专利名称：用于芯片安装器的部件识别装置的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及芯片安装器。更具体而言，本发明涉及用于芯 片安装器的部件识别装置。
背景技术：
芯片安装器用于将部件如集成电路(IC)部件、半导体封装等安 装在衬底如印刷电路板(PCB)上。最近，PCB和单个IC部件已变 得复杂和高度集成。所以，安装在PCB上的IC部件具有大量非常紧 密地间隔开的输出引脚。在将电子部件安装在PCB上之前，由芯片安装器将其拾起并通过 吸力保持在喷嘴上。为了确保部件在PCB上的精确定位和电子部件的 连接器与PCB迹线的正确对准，部件安装器的喷嘴可以将部件旋转一 个角度。为了便于确定部件角度，设置了部件识别装置。部件识别装置一般附装到芯片安装器的头部的主体。在附装到芯 片安装器头部的传统部件识别装置中，常将镜子布置在电子部件下方 以将其图像反射到照相机，使得可以识别电子部件的角度定向并在需 要时随后进行校正。图l是传统头部附装的部件识别装置的示意图。如图1所示，传 统的部件识别装置包括喷嘴11、镜12、照相机13和驱动机构14。喷 嘴11、镜12、照相机13和驱动机构14全都安装在芯片安装器的头部 (未示出)上。镜12直接布置在由喷嘴ll保持的电子部件P的下方。电子部件P的图像由镜12反射并沿着光轴输入到照相机13。在 此情况下，镜12构造成当喷嘴11向下运动来拾取并安装电子部件P 时顺时针旋转以避免与电子部件P的千涉。为此，驱动机构14安装 在头部中，这增加了头部的重量。 增加的头部重量导致头部运动时更高的动量，并由此减小了部件安装速度。而且，镜12的位置和角度需要由驱动机构14精确设定， 否则待安装的电子部件P可能被错误识别。发明内容根据本发明的一个方面， 一种用于芯片安装器的部件识别装置包 括头部、照相机和镜部。头部包括框架和安装在框架上的至少一个喷 嘴部的头部，该喷嘴部构造成拾取电子部件并将该电子部件安装在衬 底上。包括透镜部和成像装置的照相机可以安装在框架上。镜部包括 安装在框架上的镜支承部和连接到镜支承部的镜，使得镜构造在不会 与喷嘴部的运动路径干涉的空间中。由喷嘴部拾取的电子部件的图像 由该镜反射，偏轴穿过透镜部，而形成在成像装置上。,当头部包括多于一个喷嘴部时，照相机的数量可以大于1。当喷 嘴部的数量大于1时，可以设置单个照相机以依次识别由每个喷嘴部 拾取的电子部件。单个照相机可以沿着头部运动。
图1示出传统的头部附装的部件识别装置；图2是根据一个实施例的部件识别装置的透视图；图3A示出物体通过透镜的像，该物体相对于光轴对称；图3B示出物体通过透镜的像，该物体偏离光轴；图4示出釆用偏轴方法的部件识别装置；图5示出采用镜-像偏轴方法的部件识别装置；图6是图2的部件识别装置的侧视图，示出从部件供应装置拾取电子部件的喷嘴部分；图7是图2的部件识别装置的侧视图，示出位于部件识别位置中的喷嘴部分以及识别电子部件的操作；图8是图2的部件识别装置的侧视图，示出将喷嘴部分移动到安装位置以将电子部件安装在衬底上；以及
图9是根据另一实施例的部件识别装置的透视图。
具体实施例方式
图2是部件识别装置的一个实施例的透视图。参照图2，用于芯 片安装器的部件识别装置100包括头部110、照相机120和镜部130。
