专利名称：用于在印刷电路板上安装元件的支撑装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在印刷电路板上安装元件的支撑装置。支撑装置包括多个细长的支撑件，它们垂直于印刷电路板的平面设置，以在安装过程中支撑印刷电路板。
在将元件自动安装在一个印刷电路板上时，印刷电路板在只在其边上支撑印刷电路板的传送带上传送。当元件在印刷电路板上放置到位时，就会产生印刷电路板被碰撞或被压下和弹起的危险，这就会使已放置到位的元件被移出其正确位置(所谓的曼哈顿效应)。
解决此问题的一种方案是在印刷电路板下设置一个模板或夹具，它在印刷电路板下支撑其整个表面并在印刷电路板上均匀分布力。但是在许多情况下，例如当在其中元件已安装在印刷电路板下侧上的两侧上都安装时，印刷电路板的下侧不具有相同的构形，即向下的轮廓，这意味着模板或夹具必须对新的系列的印刷电路板进行更换。
一种不同的方案是设置具有固定长度的支撑销，它们设有磁性支脚，根据所针对的印刷电路板类型将销设置成一个图形。销可以放置在一个提升平台上，在开始安装元件之前平台向印刷电路板提升，然后施加在印刷电路板上的力沿所有支撑销分散。
如果元件已安装在印刷电路板下侧上，支撑销必须设置在元件之间，以碰在一个自由的印刷电路板表面上。如果支撑销碰到一个元件，就会产生印刷电路板向上突起或部件或印刷电路板损坏，这两种情况都是不能接受的。一个带有许多元件的印刷电路板可以具有很小的自由面，这意味着只能有很少的支撑销可以顶在印刷电路板上，这样就只能实现有限的压力均衡。
以上现有技术的方案很难取得充分利用安装机，因为夹具或支撑销必须在每次开始生产一个新系列的印刷电路板时被更换或替换。
本发明的一个目的是解决以上问题，并提供一种用于将元件安装到印刷电路板上的装置，元件可以自动适应每个印刷电路板的向下的构形。
根据本发明，此目的可以由开始所述的这样一种装置取得，其中支撑件调节成可以移动并向印刷电路板屈服位移，以形成一个用于支撑印刷电路板的夹具。
分布在基本对应于印刷电路板尺寸的一个区域中的支撑件向印刷电路板移动，并形成一个成为所针对的印刷电路板下侧的一个“外壳”。由于支撑件向印刷电路板屈服移动并调整其长度以精确到达印刷电路板或其上的一个元件，结合部件的安装施加在印刷电路板上的力沿所有支撑印刷电路板的支撑件以及向已被安装的元件移动的那些支撑件分布。对每个新的印刷电路板，支撑件可以回到初始位置并向新印刷电路板移动，这样根据一种新的印刷电路板自动调节支撑夹具。
支撑件调节成可以由流体作用、最好是液体压力或气体压力向印刷电路板移动。最好流体可以是一种气体，例如是一种压缩空气。
此外，支撑件根据印刷电路板的构形可以在一个选定的位置中锁紧。由于这种弹性，印刷电路板上的压力在所有的支撑件之间均匀分布而不论向印刷电路板或其上的一部件伸出的支撑件有多远，这样已向一安装好的元件移动的一支撑件不会承受大的压力或引起印刷电路板向上突起。向下压一支撑件会增大闭合腔中以及随后所有支撑件上的压力。压力的增大则沿所有的支撑件分布。
支撑件最好可以在任何所需的位置中锁紧，这样当支撑件与印刷电路板或安装在印刷电路板上的元件接触时夹具形成可以固定，以在安装过程中对印刷电路板提供最佳的支撑。
根据一个实施例，两个锁紧件设置成板形，所述板位于平行于印刷电路板的平面中并可以在其各自的平面中移动，而且板具有孔，支撑件穿过这些孔，这样当板彼此相对移动时，支撑件被夹住并锁紧。
设有一个弹性摩擦件与每个孔结合，当板彼此相对移动时弹性摩擦件夹住并锁紧支撑件。当板又放置在起始位置中时并且支撑件和摩擦件之间的接触停止时，支撑件向孔又自由移动并回到下部位置。
支撑件包括在一端闭合的中空、固定的支撑和中空销，销设置成可以沿支撑并垂直于印刷电路板的平面移动。这会导致当使用支撑装置时向印刷电路板移动的质量减小，因为中空销与印刷电路板接触。换句话说，支撑件与印刷电路板或印刷电路板上安装的元件接触的冲击会很小，而且只有一小部分动能和小部分运动传递给印刷电路板。这样减小对印刷电路板和部件损坏的危险。
