TWI417558B - 元件位置決定台及具有該元件位置決定台之操作裝置 - Google Patents

Description

元件位置決定台及具有該元件位置決定台之操作裝置

本發明係關於進行電子零件(以下稱「元件」)等，進行試驗時暫時決定元件位置之元件位置決定台。

此外，又與具有元件位置決定台之進行試驗用的操作裝置有關。

為了進行元件的試驗，使用了包含檢驗裝置之操作裝置。操作裝置係進行例如以下作業：將收納未檢驗元件之未檢驗托盤(收納箱)配置於操作裝置內的裝載部，將特定個數之未檢驗元件從未檢驗托盤移送至檢驗裝置的特定位置，在該處視需要加溫，再將元件移至例如電子零件試驗裝置(以下稱「元件測試機」)上的IC插槽等進行測試，將測試完畢的元件分類(sort)為良品、不良品、再檢驗品等，自動地收納至收納托盤(參照圖1)。

此時，將從未檢驗托盤取出的未檢驗元件移送至檢驗裝置的特定位置時，元件由供給機器人從未檢驗托盤移送至元件位置決定台。接著將整個元件位置決定台移送至檢驗裝置之特定場所。在此，以夾鉗等將各元件移動至元件測試機上的IC插槽。以元件測試機測試完畢後，再反過來以夾鉗等先將元件從IC插槽等移送至元件位置決定台，其後從元件位置決定台移動至收納托盤或分類托盤。

圖11A所示為以往所使用之元件位置決定台100的上視圖，圖11B為側面剖面圖。該元件位置決定台100中保持元件D的部分為不可動，因此元件D尺寸一變化便無法對應。因此，便必須針對不同尺寸的元件D分別準備元件位置決定台100。

近年來，逐漸邁向機器小型化、零件的高密度實裝化，伴隨於此，元件亦愈趨小型化、表面實裝的封裝增加，CSP(Chip Size Package)、BGA(Ball Grid Array)、QFP(Quad Flat Package)等，日益小巧、輕薄，且腳距亦逐漸縮小。

為將元件從位置決定之概分的托盤插入間距狹窄的IC插槽，元件位置決定台的導引構件必須具備高精密度。因此，只要元件的類型、外形尺寸有些微改變，便必須製作專用的元件位置決定台，加以更換。

為此，只要尺寸稍微不同就必須準備專用的元件位置決定台，因此就非得備齊許多昂貴的元件位置決定台。在操作裝置進行測試時，必須依照每個元件的類型、尺寸更換元件位置決定台。如使用複數的操作裝置時，更換用元件位置決定台的數量將極為龐大，需要寬闊的空間及其管理。此外，元件位置決定台必須具備高精密度，因此只要尺寸稍有差錯，便必須重新製作。

因此，可對應不同尺寸元件的元件位置決定台之開發備受期待。

日本特開平10－123207號公報中揭示了將元件收納於元件位置決定台的收納部並進行影像處理之技術。藉由如此方法，可決定複數尺寸的元件位置。然而，影像處理裝置價值不斐，且影像處理相當費時，因而有降低整體作業效率之虞。

有鑑於上述問題，本發明之目的，在於提供可決定複數尺寸的元件位置且作業效率不會降低之元件位置決定台；並提供具有該元件位置決定台之操作裝置。

本發明之元件位置決定台，係包含對應元件各邊之複數導引構件，其係接觸元件各邊以決定位置者；其中至少一個導引構件包含滑動機構，其係將導引構件以可滑動方式支撐於元件位置決定台主體構件上者；及固定機構，其係將導引構件固定於所期望位置者；藉此可決定複數尺寸之元件的位置。

本發明之一樣態中，作為保持四角形元件之元件位置決定台，對應四角形四邊之各導引構件，分別為可移動。

本發明之一樣態中，將導引構件固定於所期望位置之固定機構，係包含介隔傾斜面與導引構件滑接之按壓構件，藉由上述傾斜面所產生的楔形作用(wedge effect)，將導引構件按壓於元件位置決定台主體構件的面上。

本發明之一樣態中，導引構件係藉由與元位置決定台不為一體之導引構件調整機構，裝設為符合元件的尺寸。

理想的是，導引構件與導引構件調整機構係由分別互補扣合之扣合機構所扣合。

理想的是，導引構件調整手段係根據由與導引構件調整機構不為一體之元件尺寸量測機構所量測出的元件尺寸，校準導引構件的位置。

理想的是，元件位置決定台附設有資訊記錄機構，藉由與元件位置決定台不為一體之資訊讀寫機構，將元件位置決定台的相關資訊記錄於資訊記錄機構，且將資訊記錄機構所記錄的資訊傳送至導引構件調整機構，導引構件調整機構根據送達的資訊校準導引構件的位置。