头部110包括框架111和安装在框架111上的至少一个喷嘴部112。 喷嘴部112能够通过吸力拾取电子部件P。框架111包括具有至少一 个孔的大体水平基部，在该孔中至少一个喷嘴部112构造成上下运动 以及角度运动如360。旋转。至少一个孔(例如如图所示的两个孔)构 造成接近基部的第一侧(例如如图2所示的前侧)。框架111包括从基 部的另一边或侧(例如如图2所示的后侧)向上延伸的大体竖直上部。 如图所示，大体竖直上部远离至少一个孔和至少一个喷嘴部112。尽 管在图2中未示出，但是头部IIO设有使至少一个喷嘴部112在至少 一个孔中上、下和i走转运动的驱动机构。如进一步示出的，照相4几120 连接到框架111的大体竖直部分，更具体地连接到其背离至少一个喷 嘴部112的表面。如图所示，镜部130连接到框架111的基部，使得 该镜部基本上位于框架111的大体竖直部分的下方。
如图2所示，两个照相机120安装和构造成使得每个照相机120 对应于至少一个喷嘴部(例如如图所示的两个)的每个喷嘴部112。 照相机120通过照相机支承部120a安装到框架111的大体竖直部分。 照相机120从支承部120a向下延伸经过框架111的基部。照相机120 的下部(例如透镜镜筒)相对于照相机120的上部成一定角度向下向 着镜部130延伸。照相机120检测由每个喷嘴部112保持的电子部件 P的位置误差。就是说，当喷嘴部112拾取部件P时，部件P可能定 向成使得部件P与PCB的迹线或引线框的引线未对准，如果其简单 地向下运动到目标物体例如村底上的话。照相机120包括透镜部121 和成像装置122。
透镜部121可以包括广角透镜以接收电子部件P的宽图像。成像 装置122布置在透镜部121上方并可以是区域电荷耦合器件(CCD )。 但是，成像装置122并不限于区域CCD，也可以是直线CCD。在本实施例中，照相机120的数量以1: 1的关系对应于喷嘴部 112的数量，但是本发明并不限于此。就是说，在其它实施例中单个 可运动照相机可以用于识别由多个喷嘴部112中每个喷嘴部112保持 的电子部件P。镜部130包括镜支承部131和镜132。在框架111的大体竖直部 分的下方，镜支承部131在其上端处附装、连接或以其它方式联接到 框架111的基部。镜支承部131的下部支承镜132。镜132由镜支承 部131保持在大体水平方向上。镜132位于不会与由各个喷嘴部112 保持的电子部件P的运动路径干涉的空间中。就是说，根据本实施例 的镜132布置在照相机120和喷嘴部112之间，但不在直接位于喷嘴 部112下方的空间中。更具体而言，镜132构造成在框架111的大体 竖直部分下方，使得镜132远离喷嘴部112。根据本实施例的镜132与图1所示传统技术的不同之处在于，镜 132不需要被移动以防止在例如电子部件拾取步骤、电子部件识别步 骤和电子部件安装步骤期间与电子部件P的干涉。在本实施例中，尽管对应于多个喷嘴部112只安装了一个在框架 111的宽度上延伸的镜132,但是本发明并不限于此。就是说，可以设 置多于一个镜132。例如，多个镜132可以构造成使得多个中的各个 镜132以1: 1的关系对应于多个喷嘴部112中的各个喷嘴部112。在 识别电子部件P的步骤中，根据本实施例的照相机120和镜部130布 置成使得电子部件P的图像由镜132反射，穿过透镜部121，并以偏 轴方法形成在成像装置122上。# 据本实施例的照相机120和镜部130的布置将参照图3A至5 详细描述。图3A示出物体通过透镜的像，该物体相对于透镜的光轴 对称。图3B示出物体通过透镜的像，该物体偏离光轴定向或定位。在一般的光学系统中，如图3A所示，物体St布置成相对于光轴 Ai对称，使得由透镜"形成的图像Hi相对于光轴^对称。但是，如 图3B所示，当物体S2偏离光轴A2 (或者透镜L2定向成其光轴A2不 与物体S2对齐)时，由透镜L2形成的图像H2偏离光轴A2。此成像方法称为偏轴方法，并应用于根据本实施例的部件识别装置。图4示出采用偏轴方法的部件识别装置。图5示出使用镜部采用 偏轴方法的部件识别装置。如图4所示，光轴A3从照相机120，的透镜121'的中心向上延伸， 使得光轴A3基本平行于喷嘴部112。