Устройство для сборки радиодеталей

 

Изобретение относится к производству радиодеталей и может быть использовано при сборке полупроводниковых приборов, интегральных схем и гибридных схем, основанных на материале A^IIIB^V. Цель изобретения - расширение технологических возможностей. Сущность изобретения: устройство содержит поворотный в горизонтальной плоскости несущий элемент 1 с установленными на них каретками 2, 3, 4, 5, механизм поворота 6 несущего элемента 1 и соединенных кинематически с приводным двигателем 10 механизм подъема и опускания 7 кареток. Новым в устройстве является то, что несущий элемент 1 выполнен в виде пустотелой турели, имеющей вертикальные направляющие 11 и V-образные пазы 12 по ее внешнему периметру, механизм подъема и опускания 7 кареток 2, 3, 4, 5 выполнен в виде закрепленного на валу 13 приводного двигателя 10 и проходящего через вертикальную ось турели ходового винта 14 с гайкой 15, снабженной крестовиной 16, установленной с возможностью взаимодействия с подпружиненными упорами 17, размещенными на каретках, а механизм поворота 6 несущего элемента 1 выполнен в виде смонтированной на хвостовике ходового винта 14 муфты 20 и тягового электромагнита 21 с подпружиненными рычагом 22, установленным с возможностью взаимодействия с V-образными пазами 12 турели, при этом каретки 2, 3, 4, 5 установлены на вертикальных направляющих 11 турели. 2 ил.

Изобретение относится к производству радиодеталей и может быть использовано при сборке полупроводниковых приборов, интегральных схем и гибридных схем, основанных на материале А^IIIB^V.

Известно устройство для сборки радиодеталей, содержащее защищенный [1] узел для нанесения клея.

Устройство содержит также монтажный инструмент в виде вакуумного захвата, дозатор клея с наконечником, которые установлены на поворотной траверсе и соединены кинематически с приводным двигателем, механизмы поворота траверсы, подъема и опускания монтажного инструмента и дозатора клея. Механизм поворота траверсы включает кинематическую пару в виде червячного колеса и червяка. Осуществление подъема траверсы с монтажным инструментом и дозатором клея происходит от пневмосистемы.

Недостатком известного устройства является то, что монтажный инструмент и дозатор клея закреплены на траверсе жестко, подъем и опускание которой осуществляется пневмоцилиндром, что исключает монтаж элементов на основе материала А^IIIB^V, т. к. невозможно запрограммировать скорость опускания инструмента под кристаллом, а также невозможна плавная манипуляция кристаллом.

Известное устройство не позволяет осуществлять одновременный монтаж разновысотных элементов, ввиду того, что величина вертикального хода для каждого отдельного элемента не программируется, она одинакова, поэтому на каждый элемент будет воздействовать масса всего механизма.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа устройство для сборки радиодеталей [2] , содержащее поворотный в горизонтальной плоскости несущий элемент с установленными на нем и имеющими одна - монтажный инструмент, другая - дозатор клея каретками, соединенный кинематически с приводным двигателем механизм подъема и опускания кареток, и механизм поворота несущего элемента. Несущий элемент выполнен в виде траверсы, а механизм его поворота - в виде водила, закрепленного на валу приводного двигателя с возможностью взаимодействия с радиальным пазом, выполненным в траверсе, а механизм подъема и опускания монтажного инструмента и дозатора клея выполнен в виде двуплечих рычагов, установленных с возможностью взаимодействия с каретками траверсы и кулачка, установленного с возможностью свободного вращения на оси поворота траверсы и кинематически связанного зубчатой передачей с приводным двигателем.

Однако известное устройство имеет недостатки. Ввиду того, что кинематическая цепь от приводного двигателя до исполнительных рычагов траверсы, на которых смонтированы каретки монтажного инструмента и дозатора клея, длинная, очень сложно программировать величину опускания кареток, что в конечном итоге исключает монтаж разновысотных элементов одновременно.

Кроме того, устройство не позволяет увеличивать количество кареток более двух потому, что профиль кулачка, управляющего движением кареток, в таком случае становится практически невыполнимым, следовательно снижается количество элементов, которые можно монтировать одновременно.

В связи с указанными недостатками технологические возможности устройства ограничены.

