專利名稱：安裝芯塊的自動裝配裝置及安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種芯塊的自動裝配裝置及安裝方法，具體而言為一種能完成施用粘結(jié)劑，并在短時間內(nèi)粘貼或在看限時間內(nèi)凝結(jié)等步驟的自動裝配器，它結(jié)構(gòu)簡單，便宜，尺寸小，并且還涉及用該自動裝配器安裝芯塊的方法。
雖然已有由供銷商供給市場的普通芯片裝配機(jī)，卻無適于能自動安裝硬盤驅(qū)動用小尺寸芯塊用的。圖9示出其上連續(xù)成型有16個懸掛件2的工件4。作在各懸掛件2上部的粘結(jié)部3用以粘貼約1平方毫米的芯塊6。在現(xiàn)有自動機(jī)安裝芯塊需要手工方式，或?qū)ζ胀ㄑb配機(jī)進(jìn)行改進(jìn)，現(xiàn)在還沒有用作生產(chǎn)設(shè)備的這種機(jī)器。用于芯塊安裝的自動機(jī)上，施加粘結(jié)劑或粘貼后使之有限時間內(nèi)固化的技術(shù)密決，與自動定位特性質(zhì)量直接相關(guān)及與普通部件安裝的比較等問題。一般認(rèn)為在現(xiàn)有技術(shù)拓寬的范圍內(nèi)，尚無可當(dāng)作設(shè)備用的這種機(jī)器。因此現(xiàn)有技術(shù)有以高速將部件(模制密封件及偶芯片)安裝到板、或帶片(TAB)上去的技術(shù)。在用作安裝芯塊用自動機(jī)上，加工被分成諸如施加粘結(jié)劑，粘貼，和在有限時間內(nèi)固化。采用的是在一批件上施用預(yù)定量粘結(jié)劑的間歇加工，尚無任何程序控制式機(jī)器單獨使用。
如上所述，由于該過程是不連續(xù)的，在用作芯塊安裝的這種現(xiàn)有自動機(jī)上由一個分料器以間歇方式施加粘結(jié)劑，遂會依施加的起止間的時間差別造成狀態(tài)不一律，而這種不一律帶來施加量的偏差及粘度的變化。這種情況使后續(xù)程序的粘貼造成芯塊粘貼精度的偏差加大。這時小尺寸的芯塊的影響會更大。因此，只要加工是不連續(xù)的，那未要克服上述問題則被認(rèn)為是困難的。手工加工用的模板有對應(yīng)于懸掛件2和芯塊6的一個導(dǎo)向銷2和導(dǎo)向板6。
加工能力由模板精度決定，不易保證有穩(wěn)定的精度，還由于復(fù)雜形狀的模板高精度須經(jīng)常地予以維護(hù)。在此條件下使不連續(xù)的加工機(jī)械化，使之成為有效改進(jìn)的設(shè)備，會是復(fù)雜，昂責(zé)的，而且維護(hù)也是困難的。
本發(fā)明則是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的難題，其目的是提供能在短時間內(nèi)完成施加粘結(jié)劑及粘貼或在有限時間內(nèi)固化等步驟的一種自動裝配裝置，而它結(jié)構(gòu)簡單，成本低，尺寸小，同時還提供一種使用這種自動裝配機(jī)裝配芯塊的方法。
為此目的，本發(fā)明包括把持工件用的模板，工件至少帶有一個以上的粘結(jié)部位，容納至多小于一個芯塊的芯塊存放部，一個自動裝配頭、通過裝在端部的夾具從該芯塊存放部至該工件粘結(jié)部的預(yù)定位置間完成吸起，傳送和放開芯塊的動作，一個裝在自動裝配頭上的分料器把粘結(jié)劑分配至工件預(yù)粘區(qū)的預(yù)定位置，以及一個定位裝置，于自動裝配頭傳送途中、該芯塊被放置之后作位置調(diào)整。本發(fā)明是一個自動裝配裝置，用該自動裝配頭的夾具吸起并傳送所述芯塊，以定位裝置對芯塊作位置調(diào)整，并安裝有一個點加熱部，使之接觸該工件的被粘合部而暫時硬化該粘結(jié)劑。該模板被固定在工作臺的一端，所述定位裝置及芯塊存放部則被設(shè)置在該裝配頭模板的運動路徑上。自動裝配頭在該工作臺的上平面，或三維空間的位置座標(biāo)系中作自由的運動。