由喷嘴部112保持的电子部件P 的图像穿过透镜部121'并聚焦到照相机120'的成像装置122，上，且相 对光轴A3不对称。因为电子部件P的位置并不相对于光轴A3对称， 并且形成在成像装置122，上的图像并不相对于光轴A3对称，所以此聚 焦方法是偏轴方法。但是，因为照相机120'布置在头部下靠近部件供应装置或印刷电 路板的待安装电子部件P处，所以图4的部件识别装置限制了使用空 间并妨碍了高效工作。所以，可以引入镜子使得照相机120'可以重新 定位到更加方便的位置。如图5所示，镜132布置在图4所示图像的路径上以将部件P的 图像向上反射。于是，照相机120可以安装在头部110的上部中。结 果，使用镜-像偏轴方法，使得照相机120布置成不与部件供应装置 或印刷电路板干涉，从而可以进行高效工作。而且，当使用釆用镜132的偏轴方法时，因为镜132不需要直接 布置在喷嘴部112下方，且不会与电子部件P的运动路径T干涉，所 以头部110不需要包括图1的传统部件识别装置中所使用的驱动机构 14。因此，可以减小头部的重量，并且可以提高部件安装速度。将参照图6至8描述^L据本实施例的用于芯片安装器的部件识别 装置100的操作。图6是第一侧视图，示出喷嘴部分从部件供应装置 拾取电子部件并运动到部件识别位置。图7是第二侧视图，示出位于 部件识别位置的喷嘴部分并示出照相机和镜部配合识别电子部件。图 8是第三侧视图，示出喷嘴部分在识別之后运动到安装位置并在需要 时进行定向校正，以将电子部件安装在村底上或者诸如引线框之类的 目标物体上。
参照图6，喷嘴部112从框架111下降以拾取由部件供应装置180 (例如带送入器)供应的电子部件P。然后喷嘴部112保持住电子部 件P上升(如箭头所示)。镜132远离喷嘴部112，并因此在下降和上 升步骤期间不会与电子部件P干涉。接着，当喷嘴部112上升到如图7所示的部件识别位置时，电子 部件P的图像由镜132反射并通过偏轴成像方法由透镜部121形成在 成像装置122上。然后，照相机120识别电子部件P，使得可以识别 电子部件P的对准和定中心。在识别电子部件P的位置之后，例如通过将喷嘴部112旋转预定 角度来调节或校正电子部件P的对准。然后，如图8所示，喷嘴部112 在箭头所示方向上下降以将电子部件P安装在衬底1卯上。因为镜132 不会在下降步骤中与电子部件P干涉，所以电子部件P可以可靠且精 确地安装在衬底l卯上。如上所述，使用镜132采用偏轴方法的根据本发明一个实施例的 用于芯片安装器的部件识别装置100不需要用于驱动镜132的附加驱 动机构，因为镜132固定在不会与电子部件P的运动干涉的位置处。 于是，降低了制造成本，并且精确快速地进行电子部件P的安装。现在将参照图9描述根据另一实施例的部件识别装置。图9是根 据本发明另一实施例的部件识别装置的透视图。参照图9，根据另一实施例的部件识别装置200包括头部210、照 相机220和镜部230。头部210包括框架211和安装在框架211上的 多个喷嘴部212。框架211可以基本类似于前述实施例的框架111，并 可以设有使得各个喷嘴部212能够上升、下降和旋转的驱动机构。照 相机220和镜部230分别安装在框架211的基部的一侧上并在其下方 延伸。每个喷嘴部212能够通过吸力拾取电子部件P。照相机220通过照相机支承部220a安装到框架211的侧面。照相 机支承部220a基本延伸通过框架211的大体竖直上部的整个宽度。照 相机220构造成沿着照相机支承部220a的长度运动，使得照相机220 可以相对于一个或多个喷嘴部212的位置(例如与其基本对准)定向
