专利名称：给基板插装元器件的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及给基板插装元器件的方法和装置。给基板，尤其是印刷电路板插装电子元器件的插装装置必须能够补偿不同的基板厚度、基板几何形状偏差以及不同的元器件厚度。
在这方面，US5285946公开了一种将电子元器件插装到印刷电路板表面上的装置，在此装置中，作为保持工具的一个吸管尖头被弹性地支承着。这种弹性造成在元器件落到基板上时或在吸管落到元器件上时在输送方向上获得了所需的压紧力，而不致使过高压力损坏元器件。
在从输送装置中接收元器件时，通过弹簧把高加速度传给元器件。在这里，这种加速度可以如此大，以至元器件从保持工具上，如吸管上掉下来。这样一方面，丢失的元器件导致必须进行重复插装，另一方面导致丢失的元器件停留在机器中，并可能在那里造成插装头或基板运行故障。
因此，本发明的任务是提供一种给基板插装元器件的方法和装置，它们不仅确保可靠地接收元器件，而且确保把元器件压紧到基板上的足够高的压力。
根据本发明，通过具有权利要求1特征的方法和具有权利要求2特征的装置完成了上述任务。
根据权利要求1规定了，保持工具在离开输送装置时与插装头牢固连接，由此一来，保持工具以及位于其上的元器件直接随保持工具的加速度移动。在保持工具落到元器件上时或元器件落到基板上时，至少保持工具的面对元器件的那部份面对插装头弹性地支承着。这样一来，确保有足够高的压力，而元器件或基板没有因太高的压力而受损。
在权利要求2的装置中，设置了机构，以便在保持工具加速离开输送装置时至少减缓弹簧的松弛。由此一来，也保证了作用于元器件上的加速度与自由振动的弹簧相比而比较小。
根据权利要求3，通过减震器获得了特别简单的上述机构的设计方案，该减震器在加速离开输送装置时减缓弹簧的松弛。
根据权利要求4，同样有利地规定了，如此设计所述机构，即离开输送装置的加速度直接作用在保持工具面对元器件的那一部位上。
如权利要求5所述的装置特别可靠地工作，所述机构被设计成可由一个控制器接入的连接件，它在加速离开输送装置时使面对元器件的保持工具部与插装头牢固连接(在接收元器件时)，或使保持工具与插装头脱开。在保持工具脱开时，该连接件为弹性支承，这样就获得了把元器件压在基板上所需的压力。
根据权利要求6-10，可以通过不同的工作原理，如真空吸持、磁吸持、粘附或机械连接来实现可接入的连接件。
根据附图并结合实施例来详细说明本发明。其中
图1是在取件前的保持工具的侧视图，其中保持工具没有弹簧支承；图2是在吸取元器件后的保持工具的侧视图；图3是在吸取元器件前的带未工作的连接件的保持工具的侧视图；图4是在吸取元器件后的带工作的连接件的保持工具的侧视图；图5是在吸取元器件前的带减震器的保持工具的侧视图；图6是在吸取元器件后的带减震器的保持工具的侧视图。
在图1中，以侧视图示意地画出了作为保持工具的吸管1，在它从未示出的输送装置8中取走一个元器件2之前。吸管1通过吸力吸持元器件。其它保持工具可以如通过粘附力保持元器件2。其中，吸管1被固定在一个未详细画出的自动插装机上。此外，至少面对元器件2的吸管部3通过弹簧件与插装头4相连。在吸管1落到元器件2时，吸管1的弹簧件5造成把吸管1压在元器件2上的压力不超过一个明确的预定值。
在图2所示的借助吸管1收取元器件2的过程中，吸管1包括面对元器件2的部分3一起直接与插装头4相连。由此一来，插装头4的加速度直接作用到元器件2上。这样，消除了在这个过程中的弹簧件5的有害影响。因而，插装头4的加速度与使用弹性件5时相比降低了许多，而不会出现元器件在吸管1接收过程中掉落的危险。因此，可以实现更高的插装效率。