本發(fā)明中，模板設(shè)在了回轉(zhuǎn)工作臺的一端，在工件被固定后，使轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)動一個預(yù)定的角度，之后模板從回轉(zhuǎn)工作臺上脫開，又被夾持住模板。
本發(fā)明的自動裝配裝置是被裝在一個整體框架上，或是工作臺支座上。
本發(fā)明包括的程序步驟有將具有至少多于一處需粘結(jié)部的工件固定于一個模板上，由一個分配器將粘結(jié)劑加至工件需粘結(jié)部的預(yù)定位置處，由一個裝配頭夾具從芯塊存放部吸起并傳送預(yù)定的芯塊，一旦該芯塊在定位裝置上，作位置調(diào)整，再吸住該芯塊，傳送它至該工件的需被粘結(jié)部，以吸住狀態(tài)下使該芯塊與被粘結(jié)部相接觸，由一個點加熱部分以紫外線輻射(UV-radiating)使粘結(jié)劑作有限時間內(nèi)固化。


圖1為本發(fā)明的自動裝配裝置一個實施例的平面圖。
圖2A為模板的平面圖。
圖2B為圖2A模板的側(cè)視圖。
圖3為定位裝置的平面圖。
圖4A為點加熱部分平面圖。
圖4B為圖4A點加熱部的側(cè)視圖。
圖5為流程圖(1號)。
圖6為流程圖(2號)。
圖7為流程圖(3號)。
圖8為流程圖(4號)。
圖9為一個并排設(shè)有16個懸掛件的工件的示意圖。
現(xiàn)將結(jié)合附圖，說明按本發(fā)明的一個實施例。
圖1所示本發(fā)明的一個實例中，模板12裝在了操作者10前方轉(zhuǎn)臺14上。本例中示出的兩個模板12彼此呈前后180°設(shè)置。在轉(zhuǎn)臺14轉(zhuǎn)過半圈后從轉(zhuǎn)臺14松開，由模板擺動機(jī)構(gòu)16將模板12夾持住。圖2A(平面圖)和2B(側(cè)視圖)示出模板12的細(xì)部。定位裝置18內(nèi)，芯塊6其位置從4個方向上得到校正。圖3示出定位裝置18的細(xì)部平面圖。芯塊存放部20中設(shè)有從橫向延伸的存放腔，而芯塊6則平面上彼此隔開、大致定位在存放腔內(nèi)。夾具22用以吸住或放開芯塊6。于懸掛件2與芯塊6間點加熱部24以紫外線輻射方式在有限時間內(nèi)固化粘結(jié)劑。點加熱部24的細(xì)部詳見圖4A(平面圖)和4B(側(cè)視圖)。兩個點加熱部24與粘結(jié)平面成預(yù)定的角度。檢測傳感器26可以非接觸方式檢測到有無懸掛件2。分配器28分派粘結(jié)劑到懸掛件2的受粘結(jié)部3上。在加粘結(jié)劑、裝配及限時內(nèi)固化的各程序中，自動裝配頭30在工作區(qū)內(nèi)作三維方向上的運動。夾具22、點加熱部24、檢測傳感器26和分配器28裝在裝配頭30上的，隨自動裝配頭30一起運動。中央處理器裝進(jìn)自動裝配器控制臺32，并以操縱板控制各部分而工作狀況被并示于前側(cè)。因此，一系列操作執(zhí)行起來很容易。作為程序器的該自動裝配器控制器使得維護(hù)容易。所述各元件被集中布置在程控型約1平方米的工作臺支座50上。
