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Patent Searching and Data


Title:
SUCKING PIPETTE FOR PICKING UP ELECTRIC COMPONENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/034453
Kind Code:
A1
Abstract:
The face of the pipette (1) has an elastomer bearing body, cast en bloc in grooves, and fitted with a thin, encircling support rib (10) which rises slightly above the pipette. This enables the component to be securely suctioned and fixed with sufficient precision when assembling a printed board.

Inventors:
REIMANN GUENTER (DE)
Application Number:
PCT/DE1998/000179
Publication Date:
August 06, 1998
Filing Date:
January 21, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
REIMANN GUENTER (DE)
International Classes:
B25J15/06; F16B47/00; H05K13/04; (IPC1-7): H05K13/04
Foreign References:
EP0277731A21988-08-10
US4795518A1989-01-03
DE9406244U11994-09-15
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 16, no. 154 (E - 1190) 15 April 1992 (1992-04-15)
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Claims:
Patentansprüche
1. Pipette (1) zum Greifen eines Bauelementes (4) mittels Vakuum, insbesondere beim Bestücken von Leiterplatten, wobei die Pipette (1) in einer dem Bauelement (4) zugewandten Stirnseite (5) eine Saugöffnung (6) aufweist, wobei das Bauelement (4) gegen eine, die Saugöffnung (6) umgebende Auflagefläche der Stirnseite (5) ansaugbar ist und wobei die Auflagefläche Teil eines elastomeren Auflagekörpers (8) ist, der in die Stirnseite (5) eines Grundkörpers (2) der Pipette (1) eingesetzt ist und der die Stirnseite (5) gering fügig überragt, dadurch gekennzeichnet, da der Grundkörper (2) der Pipette (1) den in die Stirnseite (5) eingesetzten Teil des Auflagekörpers (8) mit Ausnahme der dem Bauelement (4) zugewandten Seite allseitig und spielfrei umschlie t.
2. Pipette nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t da der Auflagekörper (8) vom Grundkörper (2) hohlraumfrei umschlossen ist.
3. Pipette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da der Auflagekörper (8) aus einem im Querschnitt dicken Basisteil (12) und einer gegen dieses abgesetzten dünnen Auf lagerippe (10) besteht, die die Auflagefläche bildet.
4. Pipette nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, da die Auf lagerippe (10) im Querschnitt bogenförmig gekrümmt, insbesondere halbkreisförmig ausgebildet ist.
5. Pipette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da die Auflagefläche die Stirnseite (5) soweit überragt, da das Bauelement (4) unter voller Andruckkraft den Grundkörper (2) nicht berührt.
6. Pipette nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, da das stegartige dickere Basisteil (12) in seiner Längser streckung der Auf lagerippe (10) folgt, da der Grundkörper (2) zumindest eine entsprechende Aufnah menut für das Basisteil (12) aufweist und da der Auflagekörper (8) in einem Gie verfahren an den Grundkörper (2) angeformt ist.
7. Pipette nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da die Aufnahmenut im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet ist und da die Stirnseite des Basisteils (12) mit der Stirnseite (5) des Grundkörpers (2) mit Ausnahme der Auf lagerippe (10) zumindest annähernd fluchtet.
8. Pipette (1) zum Greifen eines Bauelementes (4) mittels Vakuum, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pipette (1) auf einer dem Bauelement (4) zugewand ten Stirnseite (5) eine Saugöffnung (6) und einen elastomeren Auflagekörper (8) aufweist, der in einem Grundkörper (2) der Pipette (1) eingesetzt und mit einer geringfügig vorstehenden umlaufenden Auflagefläche für das Bauelement (4) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, da in die Stirnseite (5) des Grundkörpers (2) zusätzlich zum Auflagekörper (8) zumindest ein elastomerer Stützkörper (9) mit stirnseitigen Stützflächen für das Bauelement (4) einge setzt ist und da die Stützflächen niedriger liegen als die Auflageflächen des Auflagekörpers (8).
9. Pipette nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, da der Stützkörper (9) mit dem Auflagekörper (8) einstückig verbunden ist.
10. Pipette nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, da der Stützkörper (9) stegartig ausgebildet ist und einen dem Auflagekörper (8) ähnlichen Querschnitt mit zumindest einer Stützrippe (11) aufweist, deren Au enseite die Stütz fläche bildet und da der Stützkörper (9) innerhalb der von der Auflagerippe (10) umschlossenen Fläche angeordnet ist.
11. Pipette nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, da der Auflagekörper (8) ringartig ausgebildet ist und da der Stützkörper (9) aus speichenartigen Stützstegen gebildet ist, die radial an den Auflagekörper (8) angesetzt sind.
12. Pipette nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, da die Stützrippen (11) ausgehend von den Auflagerippen (10) nach innen schräg abfallend verlaufen.
Description:
Beschreibung Saugpipette zum Greifen von elektrischen Bauelementen Die Erfindung bezieht sich auf eine Pipette zum Greifen von Bauelementen mittels Vakuum, insbesondere beim Bestücken von Leiterplatten.

