操作电子器件的装置及其方法.pdf

本发明涉及一种操作电子器件的装置及其方法，其中这些电子器件形成在一个共用基体上，该装置包括：(a)一个切割夹盘，其用来将所述器件分开；(b)一个处理单元，其包括一个漂洗站、至少一个烘干站、以及一个输出站；(c)一个传送平台，其用来从所述处理单元的所述输出站接收器件；以及(d)一个输出轨道，其用来将所述器件运送到一个输出位置。

1.  一种操作电子器件的装置，这些电子器件形成在一个共用基体上，该装置包括：
(a)一个切割夹盘，其用来将所述器件分开；
(b)一个处理单元，其包括一个漂洗站、至少一个烘干站、以及一个输出站；
(c)一个传送平台，其用来从所述处理单元的所述输出站接收器件；以及
(d)一个输出轨道，其用来将所述器件运送到一个输出位置。

2.  如权利要求1的装置，其中所述切割夹盘、所述处理单元以及所述传送平台的上表面位于同一高度上，并且其中该装置还包括传送装置，通过经过所述切割夹盘、处理单元和传送平台的表面的滑动运动，该传送装置用来将所述器件从切割夹盘穿过处理单元传送到传送平台。

3.  如权利要求2的装置，其中所述处理单元包括一个交换站，所述传送装置包括第一传送装置和第二传送装置，在该交换站第一传送装置被第二传送装置所取代。

4.  如权利要求2的装置，其中所述传送装置包括至少一个由多个壁形成的开口，以接收多个所述分开的器件，其中所述壁中至少有一个是可移动的，以接合被接纳在所述开口中的所述分开的器件，并且将所述的分开器件保持在一个固定的相关方向上。

5.  如权利要求1的装置，其中有一个光学传感器来检测所述器件行的分离，该传感器安装在所述传送平台端部与所述输出轨道结合处的正上方。

6.  如权利要求1的装置，其中有一个光学传感器以检测所述器件中第一个器件的前沿，该传感器安装在所述输出位置处。

7.  如权利要求1的装置，其中有一组真空孔来用于为阻尼的和机械的止动器提供真空抽吸作用，这组真空孔设置在所述输出位置以使第一个所述器件正好停止在准备拾取的位置。

8.  一种操作和处理电子器件的方法，其中这些器件形成在一个共用基体上，该方法包括以下步骤：
(a)在一个切割夹盘处将所述器件分开；
(b)用一个传送装置将所述器件传送到并穿过一个处理单元；
(c)将所述器件从所述处理单元的一个输出站传送到一个传送平台；和
(d)将所述器件从所述传送平台移到一个输出轨道；以及
(e)将所述器件沿着所述输出轨道运送到一个输出位置，
其中步骤(b)和(c)是由所述器件在所述切割夹盘、所述处理单元和所述传送平台的水平表面上侧向滑移来实现的。

9.  如权利要求8的方法，其中所述器件从所述切割夹盘沿着第一方向传送到所述处理单元，并穿过该处理单元传送到所述传送平台，接着所述器件在与所述第一方向正交的第二方向上沿所述传送平台传送到所述输出轨道。

10.  如权利要求9的方法，其中所述器件沿着所述输出轨道并平行于所述第一方向运送。

11.  如权利要求8的方法，其中在步骤(b)中，所述器件的所述传送是通过一个传送装置来实现的，该传送装置包括至少一个开口，该开口由多个壁形成以接收所述多个分开的器件，其中所述壁中至少有一个是可移动的，以接合接纳在所述开口中的所述分开的器件，并且将所述的分开器件保持在一个固定的相关方向上。

12.  如权利要求8的方法，其中在步骤(d)中所述器件由真空孔保持在所述传送平台上，并且所述器件上游的真空孔在器件向前移向所述输出轨道时可被盖住。

13.  如权利要求8的方法，其中在步骤(d)中在所述器件移到所述输出轨道之前，最前面器件的边相互对齐，并且消除所述器件之间的所有间隙。

14.  如权利要求8的方法，其中在步骤(d)中当利用多个推力并在所述输出轨道下面真空孔的真空抽吸作用下所述器件从所述传送平台移动到所述输出轨道时，有一个向下的压力加到所述器件上。