在图3中，以侧视图画出了吸管1的另一个实施例。在这里，面对元器件2的吸管部3通过弹簧6与插装头4相连。此外，设置了可接入的连接件7，它在图3所示的吸管位置上不工作。如果吸管1落到元器件2上，则通过弹簧6的弹力产生了一个明确的压力。在接收元器件时，可接入的连接件7被触动，这么一来，弹簧6如图4所示地保持在压紧状态下。这样，只有插装头4的加速度作用在元器件2上。在插装头4加速度减小的情况下，锁合机构7可被重新松开。这样，在弹簧6的影响下，元器件可以以确定的压力被安放在基板所希望的反面位置上。在这种情况下，可接入的连接件7可以在本身已知的不同工作原理的基础上实现，如真空吸持、粘附、磁吸持或机械连接。机械连接例如是通过压电元件实现的。
在图5中画出了一个具有减震器9的吸管1，减震器在吸管1落到元器件2上时至多是很少地减弱了弹簧6的弹性作用。
在图6所示的从输送装置8中接收元器件2的过程中，减震器9造成弹簧6减震地松弛，这样一来，元器件2被加速，从而插装头4也被加速。通过减弱弹簧作用，在这个实施例中，减小了作用于元器件2上的加速度。
通过本发明的解决方案，吸管可以以更高的加速度工作，这样一来，可以同时吸取多个元器件，并且相应地提高了自动插装机的插装效率。
权利要求
1.一种给基板插装元器件(2)的方法，其中-一个配属于一个插装头(4)的保持工具(1)在一个弹簧(5，6)的弹力作用下落到一个位于一个输送装置(8)中的元器件(2)上；-元器件(2)被保持工具(1)抓住；-在保持工具(1)升起时，防止或至少减缓弹簧(5，6)的松弛；-插装头(4)和保持工具(1)一起移向基板上方的一个预定位置；-元器件(2)在弹簧(5，6)的弹力作用下被放在基板上。
2.一种给基板插装元器件(2)的装置，它装有一个具有至少一个保持工具(1)的插装头(4)，其中至少面对元器件(2)的保持工具部(3)通过一个弹簧(6)而相对插装头(4)被弹性地支承，其特征在于，设置了机构(如7)，以便在保持工具(1)加速离开输送装置(8)时弹性支承，防止或至少减缓弹簧(6)的松弛。
3.如权利要求2所述的给基板插装元器件(2)的装置，其特征在于，所述机构被设计成减震器(9)，它在加速离开输送装置(8)时减缓弹簧(6)的松弛。
4.如权利要求2所述的给基板插装元器件(2)的装置，其特征在于，如此设计所述机构，即离开输送装置的加速度直接作用在面对元器件(2)的保持工具部(3)上。
5.如权利要求4所述的给基板插装元器件(2)的装置，其特征在于，所述机构被设计成可由一个控制器而可接入的连接件(7)，它在加速离开输送装置(8)时使面对元器件(2)的保持工具部(3)与插装头(4)牢固连接，并且随后又脱开。
6.如权利要求5所述的给基板插装元器件(2)的装置，其特征在于，可接入的连接件(7)在真空吸持的基础上工作。
7.如权利要求5所述的给基板插装元器件(2)的装置，其特征在于，可接入的连接件(7)在粘附的基础上工作。
8.如权利要求5所述的给基板插装元器件(2)的装置，其特征在于，可接入的连接件(7)在磁吸持的基础上工作。
9.如权利要求5所述的给基板插装元器件(2)的装置，其特征在于，可接入的连接件(7)在机械连接的基础上工作。
10.如权利要求9所述的给基板插装元器件(2)的装置，其特征在于，机械连接是通过一个压电件引起的。
全文摘要
为了获得把元器件(2)压在基板上的确定压力,至少面对元器件(2)的保持工具部(3)通过弹簧(6)而相对插装头(4)弹性地连接。这个弹簧在从输送装置(8)中接收元器件(2)时造成元器件(2)的过高加速度,这可能导致元器件(2)掉落。通过本发明的方法和装置,在从输送装置(8)接收元器件(2)时,用牢固的连接代替了弹性连接。作用于元器件(2)的加速度降低了,从而在作用于元器件(2)的加速度同样的情况下,通过更高的取件运动速度提高了插装效率。
文档编号H05K13/04GK1354970SQ00806891
公开日2002年6月19日 申请日期2000年4月28日 优先权日1999年4月30日
发明者H·－H·格拉斯米勒, T·巴赫塔勒, R·努姆伯格, F·巴诺夫斯基 申请人:西门子公司