此外，销的下部具有一个对接装置，最好是一个凸缘，它通过接触在用于其的一个对接头上限制销在一预定伸出位置中的运动自由度。以此方式，可以确保在其中没有印刷电路板限制其运动的情况下销不会从支撑装置上松脱。
下面参照附图描述本发明，其中
图1是本发明一支撑装置和支撑在此支撑装置上的一印刷电路板的局部示意图，图2示出图1所示的支撑装置在初始位置中的局部示意图，图3示出图2中所示的支撑装置的局部俯视图，而图4是围绕图1-3中所示支撑装置的一个支撑件的区域的分解图。
图1中所示的印刷电路板1的下侧1a座落在本发明的一个支撑装置2上。许多部件3已安装在印刷电路板的下侧1a上，而且因此下侧的外形结构很复杂。支撑装置2由多个支撑件4支撑印刷电路板1。
支撑装置2的基板5由例如铝或其他适当的材料制成，并且其上侧5a由例如铣削在其外边7中形成一个凹座6。在外边7和凹座6之间有一个密封件，适当地为一个垫圈8或连接复合件。一个具有基本与基板5同一表面的顶板9固定设置在基板5之上，以便凹座6可以由板5,9包围。
顶板9具有通孔10，管件11具有基本与孔10相同的直径并与孔相连，以使孔与凹座6相通。在所示的实施例中，每个管件11在其下边有一个凸缘12，而且每个管件11通过相关的孔10从下插入，这样凸缘12位于板9的下侧9a上。然后管件11被粘在、焊在或以其他密封方式连在板9上。
一个中空销13滑套在每个管件11上，所述销13的内径基本与管件的外径相等或略大于其外径。背离基板5的销13的上端13a例如由一个塞子14等堵住，而在相对端形成一个对接装置，在所示情况中为一个指向外的凸缘15。
管件11和销13可以例如包括管状青铜铆钉，其直径约为5mm，但也可以使用其他的材料和直径。在优选实施例中，销13形成一个正方形的花格图案，彼此相距20mm或10mm(见图3)。
这样在板5,9以及由销13闭合的管件11之间形成一个基本空气密闭的腔16。一个提供压缩空气的装置17连在腔16上，用于产生负压，而且此腔可以由销13沿管件11向上移动而膨胀。
在平行于板5,9并与其隔开的平面中，在图中所示的情况下，在板5,9之上设有三个板18,19,20。在所示的情况中，所有三个板18,19,20都具有与销13相同数量的孔21,22，所述孔21,22定位成可以使销13穿过所有三个板。下板20和顶板9之间的距离小于一个销的长度，而且最好此距离使每个销13从顶板9并穿过三个板18,19,20延伸，这样销的上端13a与上板18的上侧18a基本位于一个水平上(在所示情况中，有时较低，见图2)。
在三个板中下板20中的孔21的直径最好只略大于销的外径。两个上板18,19中的每个孔22形成一个大孔23和一个小孔24，孔22局部进入孔23中。相连的销13穿过大孔，而一个弹性摩擦件如一个橡胶或类似材料的塞子25插入小孔中。塞子25设置在各自的销13的相对侧上。
下面描述所述装置的功能。在一个方便的场合下，最好当印刷电路板1已插入安装机(未示出)中时，安装在一个提升平台(未示出)上的支撑装置在印刷电路板1的方向中运动，直到一个相当于小于销13全长、最好约为销长度一半的距离将印刷电路板的下侧1a与销的上端13a分开。每个销位于其最下端位置并由其凸缘15座落在顶板9的上侧9b上(见图2)。
然后对腔16提供高于大气压的压力。接着腔16膨胀，销13向印刷电路板1抬起。一个施加在印刷电路板1的下侧1a上的一个可能的部件3上的销被防止向上移动，而另一个不会遇到任何阻力例如由于印刷电路板中的一个孔或位于印刷电路板外的销最终由凸缘15碰到板20下侧20a上而被防止向上移动(见图1)。
由于所有的销13直接与公共腔16连通，施加到印刷电路板1或一个元件3上的所有销13由独立于伸出位置的相同的压力被压在其上。
当销13接触在印刷电路板1上时，销由彼此相对移动的板18,19锁在此位置中，例如由气动或机械作用。橡胶塞25则与销13接触并夹紧它们，防止其被压下。
