TWI449053B - 用於在加工工具中定位電子組件的裝置及方法 - Google Patents

Description

用於在加工工具中定位電子組件的裝置及方法

本發明係相關於用於將電子組件定位在一個加工處理工具之中的裝置及方法，其中所述組件可以在一個上方引導件以及一個下方引導件之間線性地位移。

在電子組件的生產品及加工處理之中，一項趨勢是增加用於加工處理之組件的微型化程度。這些組件通常也是有相當高的價值，使得在處理這些電子組件方面設定了嚴格的標準。在加工處理組件的習知技術之中，通常會使用一個下方引導件以及一個上方引導件，在這些引導件之間的電子組件係可以用非常小的運動自由(例如0.05到0.2mm)來進行位移。在電子組件上進行加工處理期間，電子組件因此係被夾持機構，例如像是一個夾持塊件所卡合。這種現有定位方法的缺點是成本很高，且因為電子組件越來越微型化，這亦意味著用於定位的組件也必須變得越來越小，藉以它們也可能更容易受損。

針對本發明之目的，本發明提供了一種改良的裝置以及一種改良的方法，藉著該裝置及方法，電子組件能夠以一種與習知技術相較下為可靠方式且以降低的成本被定位在加工處理的工具之中。

本發明針對這項目的提供了一種用於將可以線性位移的電子組件定位在加工工具之中的裝置，其包含有：一個線性的下方引導件，用於所述電子組件在一個路徑上的引導支撐；以及一個線性的上方引導件，用於所述電子組件在一個與該下方引導件相隔的一段距離處之運動自由的引導限制，其中，至少其中一個引導件係形成了一個平坦金屬薄板的一部分，此薄板設有弱化部位，使得該引導件可以相對於包圍著該引導件的薄板材料而垂直於所述平坦金屬薄板彈性地位移至少0.005mm，較佳地至少0.01mm。所述可以彈性位移的引導件較佳地可以相對於包圍著該引導件的薄板材料而彈性地位移最多0.05mm，或更加需要的是位移最多0.03mm。因此在位移期間，上方以及下方引導件之間的電子組件會有一有限空隙；如此係產生產品在引導期間發生例如傾斜的很小機會。對於非常小的(分離)電子組件(例如所謂的具有0.3到0.5mm大小規模的尺寸的微型產品)來說也是如此。

在此處“可以彈性地位移”應被理解為表示垂直於平坦金屬薄板的運動自由，此係使得在定量的位移期間，在已經移除了實現位移的作用力之後，該引導件完全回復到位移之前的開始情況。介於引導件之間之電子組件的運動自由可能會受到改變介於上方引導件與下方引導件之間的距離之影響。然而，現在根據本發明裝置的一項重要優點為，將電子組件夾在引導件之間而受到損壞的機會很小也是有可能的。介於引導件之間之電子組件的位移(線性的引導)因此可能會如所需要的受到阻礙或甚至受到制止，使得所述電子組件可以被夾持在引導件之間。這對於例如在電子組件上進行加工或是實施測量的目的來說，可能是有利的。

至少其中一個引導件相對於圍繞著且支承著此引導件之薄板材料的彈性可位移性的一項優點為：當所述電子組件被夾在該等引導件之間時，可以補償電子組件之尺寸的有限變化，及/或當電子組件與一個引導件之間存在污染物時，有可能防止電子組件或引導件受到損壞。除了在其中除了已經存在的引導件之外通常會提供分開的夾持機構之習知技術中之外，這個功能可以在沒有為了此目的所需要之具有分開且可控制之懸吊構造的夾持機構的情況下被實現。因此，根據本發明，所需的功能係能夠以有效率且有效的方式實現。可以彈性地位移的引導件、一個變薄的(彈性)連結部件以及形成支架的周圍薄板材料係從該平坦金屬薄板一體地被製造出來。

另外一項優點為，根據本發明，僅需要相當小之上方以及下方引導件的相對運動自由(介於0.005與0.05mm之間)。因為引導以及夾持的功能係被組合於單一的組件之中，這變成是有可能的。因為對於這些功能來說是不能使用分開的組件的，並不需要補償不同組件的(累積的)公差。因此所獲得之具有滿足相當小的運動自由之需要的可能性現在係再次地使得加工處理相當小型的電子組件成為可能。

至少其中一個引導件較佳地設有至少一個直立邊緣，用於在相對於線性位移方向的側向方向中之定位。上方引導件及/或下方引導件因此設有一個直立的、較佳的是線性的引導件邊緣或一些平行的線性引導件邊緣，以這些邊緣，除了被限制在上方以及下方引導件之間之外，所述的電子組件亦相對於線性的引導件在一個側向方向中受到限制。藉著一個且相同的組件可以防止電子組件的側向位移連同垂直位移(“垂直位移”係被理解為表示垂直於引導件的位移)。

