TWI766335B - 移動平台及電子元件移送裝置 - Google Patents

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Abstract

本創作提供一種移動平台，能安裝於電子元件移送裝置中，藉以在電子元件移送裝置搬送電子元件進行測試、熱壓等預設作業時，將電子元件移動對位，移動平台利用驅動裝置帶動轉動件轉動，轉動件具有偏心軸，再由偏心軸帶動連接件，進一步帶動移動台移動，提供電子元件精確對位的使用效果，免除浮動機制所需的相關部件，並且獲得薄型化、對位精度高、免除浮動氣囊的成本、使用壽命長等特點。

Description

移動平台及電子元件移送裝置
本創作提供一種移動平台，能用於移動電子元件進行對位。
電子元件測試分類設備能夠用來對電子元件(例如具錫球的IC)進行測試，主要是利用分類設備將電子元件逐個或逐批從電子元件的料盤取出，移送至測試設備，待測試設備測試完成後，分類設備再依測試結果將電子元件分類、移送、放置於指定位置，例如是不同的數個料盤上。
電子元件在製作完成後，除了進行上述的測試分類作業之外，視電子元件的種類與用途而定，也可能需要執行例如對位安裝、熱壓等作業，能將上述的測試設備改換為其他不同種類的作業設備，對電子元件逐個或逐批進行預定作業，舉例而言，測試分類設備有TWI687289、TWI607223、TWI649247與TWI641835等專利屬之，熱壓設備則有TWI677774號專利屬之，分別能對電子元件進行測試分類與熱壓之預設作業。
上述設備在對電子元件進行預定作業時，需要拾取電子元件並移動至預定位置，受到電子元件微型化、複雜化的影響，電子元件的位置必須精確且正確對位，以避免測試或熱壓時將電子元件的接腳或電路接點接到錯誤位置，產生電路異常。
對於電子元件位置的精確對位，可參考TWI631651與TWI543836號專利所述，能採用浮動機制，例如TWI631651號專利的第一滑動具與第二滑動具或TWI543836號專利的氣囊與活動件，配合導引柱與導槽，例如TWI631651號專利的掣動件與接合部件或TWI543836號專利的對接部與對合部，能將電子元件浮動、平移，自動地精確對正到正確位置。
上述裝置雖然能將電子元件正確對位，然而，電子元件的複雜化導致電子元件的電路接點日益增加，在進行測試或熱壓等預設作業時，施加在電子元件的額定壓力也不斷提高，裝置中含有氣囊或被動滑動的零件以及導引對位的導引柱，會受到壓力、滑動或變形作用的影響，逐漸在每次對位並進行預設作業時磨損，影響其使用壽命。
有鑑於此，本創作的其中一項目的在於提供一種能夠將電子元件精確對位的裝置，且能具有較高的使用壽命。
為達成上述目的，本創作提供一種移動平台，包括固定台、移動台、若干驅動裝置、若干轉動件及若干連接件。驅動裝置設置於該固定台，轉動件具有轉動軸與偏心軸，該驅動裝置能帶動該轉動件繞該轉動軸旋轉，令該偏心軸繞該轉動軸轉動，連接件具有第一連接部與第二連接部，該第一連接部連接於該移動台而令該移動台隨該第一連接部移動，該第二連接部可樞擺地連接於該偏心軸。
在某些實施例中，上述移動平台的連接件的第一連接部可樞擺地連接於移動台。
在某些實施例中，上述移動平台的驅動裝置包括馬達與減速機，該減速機連接於該馬達與該轉動件之間，使該馬達能經由該減速機帶動該轉動件轉動。其中該減速機能嵌設於該固定台。
在某些實施例中，上述移動平台的移動台具有至少一槽孔，該連接件可移動地容置於該槽孔。
在某些實施例中，上述移動平台的移動台具有端面，該端面緊鄰於該固定台而能在受壓時壓抵於該固定台。
在某些實施例中，上述移動平台更包括固定件與平面軸承，該移動台具有階級部，該平面軸承被夾抵於該固定件與該階級部之間，該固定件具有延伸部，該延伸部設置固定於該固定台。
