TWI416589B - High total pressure pneumatic floating device - Google Patents

Description

高總壓力氣壓式浮動裝置

本發明是關於一種浮動裝置，尤其是一種高總壓力氣壓式浮動裝置。

IC(Integrated Circuit積體電路)元件於接受自動化檢測機台檢測過程時，通常係受到負壓吸嘴之吸取而搬移，並被置放於自動化檢測機台之適當位置，於電性連接後進行電性檢測或實境檢測，藉由檢測過程判斷IC元件是否良好，並自動分類及剔退不良品。目前常見IC元件12如圖1所示，底部具有複數接點122，下方對應位置之治具10表面則安裝有連接器14，連接器14朝IC元件12之頂側、設有對應IC元件12接點122數量之端子142，藉由下壓IC，迫使端子142稍有彈性形變，從而與接點122保持接觸。

一方面，為確保IC元件接點122與端子142之良好電氣接觸，才能透過連接器14與IC元件12提供電源、輸入電訊號及接收其輸出訊號，因而必須在檢測過程提供圖1中箭頭方向之下壓力至該IC；再方面，隨接點數目逐漸增多，眾多端子142之上方端部亦可能存在製造或安裝導致的公差，使得各端子142頂部並非真實位於同一平面，若自動化檢測機台提供之穩定壓力不足，也可能導致其中部分端子142與對應接點122接觸不良，從而無法正確檢測待測IC元件12。

請參考圖2至圖4，我國新型專利559333號「軸承式之浮動裝置」揭露一種類似結構，其軸承式浮動裝置2於本體21內置放環設有數排滾珠之Z向保持器23，Z向保持器23內置放有相鎖固之底板24、連接塊25與作動塊27，並於作動塊27及底板24間置放具上、下層滾珠之平面保持器26，平面保持器26並固設具數個彈簧及珠體之連結座29。

該軸承式浮動裝置2另於本體21上鎖固可供銜接氣壓管路之上蓋28，封板22則鎖固於本體21下方；利用軸承式之浮動設計，以平面保持器26做X-Y-之位移調整、並以Z向保持器23作縱向位移調整，下方結合吸頭後，似可完成定位IC元件與提供壓力之功能。

該創作之整體構件繁多，且需大量運用滾珠與彈簧始能達成變位與復位之目的，因此，滾珠之真圓度直接影響軸承式浮動裝置2之效能，且軸承式浮動裝置2中為配合滾珠之滾動，需搭配潤滑油脂使用，滾珠之潤滑程度亦與作動復位速度與準確度成正相關，萬一軸承式浮動裝置2密封不良，將有油脂外漏之虞，受測之IC元件並無法容許此種異物污染；而反覆作動狀態中，佔有構件數量眾多比例之滾珠為軸承式浮動裝置2壽命之關鍵。

另一關鍵點，IC元件效能需求日增、接點數量相對增多，當IC元件具有數百接點時，浮動裝置能否提供足夠壓力傳遞至IC元件，確保IC元件每一接點與連接器 端子之良好接觸更為重要課題。

以圖3與圖4為例，依照壓力公式P(壓力)=F(正向作用力)/A(受力面積)即F=P×A，若供給軸承式浮動裝置2之氣壓為定值P，則作動塊27受力面積A愈大，軸承式浮動裝置2所能提供之正向作用力F亦愈大。但於圖3與圖4中，作動塊27受限於鄰近構造，所形成圓形凹槽之直徑，尚不及上蓋28直徑之1/2，又因上蓋28之直徑亦受機台構造尺寸箝制更無法增大，作動塊27所能提供的下壓力將因此大打折扣。

