。口而更可提 習知表面黏著技術系統的自動化置件製 料機將表面黏著型磁性元件輸送至特定位=要係由送 將之提取，纽置於已經塗佈焊料，例如=由置件機 ，上的狀位置，接著、，再將該電路板送迴焊爐路 猎此以使表聽4型磁性設於電路板上 中，將表面黏著型磁㈣件設置於電路上之步驟料= 重^的一環’―旦其放置的順序安排不當或是設置的位置 不夠精確，皆會嚴重影響電路板組料間以及所產出的= 1379331 質。 請參閱第一圖，其係為習知表面黏著技術系統之置件 機吸取表面黏著型磁性元件之示意圖。如圖所示，置件機 1的產線中具有複數個置件頭11，且每個置件頭η内係具 有與驅動裝置，例如：真空泵（未圖示），連接之管件110， 當表面黏著技術系統之程式啟動後，則置件頭11會水平及 垂直移動至特定位置，使管件no末端之吸嘴m對準覆 蓋於送料機上之表面黏著型磁性元件2，接著，透過真空 泵的作動來抽取管件110及吸嘴111内之空氣，使吸嘴m 對表面黏著型磁性元件2之上表面21產生真空吸引力，因 而將表面黏著型磁性元件2吸附於置件頭11上，然後，再 依程式設定之程序將置件頭11移動至所欲設置的電路板 (未圖示）上，再由真空泵反向將空氣打入管件110中，使表 面黏著型磁性元件2與吸嘴111脫離，而置放於電路板之 特定位置上。 其中，表面黏著型磁性元件2之俯視及剖面結構係分 別如第二圖A及第二圖B所示，主要由兩磁芯22包覆繞 組結構23而形成，其中繞組結構23係由線圈（未圖示）纏 繞於繞線架232上，再包覆絕緣層231而組成，並在磁芯 22之外圍設置固定框25，以用於將兩磁芯22連接固定， 然而，如第二圖B所示，當繞組結構23中的線圈纏繞圈數 過多時，則會導致繞組結構23高於周邊之磁芯22，或是 當電感元件2之填充膠（未圖示）或組合膠（未圖示）凸出於上 表面2卜以及繞組結構23之線圈出現繞製不平順的情況 時，皆會使表面黏著型磁性元件2之上表面21產生凹凸不 4 1379331 平整的情況，如此一來，當置件頭11的吸嘴110罩設於表 面黏著型磁性元件2的上表面21時，則會因上表面21不 平整而導致吸嘴110與上表面21之間無法真空密封，因而 在置件頭11吸取表面黏著型磁性元件2的過程中容易因真 空密封被破壞而導致吸引力不足，進而造成拋料的現象， 使得產線必須中斷作業，再次重複置件作業，嚴重影響到 產線的效能並造成浪費工時。 請再參閱第二圖A，如圖所示，表面黏著型磁性元件 2更包含複數個接腳24,接腳24係與繞組結構23相連接， 並自磁芯22底部延伸出，用以設置在電路板上塗佈焊料之 接點處，俾使表面黏著型磁性元件2於過迴焊爐後固設於 電路板上，並與電路板上之電路電連接，然而，由於表面 黏著型磁性元件2之體積極小，難以辨識其接腳24之腳位 或是極性，因而在產線作業時，容易將表面黏著型磁性元 件2的方向或是極性擺設錯誤，而導致作業上的困擾。 此外，一般的表面黏著型磁性元件的體積極小，同時 其上表面的表面積亦相當小，難以在上面標示型號，因此 無法辨識待組裝的表面黏著型磁性元件之型號，使得產線 經常出現混料的情形，而造成作業上的不便。甚至於有些 表面黏著型磁性元件會因上表面的表面積過小，而無法被 置件機的吸嘴吸附，即無法以表面黏著技術系統自動化製 程來提取表面黏著型磁性元件並設置於電路板上，反而需 要以人工用鎳子夾取表面黏著型磁性元件進行置件作業， 不僅耗費人力及工時，且使得作業流程較為繁複及效率極 差。 5 1379331 因此，如何發展一種可改善習知技術缺失，使表面黏 著型磁性元件之上表面更易被表面黏著技術系統之置件機 的吸嘴吸附，且更可辨識型號、腳位及極性之表面黏著型 磁性元件及其置件方法，實為目前迫切需要研發之課題。 【發明内容】 本案之一目的在於提供一種表面黏著型磁性元件及其 置件方法，俾解決習知表面黏著型磁性元件之上表面不平 坦而導致在表面黏著技術系統之置件作業中易產生拋料的 情形。 本案之又一目的在於提供一種表面黏著型磁性元件及 其置件方法，俾解決習知表面黏著型磁性元件之體積過小 而無法標示型號、腳位及極性之缺失。 本案之又一目的在於提供一種表面黏著型磁性元件及 其置件方法，俾解決習知表面黏著型磁性元件因體積過小 而無法以表面黏著技術系統進行置件作業之缺失。 