Eine derartige Pipette ist z.B. durch das deutsche Gebrauchs- muster 94 06 244 bekannt geworden. Danach weist die Pipette auf ihrer, dem Bauelement zugewandten Stirnseite eine Saug- öffnung auf. Das Bauelement ist gegen eine die Saugöffnung umgebende Auflagefläche der Stirnseite ansaugbar. Die Aufla- gefläche ist Teil eines elastomeren Auflagekörpers, der in die Stirnseite eines Grundkörpers der Pipette eingesetzt ist und der die Stirnseite geringfügig überragt. Der Auflagekör- per ist als O-Ring ausgebildet, der mit Pre sitz an der Innenwandung des Grundkörpers anliegt. Der O-Ring verbessert die Saugfähigkeit der Pipette, da er sich besser als ein har- ter Körper an die Oberfläche des angesaugten Bauelementes anschmiegt.

Beim Bestücken von Leiterplatten werden zunehmend Bestück- automaten verwendet, die einen verfahrbaren Revolverkopf auf- weisen, der die Bauelemente aufnimmt, speichert, transpor- tiert, auf ihre gewünschte Einbaulage verdreht, justiert und auf die Leiterplatte absetzt. Bei den verschiedenen Bewe- gungsvorgängen treten derartige Beschleunigungen auf, da die Gefahr einer Lageveränderung des Bauelementes gegenüber der Pipette besteht. Die zulässige Lageabweichung ist jedoch so klein, da eine derartige Lageveränderung unbedingt vermieden werden mu . Insbesondere mu auch der Saugabstand zwischen der Pipette und dem Bauelement innerhalb enger Toleranzgren- zen gehalten werden, um ein schlagfreies Abholen und Aufset- zen der Bauelemente zu ermöglichen.

Bei dem bekannten O-Ring ist die Deformierbarkeit so gro , da derartige Genauigkeiten nicht sicher erreicht werden kön- nen. Insbesondere kann auch die beim Drehen des Revolverkop- fes auftretende Fliehkraft der radial angesaugten Bauelemente zum Ablösen des eingepre ten O-Rings führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lagegenauigkeit und die Bestücksicherheit zu erhöhen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemä Anspruch 1 gelöst.

Durch die allseitige Abstützung des Auflagekörpers im Grund- körper ist der Auflagekörper weniger deformierbar und siche- rer im Grundkörper gehalten. Die geringere Deformierbarkeit des Auflagekörpers verringert die elastische Auslenkung des angesaugten Bauelementes, so da dieses in einer genaueren Seiten- und Höhenlage gegenüber der Pipette fixiert werden kann. Durch das allseitige Einspannen des Auflagekörpers im Grundkörper wird au erdem die Gefahr einer Lageveränderung durch Verdrehen oder Herausrei en verringert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet: Durch die Weiterbildung nach Anspruch 2 ist der Grundkörper im eingesetzten Bereich so fest eingespannt, da er allen- falls noch an seiner freien Oberfläche geringfügig deformier- bar ist.

Der Querschnitt nach Anspruch 3 ermöglicht es, die Auflage- rippe im Querschnitt sehr schwach und den restlichen Teil des Auflagekörpers stärker auszubilden. Ein derartiger Auflage- körper lä t sich fertigungstechnisch leichter herstellen bzw.

einsetzen. Die Auf lagerippe wird aufgrund ihrer geringen Höhe nur wenig deformiert und kann sich dennoch Unebenheiten bzw.

Schräglagen des Bauelementes anpassen. Durch die entsprechend schmale Anlagefläche zum Bauelement wird die Haftwirkung

soweit verringert, da das Bauelement nach dem Aufsetzen auf die Leiterplatte nicht an der Pipette haften bleibt.

Durch den bogenförmigen Querschnitt nach Anspruch 4 wird eine besonders schmale linienförmige Anlage des Bauelementes an der Auflagerippe erzielt.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 5 werden harte Schläge beim Aufsetzen des Bauelementes auf die Leiterplatte sicher vermieden.

Die Weiterbildung nach Anspruch 6 ergibt gleichmä ige Verfor- mungsverhältnisse über die gesamte Erstreckung des z.B. ring- förmigen Auflagekörpers. Durch das Anspritzen wird eine feste Verbindung und eine hohe Zuordnungsgenauigkeit erreicht.