现在印刷电路板位于销13的一个夹具上，而且可以在印刷电路板1的上侧1b上安装元件，夹具确保作用在印刷电路板上的办在其整个表面上均匀分布。
当完成在印刷电路板上安装元件时，板18,19返回其初始位置，而且停止销13和橡胶塞25之间的接触。这样，销又自由进入孔23中，并且通过减小腔16中的压力可以返回初始的下部位置。
可以理解所述的实施例只是体现由权利要求限定的本发明构思的一个例子。在说明书中出现的材料、尺寸和形状的选择对本发明不是至关重要、而是可以改变。例如，板5,9,18,19,20可以由环氧树脂构成，而销13和管件11可以由硬塑料制成。
除了压缩空气外，可以使用不同的气体或液体。
同在所示的实施例中一样，表述“垂直于印刷电路板的平面”可以表示基本与印刷电路板平面成直角的一个方向，但不限于在本申请中的这种阐述。这样，支撑件可以在与印刷电路板相交叉的任意方向中移动，而且所有的支撑件不需要必须彼此平行设置。
参考方向即向上、向下、上侧等在此文件中是根据附图而定的，附图示出了本发明的一个实施例。对于本发明的一个不同的方位，例如其中一个印刷电路被侧向压在一个对接头上，则这些参考方向可以具有不同的意义。
权利要求
1．一种用于在一印刷电路板(1)上安装元件的支撑装置(2)，包括多个细长的支撑件(4)，支撑件垂直于印刷电路板的平面设置，以当安装元件时支撑印刷电路板，其特征在于，支撑件(4)调节成可以移动并向印刷电路板(1)屈服位移，以形成一个用于支撑印刷电路板的夹具。
2．如权利要求1所述的支撑装置，其特征在于，支撑件(4)调节成可以由流体作用、最好是液体压力或气体压力向印刷电路板移动。
3．如权利要求2所述的支撑装置，其特征在于，流体是一种气体，最好是一种压缩空气。
4．如权利要求2或3所述的支撑装置，其特征在于，支撑件(4)与一公共闭合腔(6,16)连通，这样当腔承受流体压力时，所有的支撑件在压力作用下在印刷电路板(1)的方向中抬起。
5．如上述任一项权利要求所述的支撑装置，其特征在于，支撑件(4)根据印刷电路板(1)的构形可以在一个选定的位置中锁紧。
6．如上述任一项权利要求所述的支撑装置，其特征在于，包括至少一个锁紧件(18,19)，所述锁紧件可以基本垂直于支撑件(4)的运动方向移动。
7．如权利要求6所述的支撑装置，其特征在于，两个锁紧件设置成板(18,19)形，所述板位于平行于印刷电路板(1)的平面中并可以在其各自的平面中移动，而且板具有孔(22,23,24)，支撑件(4)穿过这些孔，这样当板彼此相对移动时，支撑件被夹住并锁紧。
8．如权利要求7所述的支撑装置，其特征在于，设有一个弹性摩擦件(25)与每个孔(22)结合，当板彼此相对移动时弹性摩擦件夹住并锁紧支撑件。
9．如权利要求8所述的支撑装置，其特征在于，摩擦件是橡胶塞(25)。
10．如权利要求6-9中任一项所述的支撑装置，其特征在于，锁紧件(18,19)可以由气动作用移动。
11．如上述任一项权利要求所述的支撑装置，其特征在于，支撑件(4)包括在一端(13a)闭合的中空、固定的支撑(11)和中空锁(13)，销(13)设置成可以沿支撑(11)并垂直于印刷电路板(1)的平面移动。
12．如权利要求11所述的支撑装置，其特征在于，销的下部具有一个对接装置，最好是一个凸缘(15)，它通过接触在用于其的一个对接头(20a)上限制销在一预定伸出位置中的运动自由度。
全文摘要
本发明涉及一种用于将元件(3)安装到一印刷电路板(1)上的支撑装置(2)。支撑装置具有多个细长支撑件(4)，支撑件垂直于印刷电路板(1)的平面设置，以在安装元件(3)的过程中支撑印刷电路板(1)。支撑件(4)可以移动并向印刷电路板(1)屈服位移，以形成一个用于支撑印刷电路板的可锁紧的夹具。
文档编号H05K13/00GK1317226SQ9981070
公开日2001年10月10日 申请日期1999年9月8日 优先权日1998年9月11日
发明者托马斯·克莱默斯 申请人:阿斯科姆塔特克股份公司