TWM478602U - 清模裝置 - Google Patents

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Ching-Hua Tsai
Cheng-Che Chen
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Intelume Laser System Co Ltd
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清模裝置
本創作為一種清模裝置，尤其是指一種利用雷射之清模裝置及其清模方法。
模具在廣泛的工業中都用來產生關鍵元件，在電子封裝封膠製程(Epoxy Molding Process)中，模具的清洗除了使用傳統的方法外，利用雷射技術是一種經濟的替代方式，使用雷射清洗模具也是一種既環保又迅速地清除殘留物的方法，不產生化學或腐蝕性的廢棄物。
本創作獨特設計的清模裝置，其使用雷射脈衝能量可以迅速地清除頑固的脫模劑和殘留物，而不會損傷到模具表層。針對特定雷射種類之應用，再經由精密地測試與精確地調整雷射光束，以最安全的方式達到最佳化的清洗效果，利用雷射清洗可以安全的清理精密的模具，並且顯著的延長模具的使用壽命。
本創作提出一種清模裝置，利用雷射源以達到快速且大量地清洗模具之功能。
本創作提出一種清模裝置之清模方法，用以達到雷射清模之功能，並且不會造成模具受損。
在第一實施例中，本創作提出一種清模裝置，其包括一基座、一裝模機具、一機械手臂以及一雷射系統。裝模機具相鄰設置於基座之一側邊，其中裝模機具更具有至少一模具固定單元。機械手臂具有一支撐單元及一傳動單元。支撐單元設置於基座上，傳動單元之一端設置並連接於支撐單元上，其另一端可延伸傳動至裝模機具內。雷射系統設置於機械手臂內，雷射系統具有 一雷射源、一振鏡、一場鏡及一鏡面單元。振鏡耦接於雷射源，場鏡耦接於振鏡，鏡面單元設置於傳動單元之另一端內。其中，雷射源發射一雷射光束至振鏡作二維光路調整並入射至場鏡，再經由場鏡將雷射光束聚焦且入射於鏡面單元，最後由鏡面單元將雷射光束折射出傳動單元。
在第一實施例中，本創作提出一種清模裝置之清模方法，其包括下列步驟：提供一基座。提供一裝模機具相鄰設置於基座之一側邊，其中裝模機具更具有至少一模具固定單元。將一機械手臂之一端設置於基座上，其另一端可延伸傳動至裝模機具內。啟動一雷射源發射一雷射光束至一振鏡作二維光路調整並入射至一場鏡，再經由場鏡將雷射光束聚焦且入射於一鏡面單元，最後由鏡面單元將雷射光束折射至每一模具固定單元上之每一模具上以進行一雷射清模動作。
在第二實施例中，本創作提出一種清模裝置，其包括一基座、一模具固定單元、一機械手臂以及一雷射系統。模具固定單元設置於基座上。機械手臂具有一支撐單元及一傳動單元。支撐單元設置於基座上，傳動單元之一端設置並連接於支撐單元上，其另一端可延伸傳動於基座之範圍內。雷射系統設置於機械手臂內，雷射系統具有一雷射源、一振鏡、一場鏡及一鏡面單元。振鏡耦接於雷射源，場鏡耦接於振鏡，鏡面單元設置於傳動單元之另一端內。其中，雷射源發射一雷射光束至振鏡作二維光路調整並入射至場鏡，再經由場鏡將雷射光束聚焦且入射於鏡面單元，最後由鏡面單元將雷射光束折射出傳動單元。
在第二實施例中，本創作提出一種清模裝置之清模方法，其包括下列步驟：提供一基座。提供一模具固定單元設置於基座上。將一機械手臂之一端設置於基座上，其另一端可延伸傳動於基座之範圍內。啟動一雷射源發射一雷射光束至一振鏡作二維光路調整並入射至一場鏡，再經由場鏡將雷射光束聚焦且入射於一鏡面單元，最後由鏡面單元將雷射光束折射至每一模具固定單元上之每一模具上以進行一雷射清模動作。
10‧‧‧清模裝置
100‧‧‧基座
110‧‧‧裝模機具
112‧‧‧模具固定單元
120‧‧‧機械手臂
122‧‧‧支撐單元
124‧‧‧傳動單元
130‧‧‧雷射系統
131‧‧‧雷射源
132‧‧‧振鏡
133‧‧‧場鏡
134‧‧‧鏡面單元
135‧‧‧雷射光束
136‧‧‧折射鏡
137‧‧‧轉動馬達
140‧‧‧模具
20‧‧‧清模裝置之清模方法
步驟S21-步驟S24
30‧‧‧清模裝置
300‧‧‧基座
310‧‧‧模具固定單元
120‧‧‧機械手臂
122‧‧‧支撐單元
124‧‧‧傳動單元
130‧‧‧雷射系統
131‧‧‧雷射源
132‧‧‧振鏡
133‧‧‧場鏡
134‧‧‧鏡面單元
135‧‧‧雷射光束
136‧‧‧折射鏡
137‧‧‧轉動馬達
140‧‧‧模具
40‧‧‧清模裝置之清模方法
步驟S41-步驟S44
圖1為本創作第一實施例之清模裝置示意圖。
圖2A為本創作第一實施例之雷射系統側視圖。
圖2B為本創作第一實施例之雷射系統上視圖。
圖2C為本創作第一實施例之雷射光束掃描路徑示意圖。
圖3為本創作第一實施例清模裝置之清模方法流程圖。