本發明之一樣態中，具有吸引元件並將其按壓於元件位置決定台之吸引機構，吸引機構包含吸力穩定化機構，其係即使導引構件的位置改變，仍可藉由吸引機構使吸力不產生變化者。

理想的是，吸力穩定化機構係由對應導引構件位置而伸縮之伸縮性材料，或者是對應導引構件位置而改變位置之遮板葉片(shutterblade)所構成。

本發明之一樣態中，於元件位置決定台主體構件設有安裝機構，其係將元件位置決定台安裝於使用其之裝置上，該安裝機構與具有不移動的導引構件之元件位置決定台的安裝機構相同，與具有不移動導引構件之元件位置決定台具互換性。

此外，根據本發明，可提供包含上述任一元件位置決定台之操作裝置。

再者，導引構件調整手段可設置於操作裝置內部，亦可設置於操作裝置外部。

以下，將參照圖式說明本發明之實施形態。

圖3A為本發明之元件位置決定台100之上視圖，圖3B為沿著圖3A之IIIB－IIIB線所見之剖面圖，圖3C為沿著圖3A之IIIC－IIIC線所見之剖面圖。

101為導引構件。導引構件101係利用螺栓101c將導件101b固定於導引基座101a所形成。此外，導引基座101a與導件101b亦可為一體成型。導引基座101a上形成有於長邊方向呈直角延伸的凹溝101d。本實施形態中，凹溝101d為V形溝。

導引構件101具有倒T字形的剖面(參照圖3C)，其係滑動於與導引構件101同樣具有倒T字形剖面之溝102內。此倒T字形溝102，係於元件位置決定台100之主體構件103上形成剖面為長方形的溝104，並安裝覆蓋構件105，令於其中央留有空隙所形成。

106為夾塊(clamp blocks)。夾塊106係除去覆蓋構件105及主體構件103的一部分而配置。夾塊106靠中心側的面106a與導引構件101之導引基座101a側面相接觸，而該接觸面僅以些微的角度θ傾斜。

夾塊106係由其中間裝有扁頭彈簧107的螺栓108及螺帽109按壓於主體構件103上。夾塊106因扁頭彈簧107被按壓向下方，由於如上所述接觸面呈傾斜，產生了楔形作用，使夾塊106將導引構件101之導引基座101a按壓向溝104的側面。其結果，固定了導引構件101的位置。

若將螺栓108的頭部押向扁頭彈簧107，則扁頭彈簧107所產生的按壓力便無法作用，故解除了導引構件101的固定狀態，使導引構件101可移動。

此外，如圖3B所示，主體構件103中央形成有於垂直方向貫穿的孔110。此孔110係作為於載置元件D後，吸引元件D以保持元件D的吸引孔之用，此外，亦作為裝設元件位置決定台100時的導引孔之用。

圖3B中103a所示為將元件位置決定台100裝設於操作裝置1(參照圖1)時所使用的安裝機構，103b所示同樣為位置校準之用的導引孔。上述安裝機構103a、導引孔103b，與圖11a、圖11b所示之導引構件為不可動的既有之元件位置決定台上者相同。因此，本發明之元件位置決定台100與具有不可動導引構件之既有元件位置決定台有互換性。

圖4A、圖4B分別為從上方及側面表示元件位置決定台100保持可保持之最小元件D時之圖。如圖4B所示，導件101b的元件承接面111上側為陡斜面、下側為緩斜面。

圖5A、圖5B係表示元件位置決定台100保持較大元件D時的狀態。

本發明之元件位置決定台之最大的優點及特徵為可支撐不同尺寸的元件。

因此，以下將說明移動及固定導引構件101以符合元件尺寸的方法外，並說明針對某一尺寸元件(指上次的元件)的作業結束後，準備使用其他尺寸元件(指本次的元件)進行作業時的情形。

首先，如後述將元件位置決定台100安裝於操作裝置，詳細地說為其橫移送板5上。對此橫移送板5的安裝、拆除皆由操作者以手動方式進行。

被拆除後的元件位置決定台100安裝於圖6所示的導引移動調整裝置200上。此導引移動調整裝置200，於此實施形態中係設置於操作裝置1的外部，但亦可設置於操作裝置1的內部。