15.  如权利要求14的方法，其中第一推力由所述推杆施加到所述器件上从而将所述器件基本推到所述轨道上，这样使所述器件的重心刚好超出所述传送平台的边缘，但所述器件还有一个边仍位于所述传送平台上；所述第二推杆将一个很轻的向下的压力加到所述器件上，以确保所述器件与其后的一行器件完全分离开来；其中第二推力由所述推杆加到所述器件上以将它们完全推到所述轨道上；并且所述器件的下降作用得到所述输出轨道下面的所述真空孔的所述真空抽吸的帮助。

16.  如权利要求8的方法，其中在步骤(e)中，当所述器件在沿着所述输出轨道移向输出位置并停在那里时，所述器件由真空孔保持在所述输出轨道上。

17.  如权利要求16的方法，其中所述器件沿着所述输出轨道被推进并在真空抽吸和机械止动器的阻尼作用下停止在所述输出位置。

操作电子器件的装置及其方法
本发明是申请号为02107772.X，申请日为2002-3-22，发明名称为“用于取放操作的装置和方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种取放高密度电子器件组件的装置和方法，本发明特别涉及这些组件在分离并通过后续处理后的处理。
背景技术
高密度电子器件组件在传统都是以矩形阵列形成在一个普通的基体上。然后该电子器件组件在进行后续处理和加工之前分离开来。这种分离在传统上由一锯子锯开。即基体由真空吸在切割夹盘上时，该锯子将组件之间的基体锯开。
在切割过程之后，电子器件组件须经一系列的处理，例如在清洗烘干后传送以进行所需集成电路的加工操作。在这些处理步骤中，电子器件组件方向不变这一点非常重要，因为进一步的许多操作在设计上都依赖于电子组件的特定方向。因此，在分离后以及后续的处理过程中，使电子器件组件保持相同的配置和方向非常重要。
现有技术中，上述工作在传统上是由“嵌套”技术来实现的，或者在进一步处理的过程中通过将分开的电子器件组件保持在真空切割平盘上来实现。嵌套技术可分为两类：采用底部嵌套载体和采用顶部嵌套盖体。在这两种情况下，分开的电子器件组件由一个载体从下面或者由一个盖体从上面——所谓的“嵌套”保持原始的配置和方向，并且在后面的处理过程中，这些组件都保持在嵌套巢中。美国专利US6165232和US6187654就公开了这种技术。
另一种技术能够在后续处理如冲洗和烘干的过程中将分开的组件简单地保持在真空切割夹盘上。然而，这里有一个困难即：在进一步的处理过程中，切割夹盘无法接收并分离其它基体，并且如果装置的处理速度要达到可以接受的程度，就需要有多个切割夹盘。
发明内容
本发明提供一种操作处理电子器件的装置，其中这些器件已在切割夹盘从一个共用基体上分离开来，该装置包括：一个将所述分开的器件从所述切割夹盘传送到并穿过一个处理单元的装置，其中所述传送装置包括至少一个开口，该开口由多个壁形成以接收所述多个分开的器件，其中所述壁中至少有一个是可移动的，以接合接收在所述开口中的所述分开的器件，并且将所述分开的器件保持在一个固定的相关方向上。
本发明提供一种操作电子器件的装置，这些器件形成在一个共用的基体上，该装置包括：(a)一个切割夹盘，其用来将所述器件分开；(b)一个处理单元，其包括一个漂洗站、至少一个烘干站、以及一个输出站；(c)一个传送平台，其用来从所述处理单元的所述输出站接收器件；以及(d)一个输出轨道，其用来将所述器件运送到一个输出位置。
本发明的另一更宽的方面是提供一种传送多个电子器件的装置，其中这些器件已从一个共用基体上分离开来，所述装置包括：至少一个开口，该开口由多个壁形成以接收多个所述的分开器件，其中所述壁中至少有一个是可移动的，从而接合接纳在所述开口中的所述分开器件，并且将所述分开的器件保持在一个固定的相关方向上。
