TWI545073B - A device for the operation of a pickup - type electronic component picker and its application - Google Patents

Description

吸夾式電子元件拾取器及其應用之作業設備

本發明係提供一種利用吸拾件及夾持組對電子元件作吸附及夾持之吸夾式雙重定位，不僅增加接觸面積，並可平穩將不同型式電子元件搬移至預設位置而防止掉落，以提升搬移作業效能之吸夾式電子元件拾取器。

在現今，電子元件之型式多樣化，例如呈平板狀之電子元件及呈凸字狀之電子元件等，請參閱第1圖，該呈平板狀之第一電子元件11，其底部設有複數個為錫球之第一電性接點111，而頂部則具有較大面積之第一貼置部112，另該呈凸字狀之第二電子元件12，其係設有一為平板狀之第一部件121，第一部件121之底部係設有複數個為錫球之第二電性接點122，並於頂部裝配有一呈圓筒狀之第二部件123，第二部件123之頂部具有較小面積(即圓筒之壁厚)之第二貼置部124。

然不論是平板狀或凸字狀之電子元件，於製作完成後，均需於電子元件測試設備執行測試製程，以淘汰不良品電子元件，請參閱第2、3圖，該電子元件測試設備之機台21上配置有供料裝置22、收料裝置23、測試裝置24、輸入端搬移裝置25及輸出端搬移裝置26，該供料裝置22係設有承置待測電子元件之供料盤221，該收料裝置23係設有承置已測電子元件之收料盤231，該測試裝置24係設有具測試座242之電路板241，用以測試電子元件，該輸入端搬移裝置25係設有作第一、二、三方向(如X、Y、Z方向)位移之輸入端拾 取器251，用以於供料盤221及測試座242間搬移待測之電子元件，該輸出端搬移裝置26係設有作X-Y-Z方向位移之輸出端拾取器261，用以於收料盤231及測試座242間搬移已測之電子元件；以輸入端拾取器251為例，其設有一連接抽氣裝置(圖未示出)之本體2511，該本體2511之內部設有取放件2512，該取放件2512之一端套置彈簧2513，另一端則設有相通本體2511之吸嘴2514，該吸嘴2514係取放待測之電子元件；以輸入端拾取器251搬移呈凸字狀之第二電子元件12為例，該輸入端拾取器251係作X-Y-Z方向位移至供料裝置22之供料盤221處，並以取放件2512之吸嘴2514接觸吸附第二電子元件12之第二部件123的第二貼置部124，進而移載待測之第二電子元件12；惟，由於第二電子元件12之第二部件123係呈圓筒狀，僅以其頂部小面積壁厚之第二貼置部124供該取放件2512之吸嘴2514貼置吸附，導致吸嘴2514與第二電子元件12之接觸面積有限，並無法確實穩固吸附第二電子元件12，易於取放件2512作X-Y-Z方向位移搬移第二電子元件12之過程中，發生吸嘴2514破真空而致使第二電子元件12掉落之情形，不僅輸入端拾取器251耗時空跑移載行程，工作人員亦必須停機排除異常，造成搬移作業不便及增加作業時間之缺失。

本發明之目的一，係提供一種吸夾式電子元件拾取器，其包含承載件、吸拾件及夾持組，該承載件係作至少一方向位移，該吸拾件係裝配於承載件，並設有第一、二抽氣道，該第一抽氣道之一端具有吸放電子元件之吸嘴部件，該夾持組係裝配於承載件，並設有複數個夾放電子元件之第一、二夾具，該第一、二夾具係由吸拾件之第二抽氣道驅動位移，進而承載件帶動吸拾件及夾持組位移至電子元件處，該吸拾件係以第一抽氣道之吸嘴 部件吸附於電子元件之頂部，並利用第二抽氣道驅動夾持組之第一、二夾具夾持於電子元件之外周面，使得吸拾件可令吸嘴部件及夾持組對電子元件執行吸附及夾持之吸夾式雙重定位，不僅增加接觸面積，並可平穩將電子元件搬移至預設位置，達到提升搬移作業效能之實用效益。

本發明之目的二，係提供一種吸夾式電子元件拾取器，其中，於吸拾件之吸嘴部件吸附電子元件之頂部時，該夾持組之第一、二夾具係夾持電子元件之外周面，而可增加接觸面積，使吸拾件及夾持組作吸夾式雙重定位電子元件，以防止電子元件於移載行程中掉落，進而將電子元件平穩搬移至預設位置，工作人員毋須停機排除異常，達到節省作業時間之實用效益。