圖4A為本創作第一實施例清模裝置之清模示意圖。
圖4B為本創作第一實施例清模裝置之清模示意圖。
圖5為本創作第二實施例之清模裝置示意圖。
圖6為本創作第二實施例清模裝置之清模方法流程圖。
圖7為本創作第二實施例清模裝置之清模示意圖。
請參閱圖1為本創作第一實施例之清模裝置示意圖。清模裝置10，其包括一基座100、一裝模機具110、一機械手臂120以及一雷射系統130。裝模機具110相鄰設置於基座100之一側邊，其中裝模機具110更具有至少一模具固定單元112，在本實施例中，裝模機具110具有兩組相對設置之模具固定單元112。機械手臂120具有一支撐單元122及一傳動單元124。支撐單元122設置於基座100上，傳動單元124之一端設置並連接於支撐單元122上，其另一端可延伸傳動至裝模機具110內。雷射系統130設置於機械手臂120內，並請參閱圖2A為本創作第一實施例之雷射系統側視圖，圖2B為本創作第一實施例之雷射系統上視圖，圖2C為本創作第一實施例之雷射光束掃描路徑示意圖，雷射系統130具有一雷射源131、一振鏡132、一場鏡133及一鏡面單元134。振鏡132耦接於雷射源131，場鏡133耦接於振鏡132，鏡面單元134設置於傳動單元124之另一端內。其中，雷射源131發射一雷射光束135至振鏡132作二維光路調整並入射至場鏡133，再經由場鏡133將雷射光束135聚焦且入射於鏡面單元134，最後由鏡面單元134將雷射光束135折射出傳動單元124。
在一實施例中，振鏡132具有至少一折射鏡136及至少一轉動馬達137，其中每一折射鏡136設置並連接於每一轉動馬達137上，並藉由每一轉動馬達137來轉動調整每一折射鏡136的鏡面角度以使雷射光束135產生不同方向的光路。在本實施例中，振鏡132具有2組折射鏡136結合轉動馬達137來使得雷射光束135可以作一Y軸光路調整與一Z軸光路調整之二維光路調整，圖2A即為將雷射光束135作一Z軸光路調整，圖2B即為將雷射光束135作一Y軸光路調整，圖2C即為將雷射光束135藉由Y軸光路調整，再配合傳動單元124於X軸方向之延伸傳動所產生之雷射光束135掃描路徑。
在另一實施例中，傳動單元124於X軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-180cm之間，傳動單元124於Y軸方向之延伸傳動範圍介於-90cm-90cm之間，支撐單元122於Z軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-40cm之間，但不以此為限。在本實施例中，雷射源131係為一光纖雷射，其中光纖雷射之波長介於1060nm-1070nm之間，當光纖雷射之波長為1065nm時，將具有最佳雷射清模效果，並且當鏡面單元134為一三角柱鏡面組合時，其可將雷射光束135反射至+Z軸方向或-Z軸方向，或是鏡面單元134為一四面體鏡面組合時，其可將雷射光束135反射至+X軸方向或-X軸方向，但鏡面單元134之組合並不以此為限。
圖3為本創作第一實施例清模裝置之清模方法流程圖，圖4A、圖4B為本創作第一實施例清模裝置之清模示意圖，並請同時參閱圖1至圖2C。清模裝置之清模方法20，其包括下列步驟：步驟S21，提供一基座100。步驟S22，提供一裝模機具110相鄰設置於基座100之一側邊，其中裝模機具110更具有至少一模具固定單元112，在本實施例中，裝模機具110具有兩組相對設置之模具固定單元112。步驟S23，將一機械手臂120之一端設置於基座100上，其另一端可延伸傳動至裝模機具110內。步驟S24，啟動一雷射源131發射一雷射光束135至一振鏡132作二維光路調整並入射至一場鏡133，再經由場鏡133將雷射光束135 聚焦且入射於一鏡面單元134，最後由鏡面單元134將雷射光束135折射至每一模具固定單元112上之每一模具140上以進行一雷射清模動作。在一實施例中，振鏡132具有至少一折射鏡136及至少一轉動馬達137，其中每一折射鏡136設置並連接於每一轉動馬達137上，並藉由每一轉動馬達137來轉動調整每一折射鏡136的鏡面角度以使雷射光束135產生不同方向的光路。在本實施例中，振鏡132具有2組折射鏡136結合轉動馬達137來使得雷射光束135可以作一Y軸光路調整與一Z軸光路調整之二維光路調整
在另一實施例中，傳動單元124於X軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-180cm之間，傳動單元124於Y軸方向之延伸傳動範圍介於-90cm-90cm之間，支撐單元122於Z軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-40cm之間，但不以此為限。在本實施例中，雷射源131係為一光纖雷射，其中光纖雷射之波長介於1060nm-1070nm之間，當光纖雷射之波長為1065nm時，將具有最佳雷射清模效果，並且當鏡面單元134為一三角柱鏡面組合時，其可將雷射光束135反射至+Z軸方向或-Z軸方向，或是鏡面單元134為一四面體鏡面組合時，其可將雷射光束135反射至+X軸方向或-X軸方向，但鏡面單元134之組合並不以此為限。