在某些實施例中，上述移動平台包括複數驅動裝置、複數轉動件與複數連接件，該些驅動裝置分別設置於該固定台，該些驅動裝置分別連接於該些轉動件而各自能驅動其中一轉動件轉動，該些轉動件分別連接於該些連接件而各自能驅動其中一連接件移動，該些連接件沿一中介平面排佈，該些連接件受該些驅動裝置驅動而沿該中介平面移動。
為達成上述目的，本創作還提供一種電子元件移送裝置，包括上述的移動平台，還包括基板、存放裝置、搬送裝置與保持器。基板具有作業區，該作業區供電子元件作業裝置對電子元件執行預設作業，存放裝置設置於該基板，該存放裝置供承放電子元件，搬送裝置能在該存放裝置與該作業區之間搬送電子元件，保持器位於該作業區，該保持器能保持電子元件的位置以供該電子元件作業裝置對電子元件執行預設作業，其中該移動平台位於該基板、該存放裝置、該搬送裝置與該保持器中至少一者，以將電子元件移動對位。
利用上述裝置與方法，本創作能將移動平台應用於電子元件移送裝置中，以移動平台對電子元件進行精確對位，免除實現浮動機制所需要的相關部件，從而達成降低維護、設備成本、提高對位精度、薄型化及延長使用壽命與維護週期等特點。
請參考圖1，本創作提供一種移動平台，包括固定台1、移動台2、三組驅動裝置3、3’、3”、三轉動件4、4’、4”、三連接件5、5’、5”、固定件6及平面軸承7。
固定台1為平面狀板體，用於供其他部件設置固定，惟若配合其他裝置的組裝需求而將固定台變更為其他外型，亦無不可，固定台1具有三個容槽11、12、13，各容槽分別延伸連接於固定台1的頂、底面。
移動台2為平面狀板體，與固定台1平行排列，與固定台1相似地，將移動台配合其他裝置改設置為板體以外的其他外型，並無不可；移動台2的頂部端面21緊鄰於固定台1，請參考圖1至圖3，移動台2具有三個槽孔22、23、24，各自從移動台2的頂部端面向下凹設於移動台2，移動台2另具三個延伸孔，各自從移動台2的底部端面向上凹設於移動台2，三個延伸孔形狀與構造相同，請參考圖1至圖3，以延伸孔25、26為例，如圖3所示，延伸孔25具大徑段251與小徑段252，大徑段251自移動台2的底部端面向上延伸，小徑段252連接於大徑段251與其中一個槽孔22之間，大徑段251與小徑段252之間形成階級面253。移動台2另具支撐孔28，支撐孔28包括第一段281、第二段282與第三段283，第一段281與第三段283分別凹設於移動台2的頂部端面21與底部端面，第二段282連接於第一段281與第三段283之間，第二段282的內徑大於第一段281的內徑，而於第一段281與第二段282之間形成階級部284，第三段283的內徑大於第二段282的內徑。
三組驅動裝置3、3’、3”各自與三轉動件4、4’、4”其中之一連接，三轉動件4、4’、4” 各自與三連接件5、5’、5”其中之一連接，其中驅動裝置、轉動件與連接件為三組相同或相似構造，以下僅以單一組驅動裝置、轉動件與連接件為代表說明，需要說明的是，在本實施例中具有三組驅動裝置、轉動件與連接件，能夠共同帶動移動台進行x方向、y方向及θ旋轉角等三個自由度的移動，惟若移動台僅需要例如單一軸向之單一自由度或例如單一軸向及旋轉角或兩個方向等兩個自由度的移動時，也能將驅動裝置、轉動件與連接件的數量調整變更，甚或增設滑軌、樞軸等裝置以輔助移動台移動。
請參考圖1、圖4與圖5，驅動裝置3包括馬達31及減速機32，馬達31連接於減速機32，減速機32嵌入並固定於固定台1而容設於固定台1的容槽11中，使得驅動裝置3被設置固定於固定台1，並且縮小對位平台的整體體積，其中較佳者，減速機32為可選用減速比(齒比)較大，以及正、反轉無背隙之減速機；馬達31依成本、響應能力、解析度或幾何外型的需求，可能可以選用伺服或步進等電磁式馬達或以壓電元件驅動之超音波馬達。
轉動件4容置於槽孔22，轉動件4具有轉動軸41與偏心軸42，轉動軸41連接於減速機32，以轉動軸41的延伸方向界定為軸線，馬達31能經由減速機32帶動轉動件4繞軸線轉動，使得轉動件4能繞軸線相對於固定台1轉動，轉動軸41與偏心軸42平行錯位，當轉動件4轉動時，偏心軸42也繞軸線轉動。
