TWI677774B - 電子元件移料機構及其應用之作業設備 - Google Patents

Abstract

一種電子元件移料機構，其包含驅動單元、拾取單元及偵控單元，該驅動單元係設有至少一驅動器，以帶動拾取單元及偵控單元位移，該拾取單元係設有取放電子元件之拾取件，拾取件於承壓時作第一方向位移，該偵控單元係於驅動單元設置第一部件，並於拾取單元之外部相對應第一部件之位置設有第二部件，另於第一部件及第二部件設有相互配合之擋部及抽氣道，抽氣道並連接一感知氣壓值之感測器，藉以利用偵控單元之擋部及抽氣道的間距變化而改變抽氣道之氣壓值，以迅速獲知拾取單元之狀態是否異常，達到提升移料作業效能之實用效益。

Description

電子元件移料機構及其應用之作業設備

本發明係提供一種利用偵控單元之擋部及抽氣道的間距變化而改變抽氣道之氣壓值，以迅速獲知拾取單元之狀態是否異常，進而提升移料作業效能之移料機構。

在現今，作業設備係以移料機構之拾取件於不同裝置間移載電子元件，而部分裝置（如熱壓合裝置之熱壓合器）於移料機構取出電子元件之取料方式，係會接觸且壓抵電子元件，再將電子元件移載至下一作業位置；請參閱第１圖，該移料機構係以移動臂１１帶動拾取器１２位移，該拾取器１２係設有吸嘴１２１吸附且移載一為晶片１３之電子元件，一熱壓合裝置之熱壓合器１４作第一方向（如Ｚ方向）向下位移，並以容置部１４１接觸且壓抵該吸嘴１２１所移載之晶片１３，再利用容置部１４１頂面之吸孔１４２吸附晶片１３，使移料機構之拾取器１２與熱壓合裝置之熱壓合器１４進行交換料作業，熱壓合裝置之熱壓合器１４再將晶片１３移載至下一作業位置。

然，由於熱壓合器１４係會接觸且壓抵拾取器１２所移載之晶片１３，若熱壓合器１４因作動誤差而過當下壓晶片１３時，易使晶片１３受到壓損，但拾取器１２並無法得知熱壓合器１４已壓損晶片１３，導致熱壓合器１４會移載已受損之晶片１３進行後續熱壓合作業，不僅影響作業品質，亦耗費無謂之後續製程作業。

再者，若熱壓合器１４因作動誤差而未接觸拾取器１２上之晶片１３時，即導致晶片１３殘留在拾取器１２，由於拾取器１２並無法得知殘料，以致影響拾取器１２進行下一晶片１３之移料作業，甚至發生殘留之晶片１３由拾取器１２上掉落損壞之形況，造成增加成本及影響後續作業之問題。

本發明之目的一，係提供一種電子元件移料機構，其包含驅動單元、拾取單元及偵控單元，該驅動單元係設有至少一驅動器，以帶動拾取單元及偵控單元位移，該拾取單元係設有取放電子元件之拾取件，拾取件於承壓時作第一方向位移，該偵控單元係於驅動單元設置第一部件，並於拾取單元之外部相對應第一部件之位置設有第二部件，另於第一部件及第二部件設有相互配合之擋部及抽氣道，抽氣道並連接一感知氣壓值之感測器，藉以利用偵控單元之擋部及抽氣道的間距變化而改變抽氣道之氣壓值，以迅速獲知拾取單元之狀態是否異常，達到提升移料作業效能之實用效益。

本發明之目的二，係提供一種電子元件移料機構，其中，該偵控單元係於驅動單元設置至少一承感器，該承感器之作動件並承置拾取單元，而可經由作動件之位移量是否符合預設值，以輔助判別拾取單元是否發生異常，達到提升偵控準確性之實用效益。

本發明之目的三，係提供一種應用電子元件移料機構之作業設備，其包含機台、供料裝置、作業裝置、具本發明移料機構之輸送裝置及中央控制裝置，該供料裝置係配置於機台，並設有至少一供料承置器，以承置待作業之電子元件；該作業裝置係配置於機台，並設有至少一作業器，以對電子元件執行預設作業；該輸送裝置係配置於機台，並設有至少一本發明之移料機構 ，該移料機構包含驅動單元、拾取單元及偵控單元，以移載電子元件，並偵控拾取單元之使用狀態；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。