本发明还可扩展到一种操作器件的方法，因此本发明的另一方面是提供一种操作处理电子器件的方法，其中这些器件形成在一个共用基体上，该方法包括以下步骤：(a)在一个切割夹盘处将所述器件分开；(b)借助于传送装置将所述器件传送到并穿过一个处理单元；(c)将所述器件从所述处理单元的一个输出站传送到一个传送平台；以及(d)将所述器件从所述传送平台移动到一个输出轨道；以及(e)将所述器件沿着所述输出轨道运送到一个输出位置，其中步骤(b)和(c)是由所述器件在所述切割夹盘、所述处理单元和所述传送平台的水平表面上侧向滑移来实现的。
附图说明
下面将参考下列附图以举例的方式来描述本发明的一个实施例，其中：
图1a为本发明一实施例的平面图和侧视图，示出了电子组件在切割夹盘上分开后的状态；
图1b为图1中的实施例在分开的组件侧向传送离开切割夹盘后的平面图和侧视图；
图1c为在与分开的组件接合之前接收在本发明传送装置内的分开的组件的平面图和侧视图；
图1d为在与分开的组件接合之后接收在本发明传送装置内的分开的组件的平面图和侧视图；
图2a为将分开组件传送到漂洗站的平面图和侧视图；
图2b为分开组件在第一烘干站烘干以及传送到第二传送装置的平面图和侧视图；
图3a为将分开的组件传送到第二烘干站的平面图和侧视图；
图3b为分开的组件传送到输出位置的平面图和侧视图；
图4a为移去传送装置的平面图和侧视图；
图4b为用传送装置将分开的组件移到一个输出装置上的平面图和侧视图；
图5a-d为输出装置按顺序操作的平面图和侧视图；
图6a-d为输出装置将组件传送到一个轨道地详细说明图；
图7a和b为分开组件沿着轨道移到一个拾取位置的图；
图8为整个装置的平面和侧视图。
具体实施方式
首先参见图1a和图1b，承载有多个电子组件的基体放置在真空切割夹盘5上，从图1b可清楚地看出，切割夹盘5包括一组切割凹槽9的矩形阵列，其可使切割锯(图中未视出)将各个电子组件7彼此分开。切割夹盘5上还具有真空孔8，该孔位于每一个电子器件组件的位置处从而首先将整个基体牢牢吸住，然后在电子组件7分离后将其吸在夹盘5上。在所示实施例中，基体上总共有16个电子器件组件，并且这些电子器件组件隔开后被分成4组，每组4个。显然其它的数目和布置也行。
在电子组件7彼此分开之后并且在电子组件7仍由真空吸在切割夹盘5上时，第一传送装置4被移动到切割夹盘5和分开的组件7的正上方。第一传送装置4包括一个大体为矩形的金属框以及在本例中四个大体为矩形的开口，该开口具有4个侧边并与四组电子组件7相对应，但是比电子组件7的组占据的空间稍大一些。第一传送装置4下降到切割夹盘5上，这样分开的组件7的组就容纳在这些开口中。
开口具有四个侧壁，两个侧壁1平行于传送装置4的纵轴，两个侧壁2与纵轴垂直。这些侧壁中至少有一个可由一个执行元件移动以接合这些分开的组件7并一起移动它们，以便它们彼此保持接触为的是保持它们相关的位置和方向。在图1a和图1b的实施例中，有一个横向侧壁2是可移动的，并且图1a和图1b中该侧壁2的移动是沿着传送装置的纵轴移动从而使组件7彼此接合起来。
显然，开口上还带有交叉线6以形成网格从而防止组件7彼此交叠。传送装置4的高度由导向框16(图1c)确定，其在选择上应足够低从而使交叉线6得以实现防交叠这一功能，同时还应足够高，这样交叉线不与组件7进行不必要的接触从而不会损坏这些电子组件。交叉线6应选择一种软质材料从而使损坏的可能降到最低。
在图1a和图1b中，仅有一个侧壁，即横向侧壁是可移动的，但是在图1c和图1d的实施例中，横向侧壁2和纵向侧壁1均可移动。执行元件43用来移动每一个开口的横向侧壁2，同时执行元件44移动每一个开口的纵向侧壁1。
一旦一个或多个侧壁1、2移动起来从而使每一组中的组件7移动并彼此接合，传送装置4就侧向移动，使这些组件就滑动到一个处理单元上。处理单元的上表面与切割夹盘5的上表面齐平，这样组件可平滑地滑动到处理单元上。处理单元具有一个平滑的顶面3，并且该顶面中形成有五个处理站：一个漂洗站、一个第一烘干站、一个交换站、一个第二烘干站和一个输出站。现在按顺序对这五个站进行说明。