在一个或多个位置中。照相机220检测由喷嘴部212保持的电子部件 P的位置误差。本发明的本实施例使用一个照相机220，因为其能够 沿着照相机支承部220a滑动。就是说，照相机220可以在与喷嘴部 212的延伸方向大体垂直的方向上运动。照相机220可以基本类似于第一实施例的照相机120。照相机220 包括透镜部221和成像装置222。透镜部221可以包括广角透镜以接 收电子部件P的宽图像。成像装置222布置在透镜部221上方并可以 使用直线电荷耦合器件(CCD)。于是，照相机220通过在沿着照相 机支承臂220a运动的同时直线扫描，而识别由每个喷嘴部212保持的 电子部件P。镜部230可以基本类似于第一实施例的镜部130。镜部230包括 镜支承部231和镜232。镜232由镜支承部231固定安装。镜支承部 231固定到框架211的下部并在大体水平定向中支承镜232。镜232 布置在照相机220和喷嘴部212之间，以不与由喷嘴部212保持的电 子部件P的运动路径干涉。在本实施例中，类似于前一实施例，在电子部件识别步骤中，照 相机220和镜部230布置成使得电子部件P的图像由镜232反射，穿 过透镜部221，并以偏轴方法形成在成像装置222上。如上所述，使用镜232采用偏轴方法的根据本发明另 一实施例的 部件识别装置200不需要用于驱动镜232的附加驱动机构，因为镜232 固定在不会与电子部件P的运动路径干涉的位置处。于是，降低了制 造成本，并且精确快速地进行电子部件P的安装。而且，根据本发明另一实施例的部件识别装置200使用单个照相 机220用于多个喷嘴部212，于是减小了安装照相机220的成本和头 部210的总重量。部件识别装置200的结构、操作和效果与部件识别装置100基本 相似。于是，为简要起见不重复共同方面的详细说明。如上所述，根据本发明，减小了芯片安装器的制造成本，并且可 以精确快速安装电子部件，从而提高芯片安装器的效率。 虽然参照其优选实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域技 术人员将理解到可以在其中进行形式和细节的各种改变，而不偏离由 所附权利要求限定的本发明的精神和范围。本申请请求享受2006年10月9日递交到韩国知识产权局的韩国 专利申请No. 10-2006-0098141的优先权，该申请通过引用而整体包含 于此。
权利要求
1.一种用于芯片安装器的部件识别装置，所述装置包括包括大体水平部分和大体竖直部分的头部框架，所述大体水平部分具有第一边、与所述第一边大体平行且远离所述第一边的第二边、靠近所述第一边的至少一个孔，所述大体竖直部分从所述第二边向上延伸；构造成在所述至少一个孔中进行上、下和旋转运动的至少一个喷嘴部，所述喷嘴部构造成拾取电子部件并将所述电子部件安装在衬底上；照相机，包括与所述大体竖直部分联接的第一部分、以及从所述第一部分向下并向着所述第一边延伸的第二部分；靠近所述第二边从所述大体水平部分向下延伸的大体竖直镜支承件；以及位于所述大体竖直镜支承件的下端处的镜，所述镜大体水平以在所述喷嘴部处于向上定向时将所述电子部件的图像反射到所述照相机。
2. 根据权利要求1所述的装置，其中所述照相机包括区域CCD。
3. 根据权利要求l所述的装置，其中所述照相机包括直线CCD。
4. 根据权利要求l所述的装置，其中所述照相机包括广角透镜。
5. 根据权利要求l所述的装置，其中所述至少一个喷嘴部包括构 造成大体平行于所述第一边的并排布置的两个喷嘴部。
6. 根据权利要求5所述的装置，还包括第二照相机，其中每个照 相机与所述两个喷嘴部中的相应喷嘴部基本对准。
7. 根据权利要求5所述的装置，还包括致动器，所述致动器构造 成使所述照相机沿着所述大体竖直部分的宽度运动以依次识别由所述 两个喷嘴部中的每个喷嘴部拾取的电子部件。
8. 根据权利要求5所述的装置，还包括第二镜，其中每个镜与所