因此，若能提供一種效能更優異，構件數量更少，延遲成本更低，適用於IC元件未來發展規格特性之浮動裝置，應為最佳解決方案。

因此，本發明之一目的，在提供一種有效設計受氣壓面尺寸、善用有限定額供給氣壓，獲致最高作用力之高總壓力氣壓式浮動裝置。

本發明另一目的，在提供一種構造精簡、製造成本合宜，大幅提升使用效率之高總壓力氣壓式浮動裝置。

本發明之再一目的，在提供一種無須刻意提供潤滑機制、更無污染待測IC元件顧慮之高總壓力氣壓式浮動裝置。

本發明之又一目的，在提供一種故障率低，預期可降低維修延遲成本之高總壓力氣壓式浮動裝置。

因此，本發明為一種高總壓力氣壓式浮動裝置，係 供設置於一個具有一個預定尺寸基準面的基座、可隨該基座與一個作用面相對移動，並接受來自一組供氣裝置之一個預定氣壓，該浮動裝置包含：一個組裝於該基座之中空殼體，包括一個與該基準面相間隔且形成有一個穿孔的底壁；及一個延伸自該底壁、並具有一個對應該基準面之該預定尺寸的截面、且氣密接合於該基準面之環繞側壁；一個與該基座基準面及該中空殼體共同構成一個氣室之活塞件，包括：一個位於該基準面與該中空殼體間、具有一個面向該基準面且面積對應於該環繞側壁截面之受氣壓面、並在一個遠離該基準面之原始位置及一個接近該基準面之受壓位置間而沿該兩位置的連線軸向移動之活塞本體；及一個由該本體朝向遠離該基準面、對應該殼體穿孔延伸之凸伸部；一個組裝於該活塞件遠離該基座側、受該活塞件凸伸部抵靠、並軸向固定至該活塞件的第二緩衝件；一個位於該活塞件與該第二緩衝件之間、並以沿著一個與該軸向夾一角度的側方向與該第二緩衝件可相對移動地結合至該第二緩衝件的第一緩衝件；及一個位於該第二緩衝件遠離該第一緩衝件側面、組裝至該第一緩衝件之外蓋。

由於浮動頭之外廓尺寸受到機台本身形狀之限制，不容許無限制放大，藉由將活塞件之受氣壓面設計為最大，提供最大下壓能量；第二緩衝件與活塞件之連結、第一緩衝件與外蓋之連結提供變位功能；第二彈性回復件、擋止件與第一彈性回復件可使變位後之各構件關係 迅速歸回原始位置，有效卻簡潔的結構，大幅提升現有產品性能。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。

請同時參考圖5與圖6，分別為本發明第一實施例之組裝局部剖面示意及分解圖之示意。

本發明之氣壓式浮動裝置3供設置於基座42，為說明起見，將基座42供氣壓式浮動裝置3設置之表面稱為基準面422，且氣壓式浮動裝置3可隨基座42與作用面44相對移動，使氣壓式浮動裝置3架構並使用於如習知技術所述之領域但不在此限；本發明更藉供氣裝置(圖未示)提供氣壓，轉換所需之下壓力。

氣壓式浮動裝置3包含組裝於基座42之中空殼體5、與基準面422及中空殼體5構成氣室55之活塞件6、第一緩衝件、與第二緩衝件，於本例中分別為第一厚板8與第二厚板7；氣壓式浮動裝置3更包含位於第二厚板7遠離第一厚版8側面、組裝至第一厚板8之外蓋9。

中空殼體5由兩部分組成，分別為與基準面422間隔且形成有穿孔522的底壁52、與延伸自底壁52且氣密接合於基準面422之環繞側壁54；活塞件6則包括於可沿圖面方向Y軸做軸向運動之活塞本體62、與位於活 塞本體62相對於基準面422另一側、穿越前述穿孔522之凸伸部64。

續說明環繞側壁54之結構，例如基準面422為一矩形時，氣壓式浮動裝置3藉複數固定件546將中空殼體5固定至基準面422，中空殼體5之環繞側壁54則包括外徑對應基準面422矩形最短側邊之圓形環繞側壁部542、及延伸自圓形環繞側壁部542，且對應基準面422大於圓形環繞側壁部542形成之複數固定孔544，前述固定件546即穿過固定孔544與基座42結合。