Целью изобретения является расширение технологических возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для сборки радиодеталей, содержащем поворотный в горизонтальной плоскости несущий элемент с установленными на нем каретками, механизм поворота несущего элемента и соединенный кинематически с приводным двигателем механизм подъема и опускания кареток, несущий элемент выполнен в виде пустотелой турели, имеющей вертикальные направляющие и V-образные пазы по ее внешнему периметру, механизм подъема и опускания кареток выполнен в виде закрепленного на валу приводного двигателя и проходящего через вертикальную ось турели ходового винта с гайкой, снабженной крестовиной, установленной с возможностью взаимодействия с подпружиненными упорами, размещенными на каретках, а механизм поворота несущего элемента выполнен в виде смонтированной на хвостовике ходового винта муфты и тягового электромагнита с подпружиненным рычагом, установленным с возможностью взаимодействия с V-образными пазами турели, при этом каретки установлены на вертикальных направляющих турели.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что устройство отличается новой конструкцией несущего элемента и новым выполнением механизма его поворота, а также новым выполнением механизма подъема и поворота кареток.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

При проверке изобретательского уровня выявлено, что совокупность признаков предполагаемого изобретения дает возможность получить новый эффект - расширение технологических возможностей, который не присущ каждому признаку в отдельности.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства в плане; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство содержит поворотный в горизонтальной плоскости несущий элемент 1 с установленными на нем каретками 2, 3, 4, 5, механизм поворота 6 несущего элемента 1 и механизм подъема и опускания 7 кареток 2, 3, 4, 5. На каждой из трех кареток 2, 3, 4 смонтирован монтажный инструмент 8 (монтажные инструменты кареток 3, 4 на чертежах не показаны), а на каретке 5 смонтирован дозатор клея 9. Механизм подъема и опускания 7 кареток 2, 3, 4, 5 кинематически соединен с приводным двигателем 10. Несущий элемент 1 выполнен в виде пустотелой турели, которая имеет вертикальные направляющие 11 и V-образные пазы 12 по ее внешнему периметру. Механизм подъема и опускания 7 кареток 2, 3, 4, 5 выполнен в виде закрепленного на вертикальном валу 13 приводного двигателя 10 и проходящего через вертикальную ось турели ходового винта 14 с гайкой 15. Гайка 15 снабжена крестовиной 16. На каретках 2, 3, 4, 5 размещены подпружиненные упоры 17, с которыми взаимодействует крестовина 16. На гайке 15 закреплен также рычаг 18 с двумя подшипниками 19 на конце, которые охватывают одну из вертикальных направляющих 11 с целью исключения поворота гайки 15 относительно направляющих 11. Механизм поворота 6 несущего элемента 1 выполнен в виде электромагнитной муфты 20 и тягового электромагнита 21 с подпружиненным рычагом 22. Электромагнитная муфта 20 смонтирована на хвостовике ходового винта 14 и состоит из двух полумуфт, имеющих общую плоскость сцепления К. Она может быть любого исполнения: электрическая, электромагнитная, фрикционная, кулачковая и т. д. Подпружиненный рычаг 22 установлен с возможностью взаимодействия с V-образными пазами 12 пустотелой турели. Каретки 2, 3, 4, 5 установлены на вертикальных направляющих 11 турели. На одном конце подпружиненного рычага 22 закреплен подшипник 23, который может входить в V-образный паз 12 турели, на другом - пружина 24. Устройство для сборки радиодеталей жестко крепится к двухкоординатному столу 25.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении полумуфты электромагнитной муфты 20 по плоскости К расцеплены. Каретки 2, 3, 4, 5 находятся в верхнем положении: каретка 2 с монтажным инструментом 8 - над кассетой 26 с кристаллами 27; каретка 5 с дозатором клея 9 - над корпусом полупроводникового прибора (или платы, или платы гибридной сборной); каретка 3 - над пассивным элементом 28, размещенном на вибролинейке 29; каретка 4 - над пассивным элементом 30, размещенном на вибролинейке 31.

При включении приводного двигателя 10 ходовой винт 14 вращается, при этом гайка 15 вместе с крестовиной 16 опускается вниз. Под действием пружин 32 опускаются вниз: каретка 5 с дозатором клея 9 и каретки 2, 3, 4 с монтажными инструментами. Монтажный инструмент 8 с помощью вакуума (вакуумная система на чертежах не показана) захватывает кристалл 27 (фиг. 1) из кассеты 26, дозатор клея 9 наносит на корпус 33 полупроводникового прибора клей или припойную пасту, монтажный инструмент каретки 3 захватывает также с помощью вакуума пассивный элемент 28, а монтажный инструмент каретки 4 - пассивный элемент 30. При этом все четыре операции осуществляются одновременно.