為達上述目的，本案之一較廣義實施態樣為提供一種 表面黏著型磁性元件，適用於表面黏著技術系統，其係包 括：電感單元，具有繞組結構以及磁芯；以及平面蓋體， 貼附於電感單元上；其中，當表面黏著技術系統之置件機 進行置件作業時，係將置件機之置件頭末端之吸嘴對應覆 蓋於平面蓋體上，以形成密合貼附狀態，藉由驅動裝置之 作動，使置件機對表面黏著型磁性元件產生真空吸引力， 俾使表面黏著型磁性元件密封吸附於置件頭上，並自第一 位置移動至第二位置。 6 1379331 為達上述目的，本案又一較廣義實施態樣為提供一種 表面黏著型磁性元件之置件方法，適用於表面黏著技術系 統，其係包含下列步驟：（a)提供電感單元，其係具有繞組 結構以及磁芯；（b)將平面蓋體貼附於電感單元上，以形成 表面黏著型磁性元件；（c)將置件機之置件頭末端之吸嘴對 應覆蓋於表面黏著型磁性元件之平面蓋體上；（d)啟動與吸 嘴連通之驅動裝置，使置件機對表面黏著型磁性元件產生 真空吸引力，而使平面蓋體密封吸附於該置件頭上；以及 • (e)將置件頭自第三位置移動至第四位置，俾使吸附於置件 頭上之表面黏著型磁性元件自第一位置移動至第二位置。 【實施方式】 體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說 明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有 各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖 示在本質上係當作說明之用，而非用以限制本案。 • 請同時參閱第三圖A及第三圖B，其係分別為本案第 一較佳實施例之表面黏著型磁性元件之俯視結構示意圖及 剖面結構示意圖，如圖所示，本案之表面黏著型磁性元件 3主要由電感單元31以及平面蓋體32所組成，其中電感 單元31具有繞組結構311及磁芯312，且平面蓋體32係 貼附於電感單元31上。 以本實施例為例，電感單元31之繞組結構311係由線 圈（未圖示）纏繞於繞線架311a上，並在線圈的外層包覆絕 緣層311b而形成，且磁芯312係為兩EE型鐵心所組成， 7 1379331 並相互對應包覆於繞組結構311之外，而在磁芯312外圍 則以固定框314將兩磁芯312對應連接固定，以及，電感 單元31更包括複數個接腳313，接腳313之一端係與繞組 結構311連接，並自磁芯312底部延伸出，另一端則用以 設置於塗佈焊料之電路板4(如第四圖所示）上，俾使表面黏 著型磁性元件3於過迴焊爐後固設於電路板上，並與電路 板上之電路產生電連接。以及，平面蓋體32可為但不限為 一方形之板件結構，其係具有韌性，且由絕緣耐熱之材質 所製成，例如：聚對苯二甲酸乙二酯（PET)或聚酯薄膜 (Mylar)，但不以此為限，且其表面積係實質上大於置件頭 11之吸嘴111之表面積，故可作為一平坦均勻的吸附介 面，俾供置件頭11之吸嘴110緊密吸附於其上。 此外，由於平面蓋體32係為絕緣耐熱之材質所製成， 因而當其設置於電感元件31之第一表面311c上時，更可 作為電感元件31之絕緣阻隔，俾使電感元件31可維持電 氣安全距離，以符合安規。 請再參閱第三圖A，於一些實施例中，在平面蓋體32 上更具有第一記號33，以用於標示表面黏著型磁性元件3 的型號，以本實施例為例，第一記號33係為以手寫或印製 的方式將文字符號AA-0001註記於平面蓋體32之第二表 面321上，藉此標示出表面黏著型磁性元件3之型號，使 表面黏著型磁性元件3在進行送料的過程中可快速地判別 是否出現混料的情形，因而可加速表面黏著技術系統產線 的運作。當然，第一記號33的標示方式並不以此為限，亦 可以其他不同顏色或是不同形狀之符號或是於平面蓋體32 8 1379331 的角落肋践細來作相顧，其註記方式係 可以實際施作情形而任施變化，並不以此為限。 