連接件5容置於槽孔22並且能在槽孔22中移動，連接件5具有第一連接部51、第二連接部52及連接於第一連接部51與第二連接部52之間的連接臂53，第一連接部51為向下延伸的軸桿，可樞擺地連接於移動台2，更詳細地說，連接件5還包括軸承54，軸承54嵌設於移動台2並且位於延伸孔25的大徑段251中，第一連接部51由槽孔22向下延伸穿過小徑段252並插接於軸承54中，使第一連接部能相對移動台2樞擺，第二連接部52具有軸孔，可樞擺地連接於偏心軸42，更詳細地說，連接件5還包括軸承55，軸承55嵌設於第二連接部52並且位於第二連接部52的軸孔中，偏心軸42插接於軸承55中，使第二連接部52能相對轉動件樞擺。在上述實施例中，第一連接部51為桿狀，移動台2具有對應的延伸孔，第二連接部52具有軸孔，偏心軸42則為桿狀，若改於第一連接部形成軸孔，移動台形成對應的軸桿，或者第二連接部為桿狀，偏心軸具有對應的軸孔，均屬可行；又其次，軸承54、55為滾珠軸承，惟若改使用其他型式的軸承或直接略去不使用軸承者，亦無不可。
請參考圖1與圖5，各個連接件5、5’、5”分別連接於減速機與移動台2之間，並且容置於移動台的槽孔中，由側面觀之，連接件5、5’、5”洽沿一中介平面排佈，並且於移動或擺動時沿中介平面移動或擺動，中介平面與固定台1及移動台2平行，與轉動軸41、偏心軸42及第一連接部51垂直。
固定件6例如為螺栓，具有外徑較大的頭部61以及外徑較小的延伸部62，延伸部62具有螺紋並且自頭部61向上延伸。
平面軸承7具有穿孔，平面軸承容置於支撐孔的第二段282中，固定件6抵靠於平面軸承7而將平面軸承7夾抵於階級部284與頭部61之間，固定件的延伸部62進一步越過平面軸承7的穿孔並朝上以例如是螺鎖方式固定於固定台2，較佳者，平面軸承7的側緣抵貼於第二段282的內壁，平面軸承7的縱向長度大於第二段282的長度，使平面軸承7局部凸出並容納於第三段283中。
利用上述裝置，請參考圖6至圖8，三組驅動裝置3、3’、3”能各自帶動三轉動件4、4’、4”其中之一轉動，進一步帶動三連接件5、5’、5”其中之一移動，三連接件5、5’、5”可樞擺地設置於移動台2而能一邊擺動一邊帶動移動台移動，使移動台2如圖6所示沿x方向移動，或者如圖7所示沿y方向移動，或者如圖8所示轉動但不移動，而能帶動移動台在平面中任意移動及轉動。
承上述，本創作移動平台可供安裝於電子元件移送裝置的保持器、搬送裝置或存放裝置中，請參考圖9，電子元件移送裝置例如是電子元件測試分類設備中的分類機，包括基板81、存放裝置、搬送裝置與保持器84，能配合於電子元件作業裝置85，例如是電子元件測試分類設備中的測試機，以執行電子元件之分類測試作業，其中，基板81具有作業區811，以供放入電子元件，電子元件作業裝置85則可設置於作業區811下方或上方，由電子元件作業裝置85在作業區811對電子元件執行例如電性測試之預設作業；存放裝置設置於基板81，包括入料裝置821與出料裝置822，能承放待作業與已作業之電子元件91、92或承放電子元件之料盤93；搬送裝置包括入料臂831、入料載台832、出料載台833與出料臂834，入料臂831能從入料裝置821拾取待作業之電子元件91，移動後放置於入料載台832，入料載台832能載送電子元件並移動至作業區811旁側，再由保持器84拾取電子元件後移動至作業區進行預定作業，預定作業完成後，保持器84會再移動至作業區811旁側，出料載台833能於作業區811旁側自保持器84承接並載送電子元件，將電子元件移動遠離作業區811，出料臂834能從出料載台拾取電子元件，依電子元件預設作業的作業結果，將已作業電子元件92移動放置於出料裝置822中的指定位置。
