[发明专利]安装电子元件的系统及方法

说明书

本发明涉及一种在一个板上，例如一个印制电路板，自动安装电子元件的技术。

全自动安装系统被用于在一个印制电路板上安装半导体元件，例如集成电路，大规模集成电路，二极管，电容器，电阻以及其它小型电子单元。

上述安装系统包括用于导引一个印制电路板(PCB)并确定该PCB在板支撑台上位置的导轨，用于固定将被安装到PCB上的多种电子元件的支撑台，以及能在X轴和Y轴方向上水平运动以将电子元件从元件支撑台移到PCB上进行安装的安装头。每个安装头带有多个真空钻，即吸嘴，它能在板支撑台和元件支撑台之间的范围内上下移动。多个真空钻被一个钻头支撑座支撑，换句话说，被一个钻套支撑，它允许选择替换真空钻并根据将被安装到PCB上的电子元件的尺寸和种类来预定将被安装到安装头上的真空钻。

真空钻被连接到一个真空泵上，该真空泵在真空钻的内部形成了一个通道或空管以保持一定的真空度，使得真空钻能在真空下吸住一个电子元件。为了自动检测真空钻是否吸取了该元件，每个真空钻有一个压力传感器以传感吸嘴孔或吸嘴腔内的压力值。

当真空钻没有拾取任何元件时，吸嘴腔内部保持基本大气压，当真空钻拾取或正吸住电子元件时，吸嘴腔内达到负压。因此，压力传感器检测这个或接近或低于预定压力值的压力值，以找出相应于该电子元件的真空钻的状态。

钻套上的真空钻具有不同的直径和不同的吸住电子元件的压力。

如果真空钻拾取元件的压力被预定在一定强度上，则压力传感器检测真空钻是否无误地拾取了该元件。但是，如果第一真空钻被另一个真空钻所代替，则后者不能在与第一真空钻相同的预定压力下吸住该元件。另外，根据相应于安装头的安装条件，每个真空钻有不同的吸取压力强度。

当压力传感器进行了检测并且电子元件没有被真空钻的拾取操作所吸住时，安装头不移动板支撑台，而是转向一个出口，并且该真空钻被提供以恒定气压。本安装系统还考虑了压力传感器发生失误的可能性，即一个电子元件实际上已被真空钻所吸住，尽管压力传感器没有检测到该真空钻拾取了该元件。这样的错误会浪费电子元件并对电子元件的组装程序产生不利影响。

因此，本发明包括了一种确保正确检测真空钻拾取状态的安装电子元件的系统和方法。

本发明提供了一种用一个系统在印制电路板上安装电子元件的方法，该系统包括带有安装头且用于固定电子元件的元件支撑台，该安装头带有用于拾取电子元件的可拆式真空钻，和一个用以固定印制电路板的板支撑台。该方法包括如下步骤：检测有关的真空钻处于打开状态时该真空钻的第一压力值；检测有关的真空钻处于关闭状态时该真空钻的第二压力值；根据检测到的相应真空钻的第一和第二压力值确定一个临界值；在确定电子元件被拾取时的真空钻压力值超过了临界值时，将安装头移动到板支撑台上。

另一方面，用于在印制电路板上安装电子元件的本系统包括一带有安装头且用于固定电子元件的元件支撑台，该安装头带有用于拾取电子元件的可拆式真空钻；一个用以固定电子元件安装在上面的印制电路板的板支撑台；一个用来检测真空钻处于打开状态时该真空钻的第一压力值和真空钻处于关闭状态时该真空钻的第二压力值的压力传感器；一个用来根据检测到的相应真空钻的第一和第二压力值确定一个临界值的装置；以及一个在确定了电子元件被拾取时的真空钻压力值超过了临界值时，将安装头移动到板支撑台上的装置

下面结合附图和图示实施例对本发明作进一步的阐述，附图中：

图1是依据本发明最佳实施例的安装电子元件系统的简图；

图2是图1所示系统的前视图；

图3是用于图1所示系统的控制电路的方块图；

图4是图1所示系统的操作流程图；

下面将参照图1至4详细说明本发明的最佳实施例。

参照图1和2，电子元件安装装置有一对平行放置的主支撑1和2，以及分别与主支撑1和2相连的导轨3和4。一个与主支撑1和2正交并且其两端分别与导轨3和4相连的横臂5沿着主支撑1和2在Y轴方向上被导引。一个头装置6可滑动地连接在横臂5上以在X轴方向上移动。

为了在Y方向上移动横臂5，一个被马达7带动的球形螺栓8可旋转地与主支撑2组合。该球形螺栓8穿过了横臂5的一端部。一个联锁轴10与横臂5并行安装。小齿轮11和12固定在联锁轴10的两端，齿条13和14分别固定在主支撑2和1上。因此，当球形螺栓8被马达7带动时，横臂5可在Y方向上移动。则与齿条13和14相啮合的小齿轮11和12旋转，使得横臂5在Y方向上与主支撑1和2成直角移动。