此圖示之導引移動調整裝置200係如圖示，將元件位置決定台100反轉，亦即令承接元件D的一端朝向下方進行作業，但亦有不反轉元件位置決定台100，而以平常方向安裝的導引移動調整裝置。

此時，將導引釘(未圖示)與元件位置決定台100的導引釘接收盒112(參照圖3A、3B)扣合，藉由圖示未表示的機構將元件位置決定台100裝設於導引移動調整裝置200。

接下來，以利用了空氣壓或電動馬達的上下驅動裝置202將夾鉗解除釘201往下壓，使固定元件位置決定台100的夾塊106之螺栓108抵抗扁頭彈簧107的施力而下壓。其結果，楔形作用消失，將導引構件101按壓於溝102壁面的按壓力解除，使導引構件101成為可移動的狀態。

在此，如預先使凸部203的位置對準配合最後所使用的對應上次元件尺寸之凹溝101d的位置，在將元件位置決定台100裝設於導引移動調整裝置200的同時，凸部203便可與凹溝101d扣合。

在此，預先於元件位置決定台100側面附設元件資料記錄構件120(參照圖8)，預先利用例如資料讀寫裝置130(參照圖8)寫入，利用資料讀寫裝置130，讀取被寫入元件資料記錄構件120之值。

資料讀寫裝置130係可連接或常時連接於導引移動調整裝置200，導引移動調整裝置200依照讀取到的元件尺寸，計算應裝設之凸部203的間隔，並調整凸部203間隔使其符合計算出的值。此調整方法亦可以手動輸入。

其次，如上述所言導引移動調整裝置200之凸部203與元件位置決定台100之導引構件101的凹溝101d扣合後，則必須將導引移動調整裝置200的凸部203之間隔變更為對應於本次元件尺寸之值。

變更方法可以手動方式輸入資料，亦可如圖9所示之元件測定機構140測定本次的元件尺寸。此方法為：元件測定手段140係可連接或常時連接於導引移動調整裝置200，導引移動調整裝置200依照讀取到的元件尺寸，計算出應裝設之凸部203的間隔，並驅動馬達205調整凸部203的間隔使其能符合算出數值。

元件測定手段140係以影像處理、電子微雷射、定壓負荷測定等所形成。

此外，元件資料記錄構件120可以IC標籤、IC晶片、記憶卡、磁卡、條碼等形成。

圖7係擴大顯示圖6的凸部203與凹溝101d扣合部分附近之圖。

凸部203的移動係利用馬達205經由滾珠螺桿機構204所進行。此外，在本實施形態中，移動支撐元件D相互平行的兩邊之導引構件101的左右滾珠螺桿機構204，係分別由不同的馬達205驅動，但亦可令左右滾珠螺桿機構204之一側為左螺桿、另一側為右螺桿，利用一個馬達205使其同步並驅動。

接下來，將針對防止吸力降低進行說明。

如上述所言，為保持元件D，將元件D被載置於元件位置決定台100時便會被孔110吸引。在此，如圖4A、圖4B所示，當元件D為小尺寸時，與鄰接的導件101b之間並無縫隙，真空壓幾乎不可能由此外洩。然而，如圖5A、圖5B所示，當元件D為大尺寸時，與鄰接的導件101b之間存有大縫隙，無法有效地進行吸引。

因此，在此實施形態中，如圖10A、圖10B所示，可將如海棉之類等伸縮性材料所形成的防止吸力降低構件140，安裝於各導件101b之兩側。圖10A顯示載置小元件D時防止吸引力降低構件140的形狀，圖10B顯示載置大元件D載置時防止吸引力降低構件140的形狀。

此外，防止吸引力降低構件140，除如上述以伸縮性材料形成外，亦可為以1個或複數遮板葉片覆蓋各縫隙的遮板式者。

以下，將針對裝載有如上述之構成、作用的元件位置決定台100之操作裝置進行說明。

圖1為操作裝置的上視圖。此圖1所示之操作裝置，為元件位置決定台100在橫向上直線移動之橫移動型，但除了此種橫移動型之外，尚有元件位置決定台100迴旋移動之迴旋型操作裝置，在此省略其說明。圖1中，A為機框工作台，1為填充托盤裝載部，2為預熱板，3為供給臂，4為空托盤的緩衝部，5為橫向移送板，6為圓盤，7為圓盤驅動用控制馬達，8與9為圓盤6所搭載的控制馬達，10為圓盤驅動帶，11為馬達7之滑輪，T為IC插槽，12為排出臂，13、14為檢驗完畢製品的卸載部，15為裝載一片之卸載部，16為操作箱，其中連接IC插槽T的電線則連結至工作台A下方之(未圖示)測定裝置。