在上述裝置中，移動平台能應用於保持器84中，例如參考圖9與圖10，可先由固定台1或驅動裝置3將移動平台安裝於橫向移動與縱向移動的軌道，再於移動台2的下方進一步安裝台座841，再於台座841下方安裝拾取與下壓電子元件所使用的治具842，能在保持器拾取電子元件並移動到作業區後，利用設置於保持器或其周圍的感測器或鏡頭觀測電子元件的位置，再藉由移動平台帶動移動台移動，從而帶動台座841與治具842下方的電子元件移動，將電子元件確實移動對位後，再帶動電子元件下降並壓抵於電子元件作業裝置。其次，移動平台也能應用於入料載台832中，例如參考圖9與圖11，可以將移動平台上下翻轉，使移動台2改位於固定台1上方，並由固定台1或驅動裝置3將移動平台安裝於橫向移動的軌道，再於移動台2上方安裝台座及/或承載電子元件所使用的治具835，能在保持器84從入料載台832拾取電子元件之前，利用設置於入料載台或其周圍的感測器或鏡頭觀測電子元件的位置，先將電子元件確實移動對位，保持器84即可直接拾取位置已精確對位的電子元件進行預設作業。
除上述實施例外，入料裝置821與入料臂831也能承放或帶動電子元件移動，將移動平台設置於入料裝置或入料臂，藉以直接或間接移動電子元件進行對位，亦無不可。
在上述實施例中，連接件的第一連接部與第二連接部之間為剛性之連接臂，第一連接部可擺動地設置於移動台，在本創作其他可能的實施例中，亦可改將連接臂設置為例如板片彈簧等具彈性變形能力的部件，第一連接部能直接設置於移動台而不擺動，可藉由連接臂的彈性變形而令移動台移動，也能達成與前述實施例相似的使用效果。
在上述實施例中，轉動件連接於驅動裝置的減速機，並利用驅動裝置中的馬達與減速機帶動轉動件轉動，惟在本創作其他可能的實施例中，也可以改將轉動件可轉動地設置於固定台，並利用壓電元件、超音波馬達或馬達皮帶輪組等其他形式的驅動裝置帶動轉動件轉動，也能達成與前述實施例相似的使用效果。
利用上述裝置，電子元件移送裝置能搬送電子元件以供電子元件作業裝置對電子元件執行預設作業，在搬送電子元件的過程中，能將電子元件精確對位，避免因位置偏移而造成電路接點錯誤連接，確保預設作業正確執行。
其次，上述移動平台中的減速機能嵌設於固定台，轉動件與連接件能容置於移動台的槽孔中，使移動平台的整體外觀僅有馬達、移動台與固定台，能將整體尺寸縮小化、薄型化，有利於機械的設計及組裝。
此外，移動平台利用馬達、減速機、轉動件及連接件帶動移動台，由馬達的解析度、減速機的減速比、轉動件偏心軸的偏心距離及連接件的長度相搭配，能以數公分至十數公分級的移動台移動提供微米級甚或奈米級的解析度，對位精度高。
再者，由於保持器需要將電子元件壓抵於電子元件作業裝置，藉由感測器或鏡頭預先觀測電子元件的位置後，利用移動平台將電子元件精確對位，能夠省去浮動機制所需要的滑動件、氣囊、導引柱、導槽等部件，降低設備成本，同時能免除因為氣囊等部件使用壽命耗盡而造成的維護成本、人力成本及設備稼動率下降等問題。
上述移動平台中的移動台，能夠以頂部端面緊鄰於固定台，若在垂直方向受到較大外力擠壓，移動台的頂部端面能直接抵靠固定台，避免過大的外力施加在轉動件、連接件、平面軸承等內部零件上，可提高內部零件的使用壽命，當移動平台設置在保持器時，縱使保持器向下壓抵電子元件，仍不會影響移動台各部件的使用壽命，具有結構穩定及使用壽命長的特點。
綜上所述，本創作的移動平台能用於移動電子元件進行對位，具小型化、薄型化與高精度特點，能確保測試等預設作業正確進行，同時能免除浮動機制的相關部件，並且在反覆受壓的使用環境中仍能保持使用壽命，為電子產業之設備、製造相關業者所企盼，惟以上實施例僅在於說明並闡述本創作的技術內容，本專利的專利範圍應以後述的申請專利範圍為準。
