CN1080599C - 涂敷设备 - Google Patents

Abstract

一种涂敷设备，具有可在涂敷流动物的涂敷位置与离开位置之间作水平方向自由移动的支承台，下夹具安装在支承台上，可于上下方向自由滑动，下夹具支承其前端具有吐出流动物的针形物且其内部容纳流动物的容器的前端。上夹具安装在支承台上；可在上下方向自由滑动且可自由旋转，利用上夹具固定容器的底端部位。利用上下移动机构使容器自由地上下移动；利用与安装在上夹具的从动齿轮啮合的驱动齿轮轴的旋转使容器自由旋转。

Description

涂敷设备

本发明涉及为了把半导体器件等电子元件接合于印刷基板上而涂敷焊膏或粘接剂等流动物质的涂敷技术。

对于用来构成安装基板的印刷基板，为了自动地插设IC或LSI等半导体器件、二极管、电容器以及电阻等电子元件，而使用电子元件插设设备。为了在印刷基板上固定这些电子元件，使用粘接剂或者焊膏，在印刷基板涂敷焊膏后，把半导体器件等电子元件压入经过涂敷而堆积了焊料的部位，由此使电子元件固定在印刷基板上。

焊膏即所谓的焊料膏，将细微粉末焊料与活性焊剂配合，经过混合而形成膏状焊料，在接合固定电子元件之前的状态其具有一定的粘着性和流动性。使用这样的焊膏把电子元件固定于印刷基板时，从容器向印刷基板滴注并涂敷焊膏后，把电子元件按压入滴注的焊膏上，从而实现回流焊料的装载。

为了在印刷基板上自动地涂敷焊膏，将容纳焊料的焊料容器与插设头同时安装在元件插设装置上。元件插设装置具有引导印刷基板、使其定位于预定位置上的导向轨和保持插设在印刷基板的多个电子元件的元件工作台，焊料容器和插设头在导向轨上方可在XY方向水平移动。

近年来，对于印刷基板可以迅速地插设多数个电子元件，这样可望提高电子仪器的制造效率。迄今开发的焊料涂敷设备，随着插设头的移动，在焊料容器移动至涂敷位置的过程中，容器预先上升移动，为了使容器到达涂敷位置时下降移动，采用气压汽缸。但是，通过气压汽缸使容器上下运动时，不能使容器高速地上下运动，所以容器的上下运动速度受到限制。

容器中，其下端部位预先设置涂敷焊膏的针形物，根据涂敷设备在容器中设置两只针形物。利用这样的容器涂敷焊料时，必须旋转容器，在现有技术中，是把这种旋转装置设置在通过气压汽缸而上下运动的部件上。为此，上下运动部件的重量增大，妨碍了容器的高速运动。从这一点来讲，在提高电子仪器的制造效率问题上，提高容器的上下运动速度成为重要的解决课题。

而且，根据焊料的种类采用各种尺寸的容纳焊料的容器，根据在插设头上安装的容器的种类，交换支承元件等，在此交换操作中也要花费时间。

本发明的目的在于可使容纳焊料或粘接剂等流动物质的容器高速地上下运动，提高涂敷操作的生产率。

由本说明书的说明和附图可以了解本发明的上述及其它目的和新颖的特征。

在申请所公开的发明中，将代表性的概要说明如下。

即，本发明的涂敷设备，具有支承台，可在涂敷流动物的涂敷位置与离开的位置之间水平方向自由移动；在此支承台上安装有可上下方向自由滑动的下夹具，内部容纳流动物的容器的前端支承在下夹具上，所述容器具有在前端吐出流动物的针形物。支承台上安装有上夹具，可在上下方向自由滑动而且可自由旋转，利用此上夹具固定容器的底端部位。该容器利用上下运动机构自由地移动，且通过旋转与安装在上夹具上的从动齿轮相啮合的驱动齿轮轴，该容器可以自由地旋转。而且，上夹具与下夹具通过拉杆可自由调整相互间距离地连接起来。

由于容器夹在相互独立的上下夹具之间而被保持，所以可以保持长度不同的多种容器。通过由电机驱动与上夹具连接的同步皮带，使容器迅速地上下运动。用于旋转容器的电机安装在支承台上，为了在容器上下运动时旋转容器，电机与容器同时上下运动，这样可使含有容器的上下运动部件轻量化，实现高速移动。

