專利名稱：裝配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝配裝置，特別是一種用于生產(chǎn)微系統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)品及半導(dǎo)體工業(yè)的裝配工作的全自動裝配裝置，具有一個裝配臺，至少一個材料輸送系統(tǒng)用于輸送待裝配零件的產(chǎn)品，至少一個安排在所述裝配臺上的輸送系統(tǒng)及至少一個配備有至少一個裝配頭的、垂直于輸送系統(tǒng)安置的、可運動的零件輸送單元。
這種裝配裝置是現(xiàn)行技術(shù)公知的。公知類型的裝配裝置可以分為三個主要種類生產(chǎn)電子部件的裝件器、半導(dǎo)體工業(yè)的自動裝配機和裝配微系統(tǒng)技術(shù)演示器模型的實驗室裝置。然而這些裝配裝置有各種各樣的缺點，特別是對于生產(chǎn)微系統(tǒng)。
所謂的裝件器的速度，也就是說，最高的單位時間裝件量最佳化到了10,000件/小時。然而，它有缺點提高速度帶來裝配精度的下降。這意味著，這樣的裝配裝置只適于有限范圍的零件、基片及裝配工藝。不能夠把裝件器用于裝配微系統(tǒng)，特別是出于精度和由于缺乏柔性的原因。
相反，半導(dǎo)體工業(yè)的自動裝配機，即所謂的壓焊機(Die-Bonder)在加工可靠性上最佳化，就是說特別是在相對高的裝配精度上最佳化。其中公知大量的壓焊機形式。但是它們卻有缺點應(yīng)用的和現(xiàn)行公知的機架技術(shù)和要實現(xiàn)的的裝配運動一起要么太占空間，就是說縮小在裝配臺上的可利用空間，要么惡化或者限制裝置的可改裝性或者可配置性和可接近性。此外為滿足在相應(yīng)的以高運動速度達到高的單位時間裝件量的情況下，達到高的裝配精度，公知的壓焊機結(jié)構(gòu)的足夠的剛性問題乞今還沒有滿意地解決。
電子和半導(dǎo)體工業(yè)的公知裝配裝置滿足不了在有高裝配精度的同時有高的生產(chǎn)量的雙重要求，也不能被這樣柔性構(gòu)造，來達到適應(yīng)不同的加工要求和不同材料的可快速改裝性。
因此，本發(fā)明的任務(wù)是，提出這樣一種裝配裝置，它一方面保證高的裝配精度，另一方面保證高的單位時間裝件量及容易的可改裝性。
這個任務(wù)是通過具有權(quán)利要求1所述的特征的裝配裝置完成的。
有利的實施結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求中說明。
在一個根據(jù)本發(fā)明的裝配裝置中，一個零件輸送單元或者說一些零件輸送單元被安置在一個或者多個龍門架上，所述龍門架可以借助一個輸送系統(tǒng)平行于待裝件產(chǎn)品的輸送方向行駛，所述待裝件產(chǎn)品可借助該或這些材料輸送系統(tǒng)運動。
通過根據(jù)本發(fā)明的龍門架和材料輸送系統(tǒng)的設(shè)置，可以達到主要地只運動裝配頭進行零件輸送。在此，龍門架本身在一定的裝配模式中只進行短的平衡運動，從而只有相對很小的質(zhì)量要運動。從而裝配頭可以以更高的速度運動，這又導(dǎo)致了更大的單位時間裝件量和更高的裝配精度。另外還可以通過所述龍門架的行駛實施更大的輸送運動，使得裝配臺的總可用表面可被行駛到，從而使得零件和基片的高變化性成為可能。另外，通過垂直于材料輸送方向安排并且可以與材料輸送方向平行地行駛的龍門架，能夠?qū)軐挼牟牧匣蛘叽b件的產(chǎn)品進行加工。另外，可以在所述裝配裝置中同時安排多個材料輸送單元，從而可以明顯地提高裝件速度。此外，通過所述的龍門架結(jié)構(gòu)本發(fā)明達到使輸送系統(tǒng)或者說裝配裝置的所有可運動元件的重心相對地接近裝配臺的表面。由此達到幾乎無振動的裝配裝置結(jié)構(gòu)，從而保證非常高的裝配精度。通過龍門式的結(jié)構(gòu)，還保留了裝配臺上的可支配位置，有利于通達性、可改裝性和隨意配置性。