本發明之目的三，係提供一種吸夾式電子元件拾取器，其中，若該吸拾件之吸嘴部件吸附擺置偏移之電子元件時，可利用夾持組之第一、二夾具夾持推移電子元件，使電子元件之中心校正對位吸拾件之中心，進而使拾取器可準確置放電子元件，達到提升取放料精準性之實用效益。

本發明之目的四，係提供一種應用吸夾式電子元件拾取器之作業設備，其係於機台上配置有供料裝置、收料裝置、作業裝置、輸送裝置及中央控制裝置，該供料裝置係設有至少一容納待作業電子元件之供料承置器，該收料裝置係設有至少一容納已作業電子元件之收料承置器，該作業裝置係設有至少一作業器，用以對電子元件執行預設作業，該輸送裝置係設有至少一本發明之拾取器，用以搬移電子元件，該中央控制裝置係用以控制及整合各裝置作動，而執行自動化作業，達到提升作業生產效能之實用效益。

〔習知〕

11‧‧‧第一電子元件

111‧‧‧第一電性接點

112‧‧‧第一貼置部

12‧‧‧第二電子元件

121‧‧‧第一部件

122‧‧‧第二電性接點

123‧‧‧第二部件

124‧‧‧第二貼置部

21‧‧‧機台

22‧‧‧供料裝置

221‧‧‧供料盤

23‧‧‧收料裝置

231‧‧‧收料盤

24‧‧‧測試裝置

241‧‧‧電路板

242‧‧‧測試座

25‧‧‧輸入端搬移裝置

251‧‧‧輸入端拾取器

2511‧‧‧本體

2512‧‧‧取放件

2513‧‧‧彈簧

2514‧‧‧吸嘴

26‧‧‧輸出端搬移裝置

261‧‧‧輸出端拾取器

〔本發明〕

30‧‧‧拾取器

31‧‧‧承載件

32‧‧‧吸拾件

321‧‧‧第一抽氣道

322‧‧‧第二抽氣道

323‧‧‧吸嘴部件

33‧‧‧夾持組

331‧‧‧第一夾具

3311‧‧‧第一扣接部

332‧‧‧第二夾具

3321‧‧‧第二扣接部

333‧‧‧第一連接件

3331‧‧‧第一卡扣部

3332‧‧‧第一可撓部

334‧‧‧第二連接件

3341‧‧‧第二卡扣部

3342‧‧‧第二可撓部

34‧‧‧彈性件

35‧‧‧限位件

A‧‧‧載送結構

41‧‧‧電子元件

411‧‧‧第二部件

42‧‧‧電子元件

51‧‧‧供料盤

52‧‧‧測試座

60‧‧‧機台

70‧‧‧供料裝置

71‧‧‧供料承置器

80‧‧‧收料裝置

81‧‧‧收料承置器

90‧‧‧作業裝置

91‧‧‧電路板

92‧‧‧測試座

100‧‧‧輸送裝置

101‧‧‧第一拾取器

102‧‧‧第一供料載台

103‧‧‧第二供料載台

104‧‧‧第一移料器

105‧‧‧第二移料器

106‧‧‧第一收料載台

107‧‧‧第二收料載台

108‧‧‧第二拾取器

第1圖：習知不同型式電子元件之示意圖。

第2圖：習知電子元件測試設備之示意圖。

第3圖：習知輸入端拾取器搬移電子元件之使用示意圖。

第4圖：本發明拾取器之示意圖。

第5圖：本發明拾取器之部分放大示意圖。

第6圖：係拾取器取放第二種型式電子元件之使用示意圖(一)。

第7圖：係拾取器取放第二種型式電子元件之使用示意圖(二)。

第8圖：係拾取器取放第二種型式電子元件之使用示意圖(三)。

第9圖：係拾取器取放第二種型式電子元件之使用示意圖(四)。

第10圖：係拾取器取放第二種型式電子元件之使用示意圖(五)。

第11圖：係拾取器取放第一種型式電子元件之使用示意圖。

第12圖：本發明拾取器應用於電子元件作業設備之示意圖。