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，詳述如后：

請參閱第２、３、４圖，本發明電子元件移料機構２０包含驅動單元、拾取單元及偵控單元，該驅動單元係設有至少一驅動器，以帶動拾取單元及偵控單元作至少一方向位移，於本實施例中，驅動單元包含第一驅動器 、第二驅動器及第三驅動器，該第一驅動器係包含第一驅動源２１１及第一承架２１２，第一驅動源２１１係呈第二方向（如Ｘ方向）配置，並驅動第一承架２１２作Ｘ方向位移，該第二驅動器係裝配於第一承架２１２，並包含第二驅動源２１３及第二承架２１４，第二驅動源２１３係呈第一方向（如Ｚ方向 ）配置，並驅動第二承架２１４作Ｚ方向位移，第二承架２１４與第一承架２１２間設有呈Ｚ方向配置之第一滑軌組２１５，以輔助第二承架２１４位移，該第三驅動器係裝配於第二承架２１４，並包含第三驅動源２１６及第三承架２１７，第三驅動源２１６係呈第三方向（如Ｙ方向）配置，並驅動第三承架２１７作角度旋轉。

然該驅動單元之第一驅動源２１１及第二驅動源２１３可為線性馬達、壓缸，或包含馬達及傳動組，該傳動組可為螺桿螺座組或皮帶輪組，而第三驅動源２１６則可為旋轉馬達或旋轉缸等，第一驅動源２１１、第二驅動源２１３及第三驅動源２１６之型式及配置依作業需求而有不同，並不以本發明所揭露之型態為限。

該拾取單元係裝配於驅動單元，並設有取放電子元件之拾取件 ，拾取件於承壓時作第一方向位移；於本實施例中，該拾取單元係於驅動單元之第三承架２１７設有一本體２２１，本體２２１與第三承架２１７間設有呈Ｚ方向配置之第二滑軌組２２２，以輔助本體２２１作第一方向位移，本體２２１之內部設有通氣道２２３，通氣道２２３之第一端係以第一抽氣管２２４連接一抽氣設備（圖未示出），而第二端則連通一設於本體２２１頂面之拾取件２２５，該拾取件２２５係為吸嘴，以吸放電子元件；另於本體２２１之下半段設有跨置部２２６。

該偵控單元係於驅動單元設有至少一第一部件２３１，於本實施例中，係於驅動單元之第三承架２１７開設有穿孔２１７１，供裝配一呈Ｙ方向配置之第一部件２３１，偵控單元並於拾取單元之外部且相對第一部件２３１之位置設有第二部件２３２，更進一步，第二部件２３２可依作業需求而位於第一部件２３１之上方或下方，於本實施例中，係於本體２２１外部之側面凸設一塊體作為第二部件２３２，第二部件２３２並位於第一部件２３２之下方；又偵控單元係於第一部件２３１及第二部件２３２設有相互配合之擋部及抽氣道，抽氣道並連結一感知氣壓值之感測器，例如於第一部件２３１設置抽氣道，並於第二部件２３２相對抽氣道之抽氣口位置設有擋部，該擋部可貼合或距離抽氣口一間距，利用抽氣口與擋部之間距變化，而改變抽氣道之氣壓值，並以感測器感測氣壓值，藉以判斷氣壓值是否符合預設值，若不符合，則拾取單元發生異常；換言之，當第二部件２３２設置抽氣道，並於第一部件２３１相對抽氣道之抽氣口位置設有擋部，亦可利用抽氣口與擋部之間距變化，經感測器感測氣壓值，而判斷拾取單元是否發生異常；再者，該偵控單元之第一部件２３１、第二部件２３２、抽氣口及擋部均配置於拾取單元之外部，不僅設計簡易而易於組裝，並可便於維護，進而提升組裝修護之便利性；於本實施例中，偵控單元係於第一部件２３１設置抽氣道２３３，抽氣道２３３之第一端係以第二抽氣管２３４連接一抽氣設備（圖未示出），而第二端之抽氣口２３３１則相通至外部，且朝向第二部件２３２，由於抽氣道２３３設置於第一部件２３１，而裝配於驅動單元之第三承架２１７，使得抽氣道２３３並未相通本體２２１之通氣道２２３；偵控單元係以第二部件２３２之頂面作為擋部２３２１，該擋部２３２１並貼合封閉抽氣道２３３之抽氣口２３３１，使抽氣道２３３形成負壓狀態；該第二抽氣管２３４係連結感測器（圖未示出） ，感測器係感知抽氣道２３３之氣壓值變化，並將感知資料傳輸至中央控制裝置（圖未示出），由中央控制裝置判別拾取單元之使用狀態；再者，該偵控單元係於拾取單元之下方設置至少一承感器，該承感器之作動件係承置拾取單元 ，更進一步，該承感器可為音圈馬達或壓缸，於本實施例中，該承感器係為音圈馬達２３５，音圈馬達２３５之可升降位移的轉軸並作為一作動件２３５１ ，作動件２３５１供本體２２１之跨置部２２６跨置組裝，使本體２２１可下壓作動件２３５１位移，作動件２３５１並將位移量資料則傳輸至中央控制裝置（圖未示出），由中央控制裝置判別拾取單元之狀態，亦可輔助獲知拾取單元是否發生異常；當拾取單元之拾取件２２５及音圈馬達２３５之作動件２３５１未受壓時，作動件２３５１則帶動拾取單元復位，達到提升感知準確性之實用效益。