填充托盤裝載部1的起始端係採用積載並依序傳送托盤的盒狀構造，可有規則地排列數十個以上的外部尺寸相同之托盤，視情況可達到百個以上的元件D，從堆疊下側的托盤開始往圖1上方依序送出，送至裝載部1的特定位置後托盤會被固定。在此供給臂3開始移動，從托盤中吸附特定個數的元件，將元件D每兩個移送至配置於橫向移送板5左端的元件位置決定台100上，之後，橫向移送板5向右移動並停在一定位置。

接著，將參照圖2說明檢驗搬送裝置B內的動作。參照圖2，圓盤6係由圓盤驅動用控制馬達7令其進行180度之正反向迴轉。於圓盤6下方相對於圓盤6迴轉中心點的對稱位置，設置於第一平臺側的柱面箱28下端之吸附墊(未圖示)，從上述橫向移送板5的元件位置決定台100吸附元件D並上昇。接著圓盤6將迴轉180度，將元件D放置於第二平臺的IC插槽T上方部。

此時，橫向移送板5向左移動，供給手臂3將下一個元件D移送至元件位置決定台100。此時，設置於另一側柱面箱29之吸附墊(未圖示)吸附檢驗完畢的元件D，位於向左移動的橫向移送板5右端所設置的元件位置決定台100上方，令該吸附墊下降，將檢驗完畢的元件D載置於元件位置決定台100。

放置有由供給手臂3所供給的元件D及檢驗完畢之元件D的橫向移送板5向右移動時，將驅動排出手臂12，從放有檢驗完畢之元件D的元件位置決定台100中取出檢驗完畢的元件D。此元件D已利用按壓於IC插槽T內的測定裝置所測定，根據該測定值的資訊傳達至排出手臂12，指示檢驗完畢之元件D的排出目的地。

亦即，藉由測定裝置檢驗出元件D的特性，明顯區分元件D的品質等級，測定結果可區分出數個等級，根據使用對象物的不同，可區分為可使用品、不可使用之不良品，及再檢驗品。

上述本發明之元件位置決定台100因導引部材101為可動式，因此不同尺寸的元件D皆可使用。然而，若想以一個元件位置決定台100對應過於廣泛的尺寸變化，在則固定大尺寸元件時會出現不穩定的情形。

例如，目前元件中的最小者為一邊長約為1 mm，最大者為一邊長可達50 mm。決定一邊長約1 mm的元件位置之用的元件位置決定台中，支撐導引構件101元件的寬幅最大亦僅有1 mm，要決定一邊長達50 mm的大元件的位置，事實上終究不可能。