為使 貴審查委員對本發明作更進一步之瞭解，茲舉一較佳實施例並配合圖式，詳述如後：請參閱第4、5圖，本發明之拾取器30包含承載件31、吸拾件32及夾持組33，該承載件31係作至少一方向位移，於本實施例中，該承載件31係由載送結構A載送作X-Y-Z方向位移，以帶動吸拾件32及夾持組33同步位移；該吸拾件32係裝配於承載件31，並設有第一抽氣道321及第二抽氣道322，該第一抽氣道321之一端具有吸放電子元件之吸嘴部件323，更進一步，該吸嘴部件323可應用於移載電子元件，或應用於移載及壓取電子元件，於本實施例中，吸拾件32係開設有二相通之第一抽氣道321及第二抽氣道322，該第一抽氣道321係呈Z方向配置，並於一端連通抽氣設備(圖未示出)，另一端則相通至外部而作為吸嘴部件323，以取放電子元件，該第二抽氣道322係呈X方向且相通至外部；該夾持組33係裝配於承載件31，並設有複數個夾放電子元件之第一、二夾具331、332，第一、二夾具331、332係由吸拾件32之第二抽氣道322驅動位移，於本實施例中，該第一夾具331之內面係於相對應吸拾件32之第二抽氣道3 22一端口的位置裝配有第一連接件333，該第一連接件333係為橡膠材質製成，並與第一夾具331間設有相互配合之第一扣接部及第一卡扣部，於本實施例中，係於第一夾具331凸設有一為扣塊之第一扣接部3311，並於第一連接件333凹設有為扣槽且扣合於第一扣接部3311之第一卡扣部3331，使第一連接件333裝配於第一夾具331上，並易於更換，該第一連接件333之另一端則設有可彎折且貼置於吸拾件32外周面之第一可撓部3332，並以第一可撓部3332封閉第二抽氣道322之一端口，使第二抽氣道322抽氣時，可抽拉第一連接件333及第一夾具331位移作動，又該第二夾具332之內面係於相對應吸拾件32之第二抽氣道322另一端口的位置裝配有第二連接件334，該第二連接件334亦為橡膠材質製成，並與第二夾具332間設有相互配合之第二扣接部及第二卡扣部，於本實施例中，係於第二夾具332凸設有一為扣塊之第二扣接部3321，並於第二連接件334凹設有為扣槽且扣合於第二扣接部3321之第二卡扣部3341，使第二連接件334裝配於第二夾具332上，並易於更換，該第二連接件334之另一端則設有可彎折且貼置於吸拾件32外周面之第二可撓部3342，並以第二可撓部3342封閉第二抽氣道322之另一端口，使第二抽氣道322抽氣時，可抽拉第二連接件334及第二夾具332位移作動；然於吸拾件32之第二抽氣道322未抽氣時，該拾取器30可利用第一連接件333之第一可撓部3332及第二連接件334之第二可撓部3342的復位彈力，而帶動第一、二夾具331、332同步向外位移，以釋放電子元件，亦或利用至少一彈性件帶動第一、二夾具331、332同步向外位移，於本實施例中，該拾取器30係於吸拾件32上裝配有至少一為彈簧之彈性件34，該彈性件34之一端係頂抵於第一夾具331，另一端則頂抵於第二夾具332，而可利用彈性件34彈性頂推第一夾具331及第二夾具3 32向外位移以釋放電子元件；該拾取器30另於第一夾具331及第二夾具332之外部設有至少一限位件，於本實施例中，係於第一夾具331及第二夾具332之外側套設有概呈套筒狀之限位件35，於彈性件34頂推第一、二夾具331、332向外位移時，可利用限位件35將第一、二夾具331、332限位。

請參閱第4、6圖，本發明之拾取器30可應用於移載電子元件或移載壓取電子元件等用途，以拾取器30搬移呈凸字狀之第二種型式的電子元件41為例，該拾取器30係由載送結構A載送作X-Y方向位移至供料盤51處，並使承載件31帶動吸拾件32及夾持組33作Z方向位移，令吸拾件32之吸嘴部件323貼置於電子元件41之第二部件411頂面，由於第一連接件333及第二連接件334已將吸拾件32之第二抽氣道322兩端口封閉，以及電子元件41之第二部件411已將吸拾件32之第一抽氣道321的吸嘴部件323封閉，使得吸拾件32之第一抽氣道321於抽氣時，可令吸嘴部件323吸附電子元件41之第二部件411定位。