圖5為本創作第二實施例之清模裝置示意圖，其中第二實施例中之機械手臂及雷射系統與第一實施例類似。清模裝置30，其包括一基座300、一模具固定單元310、一機械手臂120以及一雷射系統130。模具固定單元310設置於基座300上。機械手臂120具有一支撐單元122及一傳動單元124。支撐單元122設置於基座300上，傳動單元124之一端設置並連接於支撐單元122上，其另一端可延伸傳動於基座300之範圍內。雷射系統130設置於機械手臂120內，雷射系統130具有一雷射源131、一振鏡132、一場鏡133及一鏡面單元134。振鏡132耦接於雷射源131，場鏡133耦接於振鏡132，鏡面單元134設置於傳動單元124之另一端內。其中，雷射源131發射一雷射光束135至振鏡132作 二維光路調整並入射至場鏡133，再經由場鏡133將雷射光束135聚焦且入射於鏡面單元134，最後由鏡面單元134將雷射光束135折射出傳動單元124。
在一實施例中，振鏡132具有至少一折射鏡136及至少一轉動馬達137，其中每一折射鏡136設置並連接於每一轉動馬達137上，並藉由每一轉動馬達137來轉動調整每一折射鏡136的鏡面角度以使雷射光束135產生不同方向的光路。在本實施例中，振鏡132具有2組折射鏡136結合轉動馬達137來使得雷射光束135可以作一Y軸光路調整與一Z軸光路調整之二維光路調整。
在另一實施例中，傳動單元124於X軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-180cm之間，傳動單元124於Y軸方向之延伸傳動範圍介於-90cm-90cm之間，支撐單元122於Z軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-40cm之間，但不以此為限。在本實施例中，雷射源131係為一光纖雷射，其中光纖雷射之波長介於1060nm-1070nm之間，當光纖雷射之波長為1065nm時，將具有最佳雷射清模效果。
圖6為本創作第二實施例清模裝置之清模方法流程圖，圖7為本創作第二實施例清模裝置之清模示意圖，其中第二實施例中之機械手臂及雷射系統與第一實施例類似，並請同時參閱圖2A-圖2C與圖5。清模裝置之清模方法40，其包括下列步驟：步驟S41，提供一基座300。步驟S42，提供一模具固定單元310設置於基座300上。步驟S43，將一機械手臂120之一端設置於基座300上，其另一端可延伸傳動於基座300之範圍內。步驟S44，啟動一雷射源131發射一雷射光束135至一振鏡132作二維光路調整並入射至一場鏡133，再經由場鏡133將雷射光束135聚焦且入射於一鏡面單元134，最後由鏡面單元134將雷射光束135折射至模具固定單元310上之一模具140上以進行一雷射清模動作。
在一實施例中，振鏡132具有至少一折射鏡136及至少一轉動馬達137，其中每一折射鏡136設置並連接於每一轉動馬達137 上，並藉由每一轉動馬達137來轉動調整每一折射鏡136的鏡面角度以使雷射光束135產生不同方向的光路。在本實施例中，振鏡132具有2組折射鏡136結合轉動馬達137來使得雷射光束135可以作一Y軸光路調整與一Z軸光路調整之二維光路調整。
在另一實施例中，傳動單元124於X軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-180cm之間，傳動單元124於Y軸方向之延伸傳動範圍介於-90cm-90cm之間，支撐單元122於Z軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-40cm之間，但不以此為限。在本實施例中，雷射源131係為一光纖雷射，其中光纖雷射之波長介於1060nm-1070nm之間，當光纖雷射之波長為1065nm時，將具有最佳雷射清模效果。
綜上所述，本創作之清模裝置及其清模方法，如第一實施例所述，其係將位於裝模機具內之複數組待清洗之模具設置於模具固定單元上，並藉由全自動之清模裝置將機械手臂延伸傳動至裝模機具內且對每一待清洗之模具作雷射清模掃描動作，本實施例之優點為可快速且大量的清洗模具同理，如第二實施例所述，其係將待清洗之模具設置於基座上之模具固定單元上，並藉由半自動之清模裝置將機械手臂延伸傳動於基座範圍內且對待清洗之模具作雷射清模掃描動作，本實施例之優點為可更精密地控制清洗模具的步驟，適合用於特殊地模具上。上述兩種清模裝置若針對欲清洗之模具為高精密模具，則可再搭配光纖雷射之波長介於1060nm-1070nm之間來作雷射清模，以確保高精密模具不受雷射掃瞄所損害，又能完整地清除滯留物。