在本發(fā)明裝配裝置的一個優(yōu)選實施例中，所述輸送系統(tǒng)由一個導(dǎo)軌系統(tǒng)組成，它有相互平行安置的一個第一導(dǎo)軌和一個第二導(dǎo)軌。通過所述導(dǎo)軌系統(tǒng)可以保證該龍門架或這些龍門架有精確的可行駛性。
在本發(fā)明裝配裝置的一個優(yōu)選實施中，所述輸送系統(tǒng)含有一個在裝配裝置的機身中可以平行于可借助該材料輸送系統(tǒng)或這些材料輸送系統(tǒng)運動的待裝件產(chǎn)品的輸送方向安置的第三導(dǎo)軌，其中至少一個龍門支架垂直地接合在所述的導(dǎo)軌中，從而該龍門架或者這些龍門架可以行駛。由此可以把零件輸送單元運動產(chǎn)生的反作用力最佳地導(dǎo)出。通過這種改善的能量流使產(chǎn)生的振動最小化。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例中，龍門架或者說龍門架梁在第三導(dǎo)軌對面的端部上具有一個支架，其中，所述支架放置在構(gòu)造于機身中并且與第三導(dǎo)軌平行安置的支座上。由此進一步擴大了裝配面上的可支配位置。此外提高了裝配裝置的可通達性和可自由配置性。
在本發(fā)明裝配裝置的另一個優(yōu)選實施例中，所述輸送系統(tǒng)含有至少一個龍門架驅(qū)動機構(gòu)。盡管使用一個單獨的龍門架驅(qū)動機構(gòu)已經(jīng)導(dǎo)致了在裝配精度和裝配速度方面突出的效果，但是，采用分別在龍門架一側(cè)安置的二個龍門架驅(qū)動機構(gòu)可以得到更高的裝配精度和裝配速度。理由在于，龍門架的重心一般地對于驅(qū)動系統(tǒng)是偏心的，或者說由于不斷變化的負荷關(guān)系，龍門架重心的位置是可以隨時間變化的。這種偏心性或者說時間上的變化性可以導(dǎo)致不平衡，伴隨對裝配精度或者說龍門架定位精度的負面影響。通過采用兩個受控的龍門架驅(qū)動機構(gòu)保證了龍門架重心總是位于驅(qū)動機構(gòu)之間并因此不會出現(xiàn)偏心位置。通過采用兩個受控的龍門架驅(qū)動機構(gòu)可以附加地達到，依據(jù)龍門架的重心的實際位置適當?shù)卦O(shè)計驅(qū)動調(diào)節(jié)機構(gòu)，這樣達到高的龍門架結(jié)構(gòu)的動態(tài)剛性。這種根據(jù)本發(fā)明的實施形式因此可以使定位更精確。
在本發(fā)明裝配裝置的另一個優(yōu)選實施例中，所述輸送系統(tǒng)安置在裝配臺的臺面上。由此保證所述裝配裝置整個結(jié)構(gòu)的振動特別小、幾乎無。
在本發(fā)明裝配裝置的另一個優(yōu)選實施例中，所述輸送系統(tǒng)被安置在裝配臺的臺面上方。由此提高裝配臺表面上的自由空間，從而可以安置更大量的不同零件或者類似物。
在本發(fā)明裝配裝置的另一個優(yōu)選實施例中，多個龍門架的運動是可以相互同步的。由此可以顯著地提高生產(chǎn)速度。通過把多個龍門架在其各自的運動中最佳地動態(tài)同步，可以達到顯著減少機器振動(動態(tài)平衡)，由此可以進一步提高裝配精度。