藉由面向基準面422之受氣壓面622，當供氣裝置開始提供氣壓，例如一預定壓力之正壓，氣室55內將充滿該氣壓之氣體，受氣壓面622亦以該正壓外推活塞件6及連動外蓋9。

外蓋9包括對應作用面44之承載壁92、及自承載壁92朝向基準面422延伸、遮蔽第一厚板8及第二厚板7之遮蔽側壁94。藉此提供氣壓式浮動裝置3下壓至作用面44之介面，並提供適當保護予內部包容之相關構件，例如第一厚板8及第二厚板7。圖中可見，本發明善用配置、刻意規劃受氣壓面622達到可能之最大面積，如此便能利用供氣裝置提供之氣壓，忠實傳遞壓力，於發明人進行相關樣品與實驗中，實測提供壓力值可達約64KG/CM² ，遠高於習知浮動裝置結構所能提供之壓力僅30KG/CM² ，更能因應多腳位之元件按壓。

當然，氣壓式浮動裝置3不僅提供單軸向之下壓 力，第一厚板8具有與活塞件6之凸伸部64之間，使兩者可相對順暢於圖面方向X軸運動之滾珠96。為使氣壓式浮動裝置3能於變位後迅速確實復位，第一厚板8與第二厚板7週緣均形成有側向環繞溝槽74、84，環繞溝槽74、84係供分別環設第一及第二彈性回復件用。

本例中之第一及第二回復件係為圈狀之彈簧76、86，且氣壓式浮動裝置3更設置受兩彈簧約束之複數擋止件85，藉此配置約束兩彈簧76、86之側向移動。如此架構下，活塞件6與第二厚板7結合、外蓋9與第一厚板8結合，並配合兩組彈簧，即可提供外蓋9對應活塞件6之移動與復位。

針對習知技術之缺失，第一實施例顧見已大幅改善，若利用習知架構並採納本發明之原理，將習知浮動裝置現有架構改良為具有本發明優點之浮動裝置亦無不可，除可樽節物料，更可使浮動裝置提供更大之下壓力，如圖7繪示，為本發明第二實施例之爆炸圖。

氣壓式浮動裝置3'包括中空殼體5'、活塞件6'、第二厚板7'、第一厚板8'與外蓋9'，藉由第二厚板7'與第一厚板8'之配置，提供氣壓式浮動裝置3'良好之變位與復位機能，其餘大致結構與第一實施例相仿，不再贅述。

依照上述各實施例說明，本發明之高總壓力氣壓式浮動裝置提供最大可能之受氣壓面，自然利用預定氣壓供給進而創造最大壓力，各緩衝件與彈性回復件則確保 浮動裝置變位與復位之預期效能，精簡的構件配置無須刻意保養，完全克服習知技術中可能發生之缺失，因此藉由本發明確實可以有效達成本案之所有上述目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

10‧‧‧治具

12‧‧‧IC元件

122‧‧‧接點

14‧‧‧連接器

142‧‧‧端子

2‧‧‧軸承式浮動裝置

21‧‧‧本體

22‧‧‧封板

23‧‧‧Z向保持器

24‧‧‧底板

25‧‧‧連接塊

26‧‧‧平面保持器

27‧‧‧作動塊

28‧‧‧上蓋

29‧‧‧連結座

3、3’‧‧‧氣壓式浮動裝置

42‧‧‧基座

422‧‧‧基準面

44‧‧‧作用面

5、5’‧‧‧中空殼體

52‧‧‧底壁

522‧‧‧穿孔

54‧‧‧環繞側壁

542‧‧‧圓形環繞側壁部

544‧‧‧固定孔

546‧‧‧固定件

55‧‧‧氣室

6、6’‧‧‧活塞件

62‧‧‧活塞本體

622‧‧‧受氣壓面

64‧‧‧凸伸部

7、7’‧‧‧第二厚板

74、84‧‧‧環繞溝槽

76、86‧‧‧彈簧

8、8’‧‧‧第一厚板

85‧‧‧擋止件

9、9’‧‧‧外蓋

92‧‧‧承載壁

94‧‧‧遮蔽側壁

96‧‧‧滾珠

圖1是習知IC元件檢測環境之立體示意圖；圖2是中華民國新型專利559333號創作之爆炸圖；圖3是圖2新型專利創作之組裝剖視圖；圖4是圖2新型專利創作之另一組裝剖視圖；圖5是本發明第一實施例之組裝局部剖視圖；圖6是本發明第一實施例之立體分解圖；及圖7是本發明第二實施例之立體分解圖。