請參閱第4、7、8圖，由於吸拾件32之第二抽氣道322係相通第一抽氣道321，以及電子元件41之第二部件411將第一抽氣道321的吸嘴部件323封閉，當第一抽氣道321抽氣時，不僅可吸附電子元件41，並可經由第二抽氣道322抽吸第一連接件333及第二連接件334，令第一連接件333及第二連接件334向內位移，且分別壓縮第一可撓部3332及第二可撓部3342，使第一可撓部3332及第二可撓部3342彎折變形，進而第一連接件333即可經由第一卡扣部3331及第一扣接部3311而帶動第一夾具331向內位移，且壓縮彈性件34之一端，令第一夾具331貼置於電子元件41之第二部件411外周面而增加接觸面積，該第二連接件334則經由第二卡扣部3341及第一扣接部33 21而帶動第二夾具332向內位移，且壓縮彈性件34之另一端，令第二夾具332貼置於電子元件41之第二部件411外周面而增加接觸面積，使得第一夾具331及第二夾具332夾持電子元件41之第二部件411外周面定位，若該吸拾件32之吸嘴部件323吸附擺置偏移之電子元件41時，可利用夾持組33之第一、二夾具331、332夾持推移電子元件41，使電子元件41之中心校正對位吸拾件32之中心，進而使拾取器30可準確置放電子元件41，因此，該吸拾件32不僅利用吸嘴部件323吸附電子元件41，並可帶動夾持組33之第一、二夾具331、332夾持電子元件41，使得拾取器30之承載件31帶動吸拾件32及夾持組33作X-Y-Z方向位移時，即可以吸夾方式平穩移載電子元件41。

請參閱第4、9、10圖，於拾取器30拾取電子元件41後，載送結構A係載送拾取器30及電子元件41作X-Y方向位移至測試座52，該拾取器30並降低吸拾件32之第一抽氣道321的吸力，但仍使吸嘴部件323維持吸附電子元件41，由於吸拾件32之第二抽氣道322的吸力小於彈性件34之彈力，即可利用彈性件34之復位彈力頂推第一夾具331及第二夾具332向外位移，並使第一夾具331及第二夾具332頂抵於限位件35而限位，使第一、二夾具331、332釋放電子元件41，又該第一夾具331並利用第一扣接部3311及第一卡扣部3331帶動第一連接件333向外位移復位，並使第一連接件333之第一可撓部3332仍保持封閉第二抽氣道322之一端口，該第二夾具332則利用第二扣接部3321及第二卡扣部3341帶動第二連接件334向外位移復位，並使第二連接件334之第二可撓部3342仍保持封閉第二抽氣道322之另一端口；接著該拾取器30係停止吸拾件32之第一抽氣道321的吸力，令吸拾件32之吸嘴部件323釋放電子元件41，因此，該吸拾件32係作二段式解除吸 力，該載送結構A再帶動拾取器30作Z方向位移，令拾取器30之承載件31帶動吸拾件32及夾持組33脫離電子元件41，以便移載下一電子元件。

請參閱第4、11圖，係本發明拾取器30應用於搬移呈平板狀之第一種型式的電子元件42為例，該拾取器30係由載送結構A載送作X-Y方向位移至供料盤51處，並使拾取器30之承載件31帶動吸拾件32及夾持組33作Z方向位移，令吸拾件32之吸嘴部件323貼置於電子元件42之頂面，由於第一連接件333及第二連接件334已將吸拾件32之第二抽氣道322兩端口封閉，以及電子元件42已將第一抽氣道321的吸嘴部件323封閉，使得吸拾件32之第一抽氣道321抽氣時，可令吸嘴部件323吸附電子元件42之頂面定位；接著吸拾件32之第一抽氣道321利用第二抽氣道322抽吸第一連接件333及第二連接件334向內位移，第一連接件333及第二連接件334即帶動第一夾具331及第二夾具332向內位移，且壓縮彈性件34，使得第一、二夾具331、332夾持電子元件42之外周面定位，因此，該拾取器30之吸拾件32及夾持組33即可以吸夾方式平穩移載呈平板狀之電子元件42。

