電子元件安裝專利技術(shù)研究

吳琳

【摘要】 本文通過檢索并瀏覽大量電子元件安裝的專利申請(qǐng)，重點(diǎn)分析提高電子元件安裝效率相關(guān)專利的技術(shù)分支和關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵字】 元件 安裝

一、引言

所謂電子元件安裝技術(shù)，通俗地說就是利用電子元件安裝機(jī)在基板上安裝電子元件，它是通過頭部裝置從電子元件供給部中吸附電子元件，根據(jù)攝像裝置拍攝到的圖像識(shí)別頭部裝置的吸嘴所吸附的電子元件的保持狀態(tài)，控制將吸附的電子元件安裝到由基板輸送裝置輸送的基板上。

為了實(shí)現(xiàn)電子元件高效裝配，避免人為失誤，電子元件安裝技術(shù)迅速興起，在各類企業(yè)中被廣泛使用，如何提高電子元件安裝效率成為當(dāng)前電子元件安裝領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

二、技術(shù)發(fā)展

為了全面了解國(guó)內(nèi)外該領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r，在專利庫(kù)中進(jìn)行檢索，獲得200多件專利樣本，經(jīng)過統(tǒng)計(jì)和分析，對(duì)于如何提高電子元件安裝效率，具有多種改進(jìn)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 技術(shù)分支

根據(jù)專利申請(qǐng)情況，將提高電子元件安裝效率的技術(shù)手段大致劃分為以下幾種：頭部裝置改進(jìn)、輸送裝置改進(jìn)、控制程序改進(jìn)、攝像裝置改進(jìn)、新裝配流程改進(jìn)。

頭部裝置是執(zhí)行電子元件吸附的部件，主要包括安裝頭和運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)，安裝頭的內(nèi)部結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到元件對(duì)準(zhǔn)與糾錯(cuò)效率，運(yùn)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)直接關(guān)系到安裝頭的移動(dòng)行程，頭部裝置改進(jìn)主要包括提高安裝頭安裝效率和故障糾正以及縮短安裝頭移動(dòng)距離；

輸送裝置主要是輸送基板，對(duì)輸送裝置的改進(jìn)主要包括輸送裝置結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、傳感器輔助檢測(cè)故障診斷與控制、輸送軌道的設(shè)計(jì)和多輸送裝置結(jié)構(gòu)及運(yùn)輸順序優(yōu)化；

改進(jìn)控制程序來提高安裝效率是所有自動(dòng)化作業(yè)中均需要考慮的問題，主要包括單個(gè)安裝程序優(yōu)化、多個(gè)安裝程序間交替優(yōu)化和故障控制處理；

在電子元件的安裝過程中，攝像裝置可設(shè)置多個(gè)，可以拍攝到吸嘴吸附的電子部件狀態(tài)，然后通過與預(yù)設(shè)的吸附狀態(tài)比較，以控制將電子元件安裝于電路基板上設(shè)定的位置，還可以輔助控制生產(chǎn)節(jié)拍，以合理安排安裝順序，對(duì)攝像裝置的改進(jìn)包括生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)監(jiān)控的故障診斷和處理、節(jié)拍速度檢測(cè)、安裝順序控制以及元件位置的識(shí)別與定位；

新裝配流程是指隨著安裝機(jī)臺(tái)數(shù)的增多，會(huì)產(chǎn)生整個(gè)安裝系統(tǒng)的大型化、設(shè)置空間增大等問題，需要對(duì)安裝流程進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)新裝配流程的改進(jìn)包括裝配流程順序改進(jìn)和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)小型化的設(shè)計(jì)。

從2010年起，關(guān)于輸送裝置改進(jìn)和頭部裝置改進(jìn)的專利申請(qǐng)激增。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

分析專利樣本獲得專利申請(qǐng)的分布情況如下：日本申請(qǐng)占90%，韓國(guó)申請(qǐng)占4%，中國(guó)申請(qǐng)占3%，包括美國(guó)及歐洲在內(nèi)的其他國(guó)家申請(qǐng)占2%。

其中日本的專利申請(qǐng)主要集中在以下幾個(gè)公司：松下、富士機(jī)械、JUKI和雅馬哈。

松下公司的專利申請(qǐng)幾乎覆蓋了上述所有的技術(shù)分支，其在1994年提出了一種集成電路元件組裝方法及其裝置（公開號(hào)為CN1111820A），可將集成電路元件的相對(duì)基板的接合電極配置面面朝上地進(jìn)行供給和組裝，不會(huì)損傷其接合電極又不會(huì)產(chǎn)生吸附不良，并可相對(duì)基板的裝置位置正確而又平行地組裝，以確保牢固又適當(dāng)?shù)慕雍希€可以進(jìn)行需要加壓力控制和加熱控制的接合作業(yè)，并且即使加熱也不會(huì)產(chǎn)生因熱膨脹引起的偏位，可進(jìn)行高精度裝配，其開創(chuàng)了電子元件高效率安裝的先河。

富士機(jī)械于2003年提出了一種部件安裝裝置、控制該裝置動(dòng)作的程序及部件安裝系統(tǒng)（公開號(hào)為CN1498071A），可提高部件安裝的生產(chǎn)效率，生產(chǎn)線不因局部故障而全部停止，簡(jiǎn)化部件再安裝時(shí)的生產(chǎn)管理。該部件安裝裝置的2臺(tái)基板輸送裝置分別運(yùn)入基板，并進(jìn)行交替安裝部件。

在頭部單元為2個(gè)的情況下，當(dāng)一方基板正在輸送中、或運(yùn)送該一方的基板的基板輸送裝置正在變更寬度時(shí)，對(duì)一方的基板的部件安裝頭，參與到另一方的部件安裝頭的工作中，對(duì)另一方的基板進(jìn)行部件的安裝。任一方的基板輸送裝置也可以作為旁通輸送機(jī)或返回輸送機(jī)使用。

這篇專利首次提出了設(shè)置多個(gè)安裝頭對(duì)應(yīng)多個(gè)基板輸送裝置交替安裝作業(yè)的思想，改變了現(xiàn)有技術(shù)中基板一塊一塊進(jìn)行元件安裝的結(jié)構(gòu)和由這種結(jié)構(gòu)帶來的發(fā)生故障時(shí)等待時(shí)間長(zhǎng)的問題，這種改進(jìn)大大提高了生產(chǎn)效率。

三、結(jié)語

本文對(duì)電子元件安裝領(lǐng)域的專利申請(qǐng)的技術(shù)進(jìn)行了分析，知悉對(duì)于提高電子元件安裝效率的技術(shù)分支及其發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]譚亮.通用貼片機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)況[J].世界產(chǎn)品與技術(shù)，2002（03）：24-26.

[2]宋福民，肖永山.貼片機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究[J].電子工業(yè)專用設(shè)備， 2007（08）：16-20.