3‧‧‧氣壓式浮動裝置

42‧‧‧基座

44‧‧‧作用面

422‧‧‧基準面

5‧‧‧殼體

54‧‧‧環繞側壁

542‧‧‧圓形環繞側壁部

544‧‧‧固定孔

546‧‧‧固定件

55‧‧‧氣室

6‧‧‧活塞件

62‧‧‧活塞本體

622‧‧‧受氣壓面

64‧‧‧凸伸部

7‧‧‧第二厚板

74、84‧‧‧環繞溝槽

76、86‧‧‧彈簧

8‧‧‧第一厚板

9‧‧‧外蓋

92‧‧‧承載壁

94‧‧‧遮蔽側壁

Claims (6)

1. 一種高總壓力氣壓式浮動裝置，係供設置於一個具有一個預定尺寸基準面的基座、可隨該基座與一個作用面相對移動，並接受來自一組供氣裝置之一個預定氣壓，該浮動裝置包含：一個組裝於該基座之中空殼體，包括一個與該基準面相間隔且形成有一個穿孔的底壁；及一個延伸自該底壁、並具有一個對應該基準面之該預定尺寸的截面、且氣密接合於該基準面之環繞側壁；一個與該基座基準面及該中空殼體共同構成一個氣室之活塞件，包括：一個位於該基準面與該中空殼體間、具有一個面向該基準面且面積對應於該環繞側壁截面之受氣壓面、並在一個遠離該基準面之原始位置及一個接近該基準面之受壓位置間而沿該兩位置的連線軸向移動之活塞本體；及一個由該本體朝向遠離該基準面、對應該殼體穿孔延伸之凸伸部；一個組裝於該活塞件遠離該基座側、受該活塞件凸伸部抵靠、並軸向固定至該活塞件的第二緩衝件；一個位於該活塞件與該第二緩衝件之間、並以沿著一個與該軸向夾一角度的側方向與該第二緩衝件可相 對移動地結合至該第二緩衝件的第一緩衝件；及一個位於該第二緩衝件遠離該第一緩衝件側面、組裝至該第一緩衝件之外蓋。
2. 如申請專利範圍第1項所述之浮動裝置，其中該基準面為矩形，該浮動裝置更包含複數供固定至該基準面之固定件，且該中空殼體之該環繞側壁包括：一個外徑對應該基準面矩形之較短側邊的圓形環繞側壁部；及一個延伸自該圓形環繞側壁部、並在對應該基準面大於該圓形環繞側壁部處形成有複數供該等固定件穿過之固定孔。
3. 如申請專利範圍第1項所述之浮動裝置，其中該外蓋包括：一個對應該作用面之承載壁；及一個自該承載壁朝向該基準面延伸、遮蔽該第一及第二緩衝件之遮蔽側壁。
4. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之浮動裝置，其中該第一緩衝件更包括至少一顆供該活塞件凸伸部可相對沿該側方向位移抵靠之滾珠。
5. 如申請專利範圍第1、2或3項所述之浮動裝置，其中該第一緩衝件為一片第一厚板，及該第二緩衝件為一片第二厚板。
6. 如申請專利範圍第5項所述之浮動裝置，其中該第一及第二厚板分別形成有一個側向環繞溝槽，且該浮動 裝置更包括二個分別圈設於該等溝槽中之第一及第二彈性回復件；及受該第一及第二彈性回復件約束之複數擋止件，藉此約束該第一緩衝件與該第二緩衝件之該側方向相對移動。