接下來，將按圖5至8的流程圖講述其操作程序。圖5至8為系列的流程圖。圖5中步驟01(圖中示為S01，下同)示出的是等待狀態(tài)。步驟03處由操作者10將工件4裝在模板12上。圖2A表示工件4被固定在模板12上的狀態(tài)。封蓋34繞軸36被打開和關(guān)閉，并且工件4可被安裝以微米級的精度。步驟05中，轉(zhuǎn)臺14帶著模板12轉(zhuǎn)過180度。步驟07中，模板12由提升器(圖中未示)抬起。步驟09中，夾具(圖中未示)落下，固定住模板12。步驟11中，平穩(wěn)地移動裝配頭，以執(zhí)行隨后的粘強(qiáng)過程，同時粘結(jié)劑被分配器28預(yù)先施加(在后續(xù)操作前放出過量的粘結(jié)劑)。圖6中，移動裝配頭30，并在步驟21中用檢測傳感器26測定出懸掛件2的存在。步驟23中，裝配頭30移至懸掛件2上預(yù)定位置。工件4上雖然設(shè)置了16個懸掛件2，但要一個一個地確認(rèn)。步驟25中，用分配器28施加粘結(jié)劑到懸掛件2上的粘結(jié)部3處。步驟27中，移動裝配頭30至芯塊存放部20。步驟29中，盤中芯塊6由夾具22吸住。步驟31中，移動裝配頭30至定位裝置18。步驟33中，松開夾具22，芯塊6被臨時放在了定位裝置18上。步驟35中，如圖3中所示，由空氣壓力操縱的導(dǎo)桿38從四個方向校正芯塊6的定位。這可使芯塊6的位置相對16個懸掛件校正至同一精度標(biāo)準(zhǔn)。在手工加工的模板中各個懸掛件2處雖被校正了芯塊6的位置，在定位裝置18中卻只在一個部位上作這種位置的校正。步驟37中，用裝在裝配頭30上的夾具22再吸住芯塊6。步驟39中，移動裝配頭30至懸掛件2上的預(yù)定位置。圖7中，步驟41是將芯塊6裝在了懸掛件2的粘結(jié)部3。于步驟43中，由夾具22吸住的芯塊6的粘結(jié)劑是需在限定時間內(nèi)成為凝固狀態(tài)。懸掛件2與芯塊6間的粘結(jié)劑乃是由兩個相對布置用來加熱的點加熱部24以紫外線輻射方式作到限時固化的。點加熱部分24的加熱部位及加熱角度可隨芯塊6的形狀和特性作適應(yīng)的變化。實例中，如圖4A中所示乃是在芯塊6表面上的兩點處進(jìn)行紫外線輻射的。在過去紫外線輻射執(zhí)行是在由模板松開芯塊、或以手工模板固定方式下進(jìn)行的，本例中，與過去不同處在于該粘結(jié)劑作限定時間固化所處狀態(tài)是由夾具22吸住該芯塊的。因此不需要手工加工的模板。由于是在短時段內(nèi)，以高精度低成本方式進(jìn)行裝配，裝配質(zhì)量穩(wěn)定可靠。步驟45中，判斷上述加工程序執(zhí)行16次(即其間全部懸掛件2被粘結(jié)的狀態(tài))。若該程序少于16次則繼續(xù)步驟47，而懸掛件2上的預(yù)定位置被變換至下一行的懸掛件2處。以后，再執(zhí)行從圖6的步驟21開始的相同程序。另一方面，若程序多于16次，步驟則進(jìn)到圖8的步驟51，則提升器落下。步驟53中，夾具抬起。步驟55中，轉(zhuǎn)臺14帶著模板12轉(zhuǎn)過180度。然后步驟回至步驟01的待待狀態(tài)。再往下，把工件4換作其他的并重復(fù)上述程序。例中雖是將芯塊6粘結(jié)到懸掛件2上，但不為上述所限，由現(xiàn)述自動裝配裝置小尺寸芯塊能以類似方式粘結(jié)于其他工件上。
如上所述，本發(fā)明包括的一個自動裝配頭能在一個三維空間的位置座標(biāo)系中自由運動，固定工件的模板在該自動裝配頭運動路徑之下，芯塊存放部則存放著許多要裝至工件的芯塊，而定位裝置則可將芯塊在該模板和芯塊存放處之間的適當(dāng)位置處找到精確的位置定位。這些組配元件可使芯塊對工件的安裝偏差小于10微米。
自動裝配頭裝有施加粘結(jié)劑的分配器以及用以使粘結(jié)劑作限定時間內(nèi)固化的點加熱部分。該自動裝配頭能按順序完成包括吸取，傳送及松開工件；加粘結(jié)劑；及于限定時間內(nèi)固化粘結(jié)劑等一系列加工程序，盡管它結(jié)構(gòu)簡單卻可很快地完成不同的加工。這種緊湊的設(shè)備結(jié)構(gòu)清潔度高，并有很高的裝配質(zhì)量。