Die rechteckförmige Aufnahmenut nach Anspruch 7 lä t sich spritzgu technisch einfach herstellen und ergibt gute Haf- tungseigenschaften gegenüber dem elastomeren Auflagekörper.

Diese Haftungseigenschaften werden dadurch verbessert, da der Grundkörper z.B. mit Glasfasern verstärkt ist, deren Enden geringfügig in die Aufnahmenut hineinragen und dadurch das Herausrei en des eingespritzten Auflagekörpers erschwe- ren. Der fluchtende Abschlu der Au enseite mit dem Grund- körper ergibt eine optimale Abstützung der Auf lagerippe.

Durch den Stützkörper nach Anspruch 8 wird erreicht, da sich die Stützkraft mit zunehmender Verformung erhöht, so da die Auflagerippen weniger verformt werden und die Lageabweichun- gen des Bauelementes gegenüber der Pipette, insbesondere die Höhenlage des Bauelementes in engeren Toleranzgrenzen gehal- ten werden kann. Durch die niedrigeren Stützflächen wird au erdem selbst bei einem Bauelement mit balliger Oberfläche eine sichere Anlage an der Auflagerippe erreicht.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 9 kann der Stützkörper in einem Zug mit dem Auflagekörper ohne zusätzliche Angu - punkte hergestellt werden.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 10 werden die Vorteile der Ausgestaltung des Auflagekörpers auch vom Stützkörper, insbesondere hinsichtlich der Verformungs- und Haftbedingun- gen genutzt.

Durch die Weiterbildung nach Anspruch 11 ergeben sich günstige Gie verhältnisse, bei denen die Stützstege in einfa- cher Weise vom Auflagekörper abgezweigt werden können.

Die schräg abfallenden Stützrippen nach Anspruch 12 passen sich z.B. einem Bauelement mit balliger Saugfläche optimal an. Es wird somit mit stärker werdender Andrückkraft eine kontinuierlich vergrö erte Anlagefläche erreicht, ohne da entlang der äu eren Auflagerippe ein Leck auftreten kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 zeigt eine Ansicht einer Stirnseite einer Pipette zum Greifen von elektrischen Bauelementen, Figur 2 einen Schnitt durch die Pipette entlang der Linie II/II in Figur 1 mit einem elektrischen Bauelement.

Nach den Figuren 1 und 2 besteht eine Pipette 1 aus einem Grundkörper 2 und einem elastomeren Einsatz 3, der in eine, einem elektrischen Bauelement 4 zugewandten Stirnseite 5 des drehsymmetrischen Grundkörpers 2 eingesetzt ist. Die Pipette 1 ist mit ihrer Stirnseite 5 gemä dem senkrechten Pfeil in Figur 2 auf das Bauelement 4 aufsetzbar. Der Grundkörper 2 weist eine zur Stirnseite 5 durchgehende segmentierte zen- trale Saugöffnung 6 auf, die an eine Vakuumquelle eines nicht dargestellten Bestückkopfes eines Bestückautomaten für Lei-

terplatten angeschlossen ist. Der Grundkörper 2 ist mit einem Haltering 7 zum Befestigen am Bestückkopf versehen.

Der elastomere Einsatz 3 ist einstückig aus einem ringförmig die Saugöffnung 6 umgebenden Auflagekörper 8 und Stützkörpern 9 zusammengesetzt, die sich vom Auflagekörper 8 aus speichen- artig zur Saugöffnung 6 hin erstrecken. Der Auflagekörper 8 und die Stützkörper 9 weisen über die Stirnseite geringfügig hinausragende im Querschnitt halbkreisförmige Rippen, z.B.

10,11 auf. Diese sind zusammen mit einem dickeren stegartigen Basisteil 12 in entsprechend verlaufende, im Querschnitt rechteckförmige Aufnahmenuten des Grundkörpers eingegossen.

Die dem Auflagekörper 8 zugeordnete Auflagerippe 10 ist ring- förmig umlaufend geschlossen. Sie überragt die Stirnseite um ihre halbe Breite. Die den Stützkörpern zugeordneten Stütz- rippen 11 verlaufen speichenartig von der Auflagerippe 10 aus nach innen schräg abfallend. Das bedeutet, da sie mit zuneh- mender Andruckkraft an das Bauelement 4 entsprechend zuneh- mend wirksam werden. Durch die nach innen abnehmende Höhe der Stützrippen ist sichergestellt, da ein Bauelement mit balli- ger Oberfläche sicher und spaltfrei auf der Auf lagerippe auf- liegt.