因此，理想的是配合元件大小準備複數種類的元件位置決定台100。即便如此，相較於以往為對應各尺寸元件而必須分別準備固定型元件位置決定台的情形，已是大幅減少。

1．．．填充托盤裝載部

2．．．預熱板

3．．．供給臂

4．．．空托盤的緩衝部

5．．．橫向移送板

6．．．圓盤

7．．．圓盤驅動用控制馬達

8．．．圓盤6所搭載的控制馬達

9．．．圓盤6所搭載的控制馬達

10．．．圓盤驅動帶

11．．．馬達7之滑輪

12．．．排出臂

13．．．檢驗完畢製品的卸載部

14．．．檢驗完畢製品的卸載部

15．．．裝載一片之卸載部

16．．．操作箱

28．．．柱面箱

29．．．柱面箱

100．．．元件位置決定台

101．．．導引構件

101a‧‧‧導引基座

101b‧‧‧導件

101c‧‧‧螺栓

101d‧‧‧凹溝

102‧‧‧T字形溝

103‧‧‧元件位置決定台之主體構件

103a‧‧‧安裝機構

103b‧‧‧導引孔

104‧‧‧溝

105‧‧‧覆蓋構件

106‧‧‧夾塊

107‧‧‧扁頭彈簧

108‧‧‧螺栓

109‧‧‧螺帽

110‧‧‧貫穿孔

111‧‧‧承接面

112‧‧‧導引針接收處

120‧‧‧元件資料記錄構件

130‧‧‧資料讀寫裝置

140‧‧‧元件測定機構

200‧‧‧導引移動調整裝置

201‧‧‧夾鉗解除釘

202‧‧‧上下驅動裝置

203．．．凸部

204．．．滾珠螺桿機構

205．．．馬達

A．．．機框工作台

B．．．檢驗搬送裝置

D．．．元件

T．．．IC插槽

圖1為具有本發明之元件位置決定台的操作裝置上視圖。

圖2為圖1的操作裝置內之檢驗搬送裝置斜視圖。

圖3A為本發明之元件位置決定台上視圖。

圖3B為沿著圖3A之IIIB－IIIB線所見之剖面圖。

圖3C為沿著圖3A之IIIC－IIIC線所見之剖面圖。

圖4A為保持小元件時元件位置決定台之上視圖。

圖4B為保持小元件時元件位置決定台之側面剖面圖。

圖5A為保持大元件時元件位置決定台之上視圖。

圖5B為保持大元件時元件位置決定台之側面剖面圖。

圖6為配置於操作裝置外部的導引移動調整裝置。

圖7為圖6之重要部分放大圖。

圖8為元件位置決定台外側表面所添加的資料記錄構件，及讀取該構件所記錄資料的裝置，或者是寫記入資料讀寫裝置圖。

圖9為使用元件測定機構量測元件尺寸的狀態圖。

圖10A表示載置小元件D時防止吸力降低構件的形狀。

圖10B表示載置大元件D時防止吸力降低構件的形狀。

圖11A為以往導引構件固定式的元件位置決定台上視圖。

圖11B為沿著圖11A中XIII－XIII線所見之剖面圖。

100．．．元件位置決定台

101．．．導引構件

101a．．．導引基座

101b．．．導件

101c．．．螺栓

101d．．．凹溝

105．．．覆蓋構件

106．．．夾塊

112．．．導引針接收處

D．．．元件

Claims (9)

1. 一種元件位置決定台，其特徵為包含：導引構件，其係對應元件各邊之複數導引構件，接觸上述元件各邊以決定位置者；以及導引構件調整機構，其係與上述元件位置決定台形成為不為一體，用以調整上述導引構件者；至少一個上述導引構件係包含：滑動機構，其係將上述導引構件以可滑動方式支撐於元件位置決定台主體構件上者；及固定機構，其係將上述導引構件固定於所期望位置者；且可保持複數尺寸的上述元件；上述導引構件藉由扣合機構與上述導引構件調整機構扣合，且藉由上述導引構件調整機構解除上述固定機構之固定後，藉由上述導引構件調整機構所具備的驅動機構而被設定為符合上述元件尺寸。
2. 如請求項1之元件位置決定台，其係保持四角形之上述元件者，且對應四角形四邊之各導引構件分別為可移動者。
3. 如請求項1之元件位置決定台，其中將上述導引構件固定於所期望位置之上述固定機構係包含透過傾斜面與導引構件滑接之按壓構件，藉由上述傾斜面所產生的楔形作用，將上述導引構件按壓於上述元件位置決定台主體構件面上者。
4. 如請求項1之元件位置決定台，其中上述導引構件調整機構根據與上述導引構件調整機構不為一體之元件尺寸量測機構所量測的上述元件尺寸，校準上述導引構件的位置。
5. 如請求項1之元件位置決定台，其中上述元件位置決定台附設有資訊記錄機構，藉由與上述元件位置決定台不為一體之資訊讀寫機構，將上述元件位置決定台相關資訊記錄於資訊記錄機構，且將上述資訊記錄機構所記錄的資訊送至上述導引構件調整機構，上述導引構件調整機構根據送達的資訊，校準上述導引構件的位置。
6. 如請求項1之元件位置決定台，其中為了將上述元件按壓於上述導引構件，藉由與上述元件位置決定台不為一體的負壓吸引機構吸引上述元件，其包含吸引力穩定化手段，其係由對應上述導引構件位置而伸縮的伸縮性材料，或對應上述導引構件位置而位移的遮板葉片所形成，防止吸引時負壓外洩，藉以穩定上述負壓吸引手段產生之吸力者。
7. 如請求項1之元件位置決定台，其中上述元件位置決定台主體構件設有安裝機構，其係將上述元件位置決定台安裝於使用其之裝置上者，該安裝機構與具有上述導引構件係不移動之上述元件位置決定台的安裝機構相同，且與具有上述導引構件係不移動之上述元件位置決定台具互換性。
8. 一種操作裝置，其包含如請求項第1至7項中任一項之元 件位置決定台。
9. 如請求項8之操作裝置，其中上述導引構件調整機構係設置於操作裝置內部者。