在另一項有利的示例性變化形式之中，複數個平行與彼此而延伸的引導件係被組合在單一的平坦金屬薄板之中。使用這個示例性變化形式，可以將多排電子組件同時定位成彼此相鄰。特別在加工處理較小的組件中(像是從亦在本文中所提到的所謂高密度框架以及微型產品)，多排電子組件係被平行加工處理。現在藉著將複數個引導件配置在單一的平坦金屬薄板之中，引導件的成本可以保持在有限的情況，這是因為本發明係使得較大的處理能力(UPH)可能的。相對於可比較的習知技術，裝置根據本發明的裝置的處理能力因此可以增加多到50到100%。

為了使電子組件前進，需要提供驅動機構於該裝置，使得前述電子組件能夠被向前推動或是沿著上方引導件與下方引導件之間被運載/移動。這個位移通常是透過一個引線框架或載體而被提供到產品，但是也可以藉著將彼此向前推動的產品的作用來實現。也需要的是能夠改變介於上方引導件的支架與下方引導件的支架之間的距離。針對這個目的，該裝置係設有一個閉合機構，該距離可以藉著此閉合機構來調整。所述電子組件不僅因此能夠如所希望地提供所需的自由而能夠在上方引導件及下方引導件之間位移(滑移)，而且也能夠被夾在下方引導件以及上方引導件之間。亦有利的是，上方引導件以及下方引導件可以移動分開得夠遠(用以開啟)，使得所述電子組件能夠在例如故障的情況中被移除。為了要防止該二個支架被一起移動得太靠近，藉以可能會產生不需要的大作用力，其進一步需要限制介於支架之間的最小距離。

在又另一項示例性的變化形式中，該平坦金屬薄板連同可以彈性地位移的引導件係設有鄰接可位移引導件的連續凹部。除了以這種方式提供可位移引導件的所需運動自由之外，如此亦提供可以藉以在引導組件之間加工處理電子組件之工具的通道。使用所述裝置，電子組件因此可以被夾持在上方引導件與下方引導件之間，使得它們被固定住。它們因此可以在這個固定位置之中被加工處理。對於這項目的，需要的是該裝置亦設有至少一個用於加工被固持在所述引導組件之間的電子組件的工具。如此的工具的實施例為衝頭、彎折工具以及切削工具。可以彈性地位移的引導件也可以與此工具一起被位移。該工具的(主要)運動可以例如因此也被用來移動可以相對於圍繞著引導件的薄板材料而彈性地位移的引導件。此處當然也需要的是，在工具開始進行加工處理之前引導件係被位移(短暫地)。針對這個目的，該工具可以設有一個與引導件進行接觸的夾持器，例如一個或多個彈性引導銷。用於將電子組件夾持在引導件之中的運動自由可以被減少到例如0.005到0.05mm。這係因為表面可以被結合在單一組件之中且因此可以非常精確地相對於彼此而被界定而成為可能的。如此係進一步有助於能夠操控及定位非常小型的組件。在習知技術之中一項越來越大的問題是，在一個載體上之產品之間所分隔開的空間是如此的小，以致於對於擠壓組件以及電子組件所藉以而能夠被加工處理的工具來說，仍然可以獲得的空間係極小。在本發明之中，擠壓功能以及引導功能係被組合在單一組件之中，藉此在空間方面產生一項利益。本發明係使得設計出用於加工處理具有超高密度之載體的生產機構是可能的。由於半導體工業能夠藉此來節省原料的成本，可以預期到的是在未來會加工處理更多的這些具有超高密度的載體。載體通常銅或其中銅、鋁或另外成本相當高的材料形成其一部分的合金的主要部件所組成的，其成本在近幾年來已經提高相當多。

本發明亦提供一種用於在一個線性下方引導件以及一個線性上方引導件之間於加工工具之中定位可以線性位移之電子組件的方法，其包含有以下的加工步驟：A)將所述電子組件放置在下方引導與上方引導件之間，使得除了在線性位移的方向之中，其運動自由係會受到阻礙；B)將該上方引導件的一個支架以及該下方引導件的支架移動而更接近彼此，使得介於所述支架之間的距離係比在加工處理步驟A)期間更小；C)由於加工處理步驟B)的結果將所述電子組件夾持在該上方引導件與該下方引導件之間；其中與相關的支架一起從一個平坦金屬薄板形成的引導件在加工步驟C)期間係在一個垂直於平坦金屬薄板的方向中彈性地位移通過一個0.005mm的距離、較佳地是至少0.01mm的距離，而該引導件形成了該平坦金屬薄板的一部分。在此處所述引導件較佳地位移0.03mm的最大值。在加工處理較大的產品時，亦可能0.05mm的位移最大值。總結此方法的一些重要優點，可以參照以上描述之根據本發明裝置的優點。亦描述於此處的是，有利的是，被彈性地夾在引導件之間的電子組件係以一個工具被加工處理，所述工具具有通過至少一個在該平坦金屬薄板連同可以彈性地位移的引導件之中的凹部而可以對所述電子組件的出入口。