惟以上所述之具體實施例，僅係用於例釋本創作之特點及功效，而非用於限定本創作之可實施範疇，於未脫離本創作上揭之精神與技術範疇下，任何運用本創作所揭示內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。
10‧‧‧清模裝置
100‧‧‧基座
110‧‧‧裝模機具
112‧‧‧模具固定單元
120‧‧‧機械手臂
122‧‧‧支撐單元
124‧‧‧傳動單元
130‧‧‧雷射系統

Claims (13)

  1. 一種清模裝置，其包括：一基座；一裝模機具，其相鄰設置於該基座之一側邊，其中該裝模機具更具有至少一模具固定單元；一機械手臂，其具有：一支撐單元，其設置於該基座上；及一傳動單元，其一端設置並連接於該支撐單元上，其另一端可延伸傳動至該裝模機具內；以及一雷射系統，其設置於該機械手臂內，並具有：一雷射源；一振鏡，其耦接於該雷射源；一場鏡，其耦接於該振鏡；及一鏡面單元，其設置於該傳動單元之另一端內；其中，該雷射源發射一雷射光束至該振鏡作二維光路調整並入射至該場鏡，再經由該場鏡將該雷射光束聚焦且入射於該鏡面單元，最後由該鏡面單元將該雷射光束折射出該傳動單元。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之清模裝置，其中該傳動單元於X軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-180cm之間，該傳動單元於Y軸方向之延伸傳動範圍介於-90cm-90cm之間，該支撐單元於Z軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-40cm之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之清模裝置，其中該雷射源係為一光纖雷射。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之清模裝置，其中該光纖雷射之波長介於1060nm-1070nm之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之清模裝置，其中該鏡面單元係為一三角柱鏡面組合或一四面體鏡面組合。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之清模裝置，其中該振鏡具有：至少一折射鏡；及 至少一轉動馬達，其中每一折射鏡設置並連接於每一轉動馬達上，並藉由每一轉動馬達來轉動調整每一折射鏡的鏡面角度。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之清模裝置，其中該二維光路調整係為一Y軸光路調整與一Z軸光路調整。
  8. 一種清模裝置，其包括：一基座；一模具固定單元，其設置於該基座上；一機械手臂，其具有：一支撐單元，其設置於該基座上；及一傳動單元，其一端設置並連接於該支撐單元上，其另一端可延伸傳動於該基座之範圍內；以及一雷射系統，其設置於該機械手臂內，並具有：一雷射源；一振鏡，其耦接於該雷射源；一場鏡，其耦接於該振鏡；及一鏡面單元，其設置於該傳動單元之另一端內；其中，該雷射源發射一雷射光束至該振鏡作二維光路調整並入射至該場鏡，再經由該場鏡將該雷射光束聚焦且入射於該鏡面單元，最後由該鏡面單元將該雷射光束折射出該傳動單元。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之清模裝置，其中該傳動單元於X軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-180cm之間，該傳動單元於Y軸方向之延伸傳動範圍介於-90cm-90cm之間，該支撐單元於Z軸方向之延伸傳動範圍介於0cm-40cm之間。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之清模裝置，其中該雷射源係為一光纖雷射。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之清模裝置，其中該光纖雷射之波長介於1060nm-1070nm之間。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之清模裝置，其中該振鏡具有： 至少一折射鏡；及至少一轉動馬達，其中每一折射鏡設置並連接於每一轉動馬達上，並藉由每一轉動馬達來轉動調整每一折射鏡的鏡面角度。
  13. 如申請專利範圍第8項所述之清模裝置，其中該二維光路調整係為一Y軸光路調整與一Z軸光路調整。
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