1:固定台 11、12、13:容槽 2:移動台 21:端面 22、23、24:槽孔 25:延伸孔 251:大徑段 252:小徑段 253:階級面 26:延伸孔 261:大徑段 262:小徑段 263:階級面 28:支撐孔 281:第一段 282:第二段 283:第三段 284:階級部 3、3’、3”:驅動裝置 31:馬達 32:減速機 4、4’、4”:轉動件 41:轉動軸 42:偏心軸 5、5’、5”:連接件 51:第一連接部 52:第二連接部 53:連接臂 54:軸承 55:軸承 6:固定件 61:頭部 62:延伸部 7:平面軸承 81:基板 811:作業區 821:入料裝置 822:出料裝置 831:入料臂 832:入料載台 833:出料載台 834:出料臂 835:治具 84:保持器 842:治具 85:電子元件作業裝置 91、92:電子元件 93:料盤
圖1為本創作移動平台之立體分解圖。 圖2為圖1之A-A剖面圖。 圖3為圖1之B-B剖面圖。 圖4為本創作移動台之俯視透視圖。 圖5為圖4之C-C剖面示意圖。 圖6至圖8為本創作移動台之移動動作示意圖。 圖9為本創作電子元件移送裝置之平面示意圖。 圖10為本創作移動平台安裝於電子元件移送裝置之示意圖。 圖11為本創作移動平台安裝於電子元件移送裝置之另一示意圖。
1:固定台
11、12、13:容槽
2:移動台
21:端面
22、23、24:槽孔
3、3’、3”:驅動裝置
31:馬達
32:減速機
4、4’、4”:轉動件
41:轉動軸
42:偏心軸
5、5’、5”:連接件
6:固定件
61:頭部
62:延伸部
7:平面軸承

Claims (9)

  1. 一種移動平台，包含：固定台；移動台；複數個轉動件，各該轉動件能繞軸線相對於該固定台轉動，各該轉動件具有偏心軸；複數個驅動裝置，分別設置於該固定台，該複數個驅動裝置分別連接於該複數個轉動件而各自能帶動其中一該轉動件轉動，令該偏心軸繞該軸線轉動；複數個連接件，各具有第一連接部與第二連接部，及連接於該第一連接部與該第二連接部之間的連接臂，各該第一連接部連接於該移動台而令該移動台隨該第一連接部移動，各該第二連接部可樞擺地連接於各該偏心軸，以供該複數個連接件帶動該移動台作X-Y方向及θ旋轉角之複數個自由度調整。
  2. 如請求項1所述的移動平台，其中該連接件的第一連接部可樞擺地連接於該移動台。
  3. 如請求項1所述的移動平台，其中該驅動裝置包含馬達與減速機，該減速機連接於該馬達與該轉動件之間，使該馬達能經由該減速機帶動該轉動件轉動。
  4. 如請求項3所述的移動平台，其中該減速機嵌設於該固定台。
  5. 如請求項1所述的移動平台，其中該移動台具有至少一槽孔，該連接件可移動地容置於該槽孔。
  6. 如請求項1所述的移動平台，其中該移動台具有端面，該端面緊鄰於該固定台而能在受壓時壓抵於該固定台。
  7. 如請求項1所述的移動平台，更包含固定件與平面軸承，該移動台具有階級部，該平面軸承被夾抵於該固定件與該階級部之間，該固定件具有延伸部，該延伸部設置固定於該固定台。
  8. 一種電子元件移送裝置，包含如請求項1至7中任一項所述的移動平台，更包含：基板，具有作業區，該作業區供電子元件作業裝置對電子元件執行預設作業；存放裝置，設置於該基板，該存放裝置供承放電子元件；搬送裝置，該搬送裝置能在該存放裝置與該作業區之間搬送電子元件；保持器，位於該作業區，該保持器能保持電子元件的位置以供該電子元件作業裝置對電子元件執行預設作業；其中該移動平台位於該基板、該存放裝置、該搬送裝置與該保持器中至少一者，以將電子元件移動對位。
  9. 一種電子元件移送裝置，包含如請求項1至7中任一項所述的移動平台，更包含：基板，具有作業區，該作業區供電子元件作業裝置對電子元件執行預設作業；存放裝置，設置於該基板，該存放裝置供承放電子元件；搬送裝置，設置於該基板，該搬送裝置能在該存放裝置與該作業區之間搬送電 子元件；保持器，位於該作業區，該保持器能保持電子元件的位置以供該電子元件作業裝置對電子元件執行預設作業；其中該移動平台位於該存放裝置、該搬送裝置與該保持器中至少一者，以將電子元件移動對位。
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