圖1顯示出通過根據本發明裝置1之一部分的剖面。一個設有引線3的電子組件2係被包圍在一個下方引導件4以及一個上方引導件5之間。下方引導件4係與一個承載板件6組合在一起。上方引導件5形成了一個此處以影線表示之平坦金屬薄板7的一部分。電子組件2可以在垂直於可看見的表面的方向中線性地位移。上方引導件5設有一個包含有二個直立邊緣8，9的輪廓表面，藉以電子組件2也可以定位在側向方向(相對於線性位移的方向)之中。

弱化部位10係配置在平坦的金屬薄板7之中，使得上方引導件5可以在有限範圍(0.005到0.05mm)之內，相對於平坦金屬薄板7包圍著上方引導件5的薄板材料11而在一個垂直於上方引導件5之引導表面的方向中位移。

圖2為平坦金屬薄板7的立體視圖，該平坦金屬薄板7形成了圖1所示裝置1的一部分。可以清楚看見的是，平坦金屬薄板7包圍著上方引導件5的薄板材料11係藉著有限數目的橋接件12的作用被連接到上方引導件5。平坦金屬薄板7原來圍住橋接件12的材料已經被移除(例如藉著機械加工及/或化學處理平坦金屬薄板7)。介於平坦金屬薄板7包圍著上方引導件5的薄板材料11與上方引導件5之間的連結係因此被弱化，使得由於平坦金屬薄板7的材料性質，而能夠獲得所需的彈性可位移能力(0.005到0.05mm)，然而在同時可以界定出極為精確的相對方位。另一項觀點是橋接件12留下了在平坦金屬薄板7之中的明晰穿孔13，藉以工具可以獲得對於電子組件2的取用，例如用於彎折或切削電子組件2。

圖3說明了用於運用在根據本發明裝置之中之平坦金屬薄板20的選擇性實例變化形式之一部分的俯視圖。平坦金屬薄板20設有三個平行於彼此延伸的引導部件21。三排電子組件2因此可以平行於彼此而被引導。引導部件21係被剛性地固持在一個框架22之中，這個框架22係藉著狹窄的連結帶23而被連接到平坦金屬薄板20圍繞著引導部件21的一個部件24。可以再次注意到的是，為了清楚起見，所有的前述組件：引導部件21、框架22、狹窄的連結帶23以及圍繞著引導部件21的部件24全部係形成了平坦金屬薄板20的一個一體部分。

圖4A顯示出上方引導件30的立體視圖，該上方引導件30設有一個由一個框架32所構成的平坦金屬薄板31，該框架32係透過連結部件33而被連接到引導部件34。透過一個引導件板件35的位移，接觸部件36係施加了一個作用力，使得引導部件34可以相對於金屬薄板31的框架32而被向下壓。引導部件34相對於框架32的相對運動自由係藉著連結部件33的(受限制的)可撓曲性而成為可能者。在引導部件之間係留下了暢通的空間，切削工具37可以通過所述空間而被向下位移(為了清楚地看出，亦參見圖4B以及圖4C)。亦如圖4B所示，切削工具37係埋置於一個剛硬地連接到一個工具板件39的工具塊件38之中。現在藉著在垂直方向中位移引導件板件35以及工具板件39，用於被加工處理的電子組件(並未顯示在此圖之中)可以先連同其中一個引導部件34被夾住，且後續地藉著其中一個切削工具37而被加工處理。在加工處理之中，切削工具37以及引導部件34係再次被向上移動，使得已經加工處理過的電子組件可以被排出。圖4C更加詳細地顯示出一個引導部件34，且在引導部件34任一側上的切削工具37(亦被稱為衝頭)係被向下移動，使得它們可以坐落在活動位置之中。