9. 根据权利要求l所述的装置，其中所述照相机包括 成像装置；和透镜部，所述透镜部构造成接收从所述镜反射的电子部件的图像 并将所述图像聚焦到所述成像装置上，其中所述图像偏轴穿过所述透镜部到达所述成像装置。
10. —种芯片安装器，包括包括框架的头部，所述框架具有大体水平部分和大体竖直部分， 所述大体水平部分具有第一边、与所述第一边大体平行且远离所述第 一边的第二边、靠近所述第一边的至少一个孔，所述大体竖直部分从 所述第二边向上延伸；构造成在所述至少一个孔中进行上、下和旋转运动的至少一个喷 嘴部，所述喷嘴部构造成拾取电子部件并将所述电子部件安装在衬底 上；包括照相机的电子部件识别装置，所述照相机具有与所述大体竖 直部分联接的第一部分、从所述第一部分向下并向着所述笫一边延伸 的第二部分、以及构造在所述照相机与所述至少一个喷嘴部之间的大体水平镜，其中所述照相机的所述第二部分定向成当所述喷嘴部处于向上定 向时接收由所述镜反射的所述电子部件的图像。
11. 根据权利要求10所述的芯片安装器，其中所述照相机包括区 域CCD。
12. 根据权利要求IO所述的芯片安装器，其中所述照相机包括直 线CCD。
13. 根据权利要求10所述的芯片安装器，其中所述照相机包括广 角透镜。
14. 根据权利要求10所述的芯片安装器，其中所述至少一个喷嘴 部包括构造成大体平行于所述第一边的并排布置的两个喷嘴部。
15. 根据权利要求14所述的芯片安装器，还包括第二照相机，其 中每个照相机与所述两个喷嘴部中的相应喷嘴部基本对准。
16. 根据权利要求14所述的芯片安装器，还包括致动器，所述致 动器构造成使所述照相机沿着所述大体竖直部分的宽度运动以依次识 别由所述两个喷嘴部中的每个喷嘴部拾取的电子部件。
17. 根据权利要求14所述的芯片安装器，还包括第二镜，其中每 个镜与所迷两个喷嘴部中的相应喷嘴部基本对准。
18. —种用于芯片安装器的部件识别装置，包括头部框架和至少 一个喷嘴部，所述头部框架具有靠近其基部的第一侧的孔，所述至少 一个喷嘴部构造成在至少一个孔中进行上、下和旋转运动，所述装置 包括照相机，包括与所述基部的第二侧联接的第一照相机部分、以及 从所述第一照相机部分向下并向着所述第一侧延伸的第二照相机部 分，所述第二照相机部分在限定光轴的成像端中结束，所述光轴相对 于所述至少一个喷嘴部成倾斜角度；从所述第二侧向下延伸并在比所述成像端低的底端中结束的大体 竖直镜支承件；以及位于所述大体竖直镜支承件的底端处的镜，所述镜大体水平以在所述喷嘴部处于向上定向时将由所述至少一个喷嘴部拾取的电子部件 的图像反射到所述成像端。
19. 根据权利要求18所述的装置，还包括第二照相机，其中每个 照相机与所述至少 一个喷嘴部中的不同喷嘴部基本对准。
20. 根据权利要求18所述的装置，还包括致动器，所述致动器构 造成使所述照相机沿着所述第二侧的宽度运动以依次识别由所述至少 一个喷嘴部中的不同喷嘴部拾取的电子部件。
21. 根据权利要求19所述的装置，还包括第二镜，其中每个镜与 相应的照相机基本对准。
全文摘要
一种用于芯片安装器的部件识别装置包括具有框架和安装在框架上的至少一个喷嘴部的头部，该喷嘴部拾取电子部件并将该电子部件安装在衬底上；与框架联接并包括成像装置的照相机；和镜部，该镜部具有安装在框架上的镜支承部和由镜支承部保持在不会与由喷嘴部保持的电子部件的运动路径干涉的空间中的镜。照相机包括透镜部，并且由喷嘴部保持的电子部件的图像由该镜反射，偏轴穿过透镜部而形成在成像装置上。
文档编号H05K13/04GK101163393SQ20071014266
公开日2008年4月16日 申请日期2007年8月20日 优先权日2006年10月9日
发明者金相哲 申请人:三星Techwin株式会社