除了第-記號33外’於另—些實施射，在平面蓋體 32的第二表面321上更分別具有第二記號34及第三記號 35,其中第二記號34係標示出表面點著型磁性元件3之接 腳3Π之腳位，而第三記號35則用以標示表面黏著型磁性 70件3之極性，且其標誌、係如前述可為標示不同形狀、 顏色之符號或是裁切缺口、截角等，並不以此為限，以本 =施例為例’第二記號34係為將平面蓋體32之截角裁切 t^可供辨別之缺口，而第三記號％則為在平面蓋體 32之第二表面321上註記圓點符號，以作為辨識之用，如 t一來，則可透過在平面蓋體32上標示不同的記號，以分 =記表面黏著型磁性㈣3之型號、腳位以及極性等相 使產_業人M可更迅速的辨識出表面黏著 ㈣生7"件3的相關資訊，不僅可減少混料的問題，更可 出表面黏著型磁性元件3的方向是否錯置使 付產線作業流程更加便利、有效率。 之置二;=Γ性元件3於表面黏著技術系統* 《置件作業“王係如第三圖3及 具有繞組結構311及磁芯312之 ^ 2係=供 緣耐熱之膠體(未圖示)貼附於電感單元31 再以符彡成表面黏著型磁性元件3,其後， ===:面黏著型磁性元件3之型號、 並將此標示=體-32之第二表面321上， -耆型磁丨生元件3置放於送料機5 9 1379331 上，由送料機5依序將表面黏著型磁性元件3傳送至第一 位置XI，然後再移動置件機1之置件頭11至第三位置Y1， 並將置件頭11末端之吸嘴111對應覆蓋於平面蓋體32之 第二表面321上，此時，由於平面蓋體32係為平整均勻之 板件結構，因而可使吸嘴111密合貼附於平面蓋體32之第 二表面321之上，接著，再啟動與吸嘴111相連通之驅動 裝置（未圖示），例如：真空泵，藉由真空泵之作動來抽取 置件頭11内之空氣，使置件頭11對表面黏著型磁性元件3 產生真空吸引力，因而使平面蓋體32之第二表面321緊密 且穩固地吸附於置件頭11之吸嘴111上，形成密封狀態， 然後再將置件頭11自第三位置Y1移動至第四位置Y2,並 使真空泵反向作動，使置件頭11因空氣注入而破壞吸嘴 111與平面蓋體32之第二表面321之間的密封狀態，因而 使表面黏著型磁性元件3與置件頭11脫離，並設置於已塗 佈焊料之電路板4上，藉此以使表面黏著型磁性元件3自 第一位置XI移動至第二位置X2上，在此置件過程中，藉 由平面蓋體32所提供之平整均勻的吸附介面，使得表面黏 著型磁性元件3可有效被置件頭11吸取，而不易產生拋料 的情形，進而提高生產效率。 請同時參閱第五圖A及第五圖B，其係分別為本案第 二較佳實施例之表面黏著型磁性元件之俯視結構示意圖及 剖面結構示意圖，如圖所示，本案之表面黏著型磁性元件 6主要由電感單元61以及平面蓋體62所組成，其中電感 單元61具有繞組結構及磁芯612，且平面蓋體62係貼附 於電感單元61上。 1379331 於本實施例中，電感單元61及平面蓋體62之結構及 組裝方式係與前述實施例相仿，故於此不再贅述，惟於本 實施例中，繞組結構係由可導電之繞線611，例如：銅線， 所組成，並直接纏繞於環形磁芯612上，即在電感單元61 之第三表面613會因繞線611之纏繞而出現凹凸不平均的 情形，然而，當電感單元61之第三表面613上貼附平面蓋 體62後，則由於平面蓋體62之第四表面621係為均勻平 整之表面，因而可使表面黏著型磁性元件6更穩固地被表 面黏著技術系統中之置件機1之吸嘴111所吸附，因而可 順利地完成置件作業，減少製程中產生之拋料之問題，由 此可見，在電感單元中之繞組結構及磁芯之結構、形態與 設置方式並不以此為限，其係可依實際施作情形而任施變 化，舉凡可減小體積，適用於表面黏著技術系統之電感元 件，例如：變壓器、電感器及環形電感器等，均在本案之 保護範圍中。 综上所述，本案之表面黏著型磁性元件係具有電感單 元以及貼附於電感單元上之平面蓋體，俾可供表面黏著技 術系統之置件機於置件作業時，將置件頭末端之吸嘴覆蓋 於平面蓋體上，以形成密封狀態，並藉由驅動裝置之作動 以對表面黏著型磁性元件產生真空吸引力，俾使表面黏著 型磁性元件密合吸附於置件頭上，並自第一位置移動至第 二位置，藉此減少產線作業中之拋料之情況，同時，藉由 絕緣耐熱之平面蓋體形成絕緣阻隔，以維持電氣安全距 離，此外，更可於平面蓋體上標示不同之記號，用以標示 表面黏著型磁性元件之型號、腳位與極性，俾提供多重辨 11 1379331 置件機：1 管件：110 上表面：21 繞組结構：23、311 繞線架：232、311a 固定框：25、314 第一表面：311c 第二表面：321 第二記號：34 電路板：4 第一位置：XI 第三位置：Y1 繞線：611 第四表面：621 置件頭：11 吸嘴：111 磁芯：22、312、612 絕緣層：23卜311b 接腳：24、313 電感單元：31、61 平面蓋體：32、62 第一記號：33 第三記號：35 送料機=5 第二位置：X2 第四位置：Y2 第三表面：613 13