以下，结合附图详细说明本发明的实施例，其中：

图1是本发明的实施例的电子元件插设装置的主要结构的平面示意图；

图2是图1的正视图；

图3是图1和图2所示涂敷设备的放大侧视图；

图4是图3的剖面图；

图5是沿图3的V-V线的剖面图；

图6是沿图3的VI-VI线的剖面图。

图1是作为本发明的实施例的涂敷设备的电子元件插设设备的平面示意图，图2是图1的正视图。该电子元件插设设备，具有平行配置的两条支承部件1、2，如图2所示，分别在水平支承部件1、2上安装导轨3、4。与水平支承部件1、2成垂直方向延伸的横梁5，其两端安装在导轨3、4上，并由导轨3、4引导，沿水平支承部件1、2在Y方向自由移动。头组件6安装在横梁5上，并由其引导可自由滑动，头组件6在横梁5的延伸方向即X方向自由移动。

为了在Y方向驱动横梁5，在一侧的水平支承部件2上可自由旋转地安装由马达7驱动的滚珠螺杆8，此滚珠螺杆8在横梁5的一端由螺纹结合。在横梁5上与其平行地设置连动轴10。在此连动轴10两端固定的小齿轮11、12与在水平支承部件1、2上固定的齿轨13、14啮合。因此，由马达7驱动滚珠螺杆8时，横梁5在Y方向移动，随着这种移动，与各齿轨13、14啮合的小齿轮11、12旋转，由此横梁5在保持与水平支承部件1、2成预定的直角的同时，在Y方向移动。此外，如图2所示，齿轨13位于导轨4的上方。

用于在X方向驱动头组件6的滚珠螺杆15可自由旋转地设置在横梁5上，此滚珠螺杆15与头组件6螺纹结合。通过连接马达16主轴上的皮带轮和滚珠螺杆15上的皮带轮的同步皮带，来驱动滚珠螺杆15。

在水平支承部件1、2下方，与水平支承部件1、2成垂直的方向上设置相互平行地延伸的两条导向部件21、22，这些导向部件21、22形成传送印刷基板20的传送带，由这些导向部件21、22引导，在X方向上传送印刷基板20，印刷基板20由导向部件21、22引导，定位于预定的基板支承台的位置。根据印刷基板20的尺寸，使一侧的导向部件21相对于另一侧的导向部件22接近或远离地移动。

在由导向部件21、22形成的传送皮带两侧，设置多个放置电子元件W的元件台23，为了将各个元件台23上的电子元件插设在印刷基板20上，在头组件6上设置多个插设头24和为在印刷基板20的预定位置涂敷焊膏的涂敷装置25。

如图2所示，涂敷装置25具有涂敷焊膏的针形物26，插设头24具有可在上下方向自由滑动的吸嘴即吸头27。通过沿水平支承部件1、2在Y方向移动横梁5，同时沿横梁5在X方向移动头组件6，结果在X、Y二轴的平面内移动针形物26和吸头27。

因此，在印刷基板20的预位置插设电子元件W时，首先，在针形物26上升的状态下把涂敷装置25移至插设位置，在此状态向下移动针形物26，使其在预定位置涂敷焊膏。其次，吸附任意一个元件台23上的电子元件W，插设于印刷基板20的预定位置。吸附电子元件时，使吸头27向预定的元件台23下降移动进行吸附后，一边使吸头27上升移动，一边使吸头27移到印刷基板20涂敷焊膏的位置。在此位置使吸头27下降移动，从而把电子元件W接合固定于印刷基板20的预定位置。

图3～图6是图1和图2所示涂敷设备的放大图，在可沿横梁5自由滑动地安装的组件主体6a上固定支承台30，此支承台30具有在上下方向延伸的两条凸缘31，如图6所示。各凸缘31的外侧固定有导轨32，由各导轨32导向，在上下方向可自由滑动地装配下侧滑块33和上侧滑块34这两个上下滑块。