图2a所示为漂洗站。漂洗站中有一串孔10，这些孔沿着传送装置4和组件7组的纵轴在组件7的下面排成一行。当组件7由传送装置4保持在漂洗站时，可将水或其它任何漂洗介质加到组件7的下侧。漂洗操作过程中，如图2a中箭头所示，传送装置4在两侧间来回移动从而确保水或所用的漂洗介质加到组件7的整个下表面。这里应当注意的是，组件7的上侧面通常在分离过程中在切割夹盘处已被漂洗过了，或者被漂洗站的其它机构漂洗过了。
组件7在漂洗站漂洗之后，传送装置4再次侧向移动从而使组件7滑过处理单元的表面3直到其到达一个由两行真空孔11确定的第一烘干站，这些真空孔连接在一个真空源上从而将组件7保持在处理单元的表面3上。在组件7由真空孔11吸在表面3上的同时，第一传送装置4如箭头所示在真空孔11之上横向移动，真空孔11用来烘干组件7的下表面并从该下表面去掉任何存在的液体，该液体是在切割夹盘上进行漂洗时带上的，或者是在漂洗站漂洗表面而带上的。
然后，第一传送装置横向移到一个交换站，在这里第一传送装置4由完全相同的第二传送装置12代替。在此交换站，第一传送装置4向上移开组件7，然后再横向移回切割夹盘5以重复操作另一个基体和各个组件组。在其位置处，一个完全相同的第二传送装置12横向移到组件7的上面，然后向下移到组件7上从而占据原来第一传送装置4的位置。
这里应该注意的是，从原则上讲第二传送装置12并非是必需的，所有的操作均可由第一传送装置4完成。然而，这里优选利用一个第二传送装置12来代替第一传送装置4，这样第一传送装置4可以自由地回到切割夹盘5以进一步传送其它的已分离开的组件。这样，第二传送装置就可提高整个设备的处理速度。在第二传送装置12中，结构的纵向侧壁15、横向侧壁13以及交叉线14分别是第一传送装置4中纵向侧壁1、横向侧壁2以及交叉线6的对应物。
然后，第二传送装置12从交换站将组件7横向滑动到图3a所示的第二烘干站，这里组件7由真空孔19保持在处理单元的平台上。在第二烘干站，烘干装置17将空气通过多个喷嘴(优选为每件有一个喷嘴)导到组件7上。第二烘干装置17和/或第二传送装置12可横向移动以确保组件7能完全烘干，并且烘干装置17还可沿着第二传送装置12的轴线移动(即垂直于第一传送装置4、第二传送装置12移过处理单元的方向)。
图3b所示为处理单元的最后一级，这里，组件7由第二传送装置12从第二烘干站滑到输出站，在输出站烘干装置17由真空孔20吸附住。在该输出站上，组件7由真空孔20吸附住，同时第二传送装置12从组件向上移开然后在下降到处理单元的表面3之前横向移回到组件7和烘干装置17之间的一个位置。在下降到处理单元的表面3上时，第二传送装置12正好位于组件7的后面(相对于组件移过处理单元的方向)，并且如图4a和图4b所示，第二传送装置12进一步滑移并利用侧边18将组件7推到传送平台24上，在传送平台上组件由真空孔23吸附住。第二传送装置12将组件一直推到它们顶到壁22，该壁沿着第二传送装置12的纵轴平行伸出，然后组件就夹在壁22和第二传送装置12的纵向侧边18之间。第二传送装置在此停止。
然后组件按照图5a-5d所示的顺序从传送平台24移动到轨道21上。在这个移动中，组件7平行于组件组和传送装置4、12的纵轴移动，并垂直于组件通过处理单元的方向。