Claims (1)

1. 2012.09.21劃線修正 七、申請專利範圍： i 種表面黏著型磁性元件，適用於一表面黏著技術系 統，其係包括： 一電感單元，具有一繞組結構以及一磁芯；以及 一平面蓋體，該平面蓋體係以一絕緣耐熱膠貼附於該 電感單元上； 其中，當該表面黏著技術系統之一置件機進行置件作 ^時，係將該置件機之一置件頭末端之一吸嘴對應覆蓋於 5亥平面蓋體上，以形成一密合貼附狀態，藉由一驅動裝置 之作動，使該置件機對該表面黏著型磁性元件產生一真空 吸引力，俾使該表面黏著型磁性元件密封吸附於該置件頭 上，並自一第一位置移動至一第二位置。 2 ‘如申明專利範圍第1項所述之表面黏著型磁性元件其 中該平面蓋體係為一絕緣耐熱之板件結構。 3. 如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型磁性元件，其 中邊平面蓋體上更具有一第一記號，用以顯示該表面黏著 型磁性元件之型號。 4. 如申請專利範圍第3項所述之表面黏著型磁性元件，其 中該第一記號係為一符號及一缺口其中之一。 5. 如申請專利範圍第1項所述之表面黏著型磁性元件，其 中該電感單元更包含一接腳，用以與一電路板電連接。 6. 如申請專利範圍第5項所述之表面黏著型磁性元件，其 中該平面蓋體上更具有一第二記號，用以標示該接腳之腳 1379331 2012.09.21劃線修正 位。 7.如申請專利範圍第6項所述之表面黏著型磁性元件，其 中該第二記號係為一符號及一缺口其中之一。 8·如申凊專利範圍第1項所述之表面黏著型磁性元件其 中該平面蓋體上更具有一第三記號，用以標示該表面黏著 组磁性元件之極性。 如申明專利範圍第8項所述之表面黏著型磁性元件，其 中該第三記號係為一符號及一缺口其中之一。 10.如申請專利範圍第i項所述之表面黏著型磁性元件， 其中該電感單元係為變壓器、電感器以及環形電感器其中 之一 〇 U.—種表面黏著型磁性元件之置件方法，適用於一表面 黏著技術系統，其係包含下列步驟： ⑷提供-電感單元，其係具有—繞組結構以及一磁芯； 一 將一平面蓋體係以一絕緣耐熱膠貼附於該電感單 元上，以形成一表面黏著型磁性元件； ⑷將-置件機之-置件頭末端之一吸嘴對應覆蓋於該 表面黏著型磁性元件之該平面蓋體上； ⑷啟動與該吸嘴連通之—㈣裝置，使該置件機對該 ^面黏著型磁性元件產生一真空吸引力，而使該平面蓋體 岔封吸附於該置件頭上；以及 ⑹將該置件頭自—第三位置移動至_第四位置，俾使 吸附於Θ置件頭上之該表面黏著型磁性元件自—第一位置 15 1379331 .' 2012.09.21 timmiE 移動至一第二位置。 如申請專利範圍第Η項所述之表面黏著型磁性元件之 置件方法，其中該平面蓋體係為一絕緣耐熱之板件結構。 13·如申請專利範圍第u項所述之表面黏著型磁性元件之 置件方法，其令於步驟卬)與(〇)之間更包括於該平面蓋體上 置弟σ己號，用以顯示該表面黏著型磁性元件之型號。 14.如申請專利範圍第13項所述之表面黏著型磁性元件之 • 牛方法’其令a又置該第一記號之方法係為註記一符號及 裁切一缺口其令之一。 15·如申請專利範圍第u項所述之表面黏著型磁性元件之 置件方法，其中該電感單元更包含一接腳，用以與一電路 板電連接。 16.如申請專利範圍第15項所述之表面黏著型磁性元件之 置件方法，其令於步驟(1))與((〇之間更包括於該平面蓋體上 • °又置第一記號’用以標示該接腳之腳位。 Π·如申請專利範圍第16項所述之表面黏著型磁性元件之 置件方法，其令設置該第一記號之方法係為註記一符號及 裁切一缺口其中之一。 18.如申請專利範圍第n項所述之表面黏著型磁性元件之 置件方去’其中於步驟(b)與⑷之間更包括於該平面蓋體上 設置—第三記號，用以標示該表面黏著型磁性元件之極性。 19·如申請專利範圍第18項所述之表面黏著型磁性元件之 16 1379331 _ .‘ ’ 2012.09.21 劃線修正 置件方法，其中設置該第三記號之方法係為註記一符號及 裁切一缺口其中之一。 17