在本發(fā)明裝配裝置的另一個優(yōu)選實施例中，裝配頭由一個豎直或者水平安置的轉(zhuǎn)塔頭組成。通過使用轉(zhuǎn)塔頭可以顯著減少輸送行程數(shù)，從而降低輸送輔助時間，轉(zhuǎn)而提高生產(chǎn)速度。
在本發(fā)明裝配裝置的另一個優(yōu)選實施例中，還可以把多個龍門架重疊(uebereinander)安置。這種配置提高了裝配面的數(shù)量，這又導(dǎo)致提高生產(chǎn)速度并且使本發(fā)明裝配裝置在應(yīng)用范圍方面柔性更大。
本發(fā)明的其它細節(jié)、特征和優(yōu)點由下面對多個附圖表示的實施例的說明給出。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的帶有一個龍門架的裝配裝置的示意圖；圖2是圖1所示的裝配裝置的示意圖，圖中示出龍門架驅(qū)動機構(gòu)；圖3是具有一個豎直安排的轉(zhuǎn)塔頭的本發(fā)明裝配裝置的另一個實施形式；圖4是具有一個水平安置的轉(zhuǎn)塔頭的本發(fā)明裝配裝置的另一個實施形式；圖5是具有兩個龍門架的本發(fā)明裝配裝置的另一個實施形式；圖6是具有一個龍門架的本發(fā)明裝配裝置的另一個實施形式；圖7是具有一個龍門架的本發(fā)明裝配裝置的另一個實施形式。
圖1表示裝配裝置10的第一實施例，特別用作生產(chǎn)微系統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)品的全自動裝配裝置，及用于執(zhí)行半導(dǎo)體工業(yè)的裝配任務(wù)。裝配裝置10有一個裝配臺12，帶有一個裝配面或者說臺面14。在臺面14上安置有一個輸送系統(tǒng)16、18。輸送系統(tǒng)16、18由一個導(dǎo)軌系統(tǒng)組成，具有兩個相互平行安置的導(dǎo)軌16、18。還可以看到，導(dǎo)軌16、18安置在裝配臺12的臺面或者說裝配臺面14之上。但是也可以把輸送系統(tǒng)16、18安置在臺面內(nèi)也就是在裝配臺上，或者說直接鉸接在機器底架上，以達到最佳地將力導(dǎo)入到起支承作用的機器部件上。
借助于輸送系統(tǒng)16、18使龍門架20運動。此處，龍門架20含有一個第一和一個第二龍門架支柱22、24，它們分別接合在導(dǎo)軌16、18上并且受它導(dǎo)向。兩個龍門架支柱22,24通過一個龍門架梁26彼此連接。龍門架梁26沿其縱向有一個縱向的接合開口28，其中接合著一個零件輸送單元34并且該零件輸送單元可運動地受它導(dǎo)向。在零件輸送單元34上可運動和可拆卸地固定一個裝配頭36。
可以看到，龍門架20可平行于材料輸送方向沿X軸移動。在此靠一個材料輸送系統(tǒng)38同樣實現(xiàn)沿X軸方向的材料輸送，此材料輸送系統(tǒng)38也是安置在裝配或者說臺面14區(qū)域中。
可看出的是，輸送系統(tǒng)16、18的定向和材料輸送的方向構(gòu)成裝配裝置10空間配置的X軸，與之垂直的龍門架20的龍門架梁26構(gòu)成Y軸，與Y軸垂直的零件輸送單元34或者說裝配頭36的運動方向構(gòu)成Z軸。此處，或者是整個零件輸送單元34或者僅僅是零件輸送單元34上的裝配頭36可以沿Z軸方向運動。
圖2表示根據(jù)圖1的裝配裝置10。還可以看出第一和第二龍門架驅(qū)動機構(gòu)30、32的配置，它們分別安置在輸送系統(tǒng)的一個導(dǎo)軌16或者18上。