如图3所示，支承台30上固定的撑架35a与下侧滑块33之间，设置螺旋弹簧35，由此弹簧35对下侧滑块33施加向上的弹簧力。在此下侧滑块33上，如图3所示，固定下夹具36，此下侧夹具36上，如图4所示，设置有支承块37和径向轴承38。

另外，在上侧滑块34上固定具有环状部分的轴承保持架39，如图4所示，在此轴承保持架39内侧设置的径向轴承41的内侧，组装有可自由旋转的圆筒形状的上夹具42，此上夹具42上固定有环状从动齿轮43。

容纳焊膏或粘接剂的容器44也可称为注射器，为在小口径的前端喷出焊膏，设置针形物26，前端向下地装填并支承在上下两侧的夹具42、36中。上夹具42安装有卡紧部件45，其通过卡紧部件45与设在容器44的底端部位的开口嵌合的加压罩46联结。

因此，将底端部位向上的容器44被上夹具42支承，并在由下夹具36支承前端部位的状态下装填，在装填状态下，下夹具36由压缩弹簧35施加向上力。加压空气供给管47连接于加压罩46，通过此管47由图外向容器44内供给压缩空气的脉动，由针形物26喷出预定量的焊膏或粘接剂。

由于容器44由相互分离的上下夹具42、36支承，所以可支承各种长度不同的多种容器。圆筒状外套48固定于下夹具36，如果容器的外径小于此外套48的内径，则可支承各种外径不同的多种容器。

如图6所示，在轴承保持架39处向下突出地安装拉杆49，此拉杆49通过弹簧部件50联结于下侧夹具33。放松弹簧部件50可以调整上夹具42与下夹具36之间的距离。

如图4所示，为了旋转容器44，在支承台30上通过上下轴承52、53可自由旋转地安装上下方向延伸的驱动齿轮轴51，驱动齿轮轴51全长整体均形成齿轮，从动齿轮43可在轴方向的任意位置与其啮合。马达54安装在支承台30上，在此马达54的轴上固定的驱动齿轮55，通过空转齿轮56与驱动齿轮轴51的下端部位啮合。

因此，通过驱动此马达54，利用驱动齿轮轴51，从动齿轮43，来旋转上夹具42，从而使与此上夹具42部分联结的容器44旋转。为了检测驱动齿轮55的旋转角度，在支承台30上设置传感器57，通过检测驱动齿轮55的旋转角度，来检测容器44的旋转角度。

为了在上下方向驱动容器44，在支承台30的上端部位固定马达61，在此马达61的轴上固定的皮带轮62与位于此皮带轮62下方可自由旋转地设置在支承台30上的皮带轮63之间，跨置有同步皮带64。如图5所示，连结装置65由螺钉固定在此同步皮带64上，此连结装置65通过连接部件65a与上夹具42连接。

因此，利用马达61来驱动同步皮带64，由此通过连结装置65在上下方向驱动上夹具42，这样就可在上下方向驱动容器44。于是，无需气压汽缸，通过马达61上下移动容器44，从而可以高速上下移动容器44，尤其是，用于旋转容器44的马达54无需与容器44一起上下移动，所以包含容器44的上下移动部件仅有上下夹具42、36，由整体的轻量化也可实现容器44迅速地上下移动。

以下说明利用上述涂敷设备在印刷基板20的预定位置涂敷焊膏或粘接剂的工序。

在印刷基板20的预料位置涂敷焊膏或粘接剂时，如图3和图4所示，在容器44上升状态下，在Y轴方向移动图1所示的横梁5，同时在X轴方向移动头组件6。这样，使设置在头组件6的涂敷装置25的针形物26定位于涂敷位置，然后驱动马达61，使容器44下降移动。容器44下降移动、针形物26下降的极限位置的状态如图4的两点点划线所示。

而且，图3和图4所示的长形容器44被支承在上下夹具42、36上，同时呈现处于上升极限位置的状态，以此状态在水平方向传送容器44。图5与图3、图4所示情况不同，拉杆49与下侧滑块33的连结被解脱，下夹具36从上夹具42分离，呈现基本下降到下降极限位置的状态。

容器44下降移动直至针形物26的前端与印刷基板20的被涂敷面之间大致成为0.1～0.3mm的间隙。在此状态下，由未图示的压缩空气源脉动地向容器44内供给压缩空气，由此在被涂敷面上涂敷预定量的焊膏。涂敷结束后，利用马达61的驱动把容器44移动到上升极限位置。

