[发明专利]抓放系统及其部件

说明书

本发明通常涉及集成电路制造系统，尤其涉及用于这种集成电路的抓放系统。

过去，电子电路板装配的某些操作是在远离生产装配线的地方完成的。在各种进料机器和机器人装卸系统将集成电路装配到电子电路板上时，与处理集成电路有关的操作例如编程、测试、校准和测量是在不同的区域在各自的设备上而不是集成到主生产装配线上完成的。

例如，在可编程器件例如电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪速EEPROM的编程中，所使用的独立编程设备通常位于与电路板装配线分开的区域中。为什么离线进行编程有若干原因。

首先，编程设备相对较大且笨重。这是因为需要准确地将可编程器件高速插入编程器的编程插口中或者从编程插口中移走。由于插入和移走需要相对长的高速横越和非常精确的定位，因此需要非常坚固的机器人装卸设备。这种坚固设备意味着各种部件必须相对厚重、具有坚固的结构支承构件，以保持高速移动的抓放系统的结构完整性和精确定位。由于编程设备的尺寸和用于甚至更大装配设备的空间有限，所以它们位于不同区域中。

其次，单个高速生产装配系统对编程器件的消耗比在单个编程机构上对它们进行编程要快。这需要许多通常较长时间操作的编程系统，目的是为生产装配系统储备编程设备。这意味着在两个系统之间操作次数和输入要求是不同的。

第三，过去一直没人能建立一个能很容易地集成有生产装配系统的机械和电子部分的单个系统。这些系统复杂且通常需要耗费大量的工程时间进行改变以结合附加设备。

就在不同区域中对可编程器件进行编程然后将已编程器件引入生产装配区域中从而插入电子电路板中而言，与此有关的主要问题是难以使两个独立过程在不同区域中运行以及难以在两个独立系统之间进行协调。通常，生产装配线会用完可编程器件且不得不关闭整个生产装配线。在另一些时候，编程设备用于对足够库存的被编程器件进行编程，从而确保生产装配线不会被关闭；但是，这增加了库存成本。当必须改变编程且手头有大量被编程集成电路时会产生其他问题。在这种情况下，库存的可编程器件必须被重新编程，所以浪费时间和金钱。

显然，需要一个更好的系统，但看起来没有真正解决这种问题的方法。在改进过程中存在很多显然难以克服的问题。

首先，当前生产装配线的运转速度大大超过了现有编程器的编程速度能力，编程器的编程量远远大于现有系统所认为可能的编程量。

其次，编程器的速度不仅要比现有编程器快，而且还要更小。这种理想系统将集成到生产装配线中，但这样做不会干扰现有生产装配线或要求新生产装配线的长度超过没有理想系统时的长度。此外，这些生产装配线中大多数已经充满或设计成充满各种类型的为附加设备提供有限空间的进料和装卸模块。

第三，显然，任何与生产装配线集成的编程器还必须与用于通信和时序安排目的的生产系统软件的控制软件和电子设备接口。这就是个问题，因为生产装配线系统软件不仅复杂，而且是保密的和/或所有权归那些系统的制造商。这意味着上述集成必须与制造商合作完成，或者在研究编程器控制软件之前必须在理解制造商软件上花费来完成大量的时间和努力，除非改进它们自己的系统，否则制造商是不情愿花费任何时间进行工程计划的。

第四，编程器和生产设备之间的机械接口需要相对于生产装配系统的抓放装卸设备高度准确地放置被编程设备。

第五，存在大量不同的生产装卸设备制造商和生产制造设备。这意味着必须对大量不同的生产装配线结构进行研究并在不同制造商所要求的设计上作较多折衷。

第六，理想系统允许在具有不同构造和尺寸的不同微型器件之间快速改变。

第七，理想系统需要能容纳包括带状、管状和盘状进料器的很多不同的微型器件进料机构。

最后，需要能快速抛弃在编程过程中有故障的微型器件。

所有上述问题看起来都使得有效解决问题是不可能的。这在试图发明一个复杂系统时尤其如此，所述复杂系统是便携式的、允许仅用外部电力和气压进行“即插即用”操作、提供自动编程和装卸、能将被编程的可编程器件导入自动生产装配线中。

本发明提供与空气源和电力源相连的微型器件抓放系统。该系统具有抓放部件，该抓放部件包括驱动器、抓放探针以及连接驱动器和探针的适应耦合器。控制系统驱动多个电动气压阀，以选择性地将空气动力源与驱动器连接以使适应耦合器将探针移向抓放位置及从抓放位置移走。多个气压阀其中之一选择性地使气动真空装置与探针连接和断开，以此分别实现抓住和释放微型器件。该抓放系统是用于快速和灵活抓住及放置灵敏微型器件的有效系统。