由于加工不像以前是間歇式的，粘結(jié)劑量的施加及粘結(jié)位置的改變就很容易。
不僅保證了操作者的安全，而且使用精度得以改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種自動裝配裝置包括有具有至少多于一處要被粘結(jié)部位的工件；夾持該工件的模板；一個芯塊存放部用來存放有許多要粘結(jié)至該部位上的被粘結(jié)芯塊；一個自動裝配頭，其上裝有把粘結(jié)劑施加至該工件欲粘結(jié)部預(yù)定位置的分配器，使該工件與芯塊間粘結(jié)劑固化的點加熱部分，將預(yù)定芯塊自芯塊存放部傳送至被粘結(jié)位置的傳送裝置；和一個定位裝置用來在該芯塊存放部及芯塊，一經(jīng)置于從該自動裝配頭的預(yù)定待待狀態(tài)到模板的傳送路徑之下，調(diào)整位置，該自動裝配頭能在預(yù)定的三維空間的位置座標(biāo)間自由移動。
2.按權(quán)利要求1的自動裝配裝置，其特征為其中該自動裝配裝置是裝在一個整體框架上或是工作臺支座上。
3.按權(quán)利要求1或2的自動裝配裝置，其特征為該傳送裝置包括一個吸住，傳送和松井該芯塊的一個夾具。
4.按權(quán)利要求1至3的自動裝配裝置，其特征為其中該裝配頭包括用以檢測工件及芯塊存在的一個檢測裝置。
5.按權(quán)利要求1至4的自動裝配裝置，其特征為其中該模板裝在回轉(zhuǎn)工作臺的一端，以使在該工作臺支承的一端處自由轉(zhuǎn)動，在工件被固定后，該回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)動預(yù)定角度，之后模板自回轉(zhuǎn)工作臺松開、由模板擺動機(jī)構(gòu)定位該模板。
6.一種芯塊的裝配方法，包括的步驟為將具有至少多于一個被結(jié)粘部分的工件固定到一個模板上；以一個分配器將粘結(jié)劑施加到該工件受粘結(jié)部的預(yù)定位置處；由一個傳送裝置自芯塊存放部吸取并傳送預(yù)定的芯塊；由一個定位裝置作位置調(diào)整；再吸住該芯塊；傳送該芯塊至該工件被粘結(jié)部位；以吸住狀態(tài)讓該芯塊與被粘結(jié)部接觸；和用一個點加熱部分以紫外線輻射方式在限定時間內(nèi)使粘結(jié)劑固化。
7.按權(quán)利要求6的芯塊裝配方法，其特征為其中由紫外線輻射使粘結(jié)劑作限時固化，是從與工件被粘接部具有預(yù)定角度的兩個不同方向上進(jìn)行的。
全文摘要
一種自動裝配機(jī),它結(jié)構(gòu)簡單,便宜且尺寸小,能很快編排出施加粘結(jié)劑及裝配或限時固化的加工步驟,還提供有用此裝配機(jī)裝配芯塊的方法。在有16處要粘結(jié)的工件裝上模板12后,由分配器28將粘結(jié)劑加至被粘結(jié)部。此后,芯塊用自動裝配頭30的夾具22從芯塊存放部20吸住并被傳送。芯塊裝上定位裝置18即作位置調(diào)整,并吸住后再被送至被粘結(jié)部。來自點加熱部分24的紫外線輻射令其在吸持狀態(tài)下與被粘結(jié)部接觸著固化粘結(jié)劑。
文檔編號H01L21/02GK1180240SQ9711795
公開日1998年4月29日 申請日期1997年7月31日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月31日
發(fā)明者淺野好文, 大沼孝行, 板倉哲夫, 佐久間智治 申請人:精工精機(jī)株式會社