容器44上下移动时，用于旋转容器44的马达54安装在支承台30上，由于不与容器44同时上下移动，所以可使随容器44上下移动而一起上下移动的部件的总重量减轻，使高速而迅速地上下移动成为可能。而且，为了上下移动，不是使用空气压汽缸，而使用电机，所以可以高速而迅速地上下移动，实现涂敷操作的迅速化。

将电子元件固定在涂敷了焊料的部位时，头组件6移动至图1所示的多个元件台中的任一个。例如，图示情形中，两个插设头24设置在头组件6上，移动头组件6直至任一个插设头24处于特定的元件台的正上方。以此状态下降移动吸头27，保持在元件台处吸着电子元件，把电子元件传送至已涂敷了焊料的位置，使该电子元件固定在印刷基板20上。

把具有固定在印刷基板上设置的插孔部位的引线的电子元件插设于印刷基板20时，不使用焊料或粘接剂，不进行涂敷装置25的动作，仅由吸头27来进行插设操作。

作为容器44，安装有两支针形物26，此时接预定方式来设定容器44的旋转方式，要想旋转容器44来改变两支针形物26的位置，就要驱动马达54。通过驱动齿轮轴51与从动齿轮43的啮合来使容器44旋转，由于驱动齿轮轴51的全长均形成有齿轮，所以无论从动齿轮43与驱动齿轮轴51的哪个位置啮合，从动齿轮43和驱动齿轮轴51的旋转比例均相同。因此，容器44在上下方向任意位置均可进行旋转。

空的容器更新、改变容器种类时，卸下加压罩46，由此可以容易地从上下夹具42、36卸下容器44。于是，因为可用相互分离的上下两付夹具42、36来支承容器44，所以即使容器44的长度不同，也可以相对同样的夹具42、36来装填容器44。而且，由于加压罩46设定在容器44的中心，对于外径不同的多种容器44来说，全都可以确实地把容器装填在夹具42、36的中心。但是，由于是通过上下夹具42、36的夹持来保持容器44的，所以可使容器44保持在稳定的状态。

以上，根据实施例具体地说明了本发明人所做的发明，但本发明并不限于所述实施例，不言而喻，在不脱离本发明本质的范围内可以做出各种变化。例如，相对于沿水平支承部件1、2在Y轴方向移动的横梁5，图示的涂敷装置在X轴方向移动，由此可在平面方向的任意位置移动，但是最好把涂敷装置安装在导向部件上使其仅在直线方向移动。而且，在头组件6上安装的插设头24的数量不限于两个，可以是任意数量。

以下简单地说明本申请所公开的发明中有代表性的效果。

(1)由于利用电动马达来使容器上下移动，所以可以高速操作容器。

(2)由于在容器上下移动时使容器旋转的马达不与容器同时上下移动，所以可高速操作容器。

(3)由于通过上下分离的独立的夹具使容器保持被夹持的状态，所以通过使容器保持稳定，从而使高速移动成为可能。

(4)由于利用分离的独立的上下夹具来保持容器，所以不必更换夹具，就可以保持各种长度不同的多种容器。

Claims (2)

1、一种涂敷设备，其特征在于，包括：

支承台，可在涂敷焊膏或粘接剂的流动物的涂敷位置与离开位置之间自由做水平方向移动；

下夹具，可沿上下方向自由滑动地安装在所述支承台上，并可自由旋转地支承着其内部容纳所述流动物、并在前端具有吐出流动物的针形物的容器前端；

上夹具，可沿上下方向自由滑动地安装于所述支承台上，并可自由旋转，它固定所述容器的底端部位；

上下移动机构，安装在所述支承台上，在上下方向驱动所述容器；

驱动齿轮轴，设置在所述支承台上，可在上下方向延伸及自由旋转，与安装在所述上夹具的从动齿轮啮合；

旋转装置，安装于所述支承台上，驱动所述驱动齿轮轴。

2、如权利要求1所述的涂敷设备，其特征在于，上夹具与下夹具可通过拉杆自由调整相互间隔地连接起来。

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