圖3和圖4分別表示裝配裝置10的進一步實施形式。此處裝配頭由一個豎直的或者水平安置的轉(zhuǎn)塔頭48、50代替。此處，轉(zhuǎn)塔頭48、50的豎直或者水平安置指的是轉(zhuǎn)塔頭48、50相對于裝配面或者說臺面14豎直或水平旋轉(zhuǎn)。
圖5示出裝配裝置10的另一個實施例，具有兩個前后安置并且可以移行的龍門架20、40，它們有相應(yīng)的龍門架梁26、42。龍門架24、40的運動在此可以相互同步?？梢詾閮蓚€龍門架20、40分別設(shè)置獨立的龍門架驅(qū)動機構(gòu)或者也可以設(shè)置一個共同的龍門架驅(qū)動機構(gòu)。此外，龍門架20、40還可以高度不同，從而形成不同的裝配面。不過，所示實施例示出的是具有兩個相同結(jié)構(gòu)的龍門架20,40的一個裝配裝置10。
圖6表示裝配裝置10的另一個實施形式，有一個龍門架60和一個輸送系統(tǒng)54、它用于使龍門架60平行于材料輸送方向即平行于待裝件產(chǎn)品的運動方向(X軸方向)運動。此處，輸送系統(tǒng)54含有一個在裝配裝置10的機身52中平行于可借助該材料輸送系統(tǒng)或這些材料輸送系統(tǒng)38運動的待裝件產(chǎn)品的輸送方向(X軸)安置的第三導(dǎo)軌54。此處，龍門架60的一個龍門架梁68有另一個輸送系統(tǒng)，用于使零件輸送單元64運動，其上有一個裝配頭66并且該龍門架梁68(Y軸，參見圖5)垂直地接合在導(dǎo)軌54上。龍門架60可以沿X軸方向行駛。龍門架60通過導(dǎo)軌54垂直地接合在機身52中，所以，零件輸送系統(tǒng)64和裝配頭66沿Y軸運動產(chǎn)生的所有運動力可以通過機身52被導(dǎo)出，由此調(diào)整出對于產(chǎn)生的機械振動的有利的關(guān)系(Verhaeltnisse)，特別是對于由于機身52的有利的剛性而減少的振動。此處，龍門架60或者說龍門架梁68的在導(dǎo)軌54對面的端部上具有一個支架56，它放置在構(gòu)造于機身52中、平行于導(dǎo)軌54安置的支座58上。
在圖7示出裝配裝置10的另一個實施例，有一個龍門架62和一個輸送系統(tǒng)54、該輸送系統(tǒng)用于使龍門架62平行于材料輸送方向(X軸方向)運動?？梢钥吹?，龍門架62的一個設(shè)有用于零件輸送單元64的輸送系統(tǒng)的龍門架梁70垂直地接合于導(dǎo)軌54中，從而使龍門架60可以沿X軸行駛。與圖6中所示裝配裝置10的實施形式相反，此實施例中去掉用于龍門架梁70的一個支座。
權(quán)利要求
1．裝配裝置，特別是用于生產(chǎn)微系統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)品及用于執(zhí)行半導(dǎo)體工業(yè)中裝配任務(wù)的全自動裝配裝置，具有一個裝配臺(12)、至少一個用于輸送待裝設(shè)零件的產(chǎn)品的材料輸送系統(tǒng)(38)、至少一個在裝配臺(12)上安置的輸送系統(tǒng)(16、18、54)及至少一個垂直于輸送系統(tǒng)(16、18、54)安置的可以運動的帶有至少一個裝配頭(36、46、66)的零件輸送單元(34、44、64)，其特征在于，該或這些零件輸送單元(34、44、64)被安置在一個或者多個可以借助輸送系統(tǒng)(16、18、54)平行于產(chǎn)品的輸送方向行駛的龍門架(20、40、60、64)上，所述產(chǎn)品可借助于該或這些材料輸送系統(tǒng)(38)運動并且待被裝設(shè)零件。
2．權(quán)利要求1所述的裝配裝置，其特征在于，輸送系統(tǒng)(16、18)由一個導(dǎo)軌系統(tǒng)組成，它具有相互平行安置的第一導(dǎo)軌(16)和第二導(dǎo)軌(18)。