請參閱第４、５、６圖，該移料機構２０係以第一驅動源２１１經第一承架２１２帶動拾取單元及偵控單元同步作Ｘ方向位移，將拾取單元載送至一承載台３１上方，該承載台３１係承置可為晶片３２之電子元件，由於拾取單元之拾取件２２５係朝向上方，移料機構２０即以第三驅動源２１６經第三承架２１７帶動拾取單元及偵控單元同步作角度旋轉，使拾取單元之拾取件２２５轉換朝向下方，並對應於承載台３１上之晶片３２，接著移料機構２０以第二驅動源２１３經第二承架２１４帶動拾取單元及偵控單元同步作Ｚ方向向下位移，拾取單元利用第一抽氣管２２４對通氣道２２３抽氣，使拾取件２２５於承載台３１取出晶片３２；於取料後，移料機構２０之第二驅動源２１３經第二承架２１４帶動拾取單元之拾取件２２５及晶片３２作Ｚ方向向上位移，並以第三驅動源２１６經第三承架２１７帶動拾取件２２５及晶片３２作反向角度旋轉，使拾取件２２５及晶片３２轉換朝向上方，再以第一驅動源２１１經第一承架２１２帶動拾取件２２５及晶片３２作Ｘ方向反向位移，將拾取件２２５及晶片３２載送至換料位置。

請參閱第６、７圖，一熱壓合器３３係位移至換料位置，並位於移料機構２０之拾取件２２５上方，熱壓合器３３即作Ｚ方向向下位移而接觸且壓抵拾取件２２５上之晶片３２，該拾取件２２５承受熱壓合器３３之下壓力時，即帶動本體２２１及第二部件２３２同步作Ｚ方向向下位移，並令第二部件２３２之擋部２３２１脫離第一部件２３１之抽氣道２３３的抽氣口２３３１，若熱壓合器３３以正常下壓力壓抵晶片３２及拾取件２２５，第二部件２３２之擋部２３２１即位移至正常位置Ａ，並與第一部件２３１之抽氣口２３３１的間距係符合預設間距，使抽氣道２３３處於微量破真空狀態，換言之，感測器（圖未示出）經由第二抽氣管２３４感測抽氣道２３３的氣壓值會保持在預設氣壓值範圍內，並將感測資料傳輸至中央控制裝置（圖未示出），中央控制裝置即判別拾取單元為正常使用狀態，亦即該熱壓合器３３並無壓損晶片３２，且吸附晶片３２，使得熱壓合器３３可移載晶片３２進行下一熱壓合作業；再者，由於本體２２１作Ｚ方向向下位移時，係會下壓音圈馬達２３５之作動件２３５１位移，該作動件２３５１即會作正常之位移，並將正常位移量資料傳輸至中央控制裝置，以供輔助判別拾取單元為正常使用狀態。

請參閱第３、８圖，若熱壓合器３３以過當之下壓力壓抵晶片３２及拾取件２２５時，拾取件２２５因承受熱壓合器３３之過當下壓力，即帶動本體２２１及第二部件２３２同步作較大位移量之Ｚ方向向下位移，並令第二部件２３２之擋部２３２１脫離第一部件２３１之抽氣道２３３的抽氣口２３３１，由於本體２２１承受過當之下壓力而會作異常位移，使得第二部件２３２之擋部２３２１位移至過壓位置Ｂ，此時，第二部件２３２之擋部２３２１與第一部件２３１之抽氣口２３３１二者的間距即超出預設間距，使抽氣道２３３處於過當破真空狀態，換言之，感測器（圖未示出）經由第二抽氣管２３４感測到抽氣道２３３的氣壓值亦會發生變化，即此一氣壓值會低於預設氣壓值範圍，感測器並將感測資料傳輸至中央控制裝置（圖未示出），中央控制裝置即判斷拾取單元為過壓異常使用狀態，亦即判斷熱壓合器３３已壓損晶片３２，則必須進一步排除異常，進而提升作業品質；再者，由於本體２２１作Ｚ方向向下位移時，係會下壓音圈馬達２３５之作動件２３５１位移，該作動件２３５１即會作過當之位移，並將過當位移量資料傳輸至中央控制裝置，以供輔助判別拾取單元為過壓異常使用狀態。