首先，如图5a所示，有一个推杆25下降到组件7的前面、组件7与轨道21之间的一个位置。然后，如图5b所示，推杆25向后移并且一直移动组件7的组移到一起而且它们之间没有空间为止，更为重要的是，这样最前面的组件7(即那些与轨道21最为靠近的组件)的前沿彼此对齐，如图5b所示。然后推杆25从这一位置开始升高并移到组件的后面(即距轨道21最远的组件)，在此，其下降到组件7和盖件26之间的一个位置。如图5c所示，推杆25从这里将组件7推向轨道21。在此操作过程中，真空孔23用来防止该行组件如图5d所示发生弯曲(bucking)。此外，在推杆25将该行组件7推向轨道21时，盖件26可用来防止那些暴露的真空孔23产生不希望的吸力损失。这样，空腔30内的吸力就集中在需要的地方，从而可减少抽吸装置29所需的功率。真空孔27和真空孔28所提供的真空抽吸力可用作最前面组件7的制动。由此在推杆25将组件7推向轨道21时，可用来消除传送平台24上相邻行组件之间空隙。
现在来参见图6a-d，其中可以看出轨道21略低于传送平台24。这能使各行组件从平台24移到轨道21时，组件7从组件行干净利落地分离。为此，在轨道21紧邻平台24端部的部分上有一个第二推杆32。在平台24端部和轨道21之间结合部的正上方有一个传感器33，该传感器33用来在组件7沿着平台移向轨道21时检测这些组件。特别是，第一对组件7可由推杆25推出平台24的端部，并且当该组件7有90％都位于轨道21上(图6b)、组件7的重心已超出传送平台24的边缘、但组件7有一侧仍在传送平台24上时，推杆25停止，第二推杆32轻轻向下移动(图6c)，以将第一对组件从第二对组件断开并落到轨道21上。断开后，第二推杆32向上移到其起始位置。当传感器33检测出下一对组件的边缘达到平台24端部时(图6d)，推杆25将最前面的组件7完全推到轨道21上。轨道21下面真空孔31的真空抽吸作用有助于组件7的下落。第二推杆32向下移动到轨道21上的组件7的顶面。第二推杆32的后跟的高度在设计上应为：当其移到低位时，推杆的底部橡胶面不会压到轨道21上面的组件7。然后，轨道21上面的组件7由第二推杆32的后跟移走。在其推完组件7以后，第二推杆会返回到其高位并回到其与平台24端部相邻的位置。推杆25再次启动从而继续该过程。
当一定数目的组件7以这种方式从传送平台24移到轨道21上时，第三推杆34被移到组件7后面的一个位置从而将组件7推向轨道21的端部以及一个输出位置，组件7从这里被取放装置拾起以进行外观检查、进一步处理并以通常的方式组装到电路板上。图7a示出了这种处理过程。轨道21下面的真空孔41用来防止组件7形成图7b所示的弯曲。
第三推杆34沿轨道21推动各行组件7，直到该组件行的第一组件7到达真空孔37，这里第一组件被真空孔37吸住并且一直吸到组件7之间的所有空隙全部消除，第三推杆34通过该行组件7将组件向上推，并且直到轨道端头的光学传感器40检测到该行组件中第一组件7的前沿为止。当传感器40检测到该行组件中第一组件的前沿时，第三推杆34停止。侧向的真空孔36还用来使第一组件制动从而防止移过头或由于惯性继续运动，并且有一个微型机械止动器39在这里备用。这样当第一组件7在轨道端部的输出位置停下来时，由一个常规的拾取头(图中未示出)将组件从下面移走并载离从而能用常规方式进一步进行处理。当第一组件被拾取头拾取时，生产线上的下一个组件由真空孔37吸住，并且止动器38可防止下一个组件被意外带起。
一旦第一组件被拾走，第三推杆34再次被启动从而将各行组件7一直推到光学传感器40检测到下一个组件7的前沿为止，然后重复前面的步骤。
图8所示为本发明实施例中所涉及的整个装置和方法的平面图和侧视图。承载有组件7的基体在切割夹盘5被分开来，然后按顺序被传送到漂洗站、第一烘干站、交换站、第二烘干站和最后的输出站，其中第一传送装置在交换站被第二传送装置代替，组件由输出站移到传送平台上。切割夹盘5的上表面、处理单元、以及传送平台24均在同一平面上，并且组件7通过在顶面上侧滑从切割夹盘5开始经过处理单元被传送到传送平台24上。组件从传送平台24移到一个处于较低位置的轨道21上，然后轨道21将其送到一个输出位置。