После реверсирования приводного двигателя 10 гайка 15, а вместе с ней крестовина 16 поднимаются в крайнее верхнее положение, после чего приводной двигатель 10 останавливается. Вместе с крестовиной 16 через упоры 17 поднимаются каретки 2, 3, 4, 5. Одновременно с остановкой приводного двигателя 10 включаются тяговый электромагнит 21 и верхняя полумуфта электромагнитной муфты 20. Тяговый электромагнит 21 притягивает подпружиненный рычаг 22, поэтому подшипник 23 выходит из V-образного паза 12 несущего элемента 1. Полумуфты электромагнитной муфты 20 входят в зацепление по плоскости К. Электромагнитная муфта 20 приводит во вращение несущий элемент 1, т. к. ее верхняя полумуфта имеет выступы 34, которые размещены в пазах корпуса несущего элемента 1. Несущий элемент 1 вместе с каретками 2, 3, 4, 5 поворачивается по часовой стрелке на 90^о. Затем выключаются тяговый электромагнит 21 и верхняя полумуфта электромагнитной муфты 20. Несущий элемент 1 фиксируется подшипником 23, который заходит в V-образный паз 12 под действием пружины 24, а верхняя полумуфта электромагнитной муфты 20 выходит из зацепления по плоскости К с ее нижней полумуфтой. Включается приводной двигатель 10 и при вращении ходового винта 14 гайка 15 с крестовиной 16 опускается, а вместе с гайкой опускаются на рабочие позиции каретки 2, 3, 4, 5. При этом опускании кареток 2, 3, 4, 5 осуществляется только одна операция - пассивный элемент 30 (при отключенном вакууме) устанавливается на корпус 33. Вакуум в других монтажных инструментах в это время не отключается. Затем аналогичным образом осуществляется подъем кареток 2, 3, 4, 5, поворот их на 180^о против часовой стрелки и опускание. При этом на корпус 33 устанавливается пассивный элемент 28. Далее осуществляется снова подъем, поворот на 90^о против часовой стрелки и опускание кареток 2, 3, 4, 5. При этом на корпус 33 устанавливается кристалл 27. Для приведения устройства в исходное положение осуществляется еще раз подъем и поворот кареток 2, 3, 4, 5 на 180^о по часовой стрелке. Затем цикл работы устройства повторяется.

Такое выполнение устройства позволяет расширить его технологические возможности, так как выполненение несущего элемента в виде вращающейся турели позволяет установить на элементе, не две, как в прототипе, каретки, а n-ое количество кареток, а следовательно n-ое количество монтажных инструментов, включая каретку для дозатора клея. Кроме того, конструкция механизма подъема и опускания кареток позволяет программировать величину подъема и опускания кареток, что в конечном итоге позволяет осуществлять можнтаж разновысотных радиодеталей.

Предлагаемое устройство может быть изготовлено на любом машиностроительном заводе без разработки специального оборудования из стандартных материалов, поэтому оно промышленно применимо. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1396297, кл. H 05 K 3/00, 1987.

2. Авторское свидетельство СССР N 1545932, кл. H 05 K 13/04, 1989.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СБОРКИ РАДИОДЕТАЛЕЙ, содержащее поворотный в горизонтальной плоскости несущий элемент с установленными на нем каретками, механизм поворота несущего элемента И, соединенный кинематически с приводным двигателем механизм подъема и опускания кареток, отличающийся тем, что несущий элемент выполнен в виде пустотелой турели, с вертикальными направляющими и V-образными пазами по ее внешнему периметру, механизм подъема и опускания кареток выполнен в виде закрепленного на валу приводного двигателя и проходящего через вертикальную ось турели ходового винта с гайкой, снабженной крестовиной, установленной с возможностью взаимодействия с подпружиненными упорами, размещенными на каретках, а механизм поворота несущего элемента выполнен в виде смонтированной на хвостовике ходового винта муфты и тягового электромагнита с подпружиненным рычагом, установленным с возможностью взаимодействия с V-образными пазами турели, при этом каретки установлены на вертикальных направляющих турели.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2