請參閱第３、９圖，若熱壓合器３３作Ｚ方向位移卻因機構作動誤差而未接觸到晶片３２時，由於拾取件２２５未承受熱壓合器３３之下壓力，並無帶動本體２２１及第二部件２３２位移，第二部件２３２之擋部２３２１仍會保持貼合封閉第一部件２３１之抽氣道２３３的抽氣口２３３１，在本體２２１並無位移的情況下，第二部件２３２之擋部２３２１則位於殘料位置Ｃ，使抽氣道２３３處於保持真空狀態，由於擋部２３２１與抽氣口２３３１二者的間距異於正常預設間距，換言之，感測器（圖未示出）經由第二抽氣管２３４感測抽氣道２３３的氣壓值亦會發生變化，即此一氣壓值會高於預設氣壓值範圍，感測器將感測資料傳輸至中央控制裝置（圖未示出），中央控制裝置即判別拾取單元為殘料異常使用狀態，亦即判斷該熱壓合器３３未拾取晶片３２，則必須進一步排除異常，進而提升作業品質；再者，由於本體２２１並無作Ｚ方向向下位移而下壓音圈馬達２３５之作動件２３５１，該作動件２３５１即無位移，並將零位移量資料傳輸至中央控制裝置，以供輔助判斷拾取單元為殘料異常使用狀態。

請參閱第２、３、４、１０圖，係本發明移料機構２０應用於電子元件作業設備，電子元件作業設備包含具本發明移料機構２０之輸送裝置６０、機台４０、供料裝置５０、作業裝置及中央控制裝置（圖未示出），於本實施例中，電子元件作業設備係為熱壓合作業設備，該作業裝置係為熱壓合裝置７０，另包含取像裝置８０；該供料裝置５０係配置於機台４０，並設有至少一供料承置器５１，以承置待作業之電子元件，於本實施例中，供料承置器５１係承置至少一載框模組９１，該載框模組９１承置至少一為晶片９２之待壓合電子元件；該輸送裝置６０係配置於機台４０，並設有至少一本發明之移料機構２０，該移料機構包含驅動單元、拾取單元及偵控單元，以移載電子元件，並偵控拾取單元之使用狀態，於本實施例中，輸送裝置６０係以移框器６１於供料裝置５０之供料承置器５１取出一具有晶片９２之載框模組９１，並將載框模組９１載送至一承載台６２，本發明之移料機構２０包含驅動單元 、拾取單元及偵控單元，以移載電子元件，並檢知拾取單元之使用狀態，輸送裝置６０係以移料機構２０之驅動單元驅動拾取單元於承載台６２上之載框模組９１取出待壓合之晶片９２，驅動單元並旋轉拾取單元及晶片９２，再將拾取單元及晶片９２移載至換料位置；該作業裝置係配置於機台４０，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，該作業裝置係為熱壓合裝置７０，熱壓合裝置７０係以熱壓合器７１於移料機構２０之拾取件２２５取出待壓合之晶片９２，並將晶片９２移載至熱壓合位置，輸送裝置６０係以輸送器６３輸送另一為軟性電路板９３之電子元件至熱壓合位置，該取像裝置８０係裝配於機台４０，並設置至少一取像器，以取像電子元件，於本實施例中，取像裝置８０係以一作雙向取像之取像器８１取像晶片９２及軟性電路板９３，並將取像資料傳輸至中央控制裝置，接著熱壓合器７１作Ｚ方向位移將晶片９２熱壓固設於軟性電路板９３，於完成熱壓合作業後，輸送裝置６０之輸送器６３輸出具晶片９２之軟性電路板９３；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。