3．權(quán)利要求1所述的裝配裝置，其特征在于，輸送系統(tǒng)(54)含有一個在裝配裝置(10)的機身(52)中平行于可借助該材料輸送系統(tǒng)或這些材料輸送系統(tǒng)(38)運動的待裝件產(chǎn)品的輸送方向安置的第三導(dǎo)軌(54)，其中，至少一個龍門架梁(68，70)垂直地接合在導(dǎo)軌(54)上，這樣，該或這些龍門架(60,62)可行駛。
4．權(quán)利要求3所述的裝配裝置，其特征在于，龍門架(60)或龍門架梁(68)的在導(dǎo)軌(54)對面的端部上有一個支架(56)，其中，該支架(56)放置在構(gòu)造于機身(52)中、平行于導(dǎo)軌(54)安置的支座(58)上。
5．以上權(quán)利要求之一所述的裝配裝置，其特征在于，輸送系統(tǒng)(16、18、54)具有至少一個龍門架驅(qū)動機構(gòu)(30、32)。
6．以上權(quán)利要求之一所述的裝配裝置，其特征在于，輸送系統(tǒng)(16、18、54)安置在裝配臺(12)的臺面(14)上。
7．權(quán)利要求1至5之一所述的裝配裝置，其特征在于，輸送系統(tǒng)(16、18)安置在裝配臺(12)的臺面(14)上方。
8．以上權(quán)利要求之一所述的裝配裝置，其特征在于，輸送系統(tǒng)(16、18、54)的定向構(gòu)成裝配裝置(10)空間配置的X軸，龍門架(20、40、60、62)的與之垂直的龍門架梁(26、42、68、70)構(gòu)成Y軸，零件輸送單元(34、44、64)或者說裝配頭(36、46、66)的與Y軸垂直的運動方向構(gòu)成Z軸。
9．以上權(quán)利要求之一所述的裝配裝置，其特征在于，多個龍門架(20、40、60、62)的運動是可以相互同步的。
10．以上權(quán)利要求之一所述的裝配裝置，其特征在于，裝配頭(36、46、66)由一個豎直或者水平安置的轉(zhuǎn)塔頭(48、50)組成。
11．以上權(quán)利要求之一所述的裝配裝置，其特征在于，多個龍門架重疊安置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝配裝置(10),特別是用于生產(chǎn)微系統(tǒng)技術(shù)產(chǎn)品及用于執(zhí)行半導(dǎo)體工業(yè)中裝配任務(wù)的全自動裝配裝置,具有一個裝配臺(12)、至少一個用于輸送待裝設(shè)零件的產(chǎn)品的材料輸送系統(tǒng)(38)、至少一個在裝配臺(12)上安置的輸送系統(tǒng)(16、18、54)及至少一個垂直于輸送系統(tǒng)(16、18、54)安置的可以運動的帶有至少一個裝配頭(36、46、66)的零件輸送單元(34、44、64),其中,該或這些零件輸送單元(34、44、64)被安置在一個或者多個可以借助輸送系統(tǒng)(16、18、54)平行于產(chǎn)品的輸送方向行駛的龍門架(20、40、60、64)上,所述產(chǎn)品可借助于該或這些材料輸送系統(tǒng)(38)運動并且待被裝設(shè)零件。
文檔編號H01L21/68GK1320273SQ00801667
公開日2001年10月31日 申請日期2000年8月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月11日
發(fā)明者約阿希姆·帕永克, 約爾格·波格特, 約亨·克拉尼希, 雅各布·菲舍爾 申請人:西莫泰克有限公司