1‧‧‧裝置

2‧‧‧電子組件

3‧‧‧引線

4‧‧‧下方引導件

5‧‧‧上方引導件

6‧‧‧承載板件

7‧‧‧平坦金屬薄板

8‧‧‧直立邊緣

9‧‧‧直立邊緣

10‧‧‧弱化部位

11‧‧‧平坦金屬薄板的薄板材料

12‧‧‧橋接件

13‧‧‧明晰穿孔

20‧‧‧平坦金屬薄板

21‧‧‧引導部件

22‧‧‧框架

23‧‧‧狹窄的連結帶

24‧‧‧部分的平坦金屬薄板

30‧‧‧上方引導件

31‧‧‧平坦金屬薄板

32‧‧‧框架

33‧‧‧連結部件

34‧‧‧引導部件

35‧‧‧引導件板件

36‧‧‧接觸部件

37‧‧‧切削工具

38‧‧‧工具塊件

39‧‧‧工具板件

本發明將在以下圖式所顯示之非限制性的示例性實例的基礎上進一步闡明。其中：圖1顯示出通過根據本發明裝置之一部分的剖面；圖2是根據本發明裝置之一部分的立體視圖；圖3係根據本發明裝置之選擇性實例之變化形式之一部分的俯視圖；圖4A係一個區段的立體視圖，該區段係通過一個像是形成根據本發明裝置一項實例之變化形式之一部分的具有懸吊裝置之上方引導件；以及圖4B以及圖4C為圖4A所示之上方引導件的詳細視圖。

1‧‧‧裝置

2‧‧‧電子組件

3‧‧‧引線

4‧‧‧下方引導件

5‧‧‧上方引導件

6‧‧‧承載板件

7‧‧‧平坦金屬薄板

8‧‧‧直立邊緣

9‧‧‧直立邊緣

10‧‧‧弱化部位

11‧‧‧平坦金屬薄板的薄板材料

Claims (11)

1. 一種用於在加工工具中定位可以線性位移的電子組件之裝置，其包含有：-一個線性的下方引導件，用於所述電子組件在一個路徑上的引導支撐；以及-一個線性的上方引導件，用於所述電子組件在一個與該下方引導件相隔的一段距離處之運動自由的引導限制；其中至少其中一個引導件係形成了一個平坦金屬薄板的一部分，這個薄板設有弱化部位，使得該引導件可以相對於圍繞該引導件的薄板材料垂直於該平坦金屬薄板彈性地位移至少0.005mm，較佳地至少0.01mm。
2. 如申請專利範圍第1項所述的裝置，其特徵在於 該可以彈性地位移的引導件係可以相對於圍繞著該引導件的薄板材料彈性地位移一個0.05mm的最大值，較佳地是一個0.03mm的最大值。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的裝置，其特徵在於 該至少其中一個引導件設有至少一個直立邊緣，用於在相對於線性位移的方向在側向方向中進行定位。
4. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的裝置，其特徵在於 平行於彼此延伸的複數個引導件係組合在單一的平坦金屬薄板之中。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的裝置，其特徵在於 該裝置設有用於使電子組件在一上方引導件與一下方引導件之間前進的驅動機構。
6. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的裝置，其特徵在於 該裝置設有一個閉合機構，藉著該閉合機構可以調整介於該上方引導件與該下方引導件之間的距離。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的裝置，其特徵在於 ，該平坦金屬薄板係連同該可以彈性地位移的引導件設有與該可位移引導件鄰接的連續凹部。
8. 如申請專利範圍第7項所述的裝置，其特徵在於 該裝置亦設有至少一個用於加工處理被固持在引導組件之間之電子組件的工具。
9. 一種用於在一個線性下方引導件以及一個線性上方引導件之間於加工工具之中定位可以線性位移之電子組件的方法，其包含有以下的加工步驟：A)將所述電子組件放置於該下方引導件與該上方引導件之間，使得除了在線性位移的方向之中，其運動自由係受到阻礙；B)將該上方引導件的一個支架以及該下方引導件的支架移動而更接近彼此，使得介於所述支架之間的距離係比在加工處理步驟A)期間更小；C)由於加工步驟B)的結果而將電子組件夾持在上方引導件與下方引導件之間；其中與相關的支架一起從一個平坦金屬薄板形成的引導件在加工步驟C)期間係在一個垂直於平坦金屬薄板的方向中彈性地位移通過一個0.005mm的距離、較佳地是至少0.01mm的距離，而該引導件形成了該平坦金屬薄板的一部 分。
10. 如申請專利範圍第9項所述的方法，其特徵在於 所述引導件係在一個垂直於引導件係形成了其一部分的平坦金屬薄板的方向中彈性地位移一個0.05mm的最大值、較佳地位移一個0.03mm的最大值，用於定位所述電子組件之目的。
11. 如申請專利範圍第9項或第10項所述的方法，其特徵在於 被彈性地夾持在該該等引導件之間的電子組件係藉著一個具有對於所述電子組件之出入口的工具而被加工處理，所述工具具有通過至少一個在該平坦金屬薄板連同可以彈性地位移的引導件之中的凹部而可以對所述電子組件的出入口。