［習知］

１１‧‧‧移動臂

１２‧‧‧拾取器

１２１‧‧‧吸嘴

１３‧‧‧晶片

１４‧‧‧熱壓合器

１４１‧‧‧容置部

１４２‧‧‧吸孔

［本發明］

２０‧‧‧移料機構

２１１‧‧‧第一驅動源

２１２‧‧‧第一承架

２１３‧‧‧第二驅動源

２１４‧‧‧第二承架

２１５‧‧‧第一滑軌組

２１６‧‧‧第三驅動源

２１７‧‧‧第三承架

２１７１‧‧‧穿孔

２２１‧‧‧本體

２２２‧‧‧第二滑軌組

２２３‧‧‧通氣道

２２４‧‧‧第一抽氣管

２２５‧‧‧拾取件

２２６‧‧‧跨置部

２３１‧‧‧第一部件

２３２‧‧‧第二部件

２３２１‧‧‧擋部

２３３‧‧‧抽氣道

２３３１‧‧‧抽氣口

２３４‧‧‧第二抽氣管

２３５‧‧‧音圈馬達

２３５１‧‧‧作動件

３１‧‧‧承載台

３２‧‧‧晶片

３３‧‧‧熱壓合器

Ａ‧‧‧正常位置

Ｂ‧‧‧過壓位置

Ｃ‧‧‧殘料位置

４０‧‧‧機台

５０‧‧‧供料裝置

５１‧‧‧供料承置器

６０‧‧‧輸送裝置

６１‧‧‧移框器

６２‧‧‧承載台

６３‧‧‧輸送器

７０‧‧‧熱壓合裝置

７１‧‧‧熱壓合器

８０‧‧‧取像裝置

８１‧‧‧取像器

９１‧‧‧載框模組

９２‧‧‧晶片

９３‧‧‧軟性電路板

第１圖：習知移料機構之使用示意圖。 第２圖：本發明移料機構之前視圖。 第３圖：本發明移料機構之俯視圖。 第４圖：本發明移料機構之局部示意圖。 第５圖：本發明移料機構之使用示意圖（一）。 第６圖：本發明移料機構之使用示意圖（二）。 第７圖：本發明移料機構之使用示意圖（三）。 第８圖：本發明移料機構之使用示意圖（四）。 第９圖：本發明移料機構之使用示意圖（五）。 第１０圖：本發明移料機構應用於作業設備之示意圖。

Claims (10)

1. 一種電子元件移料機構，包含：驅動單元：係設有至少一驅動器；拾取單元：係裝配於該驅動單元之至少一驅動器，並設有至少一取放電子元件之拾取件，該拾取單元並於承壓時作第一方向位移；偵控單元：係於該驅動單元設有第一部件，並於該拾取單元之外部設有第二部件，另於該第一部件及該第二部件設有相對之具抽氣口的抽氣道及擋部，該抽氣道未相通該拾取件，該抽氣道連結感測器，該感測器係感測該抽氣道之氣壓值。
2. 依申請專利範圍第1項所述之電子元件移料機構，其中，該驅動單元係設有第一驅動器，以驅動該拾取單元及該偵控單元作第二方向位移。
3. 依申請專利範圍第2項所述之電子元件移料機構，其中，該驅動單元係設有第二驅動器，以驅動該拾取單元及該偵控單元作第一方向位移。
4. 依申請專利範圍第2或3項所述之電子元件移料機構，其中，該驅動單元係設有第三驅動器，以驅動該拾取單元及該偵控單元作角度旋轉。
5. 依申請專利範圍第1項所述之電子元件移料機構，其中，該偵控單元係於該第一部件設有該具抽氣口之抽氣道，該拾取單元係於本體設有該拾取件，並於該本體之外側面設有該第二部件，該第二部件設有該擋部。
6. 依申請專利範圍第1項所述之電子元件移料機構，其中，該拾取單元係設有相通該拾取件之通氣道，該通氣道並未相通該抽氣道。
7. 依申請專利範圍第1項所述之電子元件移料機構，其中，該拾取單元於未作動狀態，該偵控單元之擋部係封閉該抽氣道之抽氣口。
8. 依申請專利範圍第1項所述之電子元件移料機構，其中，該偵控單元係於該拾取單元之下方設置至少一承感器，該承感器之作動件承置該拾取單元。
9. 依申請專利範圍第8項所述之電子元件移料機構，其中，該偵控單元之承感器係為音圈馬達。
10. 一種應用電子元件移料機構之作業設備，包含：機台；供料裝置：係配置於該機台，並設有至少一供料承置器，以承置待作業之電子元件；作業裝置：係配置於該機台，並設有至少一作業器，以對電子元件執行預設作業；輸送裝置：係配置於該機台，並設有至少一依申請專利範圍第1項所述之電子元件移料機構；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。