請參閱第4、5、12圖，係本發明拾取器30應用於作業設備之示意圖，該作業設備係於機台60上配置有供料裝置70、收料裝置80、作業裝置90、輸送裝置100及中央控制裝置(圖未示出)；該供料裝置70係裝配於機台60，並設有至少一為供料盤之供料承置器71，用以容納至少一待作業之電子元件；該收料裝置80係裝配於機台60，並設有至少一為收料盤之收料承置器81，用以容納至少一已作業之電子元件；該作業裝置90係裝配於機台60上，並設有至少一作業器，以對電子元件執行預設作業，於本實施例中，該作業器係設有具至少一測試座92之電路板91，以對電子元件執行測試作業； 該輸送裝置100係裝配於機台60上，並設有至少一本發明之拾取器30，用以搬移電子元件，於本實施例中，輸送裝置100係設有相同本發明拾取器30之第一拾取器101，以於供料裝置70之供料承置器71取出待測之電子元件，並分別輸送至第一供料載台102及第二供料載台103，第一供料載台102及第二供料載台103將待測之電子元件載送至作業裝置90處，該輸送裝置100之第一移料器104及第二移料器105分別將第一供料載台102及第二供料載台103上待測之電子元件移載至作業裝置90而執行測試作業，以及將作業裝置90處之已測電子元件移載至第一收料載台106及第二收料載台107，第一收料載台106及第二收料載台107則載出已測之電子元件，該輸送裝置100另設有相同本發明拾取器30之第二拾取器108，以於第一收料載台106及第二收料載台107上取出已測之電子元件，並依據測試結果，將已測之電子元件輸送至收料裝置80之收料承置器81分類收置；該中央控制裝置係用以控制及整合各裝置作動，以執行自動化作業，達到提升作業效能之實用效益。

32‧‧‧吸拾件

321‧‧‧第一抽氣道

322‧‧‧第二抽氣道

323‧‧‧吸嘴部件

33‧‧‧夾持組

331‧‧‧第一夾具

3311‧‧‧第一扣接部

332‧‧‧第二夾具

3321‧‧‧第二扣接部

333‧‧‧第一連接件

3331‧‧‧第一卡扣部

3332‧‧‧第一可撓部

334‧‧‧第二連接件

3341‧‧‧第二卡扣部

3342‧‧‧第二可撓部

34‧‧‧彈性件

35‧‧‧限位件

Claims (10)

1. 一種吸夾式電子元件拾取器，包含：承載件：係作至少一方向位移；吸拾件：係裝配於該承載件，並設有第一、二抽氣道，該第一抽氣道之一端設有吸放電子元件之吸嘴部件；夾持組：係裝配於該承載件，並設有複數個夾放該電子元件之第一、二夾具，該第一、二夾具係由該吸拾件之第二抽氣道驅動位移。
2. 依申請專利範圍第1項所述之吸夾式電子元件拾取器，其中，該吸拾件所開設之該第一抽氣道及該第二抽氣道係相通。
3. 依申請專利範圍第2項所述之吸夾式電子元件拾取器，其中，該第一夾具與該第二抽氣道一端部之間係裝配有第一連接件，以封閉該第二抽氣道之一端部，又該第二夾具與該第二抽氣道另一端部之間裝配有第二連接件，以封閉該第二抽氣道之另一端部。
4. 依申請專利範圍第3項所述之吸夾式電子元件拾取器，其中，該第一連接件與該第一夾具係設有相互配合之第一扣接部及第一卡扣部，該第二連接件與該第二夾具則設有相互配合之第二扣接部及第二卡扣部。
5. 依申請專利範圍第3項所述之吸夾式電子元件拾取器，其中，該第一連接件之一端係設有可彎折且貼置於該吸拾件外周面之第一可撓部，並以該第一可撓部封閉該第二抽氣道之一端部，該第二連接件之一端設有可彎折且貼置於該吸拾件外周面之第二可撓部，並以該第二可撓部封閉該第二抽氣道之另一端部。
6. 依申請專利範圍第1項所述之吸夾式電子元件拾取器，其中，該拾取器係於該吸拾件上裝配有至少一彈性件，以帶動該夾持組之第一、二夾具向外位移。
7. 依申請專利範圍第1項所述之吸夾式電子元件拾取器，其中，該拾取器係於該夾持組之第一、二夾具外部設有至少一限位件，以限位該第一、二夾具。
8. 依申請專利範圍第1項所述之吸夾式電子元件拾取器，其中，該吸拾件係作二段式解除吸力。
9. 依申請專利範圍第1項所述之吸夾式電子元件拾取器，其中，該拾取器之承載件係由至少一載送結構驅動作至少一方向位移。
10. 一種應用吸夾式電子元件拾取器之作業設備，包含：機台；供料裝置：係配置於該機台上，並設有至少一供料承置器，用以容納至少一待作業之電子元件；收料裝置：係配置於該機台上，並設有至少一收料承置器，用以容納至少一已作業之電子元件；作業裝置：係裝配於該機台上，並設有至少一作業器，以對該電子元件執行預設作業；輸送裝置：係配置於該機台上，並設有至少一依申請專利範圍第1項所述之吸夾式電子元件拾取器，用以搬移該電子元件；中央控制裝置：係用以控制及整合各裝置作動，